2020版新一线高考化学（鲁科版）一轮复习教学案：专项突破15　“控制变量法”探究反应速率的影响因素

专项突破(十五)　“控制变量法”探究反应速率的影响因素1．确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。2．定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。3．数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。1．为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下方案：编号纯锌粉质量0.2 mol·L－1稀硫酸体积温度硫酸铜固体质量Ⅰ2.0 g 10.0 mL25 ℃ 0Ⅱ2.0 g 10.0 mLt ℃0Ⅲ2.0 g 10.0 mL35 ℃ 0.2 g Ⅳ2.0 g 10.0 mL35 ℃ 4.0 g 下列推断合理的是(　　)A．选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制t＝25B．待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需要的时间，时间越长，反应越快C．根据该方案，还可以探究稀硫酸浓度对反应速率的影响D．根据该实验方案得出反应速率的大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>ⅣD　[A项，根据控制变量法，若选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，Ⅱ的温度必须控制在35 ℃，错误；B项，收集相同条件下等体积的气体所需的时间越长，则反应速率越慢，错误；C项，题中各组实验中稀硫酸的浓度均相同，故无法探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，错误；D项，本题影响反应速率大小的主要因素是温度和硫酸铜固体的质量，由A项分析可知实验Ⅱ的温度应为35 ℃，则反应速率Ⅱ>Ⅰ，实验Ⅲ中锌与置换出的铜及稀硫酸构成原电池，使Ⅲ的反应速率比Ⅱ的快，实验Ⅳ中CuSO4用量过多，置换出的铜可能覆盖在锌表面而阻止反应的进行，从而使Zn与H2SO4反应速率大大减小，故四个反应的反应速率的大小关系可能为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ，正确。]2．下表为某学生进行的两组实验：反应物Na2S2O3溶液H2SO4溶液水甲0.1 mol·L－110 mL0.1 mol·L－110 mL5 mL乙0.2 mol·L－15 mL0.2 mol·L－15 mL20 mL若其他条件均相同，上述两组实验中，对应反应的反应速率关系为(　　)A．甲>乙　　　　 B．甲<乙C．甲＝乙 D．无法判断A　[甲组溶液的总体积是25 mL，混合溶液中，甲组反应物的浓度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝＝0.04 mol·L－1；乙组溶液的总体积是30 mL，混合溶液中，乙组反应物的浓度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝≈0.033 mol·L－1。由于甲组中反应物的浓度较大，故在其他条件相同时，其反应速率较大，即甲组的反应速率大于乙组的反应速率，A项正确。]3．为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx＝________mL，理由是_____________________________________________________________________________________________。解析：实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0 mL。答案：2.0　保证反应物K2S2O8浓度的改变，而其他物质浓度不变