Chemistry 12 — Unit 1 Learning Guide 详细解答¶
状态: ✅ 已完成
创建日期: 2026-02-05
最后更新: 2026-02-14
1.1 Math in SCIENCE (REVIEW) — 科学中的数学（复习）¶
Measurements — 测量¶
Q1. Why might scientists want to use metric measurements instead of Imperial measurements?
为什么科学家倾向于使用公制单位而非英制单位？
The metric system is based on powers of 10, making conversions between units straightforward (e.g., 1 km = 1000 m). It is also the internationally recognized standard (SI), ensuring consistency across countries and scientific disciplines. Imperial units (inches, pounds, gallons) have irregular conversion factors (e.g., 12 inches = 1 foot, 5280 feet = 1 mile), which increases the chance of calculation errors.
公制系统以 10 的幂次为基础，单位之间的换算简单（如 1 km = 1000 m），同时也是国际公认的标准（SI），确保全球和各学科的一致性。英制单位（英寸、磅、加仑等）转换系数不规则（如 12 英寸 = 1 英尺，5280 英尺 = 1 英里），增加了计算错误的风险。
Q2. What are the base metric units for:
公制基本单位：
| Base Unit 基本单位 | |
|---|---|
| a) Mass 质量 | gram (g) 克 |
| b) Distance 距离 | metre (m) 米 |
| c) Volume 体积 | litre (L) 升 |
Metric Prefix Mnemonic 公制前缀助记：k h da ___ d c m
| Prefix 前缀 | Symbol 符号 | Power of 10 次幂 |
|---|---|---|
| kilo 千 | k | 10³ |
| hecto 百 | h | 10² |
| deca 十 | da | 10¹ |
| (base) 基本单位 | — | 10⁰ |
| deci 十分之一 | d | 10⁻¹ |
| centi 百分之一 | c | 10⁻² |
| milli 千分之一 | m | 10⁻³ |
Q3. What does the blank represent?
空白处代表什么？
The blank represents the base unit (gram, metre, or litre) — the reference point with a factor of 10⁰ = 1.
空白处代表基本单位（克、米或升），即乘以 10⁰ = 1 的参考位置。
Q4. If you are given kg, what is the root unit?
给定 kg 时，根单位是什么？
The root (base) unit is gram (g). The prefix "k" (kilo) means ×10³, so 1 kg = 1000 g.
根单位是克 (g)。前缀 "k"（千）表示 ×10³，即 1 kg = 1000 g。
Scientific Notation — 科学记数法¶
Q5. Why might you want to use scientific notation?
为什么使用科学记数法？
Scientific notation makes it easier to read, write, and calculate with extremely large or small numbers. It also clearly shows the number of significant figures.
科学记数法使极大或极小的数字更易于书写、阅读和计算，同时能清楚表明有效数字的个数。
Q6. What is the format of Scientific Notation?
科学记数法的格式是什么？
$$a \times 10^n$$
where 1 ≤ |a| < 10 and n is an integer.
其中 1 ≤ |a| < 10，n 为整数。
Example 示例：3200 = 3.2 × 10³
Q7. 5 972 000 000 000 000 000 000 000 kg → Scientific Notation
Move the decimal 24 places to the left:
将小数点向左移动 24 位：
$$5\,972\,000\,000\,000\,000\,000\,000\,000 = \boxed{5.972 \times 10^{24} \text{ kg}}$$
✅ Answer Key 答案: 5.972 × 10²⁴ kg — 一致 ✓
Q8. 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 9109 kg → Scientific Notation
Move the decimal 31 places to the right:
将小数点向右移动 31 位：
$$0.0000000000000000000000000000009109 = \boxed{9.109 \times 10^{-31} \text{ kg}}$$
✅ Answer Key 答案: 9.109 × 10⁻³¹ kg — 一致 ✓
Q9. 6 371 000 m → Scientific Notation
Move the decimal 6 places to the left:
将小数点向左移动 6 位：
$$6\,371\,000 = \boxed{6.371 \times 10^{6} \text{ m}}$$
✅ Answer Key 答案: 6.371 × 10⁶ m — 一致 ✓
Q10. 0.000025 m → Scientific Notation
Move the decimal 5 places to the right:
将小数点向右移动 5 位：
$$0.000025 = \boxed{2.5 \times 10^{-5} \text{ m}}$$
✅ Answer Key 答案: 2.5 × 10⁻⁵ m — 一致 ✓
Q11. 4.37 × 10⁵ × 3.21 × 10⁴ = ?
