活动纪录簿理化接触面积浓度与反应速率.docx
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活动纪录簿理化接触面积浓度与反应速率
实验4-1接触面积、浓度与反应速率
目的：
研究反应物的接触面积、浓度对反应快慢的影响。
器材：
下列为本实验所需的器材，请在备妥该物品后于前方空格打勾。
□粗粒状大理石3公克□细粒状大理石9公克□1M盐酸62mL
□蒸馏水18mL□50mL烧杯4个□25mL量筒1个
□10mL量筒1个□玻棒1支□称量纸1包
实验步骤与纪录【依学生实际活动情形填写】
一、接触面积与反应速率
1.准备3公克粗粒状大理石，置于称量纸上备用。
2.准备3公克细粒状大理石3份，置于称量纸上备用。
3.取二个50mL烧杯标示为甲、乙，各倒入1M盐酸20mL，并分别放入约3公克的粗粒状、细粒状大理石，观察并记录烧杯中气泡产生的快慢于表一。
■表一
烧杯
甲
乙
气泡产生的快慢
慢
快
二、浓度与反应速率
1.再取2个50mL烧杯标示丙、丁，丙烧杯倒入1M盐酸20mL；丁烧杯先倒入少许蒸馏水，再沿玻棒慢慢倒入1M盐酸2mL，稀释成0.1M盐酸20mL。
2.在丙、丁两烧杯中分别放入3公克细粒状大理石，观察并记录两烧杯中气泡产生的快慢于表二。
■表二
烧杯
丙
丁
气泡产生的快慢
快
快
问题与讨论
1.将大理石放入盐酸后，可以观察到什么现象？
答：
会有气泡的产生。
由于大理石的主要成分是碳酸钙（
），和盐酸反应会产生二氧化碳气体，而且产生的二氧化碳难溶于水，故以气泡方式逸散到空气中。
2.在实验一中，甲、乙两烧杯何者的反应较快？
大理石的颗粒大小与反应的快慢有何关系？
答：
乙烧杯气泡产生较快。
大理石颗粒愈小时，总表面积愈大，粒子间的碰撞机会增加，故反应速率愈快。
3.在实验二中，丙、丁两烧杯何者的反应较快？
盐酸浓度与反应的快慢有何关系？
答：
丙烧杯气泡产生较快。
盐酸浓度愈高时，解离出的氢离子也愈多，粒子间的碰撞机会增加，故反应速率愈快。
实验题组练习
1.小杰在甲、乙、丙三试管皆置入3M的盐酸15mL；丁试管中置入3M的盐酸1mL与14mL的水，混合均匀后，分别在4个试管中各加入2g颗粒大小不同的贝壳
（成分为CaCO3），如下图所示，试回答下列问题。
（C）
（1）小杰想藉由此实验探讨盐酸与贝壳的反应速率，应观察下列哪一项较为方便？
（A）HCl的消耗量（B）CaCO3的消耗量
（C）CO2的生成量（D）H2O的生成量
（D）
（2）请问在未加入贝壳前，丁试管中的盐酸浓度为多少M？
（A）3（B）2（C）1（D）0.2
（B）（3）小杰想了解浓度大小对反应速率的影响，可观察下列哪两支试管产生气泡的速率？
（A）甲和乙（B）甲和丁（C）乙和丙（D）乙和丁
（B）（4）甲、乙、丙、丁四支试管中气泡产生速率的快慢，其关系为下列何者？
（A）甲＜乙＜丙＜丁（B）丁＜甲＜乙＜丙
（C）丁＜丙＜乙＜甲（D）甲＝乙＝丙＝丁
（A）（5）综合上述实验结果，可得最佳结论为下列何者？
（A）固体颗粒愈小、盐酸浓度愈大，反应速率愈大
（B）固体颗粒愈大、盐酸浓度愈大，反应速率愈大
（C）固体颗粒愈小、盐酸浓度愈小，反应速率愈大
（D）固体总表面积愈大，盐酸浓度愈小，反应速率愈大
（2）丁的莫耳浓度＝3×0.001÷0.015＝0.2（M）。
