第一单元 化学反应速率教学实录

控制变量法探究影响化学反应速率的因素

1．确定变量

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，故为分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，从而理清影响实验探究结果的因素。

2．定多变一

在探究时，应先确定其他因素不变，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，这样确定一种因素的影响结果以后，再确定另一种因素的影响结果，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。

例1：某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的外界因素。已知H2C2O4是二元弱酸，被氧化生成无色无味无毒的气体，高锰酸钾的还原产物的是Mn2+。所有实验中高锰酸钾的用量均不足。

1．写出反应的离子方程式

__________________________________________________________________。

2．如果要研究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换实验条件，至少需要完成_______个实验，进行对比即可得出结论。

3．甲同学要研究反应浓度对反应速率的影响，实验记录如下：

序号

H2C2O4溶液体积

1 2 3 10mL 10mL 5mL H2C2O4溶液浓度

0.1 mol·L1

－KMnO4溶液体积

10mL 10mL 10mL KMnO4溶液浓度

0.01 mol·L1

－水的体积

0 0 x 溶液紫色消失时间

10min 5min t 0.2 mol·L1

－0.01 mol·L1

－0.1 mol·L1

－0.01 mol·L1

－（1）实验目的是____________________________________________________________。

（2）对比实验1和实验2，可得出的结论是____________________________________。

（3）x=_____________；t=_______________；

（4）为了使上述实验结论更加准确，应该_____________________________________ _____________________________________________________________________。

4．乙同学要研究KMnO4浓度对反应速率的影响，实验记录如下：

序号

H2C2O4溶液体积

4 5 6 10mL 10mL

H2C2O4溶液浓度

0.1 mol·L1

－KMnO4溶液体积

10mL 10mL 5mL KMnO4溶液浓度

0.01 mol·L1

－水的体积

0 0

溶液紫色消失时间

10min 10min

0.1 mol·L1

－0.02 mol·L1

－

0.01 mol·L1

－（1）实验4用高锰酸钾浓度变化表示的反应速率是_________________________

实验5用高锰酸钾浓度变化表示的反应速率是_________________________ 第

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实验5用H2C2O4浓度变化表示的反应速率是__________________________ 对比实验4和实验5，有同学认为高锰酸钾浓度越大，溶液紫色消失时间不变，所以高锰酸钾浓度对反应速率无影响。你对此观点有何评论，说明理由______________

_______________________________________________________________________。

（2）请你填写实验6表格中的有关数据。

5．某同学要研究氢离子浓度对反应速率的影响，实验记录如下：

序号

H2C2O4 体积

7 8 10mL 10mL H2C2O4 浓度

0.1 mol·L1

－KMnO4

体积

10mL 10mL KMnO4 浓度

0.01 mol·L1

－氢离子

浓度

0.02mol·L1

－溶液紫色

消失时间

10min 10min 0.1 mol·L1

－0.01 mol·L1

－0.03mol·L1

－（1）对比实验7和实验8，有同学认为氢离子浓度越大，溶液紫色消失时间不变，所以氢离子浓度对反应速率无影响。你对此观点有何评论，说明理由__________________

_______________________________________________________________________。

6．若反应速率可以用公式v=k×[H2C2O4]a×

[MnO4-]b×[H+]c，

由实验可知a=___________；b=____________；c=______________。

【练习】

1．以反应

5H2C2O4+2MnO4

-+6H

= 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O 为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。＋实验时,分别量取

H2C2O4 溶液和酸性

KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。

下列说法不正确的是

A. 实验①、

②、

③所加的H2C2O4 溶液均要过量

B. 若实验①测得

KMnO4溶液的褪色时间为

40 s，

则这段时间内平均反应速率

v(KMnO4)= 2. 5×10-4 mol/L/s C. 实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，

