广东省2021版高考化学一轮复习第七单元第1节化学反应速率及影响因素课件 人教版

广东省2021版高考化学一轮复习第七单元第1节化学反应速率及影响因素课件 人教版

第 1 节　化学反应速率及影响因素 - 2 - - 3 - 自主预诊 考向突破 化学反应速率 1 . 表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的 　　　　 或生成物浓度的 　　　　 来表示。   2 . 数学表达式及单位 v = 　　　　 , 单位为 　　　　　　　 或 　 　　　　　　 等。   减小 增大 mol·L -1 ·min -1 mol·L -1 ·s -1 - 4 - 自主预诊 考向突破 3 . 化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应 : m A(g)+ n B(g)= p C(g)+ q D(g), 在同一段时间内 , 用不同物质来表示该反应速率 , 当单位相同时 , 反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 　　　　　 　　　　　　 之比。即 v (A) ∶ v (B) ∶ v (C) ∶ v (D)= 　　　　　　　　　　 。如在一个 2 L 的容器中发生反应 :3A(g)+B(g)=2C(g), 加入 2 mol A,1 s 后剩余 1.4 mol A, 则 v (A)= 　　　　　　　　 , v (B)= 　　　　　　　　 , v (C)= 　　　　　　 　　 。   化学计量数 m ∶ n ∶ p ∶ q 　 0.3 mol·L -1 ·s -1 0.1 mol·L -1 ·s -1 0.2 mol·L -1 ·s -1 - 5 - 自主预诊 考向突破 微点拨 (1) 化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。 (2) 同一化学反应 , 在相同条件下用不同物质表示同一段时间内的化学反应速率 , 其数值可能不同 , 但表示的意义相同。 (3) 不能用固体或纯液体物质 ( 不是溶液 ) 表示化学反应速率 , 因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。 - 6 - 自主预诊 考向突破 自我诊断 1 . 判断正误 , 正确的打 “ √ ”, 错误的打 “×” 。 (1) 对于任何化学反应来说 , 反应速率越大 , 反应现象就越明显。 ( 　　 ) (2) 对于反应 4NH 3 +5O 2 4NO+6H 2 O, v (NO) 与 v (O 2 ) 的关系为 4 v (NO)=5 v (O 2 ) 。 ( 　　 ) (3) 可逆反应达到平衡后 , 增大反应物的浓度 , 正反应速率增大 , 逆反应速率减小。 ( 　　 ) (4) 对有气体参加的反应体系 , 缩小容器体积 , 能够增大活化分子的百分数 , 使反应速率增大。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2)× 　 (3)× 　 (4)× - 7 - 自主预诊 考向突破 2 . 对于反应 :C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g), 能否用 C 来表示该反应的化学反应速率 ? 提示 : 不能。因固体或纯液体的浓度是常数 , 不随量的改变而改变 , 故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 - 8 - 自主预诊 考向突破 3 . 已知反应 4CO+2NO 2 N 2 +4CO 2 在不同条件下的化学反应速率如下 : ① v (CO)=1.5 mol·L -1 ·min -1 ② v (NO 2 )=0.7 mol·L -1 ·min -1 ③ v (N 2 )=0.4 mol·L -1 ·min -1 ④ v (CO 2 )=1.1 mol·L -1 ·min -1 ⑤ v (NO 2 )=0.01 mol·L -1 ·s -1 请比较上述 5 种情况反应的快慢 : 　　　　　　　　 ( 按 由大到小的顺序排列 ) 。   答案 : ③①②⑤④ 解析 : 将各反应速率均转化为用 CO 表示的反应速率。 ② v (CO)=2 v (NO 2 )=1.4 mol · L -1 · min -1 ; ③ v (CO)=4 v (N 2 )=1.6 mol · L -1 · min -1 ; ④ v (CO)= v (CO 2 )=1.1 mol · L -1 · min -1 ; ⑤ v (CO)=2 v (NO 2 )=0.02 mol · L -1 · s -1 =1.2 mol · L -1 · min -1 , 故 ③ > ① > ② > ⑤ > ④ 。 - 9 - 自主预诊 考向突破 考向 　 化学反应速率的计算 典例 (2019 安徽肥东高中高三调研 ) 一定条件下 , 反应 4NH 3 (g)+5O 2 (g) 4NO(g)+6H 2 O(g) 　 Δ H =- a kJ·mol -1 在 5 L 密闭容器中进行 ,10 s 时 , 水蒸气的物质的量增加了 0.60 mol 。则下列说法不正确的是 ( 　　 ) A.10 s 内 ,NH 3 的平均反应速率为 0.008 mol·L -1 ·s -1 B. 该反应达到平衡时 6 v 正 (O 2 )=5 v 逆 (H 2 O) C.10 s 内 , 反应放出的热量为 0.1 a kJ D.10 s 时 ,H 2 O 的反应速率为 0.012 mol·L -1 ·s -1 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 10 - 自主预诊 考向突破 对点演练 将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合 , 并在一定条件下发生反应 2A(g)+B(g) 2C(g), 若经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol·L -1 , 下列几种说法不正确的是 ( 　　 ) ① 用物质 A 表示的平均反应速率为 0.3 mol·L -1 ·s -1 ② 用物质 B 表示的平均反应速率为 0.6 mol·L -1 ·s -1 ③ 2 s 时物质 A 的转化率为 70% ④ 2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol·L -1 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④ - 11 - 自主预诊 考向突破 答案 : C - 12 - 自主预诊 考向突破 深度指津 1 . 计算反应速率的三种常用方法 (1) 定义式法。 (2) 比例关系法。 用不同物质表示的同一段时间内的化学反应速率之比等于化学计量数之比 , 如 m A(g)+ n B(g)= p C(g) 中 , v (A) ∶ v (B) ∶ v (C)= m ∶ n ∶ p 。 - 13 - 自主预诊 考向突破 (3) 三段式法。 列起始量、转化量、最终量 , 再根据定义式或比例关系计算。 对于反应 m A(g)+ n B(g) p C(g)+ q D(g), 起始时 A 的浓度为 a mol · L -1 ,B 的浓度为 b mol · L -1 , 反应进行至 t 1 s 时 ,A 消耗了 x mol · L -1 , 则化学反应速率可计算如下 : - 14 - 自主预诊 考向突破 2 . 化学反应速率大小的比较方法 (1) 归一法。 将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率 , 再进行速率的大小比较。 (2) 比值法。 将各物质表示的反应速率转化成同一单位后 , 再除以各物质对应的化学计量数 , 然后对求出的数值进行大小排序 , 数值大的反应速 表示的反应速率大于用 B 表示的反应速率。 - 15 - 自主预诊 考向突破 外界条件对化学反应速率的影响 1 . 内因 　　 　　　　　 是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下 ,Na 、 Mg 、 Al 与稀盐酸反应的速率大小关系是 Na>Mg>Al 。   2 . 外因 ( 其他条件不变 , 只改变一个条件 ) 反应物本身的性质 加快 减慢　 加快 减慢　 加快 减慢　 相同 - 16 - 自主预诊 考向突破 微点拨 (1) 催化剂能同等程度地改变正、逆化学反应速率 , 但不能改变反应进行的程度。 (2) 改变压强 , 实质是通过改变物质的浓度来实现化学反应速率改变的。若压强改变导致了反应物浓度增大或减小 , 则化学反应速率会增大或减小。 - 17 - 自主预诊 考向突破 3 . 理论解释 —— 有效碰撞理论 (1) 活化分子、活化能、有效碰撞。 ① 活化分子 : 能够发生有效碰撞的分子。 ② 活化能 : 图中 : E 1 为 　　　　　　　　　　　 , 使用催化剂时的活化能为 　　　 , 反应热为 　　　　　　 ( 注 : E 2 为逆反应的活化能 ) 。   ③ 有效碰撞 : 活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 正反应的活化能 E 3 E 1 -E 2 　 - 18 - 自主预诊 考向突破 (2) 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。 分子 总数 百分数 分子总数 百分数 - 19 - 自主预诊 考向突破 自我诊断 1 . 判断正误 , 正确的打 “ √ ”, 错误的打 “×” 。 (1) 升高温度时 , 不论正反应是吸热还是放热 , 正、逆反应的速率都增大。 ( 　　 ) (2) 增大反应物的浓度 , 能够增大活化分子的百分含量 , 所以反应速率增大。 ( 　　 ) (3) 对可逆反应 FeCl 3 +3KSCN Fe(SCN) 3 +3KCl, 增加氯化钾的浓度 , 逆反应速率加快。 ( 　　 ) (4) 催化剂能降低反应所需的活化能 ,Δ H 也会发生变化。 ( 　　 ) (5) 温度、催化剂能改变活化分子的百分数。 ( 　　 ) 答案 : (1) √ 　 (2)× 　 (3)× 　 (4)× 　 (5) √ - 20 - 自主预诊 考向突破 2 . 在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量 ① CuSO 4 , ② CH 3 COONa 固体 , 产生氢气的速率如何变化 ? 解释变化的原因。 提示 : 加少量 CuSO 4 产生氢气的速率加快。原因是 Fe 置换 Cu 2+ 生成单质 Cu,Cu 与 Fe 及 H 2 SO 4 形成原电池加快反应速率。加入 CH 3 COONa 固体产生 H 2 的速率减小。原因是 CH 3 COO - 结合 H + , 降低了 H + 浓度 , 反应速率减小。 - 21 - 自主预诊 考向突破 3 . 一定温度下 , 反应 N 2 (g)+O 2 (g) 2NO(g) 在密闭容器中进行 , 回答下列措施对化学反应速率的影响 ( 填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。 (1) 缩小体积使压强增大 : 　　　　　 , 原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 恒容充入 N 2 : 　　　　　 。   (3) 恒容充入 He: 　　　　　 , 原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (4) 恒压充入 He: 　　　　　 。   提示 : (1) 增大 　 单位体积内活化分子数目增加 , 有效碰撞的次数增多 , 因而反应速率增大 　 (2) 增大 　 (3) 不变 　 单位体积内活化分子数不变 , 因而反应速率不变 　 (4) 减小 - 22 - 自主预诊 考向突破 考向 　 影响化学反应速率的外界因素 典例 下列说法中正确的是 ( 　　 ) A. 已知 t 1 ℃ 时 , 反应 C+CO 2 2CO 　 Δ H >0 的速率为 v , 若升高温度则逆反应速率减小 B. 恒压容器中发生反应 N 2 +O 2 2NO, 若在容器中充入 He, 正、逆反应的速率均不变 C. 当一定量的锌粉和过量的 6 mol·L -1 盐酸反应时 , 为了减小反应速率 , 又不影响产生 H 2 的总量 , 可向反应器中加入一些水或 CH 3 COONa 溶液或 NaNO 3 溶液 D. 对任何一个化学反应 , 温度发生变化 , 化学反应速率一定发生变化 答案 解析 解析 关闭 温度升高 , 正、逆反应的速率均增大 ,A 项错误 ; 在恒压容器中充入不参加反应的气体 , 导致容器的体积增大 , 反应物和生成物的浓度均减小 , 正、逆反应的速率均减小 ,B 项错误 ; 若能使溶液中氢离子浓度减小 , 则反应速率将减小 , 因此可选水或 CH 3 COONa 溶液 , 但不能用 NaNO 3 溶液 , 因为在酸性溶液中 N 将和锌粉发生氧化还原反应生成氮的氧化物 , 从而使生成的 H 2 的量减少 ,C 项错误 ; 任何一个化学反应的发生都有热效应 , 因此温度发生变化 , 化学反应速率一定会发生变化 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 23 - 自主预诊 考向突破 易错警示 (1) 由于固体和纯液体的浓度可视为常数 , 故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时 , 其表面积增大将导致反应速率增大。 (2) 改变温度、使用催化剂 , 反应速率一定发生变化 , 其他外界因素改变 , 反应速率是否发生变化要具体情况具体分析。 (3) 其他条件一定 , 升高温度 , 不论正反应还是逆反应 , 不论放热反应还是吸热反应 , 反应速率都要增大 , 只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 - 24 - 自主预诊 考向突破 对点演练 一定温度下 , 在某密闭容器中发生反应 2HI(g) H 2 (g)+I 2 (g) 　 Δ H >0, 若 15 s 内 c (HI) 由 0.1 mol·L -1 降到 0.07 mol·L -1 , 则下列说法正确的是 ( 　　 ) A.0~15 s 内用 I 2 表示的平均反应速率为 v (I 2 )=0.002 mol·L -1 ·s -1 B. c (HI) 由 0.07 mol·L -1 降到 0.05 mol·L -1 所需的反应时间小于 10 s C. 升高温度 , 正反应速率加快 , 逆反应速率减慢 D. 