$$4.37 \times 3.21 = 14.0277$$
$$10^5 \times 10^4 = 10^9$$
$$14.0277 \times 10^9 = 1.40277 \times 10^{10}$$
Significant figures: 4.37 has 3 sig figs, 3.21 has 3 sig figs → round to 3 sig figs:
有效数字：4.37 有 3 位有效数字，3.21 有 3 位 → 取 3 位有效数字：
$$= \boxed{1.40 \times 10^{10}}$$
✅ Answer Key 答案: 1.40 × 10¹⁰ — 一致 ✓
Q12. 3.44 ÷ (6.02 × 10²³) = ?
$$\frac{3.44}{6.02 \times 10^{23}} = \frac{3.44}{6.02} \times 10^{-23} = 0.57143 \times 10^{-23} = 5.7143 \times 10^{-24}$$
Significant figures: 3.44 has 3 sig figs, 6.02 has 3 sig figs → round to 3 sig figs:
有效数字：3.44 有 3 位，6.02 有 3 位 → 取 3 位：
$$= \boxed{5.71 \times 10^{-24}}$$
✅ Answer Key 答案: 5.71 × 10⁻²⁴ — 一致 ✓
Significant Figures Rules — 有效数字规则¶
Q13. What are the 5 rules for significant figures?
有效数字的五条规则是什么？
| Rule 规则 | Description 描述 | Example 示例 |
|---|---|---|
| Rule 1 规则 1 | All non-zero digits are significant. 所有非零数字都是有效数字。 | 37 → 2 sig figs |
| Rule 2 规则 2 | Zeros between non-zero digits are significant ("sandwiched zeros"). 夹在非零数字之间的零是有效数字（"夹心零"）。 | 3007 → 4 sig figs |
| Rule 3 规则 3 | Leading zeros (before the first non-zero digit) are NOT significant. 前导零不是有效数字。 | 0.004 → 1 sig fig |
| Rule 4 规则 4 | Trailing zeros after a decimal point are significant. 小数点后的尾随零是有效数字。 | 65.0 → 3 sig figs |
| Rule 5 规则 5 | Trailing zeros in a whole number without a decimal point are NOT significant (ambiguous). With a decimal point, they are significant. 无小数点的整数中尾随零不是有效数字（有歧义）；有小数点则是有效数字。 | 5000 → 1 sig fig; 4000. → 4 sig figs |
Significant Figures Table — 有效数字表¶
| Eg. 示例 | # sig figs 有效数字 | Rule(s) used 使用规则 | Sci Notation 科学记数法 | Explanation 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 37 | 2 | 1 | 3.7 × 10¹ | Both digits are non-zero. 两位都是非零数字。 |
| 6.92 | 3 | 1 | 6.92 × 10⁰ | All three digits are non-zero. 三位都是非零数字。 |
| 670 | 2 | 1, 5 | 6.7 × 10² | Trailing zero without decimal is not significant. 无小数点的尾随零不计。 |
| 5000 | 1 | 1, 5 | 5 × 10³ | Trailing zeros without decimal are not significant. 无小数点的尾随零不计。 |
| 4000. | 4 | 1, 4, 5 | 4.000 × 10³ | Decimal point makes trailing zeros significant. 小数点使尾随零有效。 |
| 65.0 | 3 | 1, 4 | 6.50 × 10¹ | Trailing zero after decimal is significant. 小数点后尾随零有效。 |
| 30.0020 | 6 | 1, 2, 4 | 3.00020 × 10¹ | Sandwiched and trailing zeros after decimal are significant. 夹心零和小数点后尾随零有效。 |
| 0.004 | 1 | 1, 3 | 4 × 10⁻³ | Leading zeros are not significant. 前导零不是有效数字。 |
| 6.00 × 10⁻² | 3 | 1, 4 | 6.00 × 10⁻² | Trailing zeros after decimal are significant. 小数点后尾随零有效。 |
✅ Answer Key 答案 (前三行): 37→2, 6.92→3, 670→2 — 一致 ✓
ℹ️ 答案页仅列出前三行，其余行无官方答案。以上为标准解法。
Significant Figures Calculations — 有效数字运算¶
Q14. A chemist cuts a 23.37 cm strip of magnesium to use only 5.8 cm of it. What length remains?
