IB 化学中的反应速率问题如何解？

IB (International Baccalaureate) 即国际文凭课程，成立于 1968 年，迄今为止遍布 138 个国家，拥有 2815 个合作学校，学生数量超过 77 万。被誉为“国际教育中的皇冠”和“最成熟的国际化素质教育”。

IB 课程体系因其毕业生高质量的学术素质，被全球教育界认可，并迅速发展、壮大。迄今已有包括全球顶尖大学在内的 1000 多所大学认可国际文凭 IB 课程体系，并允许该课程体系中成绩优异的学生兑换大学学分。

化学是申请化学、生物、医药类专业的必修课，同时也是所有理工科类专业非常看重的一门课程。IB 化学主要的难点包括但不仅限于背诵内容多、语言要求高、有机化学难入门以及实验操作困难，不会写结论。

实际上，化学这门学科的所有的难点都可以总结为两个原因 ??

• 学习过程中知识体系建立有疏漏，根基不扎实；
• 学习方法不正确导致迟迟不能入门。只要从一开始选对方法，化学的学习会比其他学科更加充满乐趣。

本文以 IB 化学中的 5 道反应速率问题为例，浅析 IB 化学考试是如何出题，同学们又应该如何对这些题目进行解答。

01、答案：D

解析 ?

这道题考察的是活化能（Activation Energy）。

Activation Energy 定义：

The minimum amount of energy which the reactant particles must possess for a collision to result in a reaction.

打一个比方，我们在驾驶汽车的时候，首先要将汽车点火，这就需要一定的能量。同样地，一个化学反应想要发生，也需要一定的能量来启动，这个能量就是活化能。

如下图所示，活化能 Ea 是过渡态的能量和反应物的能量的差值。

02、答案：C

解析 ?

这道题考察的是Factors affecting the rate of reaction。

Factors affecting the rate of reaction 有以下三个：

1. Particle size of solid reactants

Particle size 对 rate of reaction 的影响是非常直观的。是一勺盐在水里溶化的快，还是一块盐在水里溶化的快？当然是粉末状的（powder）的盐。但是一定要记住decrease particle size = increase surface area。

满分回答：Decreasing the particle size of the solid will increase the fraction of particles available for collision, increasing frequency of effective collision & hence the rate of reaction.

2. Concentration/Pressure of liquid & gaseous reactants

Concentration 和 pressure 其实差不多，唯一的区别是 liquid 是 concentration, 而 gaseous reactants 是 pressure。

满分回答：Increasing the concentration of a reactant (or the pressure of a gaseous reactant) will increase the