减小反应体系的体积 , 反应速率加快 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 25 - 自主预诊 考向突破 - 26 - 自主预诊 考向突破 化学反应速率图像及应用 1 . v - t 图像 分清正、逆反应 , 分清各因素 ( 浓度、温度、压强、催化剂等 ) 对反应速率和平衡移动的影响。对于反应 2SO 2 (g)+O 2 (g) 2SO 3 (g) 　 Δ H <0, 根据图中反应速率的变化填写改变的条件 : t 1 时 , 增大反应物的浓度 ; t 2 时 , 　　　　　　　 ;   t 3 时 , 　　　　　　　 ;   t 4 时 , 　　　　　　　　　 ;   降低温度 增大压强 使用催化剂　 - 27 - 自主预诊 考向突破 小结 : (1) 改变某一反应物或生成物的浓度条件 , 图像中一点保持连续。 (2) 改变 　　　　　　 , 两点突变。   (3) 　　　　　　　　 使正、逆反应速率同等程度的增大而平衡不移动。   温度、压强 使用催化剂 - 28 - 自主预诊 考向突破 2 . c ( 或 n ) - t 图像 分清反应物和生成物 , 浓度减小的为反应物 , 浓度增大的为生成物 ; 分清消耗浓度和增加浓度 , 反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比 , 等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 某温度时 , 在一个容积为 2 L 的密闭容器中 ,X 、 Y 、 Z 三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 则该反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　 , 前 2 min 内 v (X)= 　　　　　　　　　　 。   0.075 mol·L -1 ·min -1 - 29 - 自主预诊 考向突破 自我诊断 1 .Zn 与足量盐酸反应的全程速率 — 时间图像中 , 为何 AB 段反应速率逐渐增大 , BC 段反应速率逐渐减小 ? 提示 : AB 段反应速率逐渐增大 , 因反应为放热反应 , 随反应的进行 , 温度逐渐升高 , 导致反应速率逐渐增大 ; BC 段反应速率逐渐减小 , 则主要因为随反应的进行 , 溶液中 c (H + ) 逐渐减小 , 导致反应速率逐渐减小。 - 30 - 自主预诊 考向突破 2 . 根据 v - t 图像分析外界条件改变对可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g) 　 Δ H <0 的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示 : 由图可知在 t 1 、 t 3 、 t 5 、 t 7 时反应都达到了平衡 , 如果 t 2 、 t 4 、 t 6 、 t 8 时都只改变了一个反应条件 , 改变的条件分别是 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 31 - 自主预诊 考向突破 答案 : 升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 解析 : t 2 时正、逆反应速率均增大 , 且平衡逆向移动 , 应为升高温度 ; t 4 时正、逆反应速率均减小 , 平衡逆向移动 , 应是减小压强 ; t 6 时正反应速率突然增大 , 平衡正向移动 , 所以是增大反应物浓度 , t 8 时正、逆反应速率都增大 , 且平衡不移动 , 则为使用了催化剂。 - 32 - 自主预诊 考向突破 考向 　 化学反应速率的图像分析 典例 某密闭容器中充入等物质的量的 A 和 B, 一定温度下发生反应 A(g)+ x B(g) 2C(g), 达到平衡后 , 在不同的时间段 , 下列说法中正确的是 ( 　　 ) A.30~40 min 时该反应使用了催化剂 B. 化学方程式中的 x =1, 正反应为吸热反应 C.30 min 时降低温度 ,40 min 时升高温度 D.8 min 前 A 的平均反应速率为 0.08 mol·L -1 ·min -1 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 33 - 自主预诊 考向突破 思维建模解答速率图像题的基本思路 (1) 看面 : 搞清纵、横坐标所代表的意义 , 并与有关的原理相联系。 (2) 看线 : 弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。 (3) 看点 : 弄清曲线上点的含义 , 特别是一些特殊点 , 如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度 — 时间图像上 , 一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量 , 并结合有关原理进行推理判断。 (4) 看变化趋势 : 在速率 — 时间图像上 , 要注意看清曲线是连续的还是跳跃的 , 分清渐变和突变 , 大变和小变。例如 , 升高温度 , v ( 吸 ) 大增 , v ( 放 ) 小增 ; 增大反应物浓度 , v ( 正 ) 突增 , v ( 逆 ) 渐增。 - 34 - 自主预诊 考向突破 对点演练 (2019 河北唐山一中高三冲刺 ) 恒容条件下 ,1 mol SiHCl 3 发生如下反应 :2SiHCl 3 (g) SiH 2 Cl 2 (g)+SiCl 4 (g) 。已知 : v 正 = v 消耗 (SiHCl 3 )= k 正 x 2 (SiHCl 3 ), v 逆 =2 v 消耗 (SiH 2 Cl 2 )= k 逆 x (SiH 2 Cl 2 ) x (SiCl 4 ), k 正 、 k 逆 分别为正、逆向反应速率常数 ( 仅与温度有关 ), x 为物质的量分数。如图是不同温度下 x (SiHCl 3 ) 随时间的变化。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 该反应为放热反应 , v 正 ,a < v 逆 ,b B. 化学平衡状态时 2 v 消耗 (SiHCl 3 )= v 消耗 (SiCl 4 ) C. 当反应进行到 a 处时 , v 正 / v 逆 =16/9 D. T 2 K 时平衡体系中再充入 1 mol SiHCl 3 , 平衡正向移动 , x (SiH 2 Cl 2 ) 增大 - 35 - 自主预诊 考向突破 答案 : C 解析 : 因两曲线对应的状态只是温度不同 , 由图像知达到平衡所需时间 T 2 K 小于 T 1 K, 温度越高反应速率越快 , 所以温度 T 2 > T 1 。又 T 2 K 达到平衡时 SiHCl 3 的物质的量分数比 T 1 K 平衡时小 , 说明升温平衡向正反应方向移动 , 由此推知该反应为吸热反应 , 选项 A 错误。化学平衡状态时 v 消耗 (SiHCl 3 )=2 v 消耗 (SiCl 4 ), 选项 B 错误。 2SiHCl 3 (g) SiH 2 Cl 2 (g)+SiCl 4 (g) 反应前后气体分子数不变 , 即反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质的量始终为 1 mol, 由图像知 T 2 K 达到平衡时 SiHCl 3 的物质的量分数为 0.75, 则此时 SiH 2 Cl 2 和 SiCl 4 的物质的量分数均为 0.125, 因为平衡时 v 正 = v 逆 , v 正 = k 正 x 2 (SiHCl 3 )=0.75 2 k 正 , v 逆 = k 逆 x (SiH 2 Cl 2 ) x (SiCl 4 )=0.125 2 k 逆 , 则 - 36 - 自主预诊 考向突破 - 37 - 自主预诊 考向突破 深度指津 利用 “ 断点 ” 破译化学反应速率图像 (1) 当可逆反应达到平衡后 , 若某一时刻外界条件发生改变 , 可能使速率 — 时间图像的曲线出现不连续的情况 , 即出现 “ 断点 ” 。根据 “ 断点 ” 前后的速率大小 , 即可对外界条件的变化情况作出判断。如图 , t 1 时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强 ( 仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应 ) 。 - 38 - 自主预诊 考向突破 (2) 常见含 “ 断点 ” 的速率变化图像分析。 - 39 - 自主预诊 考向突破 - 40 - 自主预诊 考向突破 网络构建 - 41 - 自主预诊 考向突破 核心速记 1 . 反应速率的 1 个表达式和 1 个连比 v (A) ∶ v (B) ∶ v (C)=Δ n (A) ∶ Δ n (B) ∶ Δ n (C)=Δ c (A) ∶ Δ c (B) ∶ Δ c (C)= m ∶ n ∶ p 。 2 .3 个反应速率的注意点 (1) 所求反应速率为平均反应速率。 (2) 不能用固体和纯液体表示。 (3) 不同物质表示的反应速率值可能不同。 - 42 - 自主预诊 考向突破 3 .2 个比较反应速率大小的方法 (1) 归一法 ,(2) 比值法 4 . 增大化学反应速率的措施 增大反应物浓度、增大气体反应物压强、升高温度、使用催化剂、增大反应物表面积。 - 43 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 控制变量探究影响化学反应速率的因素 以影响化学反应速率的因素为探究点的实验题是高考命题的热点。影响化学反应速率的外界因素主要有温度、浓度、催化剂和固体与液体接触面等 , 压强对化学反应速率的影响在中学阶段不易通过实验探究。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 , 常用控制变量的方法解决该类问题。 - 44 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 典例 (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 : - 45 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 ① 本实验待测数据可以是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 , 实验 Ⅰ 和实验 Ⅱ 可以探究 　　　　　 对锌与稀硫酸反应速率的影响。   ② 实验 Ⅲ 和实验 Ⅳ 的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 , 写出有关反应的离子方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 46 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 表中 V x = 　　　　　 , 理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 47 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 解析 : (1) 实验 Ⅰ 和实验 Ⅱ 中 , 锌的质量和状态相同 , 硫酸的浓度不同 , 实验 Ⅲ 和实验 Ⅳ 中加入硫酸铜 ,Cu 2+ 的氧化性强于 H + , 首先发生反应 Zn+Cu 2+ =Zn 2+ +Cu, 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。 ① 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 Ⅰ 和实验 Ⅱ 可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。 ② 实验 Ⅲ 和实验 Ⅳ 加入的硫酸铜的质量不同 , 可以探究加入硫酸铜的量与反应速率的关系。 (2) 实验的目的是探究 K 2 S 2 O 8 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反应物的浓度相等 , 即溶液的总体积相等 ( 即为 20.0 mL), 从而可知 V x =2.0 。 - 48 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 答案 : (1) 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 ② 探究硫酸铜的量对反应速率的影响　 Zn+Cu 2+ =Zn 2+ +Cu,Zn+2H + =Zn 2+ +H 2 ↑ (2)2.0 　保证反应物 K 2 S 2 O 8 浓度的改变 , 而其他物质浓度不变 - 49 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 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。 - 50 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 (2) 定多变一。 在探究时 , 应该先确定某些因素不变 , 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 ; 在确定一种因素产生的影响以后 , 再依次确定其他因素产生的影响 , 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 , 否则无法作出正确判断。 - 51 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 1 .(2018 湖南衡阳八中高三月考 ) 铬是广泛存在于环境中的金属元素 , 在水体中主要以三价和六价铬的化合物为主 , 其中六价铬对人有害。通常含六价铬的酸性工业废水的处理流程如下 : 为进一步研究初始 pH 和草酸浓度对第 ② 步反应速率的影响 , 某学习小组设计对比实验如下表 : - 52 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 (1) 实验设计表中 z = 　　　　　 。   (2) 实验甲中 0~ t 1 时间段反应速率 v (Cr 3+ )= 　　　　 mol·L -1 ·min -1 ( 用含字母的代数式表示 ) 。   (3) 常温下 , 第 ③ 步生成的 Cr(OH) 3 在溶液中存在以下平衡 :Cr(OH) 3 (s) Cr 3+ (aq)+3OH - (aq), 溶度积 K sp [Cr(OH) 3 ]=1×10 -32 , 要使 c (Cr 3+ ) 不高于 10 -5 mol·L -1 , 溶液的 pH 应调至 　　　　　　 。   - 53 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 答案 : (1)35 　 (2)2( c 0 - c 1 )/ t 1 　 (3) ≥ 5 解析 : (1) 根据控制变量法的原理可知 , 要保证废水样品相同、混合后溶液总体积相同 , 即 x =60 、 y =60, 所以实验设计表中 z =35 。 (2) 实验甲中 0~ t 1 时间段反应速率 - 54 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 2 . 某研究性学习小组利用 H 2 C 2 O 4 溶液和酸性 KMnO 4 溶液之间的反应来探究 “ 外界条件改变对化学反应速率的影响 ”, 实验如下 : - 55 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 (1) 通过实验 A 、 B, 可探究出 　　　　　 ( 填外部影响因素 ) 的改变对反应速率的影响 , 其中 V 1 = 　　　　　 , T 1 = 　　　　　 ; 通过实验 　　　　　　　 可探究出温度变化对化学反应速率的影响。   (2) 若 t 1 <8, 则由此实验可以得出的结论是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ; 利用实验 B 中数据计算 , 用 KMnO 4 的浓度变化表示的反应速率为 v (KMnO 4 )= 　　　　　 。   (3) 该反应中有无色无味气体产生且 KMnO 4 被还原为 Mn 2+ , 写出相应反应的离子方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 56 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 (4) 该小组的一位同学通过查阅资料发现 , 上述实验过程中 n (Mn 2+ ) 随时间变化的趋势如图所示 , 并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对 KMnO 4 与草酸之间的反应有某种特殊的作用 , 则该作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 , 相应的粒子最可能是 ( 填序号 ) 　　　　　 。   答案 : (1) 浓度　 1 　 293 　 B 、 C (2) 其他条件相同时 , 增大反应物浓度、反应速率增大 ( 其他合理说法也对 ) 　 8.3×10 -4 mol·L -1 ·s -1 (4) 催化作用　 Mn 2+ - 57 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 解析 : 分析表中数据知 , 本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。实验中 , 探究浓度 ( 温度 ) 对反应速率的影响时 , 就要确保影响反应速率的其他因素相同。 A 、 B 两组实验 , 草酸浓度不同 , 故温度应相同 , T 1 =293; 为使 A 、 B 两组实验中 KMnO 4 浓度相同 , 则溶液总体积均应为 6 mL, 故 V 1 =1 。 C 组温度与另外两组不同 , 加水量与 B 组相同 , 故实验 B 、 C 是探究温度对化学反应速率的影响 , 因此 V 2 =3 。由 A 、 B 实验现象及浓度差异知 , 在其他条件相同的情况下 , 增大反应物浓度可加快化学反应速率。计算反应速率时 , c (KMnO 4 ) 应是混合溶液中的浓度。利用实验 B 中数据计算 , v (KMnO 4 )=0.02 mol · L -1 ×2 L×10 -3 ÷ (6 L×10 -3 ) ÷ 8 s≈8.3×10 -4 mol · L -1 · s -1 。气体应 - 58 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 H 2 O 并配平即可。由图像知 , 反应中存在反应速率突然增大的过程 , 这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用 , 结合反应前后溶液成分的差异知 , 该粒子应是 Mn 2+ 。 - 59 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 3 . 碘在科研与生活中有重要作用 , 某兴趣小组用 0.50 mol·L -1 KI 、 0.2% 淀粉溶液、 0.20 mol·L -1 K 2 S 2 O 8 、 0.10 mol·L -1 Na 2 S 2 O 3 等试剂 , 探究反应条件对化学反应速率的影响。 - 60 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 - 61 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 答案 : (1)Na 2 S 2 O 3 　 <2