化学家从 23.37 cm 的镁条上切下 5.8 cm，剩余多长？
$$23.37 - 5.8 = 17.57$$
Addition/Subtraction rule 加减法规则: Round to the least number of decimal places.
加减法：取最少的小数位数。
- 23.37 → 2 decimal places | 两位小数
- 5.8 → 1 decimal place | 一位小数
Round to 1 decimal place 取一位小数：
$$= \boxed{17.6 \text{ cm}}$$
✅ Answer Key 答案: 17.6 cm — 一致 ✓
Q15. A rectangular block has dimensions 3.20 cm × 4.71 cm × 12.0 cm. Volume?
长方体尺寸 3.20 cm × 4.71 cm × 12.0 cm，求体积。
$$3.20 \times 4.71 = 15.072$$
$$15.072 \times 12.0 = 180.864$$
Multiplication/Division rule 乘除法规则: Round to the least number of significant figures.
乘除法：取最少的有效数字位数。
- 3.20 → 3 sig figs
- 4.71 → 3 sig figs
- 12.0 → 3 sig figs
Round to 3 sig figs 取 3 位有效数字：
$$= \boxed{181 \text{ cm}^3}$$
✅ Answer Key 答案: 181 cm³ — 一致 ✓
Q16. A rectangular garden plot: 13.21 m × 6.10 m. Area?
长方形菜园：13.21 m × 6.10 m，求面积。
$$13.21 \times 6.10 = 80.581$$
- 13.21 → 4 sig figs
- 6.10 → 3 sig figs
Round to 3 sig figs 取 3 位有效数字：
$$= \boxed{80.6 \text{ m}^2}$$
✅ Answer Key 答案: 80.6 m² — 一致 ✓
Metric Prefix Conversions — 公制前缀换算¶
使用 Dimensional Analysis（量纲分析法），展示单位消去过程。
Q17. 3.2 cm = ? mm
$$3.2 \text{ cm} \times \frac{10 \text{ mm}}{1 \text{ cm}} = \boxed{32 \text{ mm}}$$
✅ Answer Key 答案: 32 mm — 一致 ✓
Q18. 3.2 cm = ? km
$$3.2 \text{ cm} \times \frac{1 \text{ m}}{100 \text{ cm}} \times \frac{1 \text{ km}}{1000 \text{ m}} = 3.2 \times 10^{-5} \text{ km}$$
$$= \boxed{3.2 \times 10^{-5} \text{ km}}$$
✅ Answer Key 答案: 3.2 × 10⁻⁵ km — 一致 ✓
Q19. 40 cg = ? g
$$40 \text{ cg} \times \frac{1 \text{ g}}{100 \text{ cg}} = 0.40 \text{ g}$$
Sig figs: 40 has 1 sig fig → round to 1 sig fig:
有效数字：40 只有 1 位有效数字 → 取 1 位：
$$= \boxed{0.4 \text{ g}}$$
✅ Answer Key 答案: 0.4 g — 一致 ✓
Q20. 1.3 kg = ? µg
$$1.3 \text{ kg} \times \frac{1000 \text{ g}}{1 \text{ kg}} \times \frac{1\,000\,000 \text{ µg}}{1 \text{ g}} = 1.3 \times 10^{9} \text{ µg}$$
$$= \boxed{1.3 \times 10^{9} \text{ µg}}$$
✅ Answer Key 答案: 1.3 × 10⁹ µg — 一致 ✓
Dimensional Analysis & Unit Conversions — 量纲分析与单位换算¶
Q21. Convert 28.6 seconds to hours
将 28.6 秒换算为小时
$$28.6 \text{ s} \times \frac{1 \text{ min}}{60 \text{ s}} \times \frac{1 \text{ hr}}{60 \text{ min}} = \frac{28.6}{3600} = 0.007944\overline{4} \text{ hr}$$
Sig figs: 28.6 → 3 sig figs:
有效数字：28.6 有 3 位 → 取 3 位：
$$= \boxed{7.94 \times 10^{-3} \text{ hours}} \quad (0.00794 \text{ hours})$$
✅ Answer Key 答案: 0.00794 hours 或 7.94 × 10⁻³ hours — 一致 ✓
Q22. Convert 600 min to days
将 600 分钟换算为天
