物質科學_化學篇(下) 第六章 化學反應速率

物質科學_化學篇(下) 第六章 化學反應速率

6-1碰撞學說 1. 內容：

(1) 化學反應的發生必須反應的粒子互相接近並發生碰撞才能發生反應，這種 理論稱為碰撞學說。

(2) 碰撞不一定能產生化學反應，只有極少數的碰撞引起反應，大部分的碰撞 只是反應粒子間的互相碰撞，但並未引起反應即分開。

(3) 能引起反應的碰撞情形稱為有效碰撞。

2. 有效碰撞的條件

(1) 碰撞之粒子必須具有足夠的能量：粒子的動能必須超過低限能，在一定溫 度下，粒子具有一定的平均動能，但

個別粒子的動能並不相等，而是從低 能至高能呈曲線分布(如圖)，其中只 有分布於低限能右邊的粒子才具有足 夠的能量，產生有效碰撞。

(2) 碰撞時粒子必須具有適當的位向： 例如： _{2 2}

NO CO

NO

CO+ → +

3. 向不適當，即使碰撞次數再 不能引起化學反應，這樣的碰撞稱為無效碰撞。

例如： _{3 4}

4. 的機率不高，大於

反應，極為罕見。

1. )的意義

夠的動能且碰撞時位向適當，互相碰撞時，彼此有短暫的結 常不穩定的過渡粒子，此粒子稱為活 化錯合物(活化複體)。例如： _{2 2}

2. 活化錯合物的性質

(1) 新的化學鍵部分形成、舊的化學鍵部分破壞的過渡狀態。

無效碰撞：反應粒子碰撞時，因能量不足或是位 多，也

Cl NH HCl

NH + →

三分子的

碰撞的發生以二分子的碰撞的機率最大，三分子同時碰撞

6-2 過渡狀態學說

活化錯合物(activated complex 反應物粒子具足

合，形成一個複雜且能量極高、化學非

NO CO

NO

CO+ → +

(2) 只能暫時存在，可能轉變成生成物，也可能轉變回反應物。

活化能(activated energy)

(1) 活化能(E_a)：反應粒子生成 3.

活化錯合物所需的能量。

化錯合物的位能 - 反應物的位能

)、濃度及反應熱

(2) 活化能高者，反應速率慢；活化能低者，反應速率快。

(3) 化學反應的活化能必大於零，但放射性元素衰變時的活化能為零，即不需 要能量也可產生衰變反應。

(4) 活化能與反應途徑有關，反應途徑改變時，正逆方向的活化能同時改變，

使正逆方向的反應速率同時改變，但反應熱( H )不變，故反應熱不能影 響反應速率。

5.

反 為 能

(2) 正活化能(E_a)=活

(3) 逆活化能(E_a')=活化錯合物的位能 – 生成物的位能

(4) 反應熱( H∆ )=生成物的位能 – 反應物的位能 = E_a - E_a'

4. 活化能的性質

(1) 活化能的大小隨反應物的種類而異，與溫度(溫差不大時 大小無關。

∆

活化能與低限能的關係

(1) 低限能： 應粒子發生有效碰撞所需的最小動能稱 低限 。

(2) 活化能與低限能的能量相等但意義不同，活化能為位能，而低限能為動

(3) 兩者關係如下圖：

6-3 反 1.

(2)

能。

應速率

反應速率的定義

(1) 在化學反應系中，單位時間內反應物的消耗或生成物的生成變化量( C∆ )。 反應速率r = 反應物消耗量=

t C

∆

−∆

時間間隔 ，或寫成

反應速率 C

r =生成物生成量= ∆

∆t 時間間隔

2. 反應係數與反應速率之關係

中，

舉例：化學反應 aA+bB →cC +dD

∆ ][A ∆ ][B ∆ ][C ∆ ][D r_A t

− ∆

= ，

r_B t

− ∆

= ，

r_C t

= ∆ ， r_D t

= ∆

由反應式中可知反應掉a mol A的同時，會用去bmol B，而產生cmolC及 D

ol ， m

d 即r_A :r_B :r_C :r_D =a:b:c:d

t D

∆

∆

∆[ [ ]

d t C A] 1 ∆[ ]= 1

c B

∆

= 1∆[ ]

1

t b t

r a

− ∆

∆ =

−

=

⇒

3. 反應速率的單位

(1) 固相：mol / t 或

(3)

4. 反應速率的測量方法

應系中氣體莫耳數產生 )，則可測定定容下之 壓力變化。例如： _{2 2 3}。

(2) 體積法：反應系中氣體莫耳數產生變化時(即 )，則可測定定壓下之 體積變化。例如： _{2 2 3}。

(3) 比色法：反應系中，若反應前後顏色產生改變，則可利用比色法測定反應

速率。例如 血紅色)； _{2 4 2}(紅棕色)

