第二十章 化學反應的速率

在文檔中 香港中學文憑 現代化學 (頁 38-45)

A20.4

(a) 移液管(10.0 cm3類型)

(b) 把混合物內的反應驟冷。因為氫氯酸是反應的催化劑,能加速反應,使用過 量的碳酸氫鈉可除去氫氯酸,使反應停止。

NaHCO3(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) (c) (i) 2S2O32(aq) + I2(aq)  S4O62(aq) + 2I(aq)

(ii) 所用的 Na2S2O3(aq)的摩爾數

= 0.005  1000

6.5 mol = 3.25  105 mol

由(i)的方程式可得知,S2O32 : I2的摩爾比 = 2 : 1。

 I2的摩爾數 =

2

mol 10

3.25 5 = 1.625  105 mol 第三個樣本中 I2的濃度 = 35

10 10.0

10 1.625

 mol dm3

= 1.625  103 mol dm3 (d)

A20.5

因為二氧化硫的水溶性很高,所以體積或壓強的變化並不顯著。

A20.6 (a)

反應時間 t (分)

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 釋 出 的 二 氧 化 碳 的

質量(g) 0 0.80 1.50 2.05 2.50 2.85 3.05 3.25 3.40 反應時間 t (分)

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 釋 出 的 二 氧 化 碳 的

質量(g) 3.51 3.59 3.64 3.67 3.69 3.70 3.70 3.70 3.70

(mol dm-3)

0 時間(分)

(b)

(c) 反應的平均速率 =生成的二氧化碳的總質反應總共所需的時間(min)(g)

=7.0min g

3.70 = 0.53 g min1

A20.7

(a) O2是唯一氣態生成物,故可在每隔一段時間量度氣筒內所收集到的氣體的 體積,來跟隨反應的進度。

(使用移液管抽取小部分已知體積的反應混合物,把混合物放在錐形瓶內。

加入過量稀硫酸來除去 MnO2催化劑,使反應驟冷。然後,利用標準酸化高 錳酸鉀溶液跟反應混合物進行滴定,直至到達終點。每隔一段時間,從混 合物抽取小部分反應混合物,重複滴定。這方法可量度 H2O2的濃度隨時間 的變化。)

(b) Br2(aq)是棕色的。反應進行期間,Br2(aq)會轉成無色的 Br-(aq),因此 Br2(aq) 的顏色深度下降。可利用比色計來量度反應混合物的顏色深度變化,以跟 隨反應的進度。

(反應生成 H+(aq)離子,因此溶液的 pH 值會出現變化。可利用 pH 計來量度 pH 值的變化,以跟隨反應的進度。)

(c) 從方程式可得知,氣態生成物的摩爾數比氣態反應物的摩爾數小,因此密 封容器內的壓強會改變。可利用連接至數據記錄器的壓強傳感器來量度容 器內壓強的變化,以跟隨反應的進度。

時間 (分) 反應終點

釋出的二氧化碳 的總質量

反應所需 的時間

(g)

第二十章 化學反應的速率

單元練習

1. 速率 2. 快

3. 平均;瞬間;曲線 4. 平均;生成物;反應物 5. 瞬間

6. 速率曲線

7. 斜;平坦;水平 8. 初速;快

9. 實驗

10. (a) 滴定;驟冷

(b) 體積;壓強;質量;顏色;透光度 11. 冷卻;稀釋;除去

12. 數據記錄器 13. 比色計 14. C 15. A 16. A 17. B 18. D 19. D 20. D 21. A 22. C 23. B 24. D

25. (a) 所用的 KMnO4的摩爾數 = 0.05  1000

25 mol = 0.00125 mol 所用的 K2C2O4的摩爾數 = 0.125 

1000

25 mol = 0.003125 mol KMnO4 : K2C2O4的摩爾比 = 0.00125 : 0.003125 = 1 : 2.5 由方程式可得知,KMnO4 : K2C2O4的摩爾比= 2 : 5 = 1 : 2.5。

因此它們剛好完全反應。

(b) 因為所有 K2C2O4已反應,在 30 s 內,它的摩爾濃度由 0.125 M 下降至 0 M。

(c) 在 30 s 內,MnO4完全還原至 Mn2+

(e)

在第二分鐘的切線斜率較在第六分鐘的大。這顯示在第二分鐘的瞬間速率 比在第六分鐘的高。

(f) 開始時曲線的斜率較高,然後逐漸下降,直至變得水平。反應進行期間 反應物的濃度隨時間而下降,反應速率也因此而下降,而當所有反應 物轉化成生成物,反應速率變為零。

(g)

28. (a)

(b) (i) 因為二氧化碳氣體從錐形瓶逸走。

(ii) CaCO3(s) + 2HCl(aq)  CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

所收集到的氣體 氣筒

過氧化氫溶液 時間(分)

時間(分鐘)

(g)

(cm3)

(c) 防止酸從錐形瓶噴出(棉花塞可防止酸噴出),但同時可讓二氧化碳氣 體逸走。

(d) 從以上曲線可得知,初速較預期低,因為二氧化碳氣體先要在溶液內 飽和後才會釋出。

(e) 0.540 g

(f) 生成的 CO2的摩爾數 =

2 0 . 16 0 . 12

540 . 0

mol = 0.0123 mol 由(b)(ii)的方程式可得知,HCl : CO2的摩爾比= 2 : 1。

所需的 HCl 的摩爾數 = 0.0123  2 mol = 0.0246 mol HCl 的摩爾濃度 =

1000 25 0.0246

M = 0.984 M

29. (a) S2O32(aq) + 2H+(aq)  SO2(g) + H2O(l) + S(s)

(b) 1. 釋出氣泡,並可嗅到帶刺激性的氣味,因為反應生成無色的二氧 化硫氣體。

2. 溶液變得混濁,因為反應生成黃色的硫沉澱。

(c) 反應進行時,生成的硫沉澱會越來越多。當溶液變得越來越混濁,透光 度會下降,我們可在燒杯下放置一個標記,然後量度該標記被「遮蔽」

所需的時間,這時間與反應的平均速率成反比。

30.  因為氮(N2)是反應中唯一的氣態生成物,可量度生成的 N2的體積隨時 間的變化來跟隨反應的進度。

 可利用氣筒來量度 N2的體積。

 如果反應是在密封的容器內進行,可量度壓強隨時間的變化來跟隨反 應的進度。

 密封容器內的壓強可由連接至數據記錄器的壓強傳感器來量度。

如果把反應混合物放在電子天平上,可量度混合物的質量流失(由於釋 出 N2)隨時間的變化來跟隨反應的進度。

在文檔中 香港中學文憑 現代化學 (頁 38-45)