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考点6 外界条件影响化学反应速率的实验探究
（控制变量法）
控制变量法：对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题、只改变其中的一个变量，从而研究这个变量对事物的影响。对每个变量的影响分别加以研究，再加以综合，这种方法叫做控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法。
①控制变量：控制温度、催化剂、溶液的pH等变量可以采（选）用不同的温度、催化剂、pH条件而直接实现，控制浓度作为变量的常用方法是改变一种溶液的体积和水的体积同时保证溶液总体积相同．这样就只有该溶液中的溶质浓度这一个变量。
②常用的控制变量的方法
a.浓度：改变一种溶液的 目体积和水的体积且又保证溶液的总体积相同。
b．温度：选用冰水、冷水、热水等作为冷却或加热介质控制不同的反应温度。崇 大
c．催化剂：两组实验、一组不加催化剂，另一组加催化剂，或两组实验加不同的催化剂。
d.固体表面积：选用块状、丝状、粗颗粒状、细颗粒状或粉末反应物。
e．溶液的pH：控制pH 不同。
f．其他：使化学反应形成原电池与不形成原电池，在光照与遮光条件下进行。
实验探究：依据控制变量法，在浓度、温度、催化剂、颗粒大小以及形成原电池等因素中保证其他条件相同，分别设计一条件发生变化的实验，就可以探究该条件对反应速率的影响。
依据控制变量法进行实验探究主要包括确定实验目的、设计实验方案、记录和分析实验现象、得出结论或规律、做出解释等内容。
利用“控制变量法”的解题策略
1． 其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A＋B===3C＋D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是
A．pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变
B．保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大
C．为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应
D．减小外界压强，反应速率一定减小
【解析】pH＝8.8时，升高温度，活化分子之间的有效碰撞概率增大，反应速率一定增大，A错误；保持外界条件不变，反应初期，pH＝7.5和pH＝8.2时D的浓度相同，B错误；pH＝8.8时，反应速率接近于0，可认为反应停止，所以调节pH可迅速停止反应，C正确；对于没有气体参加的反应，减小压强，反应速率几乎不变，不知道参与此反应的物质的状态，故该反应速率不一定减小，D错误。
【答案】C
2．为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。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。下列说法正确的是
实 验 混合溶液 A B C D E F
4 mol·L－1 H2SO4溶液/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
A．V1＝30，V6＝10
B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色
C．加入MgSO4与Ag2SO4可以起到与硫酸铜相同的加速作用
D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快
3.（经典·江苏高考）H2O 分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O 浓度随时间的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越慢。
图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2的分解速率越慢
图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液碱性越强，H2O2的分解速率越快
图丙和图丁表明，碱性溶液中，c(Mn2+)对H2O2的分解速率影响很大
答案：D
解析:A项，从图甲可知，相同时间内，起始c(H2O2)越大，H2O 的浓度变化量越大，即分解
速率越快，错误；B项,从图乙可知，NaOH溶液的浓度越大，即pH越大，H2O2的分解速率越
快，错误；C项，从图丙可知，0.l mol/L NaOH与1.0 mol/L NaOH所示的曲线相比，0.1 mol/L
NaOH对应的曲线表示的H2O2的分解速率快，错误；D项，由图丙和图丁可知，碱性溶液中,
Mn 可以明显增大H2O2的分解速率，且Mn +浓度越大．反应速率越快，正确。
(2022·湖北潜江中学调考）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加快氢气的生成速率。
为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率造成的影响，该同学设计了如下系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
请完成此实验设计，其中：V =___ ____,V6=__________，V9=__________。
该同学通过实验可得出的结论是：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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（控制变量法）
控制变量法：对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题、只改变其中的一个变量，从而研究这个变量对事物的影响。对每个变量的影响分别加以研究，再加以综合，这种方法叫做控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法。
①控制变量：控制温度、催化剂、溶液的pH等变量可以采（选）用不同的温度、催化剂、pH条件而直接实现，控制浓度作为变量的常用方法是改变一种溶液的体积和水的体积同时保证溶液总体积相同．这样就只有该溶液中的溶质浓度这一个变量。
②常用的控制变量的方法
a.浓度：改变一种溶液的 目体积和水的体积且又保证溶液的总体积相同。
b．温度：选用冰水、冷水、热水等作为冷却或加热介质控制不同的反应温度。崇 大
c．催化剂：两组实验、一组不加催化剂，另一组加催化剂，或两组实验加不同的催化剂。
d.固体表面积：选用块状、丝状、粗颗粒状、细颗粒状或粉末反应物。
e．溶液的pH：控制pH 不同。
f．其他：使化学反应形成原电池与不形成原电池，在光照与遮光条件下进行。
实验探究：依据控制变量法，在浓度、温度、催化剂、颗粒大小以及形成原电池等因素中保证其他条件相同，分别设计一条件发生变化的实验，就可以探究该条件对反应速率的影响。
依据控制变量法进行实验探究主要包括确定实验目的、设计实验方案、记录和分析实验现象、得出结论或规律、做出解释等内容。
利用“控制变量法”的解题策略
1. 其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A＋B===3C＋D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是
A．pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变
B．保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大
C．为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应
D．减小外界压强，反应速率一定减小
2．为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。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。下列说法正确的是
实 验 混合溶液 A B C D E F
4 mol·L－1 H2SO4溶液/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
A．V1＝30，V6＝10
B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色
C．加入MgSO4与Ag2SO4可以起到与硫酸铜相同的加速作用
D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快
3.（经典·江苏高考）H2O 分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O 浓度随时间的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越慢。
图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2的分解速率越慢
图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液碱性越强，H2O2的分解速率越快
图丙和图丁表明，碱性溶液中，c(Mn2+)对H2O2的分解速率影响很大
(2022·湖北潜江中学调考）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加快氢气的生成速率。
为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率造成的影响，该同学设计了如下系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
请完成此实验设计，其中：V =___ ____,V6=__________，V9=__________。
该同学通过实验可得出的结论是：
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