(4) 重量法：反應時若有沉澱生成，則利用測量沉澱量的增加來測定及應速 率。例如

(5) 值法：反應時若有酸鹼變化，則可測 值之變化量，做為反應速率 之表示。例如：

(6) 導電度法：反應前後，導電度有明顯變化者。例如

6-4 影響反應速率的因素

1. 反應速率受下列因素影響：反應物的本質、反應物的濃度、非均相反應中固 體顆粒的大小、溫度、催化劑、溶劑的種類、光。

依反應速率的快慢而選 定不同的時間單位，可 用秒、分、時、…

t g /

(2) 液相：M / t

氣相：M /t或atm /t或mmHg / t

(1) 壓力法：反 變化時(即∆n ≠0 2

3H NH N + →

≠0

∆n 2

3H NH N + →

+

−

+ + → ²

3 SCN FeSCN

Fe ( N O →2NO

) ( 3 )

( )

( )

(

3aq NaCl aq AgCl s NaNO aq

AgNO + → +

pH

CH3

pH

3COOC ( ) ( )

) ( )

(酸性 C₂H₅OH 中性 CH ₂H₅ 中性 H₂O中性

COOH + → +

) (

2 ) (

) (

)

(OH ₂ 強電解質 H₂SO₄ 強電解質 H₂O BaSO₄ 難溶鹽

Ba + → +

2.

(1) 的化學鍵再生成 化學鍵時，則反應速率較慢，若

沉澱反應。

反應 實例

反應物的本質與反應速率的關係

反應中若須破壞原有 新的

無涉及鍵的破壞，則反應速率較快。尤其以不需要電子轉移的反應最快，

如中和反應及

(2) 常見的反應速率較快的反應類型 類型

↓

→ + ⁻

+

)

AgCl(s

Cl

) ( 2 4 3 )

( 3

2 4NH aq Cu(NH ) aq

Cu ⁺ + → ⁺

O H Mn

Fe H

MnO

Fe² ₄ 8 5 ^{3 2} 4 ₂

5 ⁺ + ⁻ + ⁺ → ⁺ + ⁺ +

) ( 10 4 )

( 2 )

(

4 _s 5O _g PO _s

P + →

) ( 4 )

( 3 )

(g NH g NH Cl s

HCl + →

) ( 2 ) ( 2 )

( 2 )

(

) +2HCl _aq →CaCl _aq +CO _g +H O_l 2

酸鹼中和 H⁺ +OH⁻ →H₂O 沉澱 Ag

離子 (因離子須排入結晶格子內才能生成

沉澱，故速率比中和反應慢) 錯離子形成

氧化還原 Cr²⁺ +Fe³⁺ →Cr³⁺ +Fe²⁺ 其他

(

CaCO3 s

) ( 2 )

( 2 )

(

1

g g

g O NO

NO + →

) ( )

( 2 ) (

2 _g F _g 2HF_g

H + →

(3) 速率慢的反應類型

反應類型

有機反應 _{3 2 5} ^酯化 → CH COOC H +H O 室溫下燃燒

( g

2

實例

OH H C COOH

CH + _{3 2 5 2}

O H CO

O

CH₄ +2 ₂ → ₂ +2 ₂ (無反應，除非點火) O

H O

H_{2 2 2}

12 →

+ (無反應，除非點火)

2

2 2

1 O CO

CO+ → (無反應，除非點火)

無反應，除非點火)

) ( 2 )

2 )

( 2 )

( 6 12

6H O _s 6O _g 6CO 6H O _l

C + → + (

) ( )

( 2 ) (

2 _g I _g 2HI _g

H + →

H2 F >Cl₂ > Br₂ > I₂

率。

非均相反應 (1) 化學反應發

) (s) 2(g)

其他 (慢得看不出變化)

鹵素與 之反應速率

(4) 判斷通則：酸鹼中和>離子沉澱>錯離子形成>未破壞鍵之氧化還原>破壞 鍵之氧化還原>有機反應>室溫下須點火之燃燒反應。

. 均相反應之濃度與反應速率的關係

(1) 化學反應發生於單一相中的稱為均相反應，常指氣態或液態。

(2) 均相反應中依碰撞學說所說，反應物濃度愈高，總碰撞次數增多，因此有 效碰撞的機會愈多，故速率愈快。

(3) 再加入反應物、減少溶劑的量及縮小容器的體積皆可增加均相反應的速

4. 接觸面積與反應速率的關係

生於兩個以上的相中的稱為非均相反應，例如

；

(2) 非均相反應發生於相之界面上，須接觸才能產生反應，故增加接觸面積可 增加反應速率

3

( ) 2 2 ( )

) (

(s 2H aq Zn aq H _g

Zn + ⁺ → ⁺ + 2Mg +O →2MgO_(s)

(3) 增加接觸面積的方法

(a) 將固體再分割為更小的顆粒，以正方體固體為例，若邊長分割成為原來

n n n

1 之小正方體，則總表面積增為原來之 倍，反應速率增為原來 倍。

(b 例如將熄的炭火經攪動可增加與氧的接觸面，燃燒將可更旺盛。

(a)

