2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版高考热点突破微课 13 9页

温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 高考热点突破微课13 ‎ 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,故为搞清某个因素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.探究策略 ‎3.探究思路 ‎ ‎ ‎【典例】(2018·北京高考节选)‎ ‎(1)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应[3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)　ΔH=-254 kJ·mol-1]的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。‎ i.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O ii.I2+2H2O+______ ________+________+2I- ‎ ‎(2)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)‎ 序号 A B C D 试剂 组成 ‎0.4 mol·L-1‎ KI a mol·L-1‎ KI ‎0.2 mol·L-1‎ H2SO4‎ ‎0.2 mol·L-1‎ H2SO4‎ ‎0.2 mol·L-1‎ KI ‎0.000 2 mol I2‎ 实验 现象 溶液变黄,‎ 溶液变黄,出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色,‎ 一段时间后出现浑浊 变成黄色,出现浑浊较A快 ‎①B是A的对比实验,则a=________。 ‎ ‎②比较A、B、C,可得出的结论是__________。 ‎ ‎③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A。结合i、ii反应速率解释原因:_ _____。 ‎ ‎【思维建模】探究外界条件对反应速率的影响实验的一般解题思路为 ‎【解析】(1)反应ii中I2化合价降低,所以另一种反应物应为还原剂SO2,其化合价升高,生成物是S,根据电荷守恒原则,在酸性条件下用H+调整电荷守恒,故有I2+2H2O+SO2S+4H++2I-。(2)①B是A的对比实验,c(I-)应相同,故a=0.4。②A、B、C三组实验中,C为对照实验,证明在无I-存在时,H2SO4对SO2的歧化反应无影响;A、B对比证明c(I-)相同时,c(H+)越大,反应i速率越快。③I2易溶解在KI溶液中,将反应ii乘以2与反应i相加,得反应式3SO2+2H2OS↓+2S+4H+,可知随着反应的进行c(H+)增大,根据②的结论,SO2的歧化反应速率D>A。‎ 答案:(1)SO2　S　4H+‎ ‎(2)①0.4‎ ‎②I-是SO2歧化反应的催化剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化反应速率 ‎③反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反应i加快 ‎【延伸探究】(1)若此实验探究过程中的反应均在锥形瓶中进行,应该怎样比较溶液中出现浑浊的快慢?‎ 提示:可用黑色记号笔在一张白纸的适当位置画一粗细深浅一致的“+”字,然后贴在锥形瓶的底部。实验过程中通过观察锥形瓶底部“+”遮挡的程度,记录反应的时间。‎ ‎(2)在本实验的探究过程中是否需要控制温度?‎ 提示:需要,四组实验必须在温度相同的条件下进行。‎ ‎(3)本实验为什么必须在密闭容器中进行?‎ 提示:因为实验中的SO2和I-均具有还原性,在敞口容器中进行容易被空气中的氧气氧化而导致实验误差,因此必须在密闭容器中进行。‎ ‎1.硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:‎ O2NC6H4COOC2H5(aq)+OH-‎(aq)‎ O2NC6H4COO-(aq)+C2H5OH(aq),两种反应物的初始浓度均为0.500 mol·L-1,不同温度下测得O2NC6H4COOC2H5的浓度(mol·L-1)随时间变化的数据如下表所示。‎ t/s ‎0‎ ‎120‎ ‎180‎ ‎240‎ ‎330‎ ‎530‎ ‎600‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎15 ℃‎ ‎0.500‎ ‎0.335‎ ‎0.291‎ ‎0.256‎ ‎0.210‎ ‎0.155‎ ‎0.148‎ ‎0.145‎ ‎0.145‎ ‎35 ℃‎ ‎0.500‎ ‎0.325‎ ‎0.275‎ ‎0.238‎ ‎0.190‎ ‎……‎ ‎0.135‎ ‎0.135‎ ‎0.135‎ 下列有关说法不正确的是 (　　)‎ A.由数据可知,温度升高,反应速率加快 B.由数据可知,随着反应的进行,反应物的浓度降低,反应速率减慢 C.530 s时,表格中‎35 ℃‎对应的数据一定是0.135‎ D.该反应在‎15 ℃‎时,120～180 s区间O2NC6H4COOC2H5的平均反应速率为7.33×‎ ‎10-4 mol·L-1·s-1‎ ‎【解析】选C。由数据可知,随着温度升高,相同时间段内O2NC6H4COOC2H5的浓度降低的速率快,表示温度升高,反应速率加快,故A项正确;由数据可知,其他条件不变时,随着反应的进行,相同时间段内O2NC6H4COOC2H5的浓度降低的幅度减小,说明反应物的浓度降低,反应速率减慢,故B项正确;根据表格数据,600 s时是平衡状态,则530 s时可能是平衡状态,也可能不是,故C项错误;该反应在‎15 ℃‎时,120～180 s区间O2NC6H4COOC2H5的平均反应速率为≈7.33×10-4mol·L-1·s-1,故D项正确。‎ ‎2.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 Ⅰ ‎2.0 g ‎10.0 mL ‎25 ℃‎ ‎0‎ Ⅱ ‎2.0 g ‎10.0 mL t ℃‎ ‎0‎ Ⅲ ‎2.0 g ‎10.0 mL ‎35 ℃‎ ‎0.2 g Ⅳ ‎2.0 g ‎10.0 mL ‎35 ℃‎ ‎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=25‎ B.