$$600 \text{ min} \times \frac{1 \text{ hr}}{60 \text{ min}} \times \frac{1 \text{ day}}{24 \text{ hr}} = \frac{600}{1440} = 0.41\overline{6} \text{ days}$$
Sig figs: 600 → 1 sig fig:
有效数字：600 只有 1 位 → 取 1 位：
$$= \boxed{0.4 \text{ days}}$$
✅ Answer Key 答案: 0.4 days — 一致 ✓
Q23. Convert 7 m/s to km/hr
将 7 m/s 换算为 km/hr
$$7 \text{ m/s} \times \frac{1 \text{ km}}{1000 \text{ m}} \times \frac{3600 \text{ s}}{1 \text{ hr}} = 7 \times 3.6 = 25.2 \text{ km/hr}$$
Sig figs: 7 → 1 sig fig:
有效数字：7 只有 1 位 → 取 1 位：
25.2 的第一位有效数字是 2（十位），下一位是 5（个位），根据四舍五入规则应进位：
$$= \boxed{30 \text{ km/hr}}$$
⚠️ Answer Key 答案: 30 m/s — 答案单位有误
答案页写的是 "30 m/s"，数值正确但单位错误。
正确答案应为 30 km/hr。
计算：7 m/s = 25.2 km/hr，取 1 位有效数字为 30 km/hr。
1.2 REACTION RATES — 反应速率¶
Reaction Rates — 反应速率¶
Q24. What is the definition of a reaction rate?
什么是反应速率？
A reaction rate is the change in the amount (concentration, mass, volume, etc.) of a reactant or product per unit time.
反应速率是指单位时间内反应物或生成物的量（浓度、质量、体积等）的变化。
$$\text{Reaction Rate} = \frac{\Delta \text{amount}}{\Delta \text{time}}$$
Reactant amounts decrease over time (negative change), while product amounts increase (positive change). Rates are always expressed as positive values.
反应物的量随时间减少（负变化），而生成物的量增加（正变化）。速率始终表示为正值。
ℹ️ 答案页未提供此题答案。
Q25. Write i) balanced chemical formula equation, ii) complete ionic equation, iii) net ionic equation.
写出 i) 配平的化学方程式，ii) 全离子方程式，iii) 净离子方程式。
Q25a) Magnesium metal + hydrochloric acid → aqueous magnesium chloride + hydrogen gas¶
镁金属 + 盐酸 → 氯化镁溶液 + 氢气
i) Balanced Chemical Equation 配平化学方程式:
$$\text{Mg}(s) + 2\text{HCl}(aq) \rightarrow \text{MgCl}_2(aq) + \text{H}_2(g)$$
ii) Complete Ionic Equation 全离子方程式:
Separate all aqueous compounds into ions. 将所有水溶性化合物拆分为离子：
$$\text{Mg}(s) + 2\text{H}^+(aq) + 2\text{Cl}^-(aq) \rightarrow \text{Mg}^{2+}(aq) + 2\text{Cl}^-(aq) + \text{H}_2(g)$$
iii) Net Ionic Equation 净离子方程式:
Cancel spectator ions (Cl⁻). 消去旁观离子 (Cl⁻)：
$$\text{Mg}(s) + 2\text{H}^+(aq) \rightarrow \text{Mg}^{2+}(aq) + \text{H}_2(g)$$
Q25b) Aqueous chlorine + aluminum bromide → aluminum chloride + bromine liquid (single replacement)¶
氯水 + 溴化铝 → 氯化铝 + 液态溴（单取代反应）
i) Balanced Chemical Equation 配平化学方程式:
$$3\text{Cl}_2(aq) + 2\text{AlBr}_3(aq) \rightarrow 2\text{AlCl}_3(aq) + 3\text{Br}_2(l)$$
ii) Complete Ionic Equation 全离子方程式:
$$3\text{Cl}_2(aq) + 2\text{Al}^{3+}(aq) + 6\text{Br}^-(aq) \rightarrow 2\text{Al}^{3+}(aq) + 6\text{Cl}^-(aq) + 3\text{Br}_2(l)$$
iii) Net Ionic Equation 净离子方程式:
