中小学教育资源及组卷应用平台 第六章 化学反应与能量 微专题4 控制变量法探究化学反应速率的影响因素 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，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。 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，让同学们设计实验并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，找出影响实验探究结果的因素。 (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，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【典例】 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据。 实验序号 金属质量/g 金属状态 c(H2SO4) /(mol·L－1) V(H2SO4)/mL 溶液温度/℃ 金属消失的时间/s 反应前 反应后 1 0.10 丝 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 丝 0.7 50 20 36 250 4 0.10 丝 0.8 50 20 35 200 5 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25 6 0.10 丝 1.0 50 20 35 125 7 0.10 丝 1.0 50 35 50 50 8 0.10 丝 1.1 50 20 34 100 9 0.10 丝 1.1 50 30 44 40 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_____。 (2)仅表明反应物浓度会对反应速率产生影响的实验有_____。 (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_____， 其实验序号是_____。 (4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：_____。 [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。 [答案] (1)固体反应物的表面积 表面积越大 1、2 (2)1、3、4、6、8和2、5 (3)反应温度 6、7和8、9 (4)稀硫酸过量，等量的金属完全反应，放出的热量相等 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： (1)上述实验中发生反应的化学方程式有_____ _____。 (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_____ _____ _____。 (3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 _____ _____(答两种)。 (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需时间。 实验混合溶液 A B C D E F 4 mol·L－1H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 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 ... ...
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