公平比较只改变一个因素，其余全部保持不变。面对几次实验的表格，你的第一件事是找出只在一个方面不同的那一对。
本课是反应速率单元的最后一课，综合了图表求速率、浓度、表面积和催化剂。这里所有数字都是编造的。
如何检验数据集是否公平？
依次问三个问题。
- **自变量是什么？**也就是题目说正在研究的那一个因素。
- **测量的是什么？**这是因变量，例如收集固定体积气体所需的时间。
- **哪些其他因素被控制了？**固体的质量、颗粒大小、酸的体积和浓度、温度，都是常见的控制变量。
然后挑出只在自变量上不同的两次实验。
例题
以下是编造数据。四次实验让碳酸钙与稀盐酸反应。
每次都收集 40 cm³ 气体，并记录时间。
| 实验 | 酸 (mol/dm³) | CaCO₃ 形态 (1.0 g) | 温度 (°C) | 时间 (s) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1.0 | 块状 | 30 | 40 |
| 2 | 0.5 | 块状 | 30 | 85 |
| 3 | 0.5 | 粉末 | 30 | 35 |
| 4 | 0.5 | 块状 | 40 | 50 |
**问题：**哪两组实验能公平地检验浓度的影响？结果说明什么？
**步骤 1。**自变量是浓度。实验 1 和 2 只有浓度不同，两者都是 30 °C 的块状。实验 1 和 3 有两个因素不同，所以不是公平测试。
**步骤 2，比较速率。**速率可用 1 ÷ 时间来判断。实验 1：1 ÷ 40 = 0.025 s⁻¹。实验 2：1 ÷ 85 = 0.0118 s⁻¹，约 0.012 s⁻¹。
**步骤 3，得出结论。**浓度较高，速率较高。实验 1 用 40 s，实验 2 用 85 s。
**步骤 4，解释。**每单位体积的粒子更多，碰撞更频繁，每秒的有效碰撞更多。
**其他公平的配对：**实验 2 和 3 检验颗粒大小（粉末更快）。实验 2 和 4 检验温度（温度较高更快）。温度较高时粒子能量更大，碰撞更频繁，且有足够能量的碰撞所占比例更大。
重复实验有什么帮助？
假设实验 1 重复三次，得到 40 s、42 s 和 38 s。平均值 = (40 + 42 + 38) ÷ 3 = 120 ÷ 3 = 40 s。
如果其中一次得到 70 s，它远离其他数据，就被视为异常（anomalous）。你要说明排除它的原因，再用其余的数据求平均值。
要注意哪个错误？
错误答案：“实验 1 和 3 说明浓度很重要，因为实验 3 更快。”
实验 3 的酸浓度比实验 1 低，却更快，这看起来甚至与浓度的影响相矛盾。真正的差别是实验 3 用了粉末。有两个因素改变了，所以这一对不能用。
纠正：在读任何时间之前，先划掉所有不只在被检验变量上不同的配对。
自我检测
1. 检验温度应该比较哪两组实验？结论是什么？
查看答案
实验 2 和 4。只有温度不同（30 °C 和 40 °C）。实验 4 用了 50 s，实验 2 用了 85 s，所以温度较高速率较快。
2. 一位学生重复第四组实验，得到 52 s、49 s、75 s 和 51 s。给出合理的平均值。
查看答案
75 s 是异常值，并要说明理由后排除。平均值 = (52 + 49 + 51) ÷ 3 = 152 ÷ 3 = 50.7 s（3 位有效数字）。
3. 为什么实验 1 和实验 3 不能用来检验浓度？
查看答案
浓度和固体的形态都不同，所以你无法确定是哪一个造成了时间的变化。
接下来学什么？
把所有内容整合到反应速率综合练习中。速率与能量图表解读器可以帮你检查数据集画成图表是什么样，摩尔与方程式比例辅导工具则用来核对用量。
如果在纸上规划公平比较仍觉得不顺手，老师可以在线上一对一化学补习中一步步带你完成。