1、专题突破23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问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种
2、，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MnO2，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
3、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，下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/molL1反应温度/铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530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2.5molL1C第2组实验中盐酸的浓度等于2.5molL1D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；
4、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2.5molL1，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 molL1，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某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定退色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。编号H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液温度/浓度/molL1体积/mL浓度/molL1体积/m
5、L0.102.00.0104.0250.202.00.0104.0250.202.00.0104.050(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4，每消耗1molH2C2O4转移_mol电子。为了观察到紫色退去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)n(KMnO4)_。(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_。(3)已知50时c(MnO)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，画出25时c(MnO)t的变化曲线示意图。答案(1)252(
6、2)和和(3)解析(1)H2C2O4中碳的化合价是3价，CO2中碳的化合价为4价，故每消耗1molH2C2O4转移2mol电子，反应的化学方程式为2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O，为保证KMnO4完全反应，c(H2C2O4)c(KMnO4)52。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为实验和；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是和。(3)温度降低，化学反应速率减小，故KMnO4退色时间延长，故作图时要同时体现25MnO浓度降低比50时MnO的浓度降低缓慢和反应完全时间比50时“拖后”。3(2020长沙月考)为了进一步探究硫酸铜的量对氢
7、气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。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，记录获得相同体积气体所需的时间。实验混合溶液ABCDEF4molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中：V1_，V6_，V9_。答案301017.5解析若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1V2V3V4V530，最终溶液总体积相同。由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V610，V917.5。4(
8、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/g2.0molL1硫酸溶液/mL温度/硫酸铜固体/g加入蒸馏水/mL2.050.025002.040.025010.02.050.0250.202.050.0254.00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/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.0
9、4.02.0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=Zn2H2(2)2.0保证反应物K2S2O8浓度的改变，而其他物质浓度不变解析(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=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20.0mL)，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