Cancel spectator ions (Al³⁺). 消去旁观离子 (Al³⁺)：
$$3\text{Cl}_2(aq) + 6\text{Br}^-(aq) \rightarrow 6\text{Cl}^-(aq) + 3\text{Br}_2(l)$$
Simplify 化简（÷3）：
$$\text{Cl}_2(aq) + 2\text{Br}^-(aq) \rightarrow 2\text{Cl}^-(aq) + \text{Br}_2(l)$$
ℹ️ 答案页未提供此题答案。
Q26. Using the reaction from Q25a:
使用 Q25a 的反应：Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
Q26a) Write two possible rate equations.¶
写出两个可能的速率表达式。
Any two of the following 以下任取两个：
$$\text{Rate} = \frac{\Delta \text{[mass of Mg consumed]}}{\Delta t}$$
$$\text{Rate} = \frac{\Delta \text{[volume of H}_2\text{ produced]}}{\Delta t}$$
$$\text{Rate} = \frac{\Delta \text{[moles of HCl consumed]}}{\Delta t}$$
$$\text{Rate} = \frac{\Delta \text{[moles of MgCl}_2\text{ produced]}}{\Delta t}$$
$$\text{Rate} = \frac{\Delta \text{[moles of H}_2\text{ produced]}}{\Delta t}$$
Q26b) What is the spectator ion? How do you determine if a chemical is a spectator?¶
旁观离子是什么？如何判断？
The spectator ion is Cl⁻（氯离子）.
A spectator ion appears unchanged on both sides of the complete ionic equation — it does not participate in the reaction.
旁观离子在全离子方程式的两侧以相同形式出现，不参与反应。比较全离子方程式的反应物和生成物，未发生变化的离子即为旁观离子。
Q26c) If 0.0586 L of H₂ is collected in 5.00 minutes, calculate the rate in mL H₂/s.¶
如果 5.00 分钟内收集到 0.0586 L 的 H₂，求速率（mL H₂/s）。
Step 1: Convert units 单位换算
$$0.0586 \text{ L} = 58.6 \text{ mL}$$
$$5.00 \text{ min} = 5.00 \times 60 = 300 \text{ s}$$
Step 2: Calculate rate 计算速率
$$\text{Rate} = \frac{58.6 \text{ mL}}{300 \text{ s}} = 0.19533... \text{ mL/s}$$
Sig figs: 58.6 → 3, 300 (from 5.00) → 3 → round to 3 sig figs:
有效数字取 3 位：
$$= \boxed{0.195 \text{ mL H}_2\text{/s}}$$
✅ Answer Key 答案: 0.195 mL H₂/s — 一致 ✓
Q26d) Using this rate, calculate the volume of H₂ produced in 23.0 minutes.¶
用上述速率计算 23.0 分钟产生的 H₂ 体积。
$$23.0 \text{ min} = 23.0 \times 60 = 1380 \text{ s}$$
$$V = \text{Rate} \times t = 0.19533 \text{ mL/s} \times 1380 \text{ s} = 269.56 \text{ mL}$$
Round to 3 sig figs 取 3 位有效数字：
$$= \boxed{269 \text{ mL H}_2}$$
✅ Answer Key 答案: 269 mL H₂ — 一致 ✓
Q26e) Using this rate, how long (in minutes) to produce 1.75 L H₂?¶
用上述速率计算产生 1.75 L H₂ 需要多少分钟。
$$1.75 \text{ L} = 1750 \text{ mL}$$
$$t = \frac{V}{\text{Rate}} = \frac{1750 \text{ mL}}{0.19533 \text{ mL/s}} = 8958.8 \text{ s}$$
$$t = \frac{8958.8}{60} = 149.3 \text{ min}$$
Round to 3 sig figs 取 3 位有效数字：
$$= \boxed{150. \text{ min}}$$
（注意小数点表示三位有效数字：1, 5, 0 都是有效数字）
✅ Answer Key 答案: 150. min — 一致 ✓