实验4-2温度与反应速率
目的：
探讨温度对反应快慢的影响。
器材：
下列为本实验所需的器材，请在备妥该物品后于前方空格打勾。
□0.5M硫代硫酸钠水溶液20mL□0.5M盐酸40mL
□10mL量筒2个□50mL烧杯4个□500mL烧杯1个
□试管8支□温度计1支□酒精灯1个
□陶瓷纤维网1个□铁架（含固定夹）1座□马表1个
□白纸1张□麦克笔1支
实验步骤与纪录【依学生实际活动情形填写】
1.用麦克笔在白纸的中心处，画一个「＋」。
2.取4支试管，各加入0.5M硫代硫酸钠溶液5mL，并作标示。
3.另取4支试管，各加入0.5M盐酸10mL，并作标示。
4.将步骤2.、3.的试管同时放入500mL的烧杯中，隔水加热，以温度计持续测量水温。
5.当水温达30℃时，取出硫代硫酸钠及盐酸试管各1支，同时倒入放在「＋」上的50mL烧杯内，并立刻按马表计时。
观察并记录取出试管时的水温及生成物完全遮住「＋」的时间于表一。
6.当水温加热到40、50、60℃时，重复步骤5.，并记录水温和反应时间。
实验必须在通风处进行，并由同一位同学观察完全遮住「＋」记号的时间。
■表一
烧杯
甲
乙
丙
丁
温度（℃）
30
40
50
60
遮住「＋」记号的时间（秒）
16
9
5
3
问题与讨论
1.将硫代硫酸钠溶液与盐酸混合后，可以观察到什么现象？
答：
可观察到黄色的沉淀物产生，这黄色的沉淀物是由硫代硫酸钠和盐酸反应产生的硫沉淀。
2.操作实验时，记录沉淀物恰好遮住「＋」所需的时间，代表什么意义？
答：
当沉淀物恰好遮住白纸上的「＋」记号时，代表硫代硫酸钠与盐酸反应产生相同量的硫，藉此可了解生成相同量的硫，所需时间的差异。
3.依据实验结果，温度与沉淀物恰好遮住「＋」的时间，两者之间有什么关系？
？
答：
在生成相同的硫的情况下，温度愈高时，遮住「＋」记号所需时间愈短，则表示反应速率愈快。
实验题组练习
1.小杰在画有「＋」的白纸上置放一烧杯，将定量的硫代硫酸钠溶液及盐酸溶液同时倒入烧杯中，并开始计时，直到溶液颜色恰可遮住纸上的「＋」时停止计时，下表是实验数据，试回答下列问题。
实验条件
甲
乙
丙
丁
戊
己
温度（℃）
Na2S2O3
浓度（M）
HCl浓度（M）
时间t（秒）
时间倒数（1/秒）
S生成量
1
30
0.40
0.30
40
0.025
M1
2
50
0.40
0.30
20
0.050
M2
3
70
0.40
0.30
10
0.100
M3
（C）
（1）三次实验在停止计时的瞬间，遮盖「＋」字记号的硫生成物产量分别为M1、M2、M3，则三者间的大小关系为何？
（A）M1＞M2＞M3（B）M1＜M2＜M3
（C）M1＝M2＝M3（D）无法判断
（B）
（2）根据本实验结果可归纳出哪一个结论？
（A）温度愈高，产生二氧化硫愈多
（B）温度愈高，反应速率愈快
（C）温度高遮住「＋」字记号所需时间愈长
（D）反应速率与温度成正比
第4章 习题
一、填充题（每格4分，共28分）
1.下列事项分别与影响反应速率中的何种因素最有关系？
（1）冬季食物比较不易腐烂：
温度 。
（2）木材劈成细木片易着火：
颗粒大小（或表面积） 。
（3）硫代硫酸钠溶液加浓盐酸比加稀盐酸变黄的时间短：
浓度 。
（4）氢与氧在常温不易化合成水，须加热才化合成水：
温度 。
