題目
小畢將 10%、200 mL 的雙氧水與 3 g 的二氧化錳顆粒放入吸濾瓶中,
加熱並以集氣瓶收集氣體,經過 20 秒後,集氣瓶中的水位如圖(一)所示。
若他改變一項條件後重新進行此實驗,經過 20 秒後集氣瓶中的水位比原來高(如圖二,
表示收集到的氣體變少),則小畢所改變的條件最可能為下列何者?
- (A) 將雙氧水的體積改為 300 mL
- (B) 將二氧化錳磨成粉末 ← 我選的
- (C) 將吸濾瓶浸入冰水中 ← 正確答案
- (D) 將二氧化錳的質量改為 5 g
我的答案:(B) 磨成粉末磨粉會讓反應「變快」,方向相反
正確答案:(C) 浸入冰水降溫是唯一能讓反應變慢的選項
錯在哪裡
關鍵錯誤:先看錯了「圖二代表變快還是變慢」,或是把磨粉的效果記反了。
先讀懂圖:用排水集氣法時,
氣體越多 → 把水擠掉越多 → 集氣瓶水位越低。
圖(二)的水位
比較高 →
同樣 20 秒收集到的氣體變少 →
反應速率變慢了。
接著看四個選項的效果方向:
| 選項 | 改變了什麼 | 對速率的影響 |
| (A) | 雙氧水 200 → 300 mL(量變多) | 變快(或至少不變慢) |
| (B) | 二氧化錳磨成粉末(表面積變大) | 變快 |
| (C) | 浸入冰水(溫度降低) | 變慢 ✓ |
| (D) | 催化劑 3 → 5 g(變多) | 變快 |
(A)(B)(D) 全都是「加速」的操作,只有 (C) 會讓反應變慢。
你選的 (B)「磨成粉末」是
增加接觸表面積——這是課本列出的
加速方法之一,
方向剛好和題目要的相反。
正確解法
Step 1 先讀懂圖在說什麼
排水集氣法:氣體從管子進入集氣瓶,把裡面的水往下擠出去。
收集到的氣體越多 → 瓶內水位越低
圖(二)水位較高 → 氣體較少 → 20 秒內產生的氧氣變少 → 反應變慢。
這一步讀反的話,後面全部都會反。務必先確認「圖二是變快還是變慢」。
Step 2 回想「影響反應速率的因素」清單
| 因素 | 怎麼變快 | 怎麼變慢 |
| 溫度 | 升高溫度 | 降低溫度(冰水浴) |
| 濃度 | 提高濃度 | 稀釋、降低濃度 |
| 接觸表面積 | 磨成粉末、切碎 | 用大顆粒、整塊 |
| 催化劑 | 加入正催化劑(或加量) | 加入負催化劑 |
題目要的是「變慢」→ 對照右邊那一欄找答案。
Step 3 逐項判斷
- ✗(A) 雙氧水改為 300 mL:反應物總量增加
(濃度仍是 10%),能產生的氧氣更多,速率不會變慢。
- ✗(B) 二氧化錳磨成粉末:粉末的表面積遠大於顆粒,
與雙氧水接觸的機會增加 → 反應變快,方向相反。
- ✓(C) 吸濾瓶浸入冰水中:溫度降低 →
分子運動變慢、有效碰撞減少 → 反應速率下降,20 秒收集到的氣體變少。正確。
- ✗(D) 二氧化錳 3 g → 5 g:催化劑增加 →
提供更多反應場所 → 變快。
Step 4 補充:二氧化錳在這裡的角色
2H₂O₂ —(MnO₂ 催化)→ 2H₂O + O₂↑
二氧化錳是「催化劑」,本身不參與反應、反應前後質量不變,
只是加快雙氧水的分解速率。
所以它的「顆粒或粉末」「3 g 或 5 g」都只影響「快慢」,不影響最後產生的氧氣總量。
要記住的觀念
- 影響反應速率的四大因素:溫度、濃度、表面積、催化劑。
看到「改變一項條件」的題目,先把這四項寫在旁邊,再逐一比對選項。
- 「磨成粉末 = 增加表面積 = 加快」,這是固定結論。
(生活例子:麵粉比麥粒容易爆炸、木屑比木塊容易燃燒、藥丸磨粉溶得快。)
- 降溫是題目裡最常見的「減速」手段。
冰水浴、冷藏 → 分子動能下降、碰撞次數與有效碰撞比例都減少 → 變慢。
(食物冷藏防腐就是同一原理。)
- 催化劑只改變「速率」,不改變「產量」。
加多加少、粉末或顆粒,最終產生的氧氣總量由雙氧水的量決定。
「快慢」和「多少」是兩回事,這是超高頻的觀念題。
- 排水集氣法的讀圖規則:氣體越多 → 水位越低。
讀圖方向錯了,後面全錯。建議在圖旁直接寫下「圖二=氣體少=變慢」再看選項。
- 先確定「要變快還是變慢」,再看選項。
本題四個選項有三個是加速的——只要方向確定,答案幾乎是唯一的。
類題自我檢測
將大理石與稀鹽酸反應產生二氧化碳。下列哪一項改變不會使反應速率加快?
(A) 將大理石敲成小碎塊 (B) 將稀鹽酸換成同體積的濃鹽酸
(C) 將反應容器放在溫水中 (D) 增加稀鹽酸的體積但濃度不變
看解答
(D)。速率取決於「濃度」而不是「總量」。
多加同濃度的鹽酸,只會讓反應持續更久、產生更多氣體,
但單位時間的反應速率不變。
(A) 增加表面積 → 快;(B) 提高濃度 → 快;(C) 升高溫度 → 快。
對照本題 (A):「雙氧水改為 300 mL」也是同樣的道理——量變多但濃度沒變,
不是讓它變慢的原因。
「量」與「濃度」「速率」與「總產量」,這四個詞要分清楚。
我的原始作答
這題的四個選項中有三個是「加速」,只要先確定題目要的是「變慢」,答案幾乎是送分的。
建議在圖上直接寫兩個字:圖一「快」、圖二「慢」,
再到選項旁邊各標一個「快」或「慢」,找出唯一標到「慢」的那個。
把方向寫成文字,就不會在腦中轉暈。
複習標記
看完這一頁順手標一下,紀錄會同步到總覽頁——
標「有把握」的會被劃掉,標「有疑問」的會被標成琥珀色,可以用「只看有疑問的」單獨叫出來。
再按一次同一顆按鈕就取消。紀錄存在這台裝置的瀏覽器裡。
還沒標記