高中化学第6章化学反应与能量第2节微专题4控制变量法探究化学反应速率的影响因素

题
4、6、8 和 2、5 (3)反应温度 6、7 和 8、9 (4)稀硫酸过量，等量 强
化
的金属完全反应，放出的热量相等
训 练
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第十页，共十八页。
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜
溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题：
微
专
题
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有____________________ 强
②当加入一定量的 CuSO4 后，生成的单质 Cu 会沉积在 Zn 的表
训 练
面，降低了 Zn 与 H2SO4 溶液的接触面积，且 H2SO4 溶液的浓度变得
较小，因此反应速率会减小。
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第十六页，共十八页。
[答案] (1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4
＋H2↑
(2)CuSO4 与 Zn 反应产生的 Cu 与 Zn 在稀硫酸溶液中形成
Cu—Zn 原电池，加快了氢气产生的速率
微
专
题
(3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等 强
化
(4)①30 10 17.5
训 练
②当加入一定量的 CuSO4 后，生成的单质 Cu 会沉积在 Zn 的表
面，降低了 Zn 与 H2SO4 溶液的接触面积，且 H2SO4 溶液的浓度变得
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第十一页，共十八页。
(3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有
微 专
题
______________________________________________________ 强
化
_____________________________________________(答两种)。
训 练
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第八页，共十八页。
[解析] (1)比较实验 4 和 5：金属质量相等，硫酸浓度相同，反
应前溶液温度相同，粉末状金属比丝状金属反应快，这说明固体反应
物的表面积对反应速率有影响，固体与液体的接触面积越大，反应速
微
率越快。类似实验还有 1 和 2。(2)其他条件相同，浓度不同的实验有
CuSO4===Cu＋ZnSO4、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
微 专
题
(2)由于 CuSO4 与 Zn 反应产生的 Cu 与 Zn 在稀硫酸溶液中形成 强 化
Cu—Zn 原电池，因此加快了氢气产生的速率。
训 练
(3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有升高反
应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等。
第六章 化学反应 与能量 (huàxué fǎnyìng)
第二节 化学反应的速率(sùlǜ)与限度 微专题4 控制变量法探究化学反应速率的
影响因素
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科学研究中，对于多因素(多变量)的问题，常常采用只改变其中
的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成
微
几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究 专 题 强
结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如， 化 训 练
探究温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；
而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因
素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。 返 首 页
训 练
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第十二页，共十八页。
(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设
计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入 6 个盛有过
量 Zn 粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所
微
需时间。
专
题
实验混合溶液
强
A
B
C
D
E
F化
训
4 mol·L－1H2SO4/mL
微
专
题
(2) 仅 表 明 反 应 物 浓 度 会 对 反 应 速 率 产 生 影 响 的 实 验 有 强
化
____________________。
训 练
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_________________，
其实验序号是______________。
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化
______________________________________________________。
训 练
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________
______________________________________________________
______________________________________________________。
(1)确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探
究结果的因素。
微
(2)定多变一：在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种
专 题
强
因素，探究这种因素与所探究问题的关系，然后按此方法依次分析其 化 训
练
他因素与所探究问题的关系。
(3)数据有效：解答时注意选择的数据(或设置的实验)要有效，且
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第十五页，共十八页。
(4)①为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，则硫酸
的浓度应该是相同的，因此最终溶液的体积必需相等，A 组中硫酸为
30 mL，那其他组硫酸也为 30 mL，根据表中数据可知总体积是 50 微 专
题
mL，则 V1＝30，V6＝50－10－30＝10，V9＝50－30－2.5＝17.5。 强 化
变量统一，否则无法作出正确判断。 返 首 页
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第四页，共十八页。
【典例】 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据。
实验 金属质 金属 序号 量/g 状态
1 0.10 丝 2 1)
0.5 0.5
V(H2SO 溶液温度/℃ 金属消失 微
专
4)/mL
35
200
50
20
36
25
微
50
20
35
125 专
题
强
50
35
50
50
化
训
练
50
20
34
100
50
30
44
40
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第六页，共十八页。
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验 4、5 表明___________对反应速率有影响，__________，
反应速率越大，能表明同一规律的实验还有________。
反应前
反应后
的时间/s
题 强
化
50
20
34
500
训 练
50
20
35
50
3 0.10 丝
0.7
50
20
36
250
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第五页，共十八页。
4 0.10 丝
0.8
5 0.10 粉末
0.8
6 0.10 丝
1.0
7 0.10 丝
1.0
8 0.10 丝
1.1
9 0.10 丝
1.1
50
20
专 题
强
实验 1、3、4、6、8 和实验 2、5。(3)要表明反应温度对反应速率有
化 训
练
影响，应控制其他条件相同，仅温度不同，如实验 6、7 和实验 8、9。
(4)由表中数据可知，金属质量相等，即一定质量的金属与足量的稀硫
酸反应放出的热量相同。 返 首 页
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第九页，共十八页。
[答案] (1)固体反应物的表面积 表面积越大 1、2 (2)1、3、 微 专
30
V1
V2
V3
练
V4
V5
饱和 CuSO4 溶液/mL
0
0.5 2.5
5
V6 20
H2O/mL
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V7
V8
第十三页，共十八页。
V9
V10
10
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①请完成此实验设计，其中：V1＝______，V6＝________，V9＝
________。
②该同学最后得出的结论为当加入少量 CuSO4 溶液时，生成氢 微
气的速率会大大提高，但当加入的
CuSO4 溶液超过一定量时，生成
专 题
强
氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
化 训
练
______________________________________________________
______________________________________________________
第七页，共十八页。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约 15 ℃)相 微 专
题
近，推测其原因：___________________________________________ 强
化
______________________________________________________。
较小
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第十七页，共十八页。
内容(nèiróng)总结
第六章 化学反应(huàxué fǎnyìng)与能量
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第十八页，共十八页。
______________________________________________________。 返 首 页
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第十四页，共十八页。
[解析] (1)因 Cu2＋的氧化性比 H＋的强，所以加入 CuSO4 后，Zn
先与 CuSO4 反应，反应后再与酸反应，反应的有关方程式为 Zn＋
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第二页，共十八页。
1．常见考查形式
(1)以表格的形式给出多组实验数据，让同学们找出每组数据的变 微 专
题
化对化学反应速率的影响。
强
化
(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让同学们设计实验并分析
训 练
各因素对化学反应速率的影响。
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第三页，共十八页。
2．解题策略