2025版高一化學(xué)必修第二冊(cè)（含不定項(xiàng)選擇）課時(shí)過(guò)程性評(píng)價(jià) 微專題突破(二) 變量控制法

微專題突破(二)變量控制法(30分鐘30分)題組過(guò)關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:探究單一因素對(duì)反應(yīng)速率的影響1.(4分)下列各組反應(yīng)(表中物質(zhì)均為反應(yīng)物),反應(yīng)剛開始時(shí),放出H2的速率最快的是 ()選項(xiàng)金屬(粉末狀)酸的濃度體積反應(yīng)溫度A0.1molMg6mol·L-1硝酸10mL60℃B0.1molMg3mol·L-1鹽酸10mL60℃C0.1molFe3mol·L-1鹽酸10mL60℃D0.1molMg3mol·L-1硫酸10mL60℃【解析】選D。金屬M(fèi)g與硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2,排除A項(xiàng);Fe不如Mg活潑,排除C項(xiàng);其他兩項(xiàng)中只比較c(H+)即可,顯然3mol·L-1鹽酸中c(H+)小于3mol·L-1硫酸中c(H+),因此D項(xiàng)放出H2的速率最快。2.(2分)某小組設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)探究影響H2O2分解速率的因素。下列分析錯(cuò)誤的是 ()A.該實(shí)驗(yàn)探究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).該實(shí)驗(yàn)要控制MnO2的質(zhì)量、顆粒大小相同C.實(shí)驗(yàn)中,H2O2的濃度越大越好D.溫度相同時(shí),若用FeCl3代替MnO2,反應(yīng)速率不相同【解析】選C。兩個(gè)裝置中的變量是溫度,所以該實(shí)驗(yàn)探究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,A正確;由于二氧化錳是催化劑,且探究的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,所以該實(shí)驗(yàn)要控制MnO2的質(zhì)量、顆粒大小相同,B正確;H2O2濃度過(guò)大,反應(yīng)速率過(guò)快,不易控制,所以實(shí)驗(yàn)中H2O2的濃度不宜過(guò)大,C錯(cuò)誤;溫度相同時(shí),若用FeCl3代替MnO2,由于改變了催化劑,則反應(yīng)速率不相同,D正確。題組二:多影響因素下反應(yīng)速率的比較3.(2分)控制變量是科學(xué)研究的重要方法。相同質(zhì)量的鐵粉與足量稀硫酸分別在下列條件下發(fā)生反應(yīng),其中反應(yīng)速率最大的是 ()選項(xiàng)ABCDt/℃10104040c(H2SO4)/mol·L-11313【解析】選D。鐵粉與足量稀硫酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Fe+2H+===Fe2++H2↑,溫度越高,H+濃度越大反應(yīng)速率越大。溫度為10℃,c(H2SO4)=1mol·L-1,溶液中c(H+)=2mol·L-1;溫度為10℃,c(H2SO4)=3mol·L-1,溶液中c(H+)=6mol·L-1;溫度為40℃,c(H2SO4)=1mol·L-1,溶液中c(H+)=2mol·L-1;溫度為40℃,c(H2SO4)=3mol·L-1,溶液中c(H+)=6mol·L-1;對(duì)比發(fā)現(xiàn)D選項(xiàng)溫度最高,同時(shí)H+濃度最大,故D項(xiàng)反應(yīng)速率最大。4.(2分)向四個(gè)容積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2,開始反應(yīng)時(shí),按反應(yīng)速率由大到小的順序排列正確的是 ()①500℃,10molSO2、5molO2反應(yīng)②500℃,用V2O5作催化劑,10molSO2和5molO2反應(yīng)③450℃,8molSO2、5molO2和2molAr反應(yīng)④500℃,8molSO2、5molO2和2molAr反應(yīng)A.①>②>③>④ B.②>①>③>④C.②>①>④>③ D.④>③>②>①【解析】選C。根據(jù)外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響,用控制變量法判斷反應(yīng)速率的相對(duì)大小,然后排序,注意催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響更大。①與②相比,SO2的濃度和O2的濃度均相等,②中使用催化劑,其他條件相同時(shí),使用催化劑的反應(yīng)速率較大,則反應(yīng)速率②>①;①與④相比,①中SO2的濃度比④中大,④中2molAr為惰性氣體,不參與反應(yīng),其他條件相同時(shí),濃度越大,反應(yīng)速率越大,則反應(yīng)速率:①>④;③與④相比,④中2molAr為惰性氣體,不參與反應(yīng),④中溫度比③高,其他條件相同時(shí),溫度越高,反應(yīng)速率越大,則反應(yīng)速率:④>③。綜上,反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)棰?gt;①>④>③,故選C。5.(4分)某小組為了研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如下。實(shí)驗(yàn)編號(hào)室溫下,試管中所加試劑及其用量室溫下溶液顏色褪至無(wú)色時(shí)所需時(shí)間0.2mol·L-1H2C2O4溶液H2O0.04mol·L-1KMnO4溶液0.36mol·L-1稀硫酸MnSO4固體①2.0mL2.0mL1.0mL1.0mL—4.1min②3.0mLamL1.0mL1.0mL—3.7min③3.0mL1.0mL1.0mL1.0mL少量tmin下列說(shuō)法正確的是 ()A.反應(yīng)原理為5C2O42-+2MnO4-+16H+===10CO2B.實(shí)驗(yàn)①和③探究MnSO4固體對(duì)反應(yīng)速率的影響C.實(shí)驗(yàn)①和②探究H2C2O4濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,a=1.0D.MnSO4對(duì)該反應(yīng)有催化作用,加快反應(yīng)速率,t>3.7【解析】選C。A.反應(yīng)原理為5H2C2O4+2MnO42-+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,故A錯(cuò)誤;B.探究MnSO4固體對(duì)反應(yīng)速率的影響需要控制其他變量,選用實(shí)驗(yàn)②和③,故B錯(cuò)誤;C.實(shí)驗(yàn)①和②探究H2C2O4濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,a=1.0,故C正確;D.MnSO4對(duì)該反應(yīng)有催化作用,加快反應(yīng)速率,t<3.7,題組三:含未知量的表格探究化學(xué)反應(yīng)速率6.(4分)(雙選)某學(xué)習(xí)小組為了探究酸性高錳酸鉀溶液與NaHSO3溶液反應(yīng)速率的影響因素,該小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)12340.2mol·L-1NaHSO3溶液/mL3.03.04.03.00.1mol·L-1酸性KMnO4溶液/mL2.02.02.02.00.6mol·L-1H2SO4溶液/mL1.02.02.01.00.1mol·L-1MnSO4溶液/mL0000.5V(H2O)/mL2.0a0b混合溶液褪色時(shí)間/min8643下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.該反應(yīng)的離子方程式為5HSO3-+2MnO4-+H+===2Mn2++5SB.實(shí)驗(yàn)3從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(MnO40.0625mol·L-1·min-1C.a=1.5、b=1.0D.實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1相比,說(shuō)明Mn2+可能是該反應(yīng)的催化劑【解析】選B、C。A.酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸錳、硫酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為5HSO3-+2MnO4-+H+===+3H2O,故A正確;B.由表格數(shù)據(jù)可知,亞硫酸氫鈉和高錳酸鉀的物質(zhì)的量之比為(0.2mol·L-1×4.0×10-3L)∶(0.1mol·L-1×2.0×10-3L)=4∶1,則高錳酸鉀完全反應(yīng),從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)高錳酸根離子的反應(yīng)速率為0.0.00625mol·L-1·min-1,故B錯(cuò)誤;C.由表格數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)1、2的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄苛蛩崛芤旱臐舛葘?duì)反應(yīng)速率的影響,由探究實(shí)驗(yàn)變量唯一化原則可知,反應(yīng)的總體積應(yīng)保持不變,則a=8.0-7.0=1.0,同理可知,實(shí)驗(yàn)1、4的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄苛蛩徨i溶液的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,則b=8.0-6.5=1.5,故C錯(cuò)誤;D.由表格數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)1、4的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄苛蛩徨i溶液的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,加入硫酸錳溶液,酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)速率加快,說(shuō)明錳離子能加快反應(yīng)速率,是該反應(yīng)的催化劑,故D正確。綜合應(yīng)用·拓思維7.(4分)(2024·濟(jì)南高一檢測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液和0.1mol·L-1H2SO4溶液為反應(yīng)物,探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)記錄如下:實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度/℃H2SO4溶液體積/mLNa2S2O3溶液體積/mLH2O體積/mL出現(xiàn)沉淀所需的時(shí)間/sⅠ301055t1Ⅱ3055at2Ⅲ601055t3已知:①Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O;②實(shí)驗(yàn)結(jié)果:t2>t1>t3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.a=10B.對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ可知,升高溫度能加快反應(yīng)速率C.除了用產(chǎn)生沉淀所需時(shí)間,還可以用產(chǎn)生氣泡所需時(shí)間來(lái)記錄和比較反應(yīng)速率D.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ時(shí),可依次向試管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液【解析】選C。實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ的溫度相同,比較H2SO4溶液的濃度不同時(shí),對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生的影響,則Na2S2O3溶液的濃度應(yīng)相同,溶液的總體積應(yīng)相同,從而得出a=10,A正確;實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)物的濃度都相同,實(shí)驗(yàn)結(jié)果:t1>t3,對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ可知,升高溫度能加快反應(yīng)速率,B正確;因?yàn)樗岬臐舛?、溫度都?huì)影響SO2氣體的溶解度,所以不能用產(chǎn)生氣泡所需時(shí)間來(lái)記錄和比較反應(yīng)速率,C錯(cuò)誤;因?yàn)镠2SO4溶液的濃度不同,而Na2S2O3溶液的濃度相同,所以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ時(shí),可依次向試管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(雙選)對(duì)水樣中M的分解速率的影響因素進(jìn)行研究,每次取2L水樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在相同溫度下,M的物質(zhì)的量[n(M)]隨時(shí)間(t)變化的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是 ()A.由③④得,水樣中添加Cu2+,能加快M的分解速率B.由②③得,反應(yīng)物濃度越大,M的分解速率越快C.由②④得,水樣的pH越小,M的分解速率越快D.在0~20min內(nèi),②中M的平均分解速率為0.0075mol·L-1·min-1【解析】選A、D。根據(jù)③④知,pH相同時(shí),添加銅離子的,相同時(shí)間內(nèi)n(M)的變化量越大,則M的分解速率越快,A正確;根據(jù)②③知,反應(yīng)起始濃度及溶液pH都不同,有兩個(gè)變量,則無(wú)法判斷反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系,B錯(cuò)誤;根據(jù)②④知,反應(yīng)起始濃度、銅離子及溶液pH都不同,有三個(gè)變量,則無(wú)法判斷M的分解速率與pH的關(guān)系,C錯(cuò)誤;由題圖知0~20min內(nèi),②中M的分解速率v(M)=ΔcΔt=0.40mol-8.(4分)H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得70℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ()A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越大B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),NaOH的濃度越小,H2O2分解速率越大C.圖丙表明,少量Mn2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越大D.圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+濃度越大,H2O2分解速率越大【解析】選D。由題圖甲可知,起始時(shí)H2O2的濃度越小,曲線下降越平緩,說(shuō)明反應(yīng)速率越小,A錯(cuò)誤;由題圖乙可知,NaOH溶液的濃度越大,反應(yīng)速率越大,B錯(cuò)誤;由題圖丙可知,相同時(shí)間內(nèi),0.1mol·L-1NaOH條件下H2O2分解速率最大,0mol·L-1NaOH條件下H2O2分解速率最小,而1.0mol·L-1NaOH條件下H2O2的分解速率處于中間,因此不能說(shuō)溶液堿性越強(qiáng),H2O2越容易分解,C錯(cuò)誤;由題圖丁可知,在溶液的酸堿性相同時(shí),溶液中Mn2+濃度越大,H2O2的分解速率越大,D正確。遷移創(chuàng)新·提素能9.(4分)用Na2FeO4溶液氧化廢水中的還原性污染物M,為研究降解效果,設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、pH對(duì)降解速率和效果的影響,實(shí)驗(yàn)測(cè)得M的濃度與時(shí)間關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是 ()實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/℃pH①251②451③257④251A.實(shí)驗(yàn)①在15min內(nèi)M的降解速率約為1.33×10-5mol·L-1·min-1B.若其他條件相同,實(shí)驗(yàn)①②說(shuō)明升高溫度,M降解速率增大C.若其他條件相同,實(shí)驗(yàn)①③證明pH越高,越不利于M的降解D.實(shí)驗(yàn)④說(shuō)明M的起始濃度越小,降解的速率越快【解析】選D。由圖中數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)①在15min內(nèi)Δc(M)=(0.30mol·L-1-0.10mol·L-1)×10-3=2×10-4mol·L-1,則v(M)=ΔcΔt=2×10-4mol·L-115min≈1.33×10-5mol·L-1·min-1,故A正確;由圖中曲線變化可看出實(shí)驗(yàn)②相對(duì)于實(shí)驗(yàn)①,M降解速率增大,由表中數(shù)據(jù)可知,其他條件相同,實(shí)驗(yàn)②的溫度高,所以說(shuō)明升高溫度,M降解速率增大,故B正確;由圖中曲線變化可看出實(shí)驗(yàn)①相對(duì)于實(shí)驗(yàn)③,M降解速率增大,由表中數(shù)據(jù)可知,其他條件相同,實(shí)驗(yàn)③的pH高,所以說(shuō)明pH越高,越不利于M的降解,故【補(bǔ)償訓(xùn)練】鮮榨的蘋果汁在空氣中放置一段時(shí)間顏色會(huì)變深,其實(shí)質(zhì)是蘋果中的多酚在多酚氧化酶的催化下被氧氣氧化生成醌類物質(zhì)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響蘋果汁被氧化的條件,實(shí)驗(yàn)記錄如表:實(shí)驗(yàn)組別實(shí)驗(yàn)步驟溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①將40mL蘋果原汁加入100mL純凈水中,再加入半片維生素C片常溫較長(zhǎng)時(shí)間不變色②將40mL蘋果原汁加入100mL純凈水中,再加入少量食鹽常溫較長(zhǎng)時(shí)間不變色③將40mL蘋果原汁加入100mL純凈水中常溫慢慢變色④將40mL蘋果原汁加入100mL純凈水中,加熱60℃很快變色(查閱資料可知:①維生素C有較強(qiáng)的還原性;②多酚氧化酶是一種蛋白質(zhì),加入食鹽會(huì)降低其催化效果。)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)記錄,下列說(shuō)法不正確的是 ()A.通過(guò)①③組實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知,維生素C的還原性比蘋果中的多酚弱B.通過(guò)②③組實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知,②中催化劑的活性受到了抑制C.通過(guò)對(duì)比③