第2章 第3节 第4课时 控制变量与图像分析 学案（含答案）-高中化学鲁科版选择性必修1

第4课时　控制变量与图像分析 [学习目标]　1.熟练掌握化学反应速率的计算方法。2.基于图像分析反应速率和其影响因素。3.利用变量控制思维设计实验。 [重点难点]　基于图像分析反应速率和其影响因素。 　　　　　　　控制变量设计实验 导学 1．先分析确定变量，即要理清影响其实验探究结果(化学反应速率)的因素有哪些。 2．采取“定多变一”法，即控制其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系，这样确定一种关系，再确定另一种。 3．通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有因素与探究问题之间的关系。 导练 1．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)/(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，相同时间内，曲线d生成的氢气的体积最小，第4组实验反应速率最慢，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第2组实验中盐酸的浓度应等于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．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法研究影响反应速率的因素，所用HNO3的浓度分别为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 实验编号 T/K 大理石规格 硝酸浓度/(mol·L－1) 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响 (Ⅱ)实验①和____探究温度对该反应速率的影响 (Ⅲ)实验①和____探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响 ② ③ 粗颗粒 ④ 答案　②298　粗颗粒　1.00　③308　2.00　④298　细颗粒　2.00　(Ⅱ)③　(Ⅲ)④ 解析　考查影响反应速率的因素的实验设计。实验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；同理，①和③应选择不同的温度，①和④应选择不同的大理石规格，而另外2个条件相同。 　　　　　　　化学反应速率图像分析 导学 1．反应速率图像分析 化学反应速率与浓度、压强、温度、催化剂等外界因素有关。 (1)溶液中的反应速率图像分析(如：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑) v－c(H＋)图像 v－T(温度)图像 v－t(时间)图像 说明：开始时，反应放热、温度升高，反应速率增大，后来c(H＋) 逐渐减小，化学反应速率减小 (2)密闭容器中的反应速率图像分析(如：N2＋3H22NH3) v－p(压强)图像 v－V(容积)图像 v－t (时间)图像 v－p、T(T1