(b) ：溫度升高，分子平均運動速率增加，碰撞頻率增 大，有效碰撞粒子數增多，故反應速率增大。

(2) 溫度升高，不論是吸熱或是放熱反應，其反應速率均會增加。

(a) 一般反應在常溫時，溫度每升高 10℃，反應速率約增為 2 倍。

) 攪拌：

5. 溫度與反應速率的關係

(1) 溫度升高，反應速率增加的原因

能量因素(主因)：溫度升高，分子平均動能增加，具有高動能的分子數

應速率增大。如下圖

碰撞頻率因素(次因)

增加(動能分布曲線右移)，超過低限能的分子數增加，造成有效的碰撞 頻率增加，反

(b) ^{10 10}

1

2

r² = 2 = ^{2 1} 。

t t

r ^∆t ⁻

(c) 例外：雞蛋中的蛋白遇熱，每升高 10℃，反應速率約增為 50 倍。

運動速率增加 粒子動能增加 升高

⇒

⇒

∴

=

∴

=

=

T v kT

kT mv

E 3

2 3 1 ₂

∵ _K 2

m

6. 催 (1) 催

中雖有參與但反應後本身性質及量都不改變的物質。

(2) 加入催化劑可改變反應途徑，使反應依較低活化能的途徑進行，亦即使反 應低限能降低，使超過最低能量要求的粒子釋增加，反應速率自然增加。

(3) 催化劑對正逆反應皆等量相等，故正、逆活化能皆降低。

化劑與反速率的關係

化劑(觸媒)的定義：添加於反應物中能改變化學反應速率，在反應過程

(b) 加催化劑時，正逆雙方活化能降低量相同，因此催化劑對正逆反應皆等 量加速，如此可日加速達到平衡，但不能改變平衡位置，也不能增加生 成物的產率。

(c) 加催化劑時，不改變反應物與生成物的熱含量，故催化劑不改變反應 熱。

(d) 催化劑必須參與反應才能催化，而於反應後再生成回復，故只要少許的 催化劑就可以達成催化的目的。但催化劑濃度愈大或接觸面積愈大，催 化的效果愈好。

(4) 催化劑的特性

(a) 參與反應但無消耗，故在化學計量上質量不變。

(e) 催化劑的催化作用具有專一性，即某種催化劑只可催化某種反應，但對 其他反應可能毫無影響。

(f) 相同的反應物若可進行多樣的反應，則使用不同的催化劑及溫壓可產生 不同的主產物。

。 7. 加

分子動能 分布曲線

活化能

(低限能) 高能量粒子數 有效碰撞頻率 O

H

atm CH

C Ni

2 4 1

100 2

0 +



 →

如：CO+3H 

OH CH H

CO+2 ₂ ^Cr^2O^3ZnO⁴⁰⁰⁰^C500^atm→ ₃

(g) 自催化反應：如5C₂O₄²⁻ +2MnO₄⁻ +16H⁺ →10CO₂ +2Mn²⁺ +8H₂O， 其中產物Mn²⁺具有催化作用，恰可以催化反應物加速反應，此類反應 稱為自催化反應

催化劑與溫度升高的效應比較 因素

溫度升高 向右移 不變 增加 增加

入催化劑 不移動 降低 不變 增加

加

6-5 反應速率定律 1. 速率定律式的意義

(1) 反應物粒子間需有效碰撞才能發生反應，故反應物濃度愈高，則發生有 效碰撞的機會就愈多，反應速率就愈快。

(2) 反應速率與反應物濃度的定量關係稱為速率定律式。

2. 表示法：設反應為 ，則反應速率定律式可寫成

，其中 表示各反應物的濃度， 稱為反應級數。

dD cC bB

aA+ → + ]

[ ], [A B

n m B A k

r = [ ] [ ] m,n

(1 反應級數為m 級。

(2) 對 而言

(3) 對 級。

的係數 。

3. 速率常 性質及 (1) 由 方程式

) 對反應物 A而言，

反應物 B ，反應級數為n 級。

全反應而言為m+n

(4) m, n要由實驗求得，並非方程式 a,b

1 sec

數k 的 單位

阿瑞尼士 k = A⋅ 得 與反應物 化能、反 有

(a) 反應物的本質影響反應所需的活化能，故反應物種與速率常數的大小有 關。

(b) 活化能愈高， 值愈小，反應速率愈慢。

(c) 反應溫度升高時，不論吸熱或是放熱反應， 值均增大。

(d) 加入催化劑會降低活化能，使 值增大，反應速率增加。

(e) 反應物的濃度、壓力、反應熱等，不會影響 值。

(2) 的單位：由

知k 值 的活 應溫度

關。

RT E_a

e

−

k

k k

k k

r = k[A]^m[B]ⁿ r k =

⇒ sec ^{1−( + )} sec⁻¹

+ = ⋅

=

⇒ _{m n} M ^{m n} k的單位 M

M

(以 為例)

n m B A] [ ] [

反應總級數 k的單位 M sec⁻1

⋅ M

−1

1 1 sec⁻

− ⋅ M 0

2

n

m+ M^1−(m+n) ⋅sec⁻¹

－3

.

