國中教育會考
109年
自然
第 11 題
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。
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？
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
思路引導 VIP
觀察圖(九)，天平向右傾斜（右邊降下、左邊翹起），你覺得這代表甲、乙哪一個燒杯變得比較輕呢？大理石和鹽酸反應後會有氣體跑掉，燒杯變輕得比較快，代表它的反應速率是快還是慢？這又跟大理石的「顆粒大小」有什麼關係呢？
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太棒了！你精準選出正確答案，這表示你把「天平的巨觀現象」和「化學反應速率」的微觀概念連結得非常好！
質量變化與反應速率
大理石與鹽酸反應會產生二氧化碳（$CO_2$）氣體，氣體逸散到空氣中，會導致燒杯整體質量減輕。觀察圖(九)，天平的指針向右偏轉（右盤較重、左盤翹起），代表左邊的甲燒杯變得比較輕。也就是說，在相同的時間內，甲燒杯逸散的氣體較多，這就證明了甲燒杯的初始反應速率比較快。
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考的真細
表面積與反應速率
💡 固體顆粒越小則總表面積越大，碰撞機會多使反應速率變快。
🔗 反應速率對天平影響之邏輯
- 1 顆粒微小化 — 增加反應物間的總接觸面積
- 2 反應速率加快 — 碰撞次數增加，加速產生二氧化碳
- 3 質量減輕較多 — 氣體逸散導致燒杯總質量下降快
- 4 天平指針偏轉 — 指針偏向反應較慢、較重的一側
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🔄 延伸學習：可延伸學習碰撞學說中「有效碰撞」的定義
