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申論題資訊

試卷:112年 - 112 桃園市立高級中等學校教師聯合甄選筆試試題:化學科 #114078
科目:教甄◆化學專業/化工科
年份:112年
排序:0

題組內容

鹽酸(HCl)與金屬鎂(Mg,原子量=24 克/莫耳)反應會生成氫氣,是一種快速的氧化還原反應。實 作此反應可以用來探究化學動力學。藉由調整鹽酸的濃度,再利用排水及氣法收集氫氣,算出 氫氣的生成速率,進一步的可求出相關的反應速率與反應級數等。實驗的過程大致如下
1.請學生利用桌上準備好的 4.0 M 鹽酸水溶液,取適量的蒸餾水稀釋,配置成 1.0、2.0、3.0、 4.0 M 的鹽酸水溶液各 40 毫升。
 2.取長度三公分的鎂帶共五段,置於錐形瓶內,加入 20 毫升 1.0 M 的鹽酸於瓶內,迅速蓋上單 口蓋以排水及氣法收集氫氣 10 秒。求出氫氣的生成速率。 
 3.重複步驟 2,測量其他鹽酸濃度的氫氣的生成速率。
此實驗操作容易、所需的器材簡單(計時器、量筒、廣口集氣瓶等),需使用的化學藥品也單純 (鹽酸溶液、蒸餾水與鎂帶),且不會生成有毒的物質。是一個很好的探究與實作的題目。惟有些實作上的細節與探究上的原理值得注意,詳述如下。

申論題內容

(7)實驗結束後,學生自行將錐形瓶置於熱水中來測量反應速率。老師看到學生的測試後, 提示同學說,因為反應級數不會隨者溫度的變化而改變,所以你們把兩個溫度下所測得的速率常數取自然對數後就可以獲得另一個重要的物理量–反應活化能(activation energy)。 同學測量 300 與 333 K 兩反應速率常數的自然對數為 ln(k333/k300) = 0.06。試問此結果所求 出的反應活化能為何(要加上單位)?(3 分) (提示:理想氣體常數 R = 8.314 焦耳/莫耳/K)
反應活化能 =