ปฏิกิริยา 2.2 · เร็วแค่ไหน? อัตราของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

สนับสนุนจุดเน้นระดับสูง การประเมินครั้งแรก 2025; คำแนะนำปัจจุบันได้รับแล้ว; คู่มือเคมีเต็มรูปแบบยังไม่ได้รับ requirements ของคู่มือที่เหลือ การประเมิน และปฏิบัติยังคงเก็บไว้ตามบันทึก

สิ่งจำเป็น: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด ใช้เลขคณิตและเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง บทเรียนแต่ละบทพัฒนาวิธีการของตนเองก่อนการถ่ายโอนแบบอิสระ

นี่คือตัวอย่างการสอนดั้งเดิมหรือที่ระบุว่าเป็นเรื่องfictional อย่างชัดเจน ไม่ใช่การวัดค่าจริงหรือการสืบสวนผู้เรียนที่ได้รับการประเมินเสร็จสมบูรณ์

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

• ปฏิกิริยาที่เร็วขึ้นจะเสร็จสิ้นเร็วกว่า แต่ไม่จำเป็นต้องผลิตผลิตภัณฑ์มากขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยา และผลผลิตสุดท้ายตอบคำถามที่แตกต่างกัน
• เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้

สร้างโมเดล

• อัตราการเกิดปฏิกิริลึณอธิบายปริมาณสารตั้งต้นที่ใช้หรือผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นต่อหน่วยเวลา อุณหภูมิที่สูงขึ้นเพิ่มสัดส่วนของการชนที่มีพลังงานเพียงพอ ตัวเร่งปฏิกิริยาให้เส้นทางอื่นที่มี พลังงานกระตุ้น ต่ำลง
• activation energy: กังวลพลังงานสำหรับเส้นทางปฏิกิริยา; rate: การเปลี่ยนแปลงของปริมาณที่วัดได้ต่อหน่วยเวลา

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

• กราฟผลผลิต-เวลา จะมีชัน (gradient) มากขึ้นเมื่ออัตราปฏิกิริยามากกว่า จุดสัมผัส (tangent) ใช้ประมาณการอัตราทันที ส่วนเส้นคั่น (secant) ให้ค่าเฉลี่ยของอัตราในช่วงเวลาที่กำหนด ท้องฟ้าราบสุดท้ายสะท้อนปริมาณผลรวมที่เก็บรวบรวมภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด
• สำหรับการผลิตแก๊ส ตรวจสอบอุปกรณ์หาช่องรั่วไหล เริ่มจับเวลาให้สม่ำเสมอ และบันทึกปริมาตรในช่วงเวลาปกติ รักษาระดับความเข้มข้น ปริมาณสารตั้งต้น และพื้นที่ผิวให้คงที่เมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิ

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

• ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
• ข้อมูล: ปริมาตรแก๊สเพิ่มขึ้นจาก 10 เป็น 34 ลูกบาศก์เซนติเมตร ระหว่าง 20 และ 60 วินาที. อัตราเฉลี่ย = การเปลี่ยนแปลงปริมาตร/การเปลี่ยนแปลงเวลา. อัตรา = (34 - 10)/(60 - 20) = 0.60 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อวินาที. นี่ไม่จำเป็นต้องเป็นอัตราทันทีที่ 40 วินาที

ตัวอย่าง:

ปฏิกิริยานี้สร้าง 24 ลูกบาศก์เซนติเมตรของแก๊สใน 40 วินาที จงหาอัตราเฉลี่ย ใช้ลำดับขั้นตอนเดียวกัน: ข้อมูล已知 → โมเดล → ความสัมพันธ์ → แทนค่า → หน่วยและการตีความ

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

• ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ทำให้ค่าคงที่สมดุลเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่ วิธีวัดมวลที่ลดลงไม่สามารถตรวจจับปฏิกิริยาได้ทุกชนิด และการสูญเสียแก๊สผ่านช่องรั่วจะทำให้ผลการทดลองเก็บข้อมูลคลาดเคลื่อน
• กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน

เตือน:

ปฏิกิริยาที่เร็วขึ้นจะผลิตผลผลิตสุดท้ายได้มากกว่าเสมอ ข้ออ้างนี้ผิด: ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่ทำให้ค่าคงที่สมดุลเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่ วิธีวัดมวลที่ลดลงไม่สามารถตรวจจับปฏิกิริยาได้ทุกชนิด และการสูญเสียแก๊สผ่านช่องรั่วจะทำให้ผลการทดลองเก็บข้อมูลคลาดเคลื่อน

จุดสำคัญ:

อัตรา, ตัวเร่งปฏิกิริยา และจุดสิ้นสุดที่เชื่อถือได้: กราฟผลผลิต-เวลา จะมีชันมากขึ้นเมื่ออัตราปฏิกิริยามากกว่า จุดสัมผัสใช้ประมาณการอัตราทันที ส่วนเส้นคั่นให้ค่าเฉลี่ยของอัตราในช่วงเวลาที่กำหนด ท้องฟ้าราบสุดท้ายสะท้อนปริมาณผลรวมที่เก็บรวบรวมภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด