2011届高考化学第一轮专题复习课件19.ppt

实验探究
变量控制思想在实验中的运用
控制变量思想是中学化学实验中常用的思想方法,对影响实验结果的因素进行控制,以达到明确各因素在实验中意义的目的。实验法优于观察法和描述法的地方就在于它可以人为地干预和控制所研究的对象,这实际上就是控制变量思想的重要体现。
在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时,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时,再进行实验。因此,变量控制思想在这部分体现较为充分,在高考题中近几年也考查较多,且多以探究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段,模拟科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多,有其复杂性,但仍然重在考查学生基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。
【实验探究1】(2008·广东,20)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为
mol/L、 mol/L,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K, mL,大理石用量为
g。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图:
实验
编号
T/K
大理石
规格
HNO3浓度
/mol/L
实验目的
①
298
粗颗粒

(Ⅰ)实验①和②探究
HNO3浓度对该反应速率
的影响;
(Ⅱ)实验①和探究温度对该反应速率的影响;
(Ⅲ)实验①和探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。
②
③
④
依据反应方程式 CaCO3+HNO3 Ca(NO3)2+
CO2↑+ H2O,计算实验①在70~90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化,写出
计算过程)。
(3)请在(2)的框图中,画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。
解析(1)实验①和实验②探究HNO3浓度对该反应速率的影响,其他条件应相同而HNO3的浓度不同,故实验② mol/L。实验①和③探究温度对反应速率的影响,除了温度不同,其余条件要保持一样。实验①和④探究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响,因此要求二者大理石的规格不同,一个用粗颗粒,另一个用细颗粒。
(2)反应时间70~90 s范围内:
Δm(CO2)= g- g= g
Δn(CO2)= g÷44 g/mol= 5 mol
HNO3的减少量:
Δn(HNO3)= 5 mol÷ = 0 mol
HNO3的平均反应速率:
=×10-2 mol/(L·s)
(3)25 mL 2 mol/L、1 mol/ mol、 mol,10 mol。根据反应方程式:1 mol CaCO3消耗2 mol HNO3,因此HNO3的量都不足,大理石过量,实验②中产生的CO2是实验①中的一半,且反应速率比①慢,实验③④中用HNO3和实验①中相同,因此产生的CO2的量和实验①中相同,但反应速率都比实验①快,因此可以画出图象。
答案(1)
(2)反应时间70~90 s范围内:
Δm(CO2)= g- g= g
Δn(CO2)= g÷44 g/mol= 5 mol
HNO3的减少量:
Δn(HNO3)= 5 mol÷ = 0 mol
实验
编号
T/K
大理石
规格
HNO3浓度
/mol/L
实验目的
①
298
粗颗粒

(Ⅱ)①和
(Ⅲ)①和
②
298
粗颗粒

③
308
粗颗粒

④
298
细颗粒

③
④
HNO3的平均反应速率:
=×10-2 mol/(L·s)
(3)
【实验探究2】 :
实验
序号
金属
质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol/L
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失
的时间/s
反应前
反应后
1

丝

50
20
34
500
2

粉末

50
20
35
50
3

丝

50
20
36
250
4

丝

50
20
35
200
5

粉末

50
20
36
25
6

丝

5