(3) 速率定律式之求法

(a) 由濃度與速率的關係來求得：可利用實驗方式，一次只改變一個反應物 的濃度，而固定其他反應物，由改變之反應物的濃度變化倍率觀察速率 的變化倍率，即可求出該反應物單獨的反應級數。以此一一求出各反應 物單獨之反應級數，再總和各反應級數即可得知反應之總級數。

實例：反應 3

A

＋

B

^Æ 2

C

速率實驗數據如下：

次數 初濃度［

A

］ 初濃度

［

B

］ 速率－

3 1

[ ]

t A

∆

∆ (M/分)

1 0.17 M 0.17 M 8.35 × 10^－4 2 0.17 M 0.34 M 3.34 × 10^－3 3 0.34 M 0.17 M 1.67 × 10

則(1)此反應之速率定律式為何？(2)總反應級數為多少？(3)速率常數為若 干？

解：設反應速率式為

由(1)及(2)的實驗中發現， 的濃度固定不變，

n m B A r =[ ] [ ]

] [ A

2 1)

(2 17 . 0

34 . 0 10

35 . 8

10 34 3

4 3

1

2 ∝ = ⇒ =

×

= ×

⇒ ₋⁻ n

r

r _n

n n

由(1)及(3)的實驗中發現，[B]的濃度固定不變，

1 1)

(2 17 . 0

34 . 0 10

67 .

1 ³

3 = × ∝ = ⇒ =

⇒ r ⁻ _m m

m m

10 35 .

8 ⁴

1 × ⁻

r

]2

][

[A B k r =

∴ 反應級數為 級

⇒ m+ n =1+2= 3 代入實驗數據，可求出 =k 0.17

(b) 零級、一級及二級反應的特性一覽表

零級反應 一級反應 二級反應

速率表示法 r = k r = k[ A] r = k[ A]²

0 t 1 1

k A 2

] [ ₀

2

1 =

t 0.693k

2

1 =

0 2

1 [ ]

1 A t = k

以何者反應 )

(Ｃ)

( B ) 下面何者為反應 3

反 應 速 率 與 濃 度的關係

濃 度與時間 之 [A] k 關係 [A]₀ − ][A =k^t

303 . 2 ] log [

A = k_t

A

A − =

]0

[ ] [ 半生期 t

濃 度 與 時 間 之 關係圖

課後練習 6-1碰撞學說 一. 單一選擇題

1、( D ) 下列四種相同之動能分佈圖中(但發生反應所需的最低動能

E

不同)，

速率最快？ (Ａ)

(Ｄ)

(Ｂ

2、 HCl + NH → NH4Cl 之有效的碰撞位向？

(Ａ) (Ｂ) (Ｃ)

(Ｄ)

溶液常加以攪拌 溫度平均

溶劑快速的揮發

2H5OH 與 HCl (Ｂ)

量，反應才能進行

) 碰撞 使反

3、( C ) ，發現可增加其反應速率，主要的原因是 (Ａ)使反應 (Ｂ)可使溶液中的溶質分散均勻 (Ｃ)碰撞機會增加 (Ｄ)可使

4、( C ) C 反應產生 C2H5Cl 與 H2O 時，下列何種碰撞位向最好？

(Ａ) (Ｃ) (Ｄ)

二. 多重選擇題

B ) 下列有關碰撞學說何者正確？

增加反應物濃度，則反應速率會加快，其原因為何？ (Ａ)

(Ｄ)粒子的碰撞次數減少

6、( D 何者正確？ (Ａ)每次碰撞皆產生反應 (Ｂ) 只有濃量大的分子才能碰撞 (Ｃ)碰撞次數越多，反應速率越大 (Ｄ)碰 撞超過活化能的分子，其動能必超過低限能

7、( C 碰撞學說，下 者錯誤？ (Ａ)由卓茲及路易斯在 1916 年及 1918 年分別提出 (Ｂ)此學說的基本假設是將參與反應的分子視為剛體 粒子 (Ｃ)只要發生碰撞就可以產生反應 (Ｄ)碰撞粒子必須有足夠的能