实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响

D. 实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的

Mn2+对反应起催化作用

用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果.设计如下对比实验探究温度、浓度、

pH、催化剂对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示，

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下列说法不正确的是

A. 实验①在15 min内M的降解速率为1.33×10-5mol/(L·min) B. 若其他条件相同，实验①②说明升高温度，M降解速率增大

C. 若其他条件相同，实验①③证明pH越高，越不利于M的降解

D. 实验④说明M的浓度越小，降解的速率越快

4．（2018届河南省新乡市延津县高级中学期末考）下列实验能达到相应目的是（

）

选项

A

B

C

D 实验

过程

将乙二醇

比较氯化铁和二氧化锰对H2O2分解反应的催化效果

实验

（HOCH2CH2OH）转目的

化为乙二酸证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性

用SO2与Ba（NO3）2反应获得BaSO3沉淀

（H2C2O4）

5．（2018届四川省宜宾市高高三第三次诊断考试）NOx是造成大气污染的主要物质，用还原法将其转化为无污染的物质，对于消除环境污染有重要意义。

（1）

已知：2C(s)+O2(g)N2(g)+O2(g)2NO(g)+2CO(g)回答下列问题：

①用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_______。

②在一定温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反应过程中测得各容器中c(NO)（mol/L）随时间（s）的变化如下表。[来源学科网]2CO(g)

△H1= -221.0 kJ/mol 2NO

(g)

△H2= +180.5 kJ/mol 2CO2(g)+N2(g)

△H3= -746.0 kJ/mol

已知：三个容器的反应温度分别为T甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃

时间

0 s 10 s 20 s 第

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30 s 40 s

甲

乙

丙

2.00 1.00 2.00[来源学&科&网Z&X&X&K]1.50 0.80

1.45 1.10 0.65 1.00 0.80 0.53 1.00 0.80 0.45 1.00 甲容器中，该反应的平衡常数K=_____。丙容器的反应温度a _____400℃（填“˃”、“<”或“=”），理由是____。

（2）用NH3催化还原NOx消除氮氧化物的污染。

已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l)

△H＜0。相同条件下，在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂进行反应，产生N2的量随时间变化如图所示。

①在催化剂A的作用下，0～4 min的v(NH3) = _______。

②该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是_______，理由是_______。

③下列说法正确的是_______（填标号）。

a．使用催化剂A达平衡时，△H值更大

b．升高温度可使容器内气体颜色加深

c．单位时间内形成N-H键与O-H键的数目相等时，说明反应已经达到平衡

d．若在恒容绝热的密闭容器中反应，当平衡常数不变时，说明反应已经达到平衡

反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2＋Cl2==2HCl的反应速率v＝k(CH2)m(CCl2)n，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定。由此可推得的m、n值正确的是

CH2 (mol·L1) －CCl2 (mol·L1) v(mol·L1·s1) －－－1.0 2.0 2.0 1.0 1.0 4.0 1.0k 2.0k 4.0k A．m＝1，n＝1

B．m＝1/2，n＝1/2

C．m＝1/2，n＝1

D．m＝1，n＝1/2 第

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2．某探究小组利用反应：CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。

在一定温度下，获得如下实验数据：

实验序号

①

②

③

④

初始浓度c/mol·L—1

CH3COCH3

0.80 1.60 0.80 0.80 HC1 0.20 0.20 0.40 0.20 Br2

0.0010 0.0010 0.0010 0.0020 溴颜色消失所需时间t/s 290 145 145 580 分析实验数据所得出的结论错误的是

A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大

B．实验②和③的v(Br2)相等

C．增大c(HCl) v(Br2)增大

D．增大c(Br2)，v(Br2)增大

3．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）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是

（2）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）

_______________________________________________________________________ （3）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实验。将表中所给的混合溶液分别加入到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。

A B C D E 混合溶液

4mol/L H2SO4/mL 30 V1

V2

V3

V4

0.5 2.5 5 V6

饱和CuSO4溶液/mL 0 H2O/mL V7

V8

V9

V10

10 请完成此实验设计，其中：V1=

，V6=

，V9=

；

F V5

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