109國中會考自然科第11題 解析

109國中會考自然科第11題

題目

天平兩邊秤盤上分別有甲、乙兩燒杯，燒杯中盛有濃度、體積均相同的鹽酸，靜止時指針指在中央的位置。將質量相同但顆粒大小不同的 X、Y 兩份大理石碎塊，同時分別倒入甲、乙兩燒杯，如圖(八)所示。反應剛開始冒出氣體，使兩杯質量均減輕，且指針往右偏轉，如圖(九)所示。

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根據圖(九)結果，判斷燒杯內初始反應速率的快慢及其原因，下列說明何者正確？

(A)甲燒杯較快，因為 X 的顆粒較大

(B)甲燒杯較快，因為 X 的顆粒較小

(C)乙燒杯較快，因為 Y 的顆粒較大

(D)乙燒杯較快，因為 Y 的顆粒較小

答案

B

解析

本題主要是問有關影響反應速率的因素。

物質的總表面積越大（顆粒越小），反應速率會越快。

鹽酸與大理石碎塊反應，產生二氧化碳：​

從圖(九)中判斷初始反應速率的快慢，甲燒杯較輕，是因為初始反應速率較快，產生的二氧化碳較多散失到空氣中，所以甲燒杯的X大理石碎塊顆粒較小，初始反應速率較快。

(B)選項，甲燒杯較快，因為X的顆粒較小，是正確。

所以答案選B。

解題技巧

本題圖(九)中的關鍵「甲燒杯較輕」，表示甲燒杯的初始反應速率較快，所以甲燒杯的X大理石碎塊顆粒較小。

知識節點

影響反應速率的因素-接觸面積

原理

一、從微觀的粒子（原子或分子）來討論反應速率

  1. 粒子必須發生碰撞才會有反應。

  2. 粒子需有足夠的能量碰撞與正確的方向碰撞，才能發生反應。

  3. 若碰撞次數越多，則反應速率越快。

  4. 碰撞後，原子會重新組合成新分子（新物質）。

  5. 將固體配置成溶液，則粒子可自由移動，便可增加碰撞機會。

  6. 反應速率比較：溶液＞粉末＞顆粒＞塊狀固體。

二、物質的總表面積越大（顆粒越小），反應速率越快。

  舉例：

  1.大顆冰糖敲碎後，溶解的速率較快。

  2.木屑比木頭更快點燃。

  3.大理石碎片與稀鹽酸反應所產生的氣泡比整顆大理石來的快速。

 （1）大理石與稀鹽酸化學反應式：

                 CaCO₃ + 2 HCl  →  CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

 （2）生成物的多寡與反應物的量有關。

 （3）反應速率與顆粒大小有關：

          物質的顆粒越細小，總表面積越大，粒子碰撞的機會越多，反應速率越快。

三、物質切割為ｎ等分後，總表面積將增為n倍。

    說明：

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正立方體邊長為1公分：

總表面積=1 ´ 1 ´ 6 = 6 平方公分

切割成2等分 → 8塊：

每一小塊邊長變為1／2 公分

總表面積= 1／2 ´ 1／2 * 6 * 8 = 12 平方公分

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切割成3等分 → 27 塊

每一小塊邊長變為1／3公分

        總表面積= 1／3 ´ 1／3 ´ 6 ´ 27 = 18 平方公分

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