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愛迪生自然科學第 38 堂範例卷：反應速率二（濃度與溫度）
本堂聚焦濃度與溫度對反應速率的影響、碰撞學說與有效碰撞，以及速率數據的判讀與控制變因。
愛迪生自然科學第 38 堂：濃度與溫度對反應速率的影響
我的課程探索段位與個人檔案學習目標
學習目標
1. 能說明反應物濃度對反應速率的影響。
2. 能說明溫度對反應速率的影響，並知道速率與溫度不成正比。
3. 能用碰撞學說與有效碰撞解釋濃度、溫度造成的速率變化。
4. 能判讀速率實驗的數據、控制變因，並應用於生活情境。
觀念
觀念一：濃度對反應速率的影響
其他條件相同時，反應物濃度愈高，單位體積內的粒子愈多，碰撞機會增加，反應速率通常愈快。
濃度與碰撞頻率 例題 1
將不同濃度的鹽酸加入相同大小的鎂條中，發現高濃度鹽酸產生氣泡較多且較快。主要原因為何
酸性強弱與反應速率 例題 2
相同質量、大小之鎂帶放入下列哪一杯25°C水溶液中，會產生氫氣且產生之速率在四者中最快？(甲)pH值＝13、200mL；(乙)pH值＝1.2、100mL；(丙)pH值＝5.4、250mL；(丁)pH值＝8.4、500mL
稀釋後濃度與速率排序 例題 3
| 試管 | 水 | 鹽酸 |
|---|---|---|
| 甲 | 12 mL | 1 M、8 mL |
| 乙 | 14 mL | 2 M、6 mL |
| 丙 | 16 mL | 1.5 M、4 mL |
| 丁 | 18 mL | 3 M、2 mL |
依表中四支試管的配製方式，各試管內液體分別與 10 g 大理岩粉反應，反應速率大小順序為何？
觀念
觀念二：溫度對反應速率的影響
升高溫度會使粒子平均動能增加、有效碰撞增多，反應通常加快；但反應速率與溫度並不成正比。
升溫與粒子能量 例題 1
溫度升高時，一般化學反應的速率均會明顯增加，其主要原因為何
溫度與速率並非正比 例題 2
有關反應速率的敘述，下列何者錯誤
溫度與反應時間計算 例題 3
有一反應，溫度每上升 10℃，反應速率增為原來的 2 倍。在 30℃ 時，此反應需 240 秒才能完成。若要縮短反應時間，使其在 30 秒內完成，溫度至少需上升至多少℃？
觀念
觀念三：碰撞學說與有效碰撞
能造成反應的碰撞稱為有效碰撞；粒子除了要互相碰撞，還必須具有足夠的能量，反應才會發生。濃度與溫度都是透過改變碰撞次數或碰撞能量來影響速率。
有效碰撞的必要條件 例題 1
下列何者是化學反應發生的必要條件
燃點與能量門檻 例題 2
汽油可以燃燒，但將其曝露於空氣中，若不經點燃，不容易發生燃燒，這是因為下列何者
稀釋濃度與碰撞排序 例題 3
三支試管：(甲) 1.0 M 的鹽酸 5 毫升及水 10 毫升；(乙) 1.5 M 的鹽酸 2 毫升及水 13 毫升；(丙) 2.0 M 的鹽酸 1 毫升及水 14 毫升。各試管分別混合均勻後，加入大小相同且等量碳酸鈣，則釋出氣體之速率為何
觀念
觀念四：數據判讀、控制變因與生活應用
比較反應速率時要採控制變因，一次只改變一個操縱變因；反應愈快，達到相同終點所需的時間愈短。冷藏保鮮、壓力鍋等生活實例都可用速率因素解釋。
冷藏保鮮的速率原理 例題 1
家中吃不完的剩菜剩飯，應放入冰箱中冷藏，較不易腐敗。這合乎影響反應速率的變因中之哪一項因素
控制變因實驗判讀 例題 2
| 實驗條件 | 甲 | 乙 | 丙 |
|---|---|---|---|
| 貝殼質量 | 2.0 g | 2.0 g | 2.0 g |
| 貝殼顆粒 | 粉狀 | 細粒 | 粉狀 |
| 10 mL 鹽酸濃度 | 0.20 M | 0.20 M | 0.20 M |
| 反應溫度 | 25℃ | 25℃ | 35℃ |
小明取貝殼與鹽酸做甲、乙、丙三次實驗，條件如下表。下列敘述何者錯誤？
多變因實驗與速率測量 例題 3
| 實驗條件 | 甲 | 乙 | 丙 |
|---|---|---|---|
| 貝殼質量 | 2 g | 2 g | 2 g |
| 貝殼顆粒 | 粉狀 | 粉狀 | 顆粒 |
| 20 mL 鹽酸濃度 | 4 M | 1 M | 1 M |
| 反應溫度 | 25℃ | 25℃ | 25℃ |
取貝殼與鹽酸作用，測定甲、乙、丙三次實驗的反應速率，條件如下表。下列敘述何者正確？
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