8、( A 學說是說：欲 應產生 (Ａ)反應物的粒子必須相碰撞 (Ｂ)反應 物的粒子必須成為離子 (Ｃ)反應物的粒子溫度要升高 (Ｄ)反應物濃度 要相同

9、( B ) 下列有關碰撞反應，何者錯誤？ (Ａ)發生化學反應要生成生成物，反

10、( A (Ａ)物質反應時，必須反應粒子互相

碰撞，但是有些反應粒子互相碰撞並未引起反應便分開了 (Ｂ)反應粒 5、( C ) 反應時若

反應粒子的活性變大 (Ｂ)反應物的溫度增加 (Ｃ)粒子的碰撞次數增加

) 化學反應的碰撞學說，下列

) 有關 列何

應物分子間必須先發生碰撞 (Ｂ)要發生碰撞的粒子其溫度一定要夠高 (Ｃ)發生化學反應的過程會涉及分子鍵的斷裂或生成 (Ｄ)碰撞粒子需 有正確位向

子互相碰撞，不引起反應者稱為無效碰撞 (Ｃ)參與反應之粒子只要有 碰撞皆會發生反應 (Ｄ)要引起有效碰撞，除了反應物需具足夠能量

外，反應粒子還要夠大 (Ｅ)碰撞學說是由拉塞福提出的

須有足夠能量及正確

12、( A

11、( ABDE ) 關於碰撞學說的敘述，下列何者不正確？ (Ａ)反應物粒子互相 碰撞就會發生化學反應 (Ｂ)發生碰撞的反應物粒子具有足夠的能量 就能發生化學反應 (Ｃ)發生碰撞的反應物粒子

碰撞位向才能發生反應 (Ｄ)發生碰撞的反應物粒子之能量稍為不足 但具有正確碰撞位向者也可發生反應 (Ｅ)在反應容器內之反應物粒 子大部分均具有足夠能量而可形成活化錯合物

C B ) 關於碰撞學說，下列敘述何者正確？ (Ａ)即使反應物分子具有正確

1916 年提出 (Ｃ)分子內原子被碰撞而變換位置即為改變位

13、( B

的碰撞位向，如果沒有足夠的能量，仍然不會發生反應 (Ｂ)此學說是 由卓茲於

能 (Ｄ)反應速率與單位時間內粒子的碰撞次數成反比 (Ｅ)反應粒子 的碰撞次數增加，其濃度會變大

DC

就降低，使反應速率迅速加快 (Ｂ)未具備活化能以上之

6-2 過渡

1、( C ) )

活 熱

2、( C ) )

一 )一反應之活化能愈

劑

3、( D ) 過渡狀態學說是由誰所提倡？ (Ａ)路易斯 (Ｂ)拉塞福 (Ｃ)卓茲 (Ｄ) ) 以碰撞學說說明反應速率時，下列哪些敘述正確？ (Ａ)溫度升 高時，活化能

動能的分子，就不會發生反應 (Ｃ)分子內原子被碰撞而變換位置即為 改變位能 (Ｄ)濃度之加大使反應速率加快，是由於碰撞頻率加大 (Ｅ) 加入催化劑，將使分子的平均動能增大，而急劇加快反應速率 狀態學說

一. 單一選擇題

下列有關活化能之敘述，何者正確？ (Ａ)活化能屬於動能之一種 (Ｂ 化能為活化複體之熱含量 (Ｃ)活化能為一種位能 (Ｄ)活化能為反應 (Ｅ)活化能為生成物系與反應物系間熱含量之差

下列敘述，何者正確？ (Ａ)一反應之活化能愈大，反應速率愈大 (Ｂ 反應所需之最低能量愈小，則反應速率愈小 (Ｃ

大，則溫度對反應速率之影響愈顯著 (Ｄ)一反應之活化能不因加催化 而改變

艾 4、( C )

學

果要進行反應，就必須克服活化能 5、( C )

一

大，則溫度對反應速率之影響越顯著 (Ｄ)一反應之活化能不因加入催 化

6、( D ) 錯

合物之動能差 (Ｃ)活化能為生成物系與反應物系間熱含量之差 (Ｄ)為 化錯合物之位能差

能之敘述，何者錯誤？ (Ａ)活化能大者反應較快 (Ｂ)催化劑

8、( C CO3分解 (Ｃ)黃

二. 多重

9、( A 高的反應，係指下列何項敘述？ (Ａ)隨溫度上升，反應速

時，需供應較多之能量 (Ｄ)反應熱較大 (Ｅ)反應易進行 D

衡往生成氨的方向進行 (Ｂ)低溫之下，平衡往生成氨的方向進行 (Ｃ) 高溫之下反應變快，且平衡往生成氨的方向進行 (Ｄ)是放熱反應 (Ｅ) 是吸熱反應 【87 推廣教育】

11、( BC ) 反應過程中，活化複體位能之高低取決於 (Ａ)溫度高低 (Ｂ)有 無催化劑 (Ｃ)反應物的本性 (Ｄ)反應物的濃度 (Ｅ)反應熱

12、( CD 林

下列有關過渡狀態學說，何者錯誤？ (Ａ)除了碰撞學說外，過渡狀態 說亦可用來闡明反應的發生過程 (Ｂ)活化能為反應物粒子必須具備 的最低限能量 (Ｃ)活化能為活化錯合物與反應物之間的位能和 (Ｄ)如

