全国卷热考微专题(13)“变量控制”实验探究影响化学反应速率的因
素
“变量控制”实验探究化学反应速率的因素，前些年新课标卷中有所考查，近几年未
出现过。该类题型以表格或图象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，或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。它能够很好的考查考生的实验设计与探究能力、比较归纳能力、数据分
析与处理能力、信息提炼能力、知识迁移与应用能力。
预测全国卷还会以新的形式出现。该类题型的考查角度如下：
(1)探究浓度、温度、压强、催化剂等外界条件对化学反应速率的影响。
(2)探究综合因素对化学反应速率的影响。
(3)外界条件对化学反应速率影响实验探究的迁移应用。
(2014·广东卷)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH
4
Cl水解程度的影响。
限制试剂与仪器：固体NH
4
Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)
(1)实验目的：探究________对溶液中NH
4
Cl水解程度的影响。
(2)设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案[列出能直接读取数据的相关物理
量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中V(溶液)表示所配制溶液的体积]。
实验序号
物理量
1
2
V(溶液)/mL
100
100
……
解析：通过所给试剂和仪器，可以探究温度(或浓度)对溶液中氯化铵水解程度的影响。
如果是探究温度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同温度下溶液的pH；如果是探究浓度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同浓度下溶液的p H。
因此实验表格可以为
物理量
实验序号
V(溶液)/mL
氯化铵质
量/g
温度/℃pH
1
2
100
100
m
1
m
2
T
T
b
c
2
答案：(1)温度(或浓度)
(2)
实验序号
物理量
1
2
V (溶液)/mL
100
100
NH 4Cl
质量/g
m
m
温度
/℃
pH
T 1
Y
T 2
Z
……
或
实验序号
物理量
1
2
V (溶液)/mL
100
100
NH 4Cl
质量/g
温度/℃
m
T
m 2
T
pH
Y
Z
……
[方法指导]
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。
2．定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，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；这样确定一种以后，再确定另一种，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，且变量统一，否则无法作出
正确判断。
1．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na 2S 2O 3＋H 2SO 4===Na SO 4＋SO 2↑＋S↓
＋H 2O ，下列各组实验中最先出现浑浊的是(
)
选项
反应温度
/℃
Na 2S 2O 3 溶液
c /(mol·
V /mL
L －1) 稀 H 2SO 4 H 2O
c /(mol·
V /mL V /mL
L －1)
A
B
C
D
25
25
35
35 5
5
5
5 0.1
0.2
0.1
0.2 10
5
10
5 0.1
0.2
0.1
0.2 5
10
5
10
解析：结合选项知混合液的体积都为 20 mL ，但选项 D 中反应温度最高、反应物 Na 2S 2O 3
答案：D
2
8
4
3
6
3
8
3 8
2．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)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的时间。
混合溶液
实验
A
B C D E F
4 mol·L －1 H 2SO 4/mL 饱和 CuSO 4 溶液/mL
30
0 V 1
0.5
V 2
2.5
V 3
5
V 4 V 6
V 5
20 H 2O/mL
V 7 V 8 V 9 V 10
10
请完成此实验设计，其中：V 1＝________，V 6＝________，
V 9＝________。
解析：(1)由于 Zn 与反应生成的 Cu 及硫酸溶液组成了 Cu －Zn 原电池，大大加快了生成
氢气的反应速率。
(2)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，
则硫酸溶液的体积均取 30 mL ，根据 F 中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为 20 mL ，可以
求得各组实验中加入水的体积分别为 V 7＝20 mL ，V 8＝19.5 mL ，V 9＝17.5 mL ，V 10＝15 mL ， 实验 E 中加入的硫酸铜的体积 V 6＝10 mL 。
答案：(1)CuSO 4 与 Zn 反应产生的 Cu 与 Zn 形成 Cu －Zn 原电池，加快了氢气生成的速率
(2)30 10 17.5
3．碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用 0.50 mol·L －1 KI 、0.2%淀粉溶液、
0.20 mol·L －1 K 2S 2O 8、0.10 mol·L －1 Na 2S 2O 3 等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S 2O 2－＋2I －===2SO －＋I 2 (慢)
I 2＋2S 2O 2－===2I －＋S 4O 2－ (快)
(1)向 KI 、Na 2S 2O 3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K 2S 2O 8 溶液，当溶液中的________ 耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S 2O 2－与 S 2O 2－初始的物质的量
需满足的关系为 n (S 2O 2－)∶n (S 2O 2－)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积 V /mL
4
8
8338
3
8
①
②
③
K
2
S
2
O
8
溶液
10.0
9.0
8.0
水
0.0
1.0
V
x
KI溶液
4.0
4.0
4.0
Na
2
S
2
O
3
溶液
4.0
4.0
4.0
淀粉
溶液
2.0
2.0
2.0
表中V
x
＝________mL，理由是___________________________
______________________________________________________。
(3)已知某条件下，S
2
O2－的ct变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在图中，分
别画出降低反应温度和加入催化剂时S
2
O2－的ct变化曲线示意图(进行相应的标注)。
解析：(1)淀粉溶液遇I
2
显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I
2
，说明Na
2
S
2
O
3耗尽。由题给离子反应可得关系式S
2
O2－～I
2
～2S
2
O2－，n(S
2
O2－)∶n(S
2
O2－)＜2时，能观察到蓝色。
(2)对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水 2.0mL 以保证溶液总体积相同。
(3)温度降低反应速率变慢，加入催化剂，反应速率加快。
答案：(1)S
2
O2－(其他合理写法也可)＜2
(2)2.0保证溶液总体积相同，仅改变S
2
O2－的浓度而其他物质的浓度不变(其他合理答案也可)
(3)如图
4．利用催化剂可使NO和CO发生反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO
2
(g)＋N
2
(g)ΔH<0。已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对
化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在实验设计表中。
实验编号ⅠⅡⅢ
T(℃)280350 NO初始浓度(mol·L－1) 1.2×10－3 1.2×10－3
CO初始浓度(mol·L－1)
催化剂的比表面积(m2/g)
5.8×10－3
8212482
(1)请填全表中的各空格。
(2)实验Ⅰ中，NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线，并标明各曲线的实验编号。
解析：(1)在其他量相同的情况下，才能判断变量对速率的影响，要验证温度对速率的影响，催化剂的比表面积、反应物的初始浓度等要相同；同理，验证催化剂的比表面积对速率的影响，温度、反应物的初始浓度要相同。(2)Ⅰ、Ⅱ的区别是催化剂的比表面积不同，因此Ⅱ的反应速率较快，但催化剂不影响平衡的移动。Ⅰ、Ⅲ的区别是温度变化，温度升高，化学反应速率加快，达到平衡的时间缩短，NO转化率降低，故最终Ⅲ中c(NO)较Ⅰ、Ⅱ中c(NO)大。
答案：(1)
实验编号ⅠⅡⅢ
T(℃)
NO初始浓度
CO初始浓度
280
5.8×10－3
1.2×10－3
5.8×10－3
(2)