反應速率測量：滴定、氣體體積、溫度變化：练习题

在利用滴定法研究化學反應速率時，常會在取出樣本後立即加入大量冰水或將樣本置於冰浴中。這種被稱為「猝滅」（quenching）的操作目的是什麼？

在使用排水集氣法收集碳酸鈣與稀鹽酸反應生成的二氧化碳氣體時，所量度出的初始反應速率通常比實際速率低。下列哪項是造成此偏差的主要原因？

某學生利用排水集氣法量度碳酸鈣與酸反應生成二氧化碳的速率，發現量度得的體積始終低於理論值。若他改用飽和碳酸氫鈉 (\(NaHCO_3\)) 溶液代替水進行集氣，結果的準確度會提高。這是因為：

某學生欲探究化學反應速率。下列哪一組反應物最適合利用量度生成的氣體體積隨時間的變化來監測其反應速率？

在利用滴定法研究酯類水解（\(RCOOR' + OH^- \to RCOO^- + R'OH\)）的速率時，學生取出樣本並加入過量的標準 \(HCl(aq)\)。關於此「猝滅」操作，下列哪項敘述是正確的？

在利用氣體注射器量度過氧化氫（\(H_2O_2\)）在二氧化錳（\(MnO_2\)）催化下分解生成氧氣的速率時，若增加二氧化錳的用量，對收集氧氣的速率有何影響？請簡述原因。

某學生利用滴定法研究乙酸乙酯的水解速率。若他在滴定前忘記將樣本放入冰浴中「猝滅」，預期他所測得的反應速率會比真實值高還是低？簡述理由。

與利用氣體注射器量度生成的氣體體積相比，利用電子天平量度反應系統的質量損失來監測 \(Mg(s) + 2HCl(aq) \to MgCl_2(aq) + H_2(g)\) 的速率時，其百分誤差通常大得多。試從氫氣的物理性質與天平感應限度的角度解釋原因。

某學生研究以下放熱反應的速率：
\(Mg(s) + 2HCl(aq) \to MgCl_2(aq) + H_2(g)\)

(a) 描述如何利用溫度傳感器監測此反應的速率。在實驗中應使用哪種容器以減少熱量流失？
(b) 若學生繪畫出「溫度-時間」曲線，說明如何利用該曲線求取反應的初始速率。
(c) 某次實驗在首 \(30\) 秒內產生了 \(0.005\text{ mol}\) 氫氣。在 r.t.p. 下，求氫氣生成的平均速率（以 \(\text{cm}^3\text{ s}^{-1}\) 表示）。
(已知 r.t.p. 下氣體摩爾體積為 \(24.0\text{ dm}^3\text{ mol}^{-1}\))

在一個絕熱系統中進行以下放熱反應：
\(Zn(s) + CuSO_4(aq) \to ZnSO_4(aq) + Cu(s)\)

(a) 解釋為何在此實驗中，利用溫度計連續監測混合物的溫度變化可以反映反應速率。
(b) 若實驗測得反應混合物的溫度隨時間變化的數據，應如何利用圖解法求取該反應的初始速率？
(c) 試解釋為何隨着反應進行，溫度上升的速率通常會逐漸減慢（假設系統完全絕熱）。