Q27. Use the reaction: 2 Ag(s) + Zn(NO₃)₂(aq) → Zn(s) + 2 AgNO₃(aq)
使用反应：2 Ag(s) + Zn(NO₃)₂(aq) → Zn(s) + 2 AgNO₃(aq)
Q27a) Rate of production of Zn(s) = 10.7 g/s. Calculate the mass of Ag (in kg) reacted in 15.2 min.¶
Zn 的生成速率为 10.7 g/s，求 15.2 分钟内反应的 Ag 质量（kg）。
Step 1: Mass of Zn produced in 15.2 min | Zn 在 15.2 分钟内的生成量
$$t = 15.2 \text{ min} \times 60 = 912 \text{ s}$$
$$m_{Zn} = 10.7 \text{ g/s} \times 912 \text{ s} = 9758.4 \text{ g}$$
Step 2: Moles of Zn produced | 求 Zn 的摩尔数（Zn 的摩尔质量 = 65.38 g/mol）
$$n_{Zn} = \frac{9758.4}{65.38} = 149.27 \text{ mol}$$
Step 3: Moles of Ag reacted (stoichiometric ratio 2:1) | 求 Ag 摩尔数（化学计量比 Ag:Zn = 2:1）
$$n_{Ag} = 2 \times n_{Zn} = 2 \times 149.27 = 298.54 \text{ mol}$$
Step 4: Mass of Ag (Ag molar mass = 107.87 g/mol) | Ag 的质量
$$m_{Ag} = 298.54 \times 107.87 = 32\,204 \text{ g} = 32.2 \text{ kg}$$
$$= \boxed{32.2 \text{ kg Ag}}$$
✅ Answer Key 答案: 32.2 kg Ag — 一致 ✓
Q27b) If 14.3 g of Ag is used up in 5.0 min, what mass of Zn (in g) is formed in 45 seconds?¶
如果 14.3 g 的 Ag 在 5.0 分钟内用完，45 秒内生成多少克 Zn？
Step 1: Rate of Ag consumption | Ag 的消耗速率
$$\text{Rate}_{Ag} = \frac{14.3 \text{ g}}{5.0 \text{ min}} = 2.86 \text{ g/min}$$
Step 2: Mass of Ag consumed in 45 s | 45 秒内消耗的 Ag
$$45 \text{ s} = 0.75 \text{ min}$$
$$m_{Ag} = 2.86 \times 0.75 = 2.145 \text{ g Ag}$$
Step 3: Moles of Ag | Ag 的摩尔数
$$n_{Ag} = \frac{2.145}{107.87} = 0.01989 \text{ mol}$$
Step 4: Moles of Zn (stoichiometric ratio Zn:Ag = 1:2) | Zn 的摩尔数（Zn:Ag = 1:2）
$$n_{Zn} = \frac{n_{Ag}}{2} = \frac{0.01989}{2} = 0.009946 \text{ mol}$$
Step 5: Mass of Zn | Zn 的质量
$$m_{Zn} = 0.009946 \times 65.38 = 0.650 \text{ g}$$
$$= \boxed{0.65 \text{ g Zn}}$$
✅ Answer Key 答案: 0.65 g Zn — 一致 ✓
Q28. What is the rate of reaction at 20 seconds? (Draw a tangent line to the curve)
20 秒时的反应速率是多少？（在曲线上画切线）
From the graph, approximate data points near t = 20 s:
根据图表，在 t = 20 s 附近的近似数据点：
The curve shows mass decreasing over time. Drawing a tangent line at t = 20 s and picking two points on the tangent:
曲线表示质量随时间下降。在 t = 20 s 处作切线，取切线上两个点：
Approximate tangent line points 切线上近似取点：(0 s, 53 g) and (60 s, ≈ 0 g)
$$\text{Slope} = \frac{\Delta m}{\Delta t} = \frac{0 - 53}{60 - 0} \approx \frac{-54}{60} \approx -0.9 \text{ g/s}$$
$$= \boxed{-0.9 \text{ g/s}}$$
The negative sign indicates mass is decreasing (reactant being consumed).
负号表示质量在减少（反应物被消耗）。
✅ Answer Key 答案: -0.9 g/s — 一致 ✓
Q29. What are four factors that affect a reaction rate?
