1、 17 控制变量探究影响化学反应速率的因素控制变量探究影响化学反应速率的因素 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，故为搞清楚某个因素的影响需 控制其他因素相同或不变，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 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。 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，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的
2、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。 3实例分析 探究温度、催化剂对反应：2H2O2=2H2OO2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。 探究对象的反应 2H2O2=2H2OO2 控制的可变量 催化剂 温度 控制的不变量 浓度、温度等 浓度、催化剂等 实验方案 取相同量的5%H2O2溶液于两支 规格相同的试管中， 向其中一支 试管中加入少量 M
3、nO2，另一支 不加，在常温下观察 取相同量的5%H2O2溶液于两支 规格相同的试管中， 给其中一支 试管加热，另一支不加热，观察 1 (2019 洛阳月考)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应， 测得在不同时间 (t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是 ( ) 组别 对应曲线 c(HCl)/mol L 1 反应温度/ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A第 4 组实验的反应速率最慢 B第 1 组实验中盐酸的浓度大于 2.5 mol L 1 C第 2 组实验中盐酸的浓
4、度等于 2.5 mol L 1 D第 3 组实验的反应温度低于 30 答案 D 解析 由图像可知，1、2、3、4 四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第 4 组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A 正确；第 1 组实验，反应所用时间最短， 故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于 2.5 mol L 1，B 正确；第 2 组实验， 铁是粉末状，与 3、4 组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于 2.5 mol L 1， C 正确；由 3、4 组实验并结合图像知第 3 组实验中反应温度应高于 30 ，D 错误。 2(2017 江苏，10)H2O2分解速
5、率受多种因素影响。实验测得 70 时不同条件下 H2O2浓度 随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H2O2分解速率越快 C图丙表明，少量 Mn2 存在时，溶液碱性越强，H 2O2分解速率越快 D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2 对 H 2O2分解速率的影响大 答案 D 解析 A 项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B 项，NaOH 浓度 越大，即 pH 越大，H2O2分解速率越快，错误；C 项，由图可知，Mn2 存在时，0.1 mol L1 NaOH 溶液
6、中 H2O2的分解速率比 1.0 mol L 1 的 NaOH 中的快，错误；D 项，由图可知，碱 性条件下，Mn2 存在时，对 H 2O2分解速率影响大，正确。 3(2020 石家庄模拟)为了研究一定浓度 Fe2 的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实 验结果如下图所示，判断下列说法正确的是( ) ApH 越小，氧化率越大 B温度越高，氧化率越小 CFe2 的氧化率仅与溶液的 pH 和温度有关 D实验说明降低 pH、升高温度有利于提高 Fe2 的氧化率 答案 D 解析 由可知，温度相同时，pH 越小，氧化率越大，由可知，pH 相同时，温度越 高，氧化率越大；C 项，Fe2 的氧化率除受 p
7、H、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。 4(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示： 序号 纯锌粉/g 2.0 mol L 1 硫酸溶液/mL 温度/ 硫酸铜 固体/g 加入蒸 馏水/mL 2.0 50.0 25 0 0 2.0 40.0 25 0 10.0 2.0 50.0 25 0.2 0 2.0 50.0 25 4.0 0 本实验待测数据可以是_，实验和实验可以探究 _对锌与稀硫酸反应速率的影响。 实验和实验的目的是_，写 出有关反应的离子方程式：_。 (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： 实验 序号 体积 V/
8、mL K2S2O8溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中 Vx_，理由是_。 答案 (1)反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间) 硫酸浓 度 探究硫酸铜的质量对反应速率的影响 ZnCu2 =Zn2Cu，Zn2H=Zn2 H2 (2)2.0 保证反应物 K2S2O8浓度的改变，而其他物质的浓度不变 解析 (1)实验和实验中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验和实验中加 入硫酸铜，Cu2 的氧化性强于 H，首先发生反应 ZnCu2
9、=Zn2Cu，生成的铜附着在 锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会 覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。本实验待测数据可 以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验 和实验可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。实验和实验加入的硫酸铜的质量不 同，可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。 (2)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 Vx2.0。 控制变量法解决问题的基本思路以第 4 题(1)为例