下列敘述何者正確？ (Ａ)一反應之活化能越大，反應速率越大 (Ｂ) 反應所須之最低能量越小，則反應速率越小 (Ｃ)一反應之活化能越

劑而改變

何謂活化能？ (Ａ)即為反應中產生之反應熱 (Ｂ)為反應物與活化

反應物與活 7、( A ) 有關活化

可降低活化能 (Ｃ)活化能為發生反應之最低能量 (Ｄ)活化能小者反應 較快

) 下列何者反應之活化能最低？ (Ａ)碳粉燃燒 (Ｂ)Ca 磷自燃 (Ｄ)蠟之燃燒

選擇題 C ) 活化能較

率之增加率較大 (Ｂ)雖溫度上升，反應速率無顯著增大 (Ｃ)使反應開 始發生

10、( AB ) 有關哈柏法合成氨的反應，下列敘述何者正確？ (Ａ)高壓之下，平

E ) 關於活化能之敘述，何項正確？ (Ａ)活化能大者，反應快 (Ｂ)

活化能之大小可影響反應熱 (Ｃ)催化劑降低活化能 (Ｄ)活化能小 者，反應速率常數大 (Ｅ)活化能等於反應物變為活化複體所須最低限 度的能量

13、( BDE

6-3 反應

一. 單一選擇題

1、( B ) 反應達成平衡狀態是指 (Ａ)反應式兩邊物質濃度相等 (Ｂ)正逆兩向 的反應速率相等的狀態 (Ｃ)反應式兩邊物質的莫耳數相等的狀態 (Ｄ) 正逆兩向的反應不再進行

2、( E ) 溫度增高時，反應速率增加的主要因素 (Ａ)每秒中碰撞次數增加 (Ｂ)

多 3、( D )

變 同 (Ｃ)

k

值越大，反應速率越大 (Ｄ)

4、( C ) 反應，

增 速

率

應 宜之催化劑，能開拓一條活化能較低之反應途徑，而使

5、( C ) 溫度每升高 10℃反應速率增加 1 倍，若將溫度增加 50℃，則反應速 率變為原來的多少倍？ (Ａ)8 (Ｂ)16 (Ｃ)32 (Ｄ)50

6、( B ) 反應速率之說明正確的是 (Ａ)把固體配成溶液，反應速率會變慢 (Ｂ) 等量之貝殼磨碎者和鹽酸反應較快 (Ｃ)25℃時 10 分鐘可完成之反 應，在 35℃時需 20 分鐘才能完成 (Ｄ)加入二氧化錳可降低雙氧水分

速率

) 溫度升高，下列哪些性質隨著升高？ (Ａ)反應熱 (Ｂ)反應速率 常數 (Ｃ)活化能 (Ｄ)濃度一定下，反應粒子之碰撞頻率 (Ｅ)有效碰撞 分率

速率

濃度變大 (Ｃ)活化能降低 (Ｄ)低限能降低 (Ｅ)超越低限能分子數目增

有關反應速率常數

k

值之敘述，何者錯誤？ (Ａ)

k

值會隨著溫度而改 (Ｂ)不同化學反應之

k

值亦不相

反應物濃度改變時，

k

值亦改變

在下列反應速率的敘述中，不完全正確者為 (Ａ)活化能較低之 其有效碰撞的機率高，反應速率較快 (Ｂ)溫度升高，分子之平均動能

加，有效碰撞機率增高，反應速率增加 (Ｃ)加熱可使吸熱反應之 增加，而使放熱反應之速率降低 (Ｄ)濃度增高，碰撞機率增高，反 加速 (Ｅ)適

反應速率增加

解產生氧之

7、( C ) 反應速率與下列何者無關？ (Ａ)反應物活性 (Ｂ)物質之濃度 (Ｃ)反 應熱之大小 (Ｄ)系統之溫度

) 下列有關於反應速率的敘述

8、( B 何者錯誤？ (Ａ)氯酸鉀加熱產生氧，可用

(Ｄ)固體總表面積大者，反應速率快，所以鋼絲絨能在空氣中燃

二. 多重 9、( B

二氧化錳做催化劑，若無二氧化錳，仍可產生氧 (Ｂ)汽油與空氣混合 很快就燃燒 (Ｃ)溫度低時化學反應慢，所以食物在冰箱內可以保存比 較久

燒 選擇題

DC 為 (Ａ)活化能降低 (Ｂ)分子運動速

10、( AC

) 溫度升高使反應速率增加是因

率增加 (Ｃ)具高動能的分子數增加 (Ｄ)分子碰撞次數增加 (Ｅ)反應 熱降低

BD ) 關於速率常數

k

的敘述，何者正確？ (Ａ)是比例常數 (Ｂ)隨反 應種類而異 (Ｃ)隨溫度而異 (Ｄ)隨催化劑而異 (Ｅ)隨濃度或壓力(氣 體時)而異

11、( BCE

上的變化 (Ｅ)不

12、( AD

) 在密閉系統裡，當反應到達平衡時，該系統 (Ａ)必是單一相 (Ｂ) 總壓力不變 (Ｃ)每一點的溫度相同 (Ｄ)不再有微觀

再有巨觀上的變化

BE 速

(Ｄ)在氣相反應中，壓力愈大，反應速率愈大 (Ｅ)