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>Ⅳ ‎【解析】选D。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。‎ ‎3.某兴趣小组研究含一定浓度Fe2+的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率,实验结果如图所示,判断下列说法正确的是 (　　)‎ A.pH越小氧化率越小 B.温度越高氧化率越小 C.Fe2+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 ‎【解析】选D。由②③可知,温度相同时pH越小,氧化率越大,由①②可知,pH相同时,温度越高,氧化率越大;Fe2+的氧化率除受pH、温度影响外,还受其他因素影响,如氧气的浓度等。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.(2020·宜春模拟)W溶液受热会发生分解反应。体积均为‎2 L的4组溶液(忽略反应前后体积的变化),W的物质的量随时间的变化如表,则下列说法不正确的是 (　　)‎ ‎0 min ‎10 min ‎20 min ‎30 min ‎40 min ‎50 min ‎60 min ‎①‎ ‎10 ℃‎ ‎1.1‎ ‎0.90‎ ‎0.80‎ ‎0.73‎ ‎0.68‎ ‎0.65‎ ‎0.65‎ ‎②‎ ‎10 ℃‎ a ‎0.70‎ ‎0.65‎ ‎0.65‎ ‎0.65‎ ‎0.65‎ ‎0.65‎ ‎③‎ ‎25 ℃‎ ‎1.0‎ ‎0.70‎ ‎0.50‎ ‎0.35‎ ‎0.25‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎④‎ ‎30 ℃‎ ‎2.0‎ ‎1.4‎ ‎0.90‎ ‎0.50‎ ‎0.20‎ ‎0.13‎ ‎0.13‎ A.在10～20 min内,实验①中W的平均分解速率为0.005 mol·L-1·min-1‎ B.a>1.1,且说明浓度越大,反应速率越快 C.对比①和③,说明温度越高,反应速率越快 D.对比①和④,不能说明同一时刻W的平均反应速率随温度升高而增大 ‎【解析】选C。在10～20 min内,实验①中W的物质的量的变化量为0.1 mol,所以在10～20 min内,实验①中W的平均分解速率为 mol·L-1·min-1=‎ ‎0.005 mol·L-1·min-1,故A正确;若a>1.1,由实验①、②可知,温度相同的条件下,浓度大先达平衡,所以a>1.1,且说明浓度越大反应速率越快,故B正确;‎ 对比实验①和③,温度不同,起始的浓度也不同,所以对比实验①和③,不能说明W的平均反应速率随温度升高而增大,故C错误;对比实验①和④,温度不同,起始的浓度也不同,所以对比实验①和④,不能说明同一时刻W的平均反应速率随温度升高而增大,故D正确。‎ ‎2.(2020·泰州模拟)用酸性KMnO4溶液与H‎2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素:‎ Ⅰ.实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸 反应原理:　Mn+　H‎2C2O4+　　　Mn2++　CO2↑+　H2O ‎(1)配平上述离子方程式。‎ ‎(2)滴定时KMnO4溶液应盛装于________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 ‎ ‎　Ⅱ.探究影响化学反应速率的因素 编号 H‎2C2O4溶液 酸性KMnO4‎ 溶液 温度/℃‎ 浓度/‎ mol·L-1‎ 体积/‎ mL 浓度/‎ mol·L-1‎ 体积/‎ mL ‎①‎ ‎0.10‎ ‎2.0‎ ‎0.010‎ ‎4.0‎ ‎25‎ ‎②‎ ‎0.20‎ ‎2.0‎ ‎0.010‎ ‎4.0‎ ‎25‎ ‎③‎ ‎0.20‎ ‎2.0‎ ‎0.010‎ ‎4.0‎ ‎50‎ ‎(1)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是__________(填编号,下同)。 ‎ ‎(2)探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。 ‎ Ⅲ.测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图所示,请解释“n(Mn2+)在反应起始时变化不大,一段时间后快速增大”的原因:__________‎ ‎______________________。 ‎ ‎【解析】Ⅰ.(1)实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸,锰元素从+7价降低到+2价,得到5个电子,草酸中碳元素从+3价升高到+4价,共 失去2个电子,则高锰酸根离子的化学计量数是2,草酸的化学计量数是5,再由元素守恒配平Mn2+、CO2的化学计量数,最后由电荷守恒配平氢离子、水的化学计量数,配平好的方程式为2Mn+5H‎2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O;(2)滴定时KMnO4溶液氧化性强,易腐蚀碱式滴定管的乳胶管,不能用碱式滴定管,要用酸式滴定管盛放高锰酸钾。‎ Ⅱ.(1)探究温度对反应速率的影响时,除了温度不同以外,控制其他条件完全相同,故选②和③。‎ ‎(2)探究反应物浓度对化学反应速率影响时,反应温度、溶液体积必须相同,故选①和②。‎ Ⅲ.测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图所示,根据2Mn+5H‎2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,开始时锰离子浓度增大速率慢,后来大幅度增大,锰离子对该反应起到了催化作用,加快了反应速率,故“n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大”,即:Mn2+对该反应有催化作用。‎ 答案:Ⅰ.(1)2　5　6H+　2　10　8　(2)酸式　‎ Ⅱ.(1)②和③　(2)①和②　　Ⅲ.Mn2+对该反应有催化作用 关闭Word文档返回原板块