2.能使化学反应速率变快，而自身不变之物质，称为 催化剂 ，在生物体中的这类物质，则称为酶或 酵素 ；工业上，这类物质则称为 触媒 。
二、选择题（每格4分，共72分）
4-1接触面积、浓度对反应速率的影响
（C）1.下列化学反应，反应速率最快的是何者？
（A）食物腐败 （B）铁钉生锈 （C）火药爆炸 （D）钟乳石生成
（D）2.在大木块与碎木片质量相等的情况下，下列何者反应速率最快？
（A）大木块在空气中燃烧 （B）碎木片在空气中燃烧 （C）大木块在纯氧中燃烧 （D）碎木片在纯氧中燃烧
（C）3.消防队员在灭火时，将水喷成细雾状，最主要是为了下列何种原因？
（A）降低水的温度 （B）水遇到火可以产生二氧化碳 （C）增加水与周遭环境的接触面积 （D）降低从水管中喷射而出的水柱压力
（D）4.取三份质量均为1g且相同大小的镁带，分别浸入甲、乙、丙三杯溶液中，如右图所示，三杯溶液最初产生之气泡量的大小关系为下列何者？
（A）乙＞甲＞丙 （B）甲＞丙＞乙 （C）甲＝乙＝丙 （D）乙＞丙＝甲
2.碎木片和纯氧的接触面积与碰撞机会最大，反应速率最快。
4-2温度对反应速率的影响
（B）5.下图为阿谦进行实验的步骤图，假设过程中，硫粉燃烧产生的气体没有散失，则步骤四完成后，分别取其中一瓶溶液与其中一份大理石反应，反应初期何种组合其冒泡的速率最快？
（A）甲瓶溶液和丙 （B）甲瓶溶液和丁 （C）乙瓶溶液和丙 （D）乙瓶溶液和丁。
（A）6.牛奶在冰箱可以保存较久，但在室温下却容易腐败，主要是受什么因素影响？
（A）温度 （B）物质本性 （C）催化剂 （D）颗粒大小
（A）7.右图为君君购买、食用与保存蛋糕的过程。
下列关于影响反应速率快慢的因素，何者与君君保存蛋糕的方式最接近？
（A）化学反应时，将反应物隔水加热比没加热的反应快 （B）加热金属铜与金属镁，后者的反应会比前者激烈 （C）以双氧水制氧时，有加二氧化锰比没加二氧化锰反应快 （D）大理石与盐酸反应时，用1M盐酸反应比用0.1M盐酸快
4-3催化剂对反应速率的影响
（C）8.关于反应速率的叙述，下列何者错误？
（A）反应物颗粒愈细，反应愈快 （B）温度愈高，有效碰撞频率愈大，故加快反应 （C）浓度愈大，反应速率愈慢 （D）催化剂参加反应，但最后质量未减少
（C）9.欲以相同量的双氧水制备氧气，若加入不同量的二氧化锰，则生成氧的量会有什么不同？
（A）加入二氧化锰的量愈多，生成的氧也就愈多 （B）加入二氧化锰的量愈少，生成的氧就愈多 （C）加入二氧化锰的量，和生成氧的量无关 （D）一定要加二氧化锰，否则不会反应
7.温度为影响反应速率的一项因素，（A）温度、（B）活性、（C）催化剂、（D）浓度；故选（A）。
8.（C）浓度愈大，反应速率愈快。
9.二氧化锰为催化剂，只会改变反应速率，不会影响生成氧的量。
4-4可逆反应与平衡
（C）10.所谓化学平衡是指以下何者？
（A）反应物与生成物的浓度相等 （B）正逆反应速率完全停止，不再变化 （C）正逆反应速率相等 （D）反应物与生成物质量相等
（B）11.氮气与氢气在高温、高压下制氨的化学反应为一可逆反应，其反应式如下所示，当反应达平衡后，下列哪一项方法无法改变原平衡状态？
（A）增加氮气与氢气的浓度 （B）增加催化剂的量 （C）增高温度 （D）降低温度
（C）12.室温下，有一密封的透明瓶子，装了半满的水，放置一段时间后，水位没有明显变化。