影响反应速率的四个因素是什么？
| Factor 因素 | Effect 影响 |
|---|---|
| 1. Temperature 温度 | Higher temperature → faster rate. Particles have more kinetic energy, more frequent and energetic collisions. 温度越高 → 速率越快。粒子动能更大，碰撞更频繁且更剧烈。 |
| 2. Concentration 浓度 | Higher concentration → faster rate. More particles per volume, more frequent collisions. 浓度越高 → 速率越快。单位体积内粒子更多，碰撞更频繁。 |
| 3. Surface Area 表面积 | Greater surface area → faster rate. More exposure for reactant particles to collide. 表面积越大 → 速率越快。反应物接触面积更大。 |
| 4. Catalyst 催化剂 | Presence of a catalyst → faster rate. Provides an alternative pathway with lower activation energy. 催化剂 → 速率更快。提供活化能更低的替代反应途径。 |
（有些课本还提到 Nature of Reactants（反应物本身性质） 作为第五个因素。）
ℹ️ 答案页未提供此题答案。
Q30. List five ways to increase the reaction rate of: 6 Mg(s) + N₂(g) → 2 Mg₃N(s)
列出五种加快该反应速率的方法。
| # | Method 方法 | Explanation 解释 |
|---|---|---|
| 1 | Increase temperature 升高温度 | Particles move faster → more energetic collisions 粒子运动更快 → 碰撞更剧烈 |
| 2 | Increase concentration of N₂ 增大 N₂ 浓度（增大气体压力） | More N₂ particles → more frequent collisions 更多 N₂ 粒子 → 碰撞更频繁 |
| 3 | Increase surface area of Mg 增大 Mg 的表面积（如磨成粉末） | More Mg surface exposed to N₂ → more collisions 更多 Mg 表面暴露 → 更多碰撞 |
| 4 | Add a catalyst 加入催化剂 | Lowers activation energy → more particles can react 降低活化能 → 更多粒子能反应 |
| 5 | Increase pressure of N₂ 增大 N₂ 气体压强 | Compresses gas → particles closer together → more frequent collisions 压缩气体 → 粒子更密集 → 碰撞更频繁 |
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Q31. Is the reaction in Q30 homogeneous or heterogeneous?
Q30 的反应是均相还是非均相反应？
The reaction is heterogeneous (非均相反应).
Reason 原因: The reactants are in different phases — Mg is a solid (s) and N₂ is a gas (g). A homogeneous reaction has all reactants and products in the same phase; a heterogeneous reaction involves different phases.
反应物处于不同相态 — Mg 是固体 (s)，N₂ 是气体 (g)。均相反应要求所有反应物和生成物处于同一相态；非均相反应涉及不同相态。
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Answer Key Summary — 答案汇总¶
| Q# | Answer 答案 | Match 一致 |
|---|---|---|
| 7 | 5.972 × 10²⁴ kg | ✅ |
| 8 | 9.109 × 10⁻³¹ kg | ✅ |
| 9 | 6.371 × 10⁶ m | ✅ |
| 10 | 2.5 × 10⁻⁵ m | ✅ |
| 11 | 1.40 × 10¹⁰ | ✅ |
| 12 | 5.71 × 10⁻²⁴ | ✅ |
| 14 | 17.6 cm | ✅ |
| 15 | 181 cm³ | ✅ |
| 16 | 80.6 m² | ✅ |
| 17 | 32 mm | ✅ |
| 18 | 3.2 × 10⁻⁵ km | ✅ |
| 19 | 0.4 g | ✅ |
| 20 | 1.3 × 10⁹ µg | ✅ |
| 21 | 7.94 × 10⁻³ hours | ✅ |
| 22 | 0.4 days | ✅ |
| 23 | 30 km/hr | ⚠️ 答案键单位错误（写为 "30 m/s"，应为 "30 km/hr"） |
| 26c | 0.195 mL H₂/s | ✅ |
| 26d | 269 mL H₂ | ✅ |
| 26e | 150. min | ✅ |
| 27a | 32.2 kg Ag | ✅ |
| 27b | 0.65 g Zn | ✅ |
| 28 | −0.9 g/s | ✅ |