1、PAGE PAGE 4微專題4控制變量法探究化學反應速率的影響因素科學研究中，對于多因素(多變量)的問題，常常采用只改變其中的某一個因素，控制其他因素不變的研究方法，使多因素的問題變成幾個單因素的問題，分別加以研究，最后再將幾個單因素問題的研究結果加以綜合。這種變量控制的方法是科學探究中常用的方法。例如，探究溫度對化學反應速率的影響時，控制濃度和其他影響因素相同；而比較不同濃度對化學反應速率的影響時，則控制溫度和其他影響因素相同；最后綜合得出影響化學反應速率的多種因素。1常見考查形式(1)以表格的形式給出多組實驗數據，讓同學們找出每組數據的變化對化學反應速率的影響。(2)給出影響化學反應速率的

2、幾種因素，讓同學們設計實驗并分析各因素對化學反應速率的影響。2解題策略(1)確定變量：解答這類題目時首先要認真審題，找出影響實驗探究結果的因素。(2)定多變一：在探究時，應先控制其他的因素不變，只改變一種因素，探究這種因素與所探究問題的關系，然后按此方法依次分析其他因素與所探究問題的關系。(3)數據有效：解答時注意選擇的數據(或設置的實驗)要有效，且變量統一，否則無法作出正確判斷。【典例】下表是稀硫酸與某金屬反應的實驗數據。實驗序號金屬質量/g金屬狀態c(H2SO4) /(molL1)V(H2SO4)/mL溶液溫度/金屬消失的時間/s反應前反應后10.10絲0.550203450020.10粉

3、末0.55020355030.10絲0.750203625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150304440分析上述數據，回答下列問題：(1)實驗4、5表明_對反應速率有影響，_，反應速率越大，能表明同一規律的實驗還有_。(2)僅表明反應物濃度會對反應速率產生影響的實驗有_。(3)本實驗中影響反應速率的其他因素還有_，其實驗序號是_。(4)實驗中的所有反應，反應前后溶液的溫度變化值(約15 )相近，推測其原因：_。解析(1)比較實驗

4、4和5：金屬質量相等，硫酸濃度相同，反應前溶液溫度相同，粉末狀金屬比絲狀金屬反應快，這說明固體反應物的表面積對反應速率有影響，固體與液體的接觸面積越大，反應速率越快。類似實驗還有1和2。(2)其他條件相同，濃度不同的實驗有實驗1、3、4、6、8和實驗2、5。(3)要表明反應溫度對反應速率有影響，應控制其他條件相同，僅溫度不同，如實驗6、7和實驗8、9。(4)由表中數據可知，金屬質量相等，即一定質量的金屬與足量的稀硫酸反應放出的熱量相同。答案(1)固體反應物的表面積表面積越大1、2(2)1、3、4、6、8和2、5(3)反應溫度6、7和8、9(4)稀硫酸過量，等量的金屬完全反應，放出的熱量相等某同

5、學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發現加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：(1)上述實驗中發生反應的化學方程式有_。(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_。(3)要加快上述實驗中氣體產生的速率，還可采取的措施有_(答兩種)。(4)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列的實驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。實驗混合溶液ABCDEF4 molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V1010

6、0請完成此實驗設計，其中：V1_，V6_，V9_。該同學最后得出的結論為當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因_。解析(1)因Cu2的氧化性比H的強，所以加入CuSO4后，Zn先與CuSO4反應，反應后再與酸反應，反應的有關方程式為ZnCuSO4=CuZnSO4、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn在稀硫酸溶液中形成CuZn原電池，因此加快了氫氣產生的速率。(3)要加快上述實驗中氣體產生的速率，還可采取的措施有升高反應溫度、適當增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等。(4)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，則硫酸的濃度應該是相同的，因此最終溶液的體積必需相等，A組中硫酸為30 mL，那其他組硫酸也為30 mL，根據表中數據可知總體積是50 mL，則V130，V650103010，V950302.517.5。當加入一定量的CuSO4后，生成的單質Cu會沉積在Zn的表面，降低了Zn與H2SO4溶液的接觸面積，且H2SO4溶液的濃度變得較小，因此反應速率會減小。答案(1)CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4與Zn反應產生的Cu與Zn在稀硫酸溶液中形成CuZn原電池，加快了氫氣