关于瓶内系统的叙述，下列何者正确？
（A）氢气与氧气反应生成水的速率大于水分解生成氢气与氧气的速率 （B）水的蒸发速率小于水蒸气的凝结速率，所以瓶中仍见得到水 （C）水的蒸发速率等于水蒸气的凝结速率，两者持续进行且速率相等 （D）水的蒸发速率与水蒸气的凝结速率达到平衡后，蒸发与凝结均停止
（C）13.在25℃下，某固定体积之密闭系统中的化学反应已达成平衡，其反应式如下所示：
2NO2（g）
N2O4＋热量
红棕色 无色
则下列叙述何者正确？
（A）当系统温度下降时，气体颜色变深 （B）当系统温度上升时，反应向右进行 （C）当系统温度上升时，N2O4分子数减少 （D）当系统温度上升时，气体总分子数减少
（B）14.贝壳（CaCO3）与稀盐酸置于密闭的锥形瓶中，反应初期会产生二氧化碳（CO2）的气泡；静置一段时间后，看到锥形瓶内不再产生气泡；此时拔开橡皮塞，又可看见气泡从溶液中冒出。
有关橡皮塞拔开前的现象，下列解释何者正确？
（A）锥形瓶中化学反应已停止 （B）锥形瓶内反应均已达平衡 （C）贝壳中的CaCO3已完全用尽 （D）锥形瓶内的CO2全部溶解在溶液中
11.催化剂无法改变平衡状态。
12.密闭空间中，无明显变化，代表呈现反应平衡，意即正反应速率等于逆反应速率，且皆未停止。
14.未打开瓶盖，反应已达平衡，打开瓶盖后，反应会再次平衡。
请在阅读下列叙述后，回答15.～16.题
公元2015年6月27日，新北市八仙乐园内举办喷洒染色玉米粉的彩色派对，舞台灯光四射，效果十足，活动尾声不慎引发粉尘爆炸，由最接近舞台的西侧区块开始突然起火造成多人伤亡。
事故发生后，主办单位宣称使用的玉米粉，于制程添加了1%至5%的水分，使得玉米粉颗粒变大并显色，可降低爆炸的机率。
（C）15.此次粉尘爆炸，主要是那些因素加快反应的进行？
（A）温度、浓度 （B）表面积、催化剂 （C）浓度、温度、表面积 （D）温度、表面积、催化剂
（C）16.为何主办单位宣称玉米粉颗粒变大，可降低粉尘爆炸的危险？
（A）浓度变小 （B）温度变小 （C）表面积变小 （D）添加催化剂
请在阅读下列叙述后，回答17.～18.题
自然界中许多矿石含有CaCO3的成分。
建豪设计一项实验要检验甲、乙、丙三种矿石中是否含有CaCO3，他将此三种矿石秤取相同质量后，分别置入如图的实验装置中。
先加入少许的水，使水面高于矿石，固定蓟头漏斗并使漏斗管末低于液面下，再将1M的盐酸缓缓加入蓟头漏斗内，所产生的气体导入澄清石灰水中，以检测该气体，实验结果如表所示。
检验步骤
矿石
甲
乙
丙
一、与盐酸反应是否产生气体
否
是
是
二、澄清石灰水是否变混浊
否
是
否
（B）17.此依据上表推论甲、乙、丙三种矿石中，何者可能含有CaCO3？
（A）仅甲 （B）仅乙 （C）仅丙 （D）甲、乙、丙
（C）18.若将盐酸更换为同样浓度的醋酸，分别再进行步骤一的检验，乙、丙则可观察到下列何种现象？
（A）没有气体产生 （B）产生更多的气体 （C）产生气体的速率减慢 （D）产生气体的速率加快
17.CaCO3与盐酸反应会产生二氧化碳气体，使得澄清石灰水混浊。
故选（B）。
18.氢离子浓度变小，碰撞机率降低，反应速率减慢。
故选（C）。
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