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化学 · 常见难点

我只描述速率趋势,没有解释原因

你的答案说反应变快了,但评分标准还要一个你没有写出来的原因。

本页内容
  1. 到底哪里出了问题?
  2. 三段式答案
  3. 例题
  4. 要避免的错误
  5. 自我检查
  6. 接下来可以做什么?

要求“解释”的速率题需要两样东西:趋势和粒子层面的原因。“浓度越高反应越快”只是趋势。分数通常在后面那句关于碰撞的话里。

本页给出一个简短的答题结构和带数字的例题。它支持反应速率。

到底哪里出了问题?

丢分大多落在下面几种情况:

  1. 只有趋势。“温度升高使反应更快。”没错,但只是重复题目。
  2. 只写碰撞,没写成功。“更多碰撞”没有说明为什么多出来的碰撞会导致反应。
  3. **原因写错。**只改变了浓度或温度,却写“粒子膨胀”或“酸变强了”。
  4. **没有提到相同体积。**浓度指单位体积内的粒子数,不是总粒子数变多。

用同一个结构来写答案,这四点都能改正。

三段式答案

  1. 用变量陈述趋势。“浓度增大时,速率增大。”
  2. 说出粒子的变化。“相同体积中有更多粒子。”(温度:“粒子运动更快,能量更高。”表面积:“表面暴露的粒子更多。”)
  3. 联系成功碰撞。“所以碰撞更频繁,每秒发生更多成功碰撞。”

把三段读出来检查一遍。如果缺第二段,你只是描述了,还没有解释。

例题

虚构实验:镁条与稀酸反应,收集氢气。

酸的浓度为 1.0 mol/dm³ 时,40 s 收集 40 cm³ 气体。浓度为 2.0 mol/dm³ 时,同样的 40 cm³ 用了 20 s。温度和镁条相同。

计算两个平均速率并解释差异。

第一步,平均速率 = 气体体积 ÷ 时间。

  • 1.0 mol/dm³:40 ÷ 40 = 1.0 cm³/s
  • 2.0 mol/dm³:40 ÷ 20 = 2.0 cm³/s

第二步,描述趋势。 在这组数据中,浓度加倍,平均速率也加倍。

第三步,用粒子解释。 在 2.0 mol/dm³ 时,相同体积的溶液中酸粒子更多。酸粒子与镁表面碰撞更频繁,所以每秒有更多成功碰撞,反应更快。

完整答案:“随着浓度增大,平均速率从 1.0 cm³/s 升到 2.0 cm³/s。相同体积中酸粒子更多,与镁的碰撞更频繁,每秒有更多成功碰撞。”

数字检查:相同体积的气体用一半的时间,速率必须是两倍,而 2.0 ÷ 1.0 = 2,吻合。

要避免的错误

错误答案:“浓度更高所以反应更快,因为有更多碰撞。”

趋势写了,碰撞的想法也只写了一半:没有说相同体积中粒子更多,“更多碰撞”也缺少“成功”二字。

改正方法是补上粒子变化和频率:“相同体积中有更多粒子,所以成功碰撞的频率增加。”只多一个分句,通常就是题目要的内容。

自我检查

1. 解释为什么 40 °C 时的反应比 20 °C 时更快。

显示答案 温度较高时,粒子运动更快,能量更高。它们碰撞更频繁,而且更大比例的碰撞有足够能量发生反应,所以成功碰撞的频率增加,速率上升。

2. 相同质量的碳酸钙,粉末状比大块状与酸反应更快。解释原因。

显示答案 粉末的表面积更大,所以有更多碳酸钙粒子与酸接触。酸粒子与固体碰撞更频繁,成功碰撞的频率更高,速率更大。质量相同,所以能够反应的总量没有变。

3. 某反应在前 30 s 收集 48 cm³ 气体,接下来 30 s 又收集 18 cm³。计算每个时间段的平均速率,并解释为什么第二段较低。

显示答案 第一段:48 ÷ 30 = 1.6 cm³/s。第二段:18 ÷ 30 = 0.6 cm³/s。反应物被不断消耗,浓度下降。相同体积中的粒子变少,碰撞不那么频繁,速率变慢。

接下来可以做什么?

用摩尔与方程式比例辅导工具检查速率题背后的物质的量,用方程式配平推理训练器确认你解释的方程式已经配平。想多练习,可以看反应速率课程。

如果你会算速率,但解释仍然只剩趋势,一对一线上化学补习能让老师在你写每一句时追问。化学学习指南展示了速率与其他主题的联系。

常见问题

描述和解释速率趋势有什么区别?

描述说明发生了什么:浓度增大,速率增大。解释说明为什么,并用粒子来讲:同一体积中粒子更多,碰撞更频繁,每秒有更多成功碰撞。完整答案两部分都要有。

为什么只写“更多碰撞”不够?

接近但不完整。只有能量足够的粒子碰撞才会反应。更严谨的说法是成功碰撞的频率增加。讲温度时还要补充:碰撞时有足够能量的粒子更多。

怎样从图表或数据算平均速率?

用被测量的量的变化除以所用时间。例如 20 s 内收集 40 cm³ 气体,平均速率是 2 cm³/s。一定要写单位,并说明使用的时间段。

催化剂也用同样的解释吗?

不用。催化剂不增加粒子的能量或浓度,而是提供活化能更低的另一条途径,使更大比例的碰撞成功。具体措辞请对照剑桥考试年份的考试大纲。

资料来源

  1. Cambridge IGCSE Chemistry 0620 syllabus page

更新于:

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