6-4 影響

一. 單一選擇題

1、( C ) 在一可逆反應中，設加入催化劑為促進反應速率者，則其功用為 (Ａ) 僅促進正反應速率 (Ｂ)減低逆反應速率 (Ｃ)同時促進正逆反應速率 (Ｄ)改變反應粒子數目 (Ｅ)增高溫度

) 下列影響反應速率的條件，何者正確？ (Ａ)溫度愈高，反應 率愈大 (Ｂ)濃度愈大，碰撞機會愈多，反應速率愈大 (Ｃ)活化能愈 高，反應速率愈大

含有二相或二相以上之反應物系，各相間接觸面愈大者，反應速率愈 大

反應速率的因素

2、( B ) 哈柏法製氨的反應中需要催化劑的理由是 (Ａ)使反應向右移動 (Ｂ)

使

3、( D ) 各項敘述，何項為錯誤？ (Ａ)NO＋1/2O2ÆNO2反應速率較 反應速率變大 (Ｃ)無催化劑不會發生反應 (Ｄ)因為是吸熱反應 對於下列

H2＋1/2O2Æ 相

同者為有效碰撞頻率 (Ｄ)催化劑改變化學反應的平衡常數

4、( B 有大量乾燥粉狀可燃物的場所，常有爆炸的危險，其理由與下列何 素有關？ (Ａ)可燃物太乾燥 (Ｂ)可燃物顆粒細，接觸面積大 (Ｃ)可 燃

5、( C ) 會產生氣泡，欲增加反應的速率，下列哪種方法

(Ｄ 6、( B )

的

提高正反應速率，並降低逆反應速率 (Ｄ)使用不溶於液態反應物之固 體催化劑時，反應速率與催化劑的表面積無關

化學平衡？ (Ａ)溫度 (Ｂ)催化劑 (Ｃ)濃度 (Ｄ)壓 H2O 反應速率為快 (Ｂ)濃度、溫度對反應速率之影響因子 同者為碰撞頻率之改變 (Ｃ)溫度、催化劑對反應速率之影響因子相

) 存 因

物數量多 (Ｄ)可燃物濃度大 將鹽酸滴在貝殼上，

較適當？ (Ａ)增加貝殼重量 (Ｂ)增加鹽酸的體積 (Ｃ)增加鹽酸的濃度 )取較大塊的貝殼

下列有關催化劑的敘述，何者正確？ (Ａ)可藉催化劑以改變化學反應 平衡常數 (Ｂ)可藉催化劑以改變化學反應進行的路徑 (Ｃ)催化劑可

7、( B ) 下列何者不能改變 力

8、( C ) 有關哈柏法製造氨的反應，N2 + 3H2 Æ

增快，平衡向右移，有利氨的

、

9、( A

10、( B 方體鋁塊

2NH3 + 熱，下列敘述何者正 確？ (Ａ)反應速率

r

=

k

［N2］［H2］³，

k

為反應速率常數，只與溫度 有關 (Ｂ)溫度升高，氮與氫的碰撞速率

生成 (Ｃ)常用鐵粉為催化劑，摻混少量氧化鉀和氧化鋁可增強鐵粉的 催化能力 (Ｄ)使 1 莫耳的氮氣和 3 莫耳的氫氣的混合氣體，在 500℃

500 大氣壓通過適當的催化劑，則生成 2 莫耳的氨

) 催化劑的有效性是因為它們能 (Ａ)降低活化能 (Ｂ)增高溫度 (Ｃ)增 加反應物的濃度 (Ｄ)增大反應熱

) 設鋁和鹽酸反應，其反應速率和鋁之表面積成正比，今將正

邊長分成 10 等分，則反應速率變為原來之幾倍？ (Ａ)1 倍 (Ｂ)10 倍 (Ｃ)50 倍 (Ｄ)100 倍

二. 多重選擇題

11、( A

反應容器的形狀與大小 (Ｄ)觸媒 (Ｅ)溶劑 E ) 平衡常數的大小會受何種因素的影響？ (Ａ)反應溫度 (Ｂ)反應物

與生成物的濃度 (Ｃ) 12、( BCD

時，大多的反應其速率會隨反應進行而改變 (Ｃ)速率常數與反應

14、( B

15、( B

) 選出正確選項 (Ａ)具有高活化能之反應為吸熱反應 (Ｂ)溫度 改變時，反應速率常數也會改變 (Ｃ)催化劑參與反應機構，而會加快 反應 (Ｄ)自催化反應是由一種反應物催化之反應 (Ｅ)催化反應之速 率和催化劑所用濃度無關

