1、高考提分微课(11)控制变量探究影响化学反应速率的因素-2-在研究影响化学反应速率的因素时,由于外界影响因素较多,为了搞清楚某个因素对化学反应速率的影响,均需控制其他因素相同或不变,再进行实验。因此,常用控制变量的方法解决该类问题。1.常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据,让学生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素,让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。-3-2.解题策略(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,应该先确定某些因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题
2、存在怎样的关系;在确定一种因素产生的影响以后,再依次确定其他因素产生的影响,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,否则无法作出正确判断。-4-3.实例分析探究温度、催化剂对反应2H2O2=2H2O+O2的影响,可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量,其他的则控制为不变量。-5-典例(2018湖南衡阳八中高三月考)铬是广泛存在于环境中的金属元素,在水体中主要以三价和六价铬的化合物为主,其中六价铬对人体有害。通常含六价铬的酸性工业废水的处理流程为:为进一步研究初始pH和草酸浓
3、度对第步反应速率的影响,某学习小组设计对比实验如下表:-6-甲、乙两个实验中 随时间的变化如图所示:(1)实验设计表中z=;(2)实验甲中0t1时间段反应速率v(Cr3+)=molL-1min-1(用含字母的代数式表示)。(3)常温下,第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),已知溶度积KspCr(OH)3=110-32 (molL-1)4,要使c(Cr3+)不高于10-5molL-1,溶液的pH应调至。-7-8-跟踪训练跟踪训练1.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的
4、影响”,实验如下:-9-(1)通过实验A、B,可探究出(影响因素)的改变对反应速率的影响,其中V1=,T1=;通过实验可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)若t18,则由实验A、B可以得出的结论是;利用实验B中数据计算,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)=。(3)该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2+,写出相应反应的离子方程式。-10-(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示,并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用,则该作用是,相应的粒子最可能是。答案(1)
5、浓度1293B、C(2)其他条件相同时,增大反应物浓度、反应速率增大(其他合理说法也对)8.310-4molL-1s-1(3)2 +5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O(4)催化作用Mn2+-11-解析 分析表中数据知,本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。实验中,探究浓度(温度)对反应速率的影响时,就要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验,草酸浓度不同,故温度应相同,T1=293;为使A、B两组实验中KMnO4浓度相同,则溶液总体积均应为6 mL,故V1=1。C组温度与另外两组不同,加水量与B组相同,故实验B、C是探究温度对化学反应速率的影响,因此V2=
6、3。由A、B实验现象及浓度差异知,在其他条件相同的情况下,增大反应物浓度可加快化学反应速率。计算反应速率时,c(KMnO4)应是混合溶液中的浓度。利用实验B中数据计算,v(KMnO4)=0.02 molL-1210-3 L(610-3 L)8 s8.310-4molL-1s-1。-12-13-2.碘在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用0.50 molL-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1K2S2O8溶液、0.10 molL-1Na2S2O3溶液等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。-14-(2)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:表中Vx=,理由是。(3)已知某条件下,的浓度与反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请在坐标图中分别画出降低反应温度和加入催化剂时 与反应时间t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。-15-答案(1)Na2S2O32(2)2保证其他条件不变,只改变反应物K2S2O8浓度,从而才能达到对照实验目的(3)