13、( DE ) 下列何項敘述是錯誤的？ (Ａ)溫度改變可改變速率常數 (Ｂ) 定溫

物濃度無關 (Ｄ)催化反應的速率與催化劑的濃度無關 (Ｅ)活化能隨 催化劑之量的增多而漸變小

D ) 催化劑對化學反應的效應，下列何者正確？ (Ａ)改變反應熱 (Ｂ)改變反應速率 (Ｃ)改變平衡狀態 (Ｄ)改變反應途徑 (Ｅ)改變分 子動能

D C ) 催化劑可以改變反應的哪些事項？ (Ａ)反應熱 (Ｂ)反應機構 成物產率

6-5 反應 計算題

、某化合物

AB

在室溫下分解

AB

^Æ

A

＋

B

，其速率與反應物濃度數據如下：

莫耳/

AB

分解速率(莫耳/升•

(Ｃ)中間物 (Ｄ)活化錯合物 (Ｅ)生

速率定律

1

初［

AB

］(

升) 秒)

0.1 9.1×10^－7 0.2 36.0×10^－7 0.4 14.0×10^－6

)初［

AB

］＝0.25 M 時，其分解速率是多少？ (2)反應級數及其速率 包括單位)各為多少？

求(1 常數(

2(

2、2HI(g) Æ H g)＋I2(g)分解反應的實驗數據如下：

t

(hr) ： 0 2 6 14 HI］(M)： 1.00 0.50 0.25 0.125

［

則此反應級數為若干？

3、笑氣(N2O)在黃金粉末上熱分解 N2O(g) Æ N2(g)

時

＋1/2O2(g)的實驗數據如下：

間(分)： 0 20 40 60 N2O］ 0.1 0.08 0.06 0.04

［

(M)：

反應的反應級數及速率常數各為若干？

則本

、在反應

A

(aq)→

B

(aq)＋

C

(aq)速率實驗測定中，得數據：

) 速率 4

A

初濃度(M

[ ]

t B

∆

∆

10、( ABD )

(M/sec) 2.00 0.00126 0.50 0.0 094 0 1.00 0.00063

率定 。

求反應速 律式與反應級數

6-1碰撞學說 一.

1、( D ) 2、( B ) 3、( C ) 4、( C ) 5、( C ) 6、( D ) 7、( C ) 8、( A ) 9、( B ) 二. 多重

13、( BCD )

6-2 過渡 一. 單一

、( D ) 7、( A ) 8、( C )

9、( AC ) 11、( BC ) 12、( CDE ) 13、( BDE ) 答案：

單一選擇題

選擇題

10、( AB ) 11、( ABDE ) 12、( ABC ) 狀態學說

選擇題

1、( C ) 2、( C ) 3、( D ) 4、( C ) 5、( C ) 6 二. 多重選擇題

6-3 反應速率

1、( B ) 2、( E ) 3、( D ) 4、( C ) 5、( C ) 6、( B ) 7、( C ) 8、( B ) 二. 多重選擇題

9、( BCD ) 10、( ABCD ) 11、( BCE ) 12、( ABDE )

6-4 影響反應速率的因素 一. 單一選擇題

1、( C ) 2、( B ) 3、( D ) 4、( B ) 5、( C ) 6、( B ) 7、( B ) 8、( C ) 9、( A ) 10、( B )

二. 多重選擇題

11、( AE ) 12、( BCD ) 13、( DE ) 14、( BD ) 15、( BCD )

6-5 反應速率定律 計算題

］＝0.25 M 時與實驗 1 數據相除得

一. 單一選擇題

1、(1)設r＝k［AB］^x，由實驗 1 與 2 比較，可得r＝k［AB］² ［AB

−7

r

( )

( )

²

2

1 . 0

25 .

＝ 0 10 0 .

9 × ， r＝5.6×10^－6莫耳/升•秒 (2)此反應為二級反應。

反應速率常數k＝36×10⁻⁷ ＝9.0×10^－5升/莫耳•秒 。

( )

^{0.2 2}

2、 0.5/2

＝( 1.5 4

/ 25 .

0 0.75/2 2

/ )^m ，m＝2，故為二級反應。

3、設 －

∆t

2 ＝k［N2O］^m ，則

[ ]

∆N O

－

0

20− ＝k(

(

0.08−0.1

)

2 08 . 0 1 . 0 +

)^m ---(1) －

( )

0 08 . 0 06 .

0 − ＝k(

2 06 . 0 08 .

0 + )^m ---(2) 2

40−

(1)÷(2)可得 1＝(

14 .

0 )^m ∴m＝0，故為零級反應。

∴k＝－

∆t

18 . 0

[ ]

∆ N₂O

＝－

( )

0 20

1 . 0 08 . 0

−

− ＝10^－3 Mmin^－1 4、設r＝k［A］^x

次實驗

第3 ^{0.00126 ＝0.00063 x}

x

12 ，x＝1 ∴r＝k［A］，為一級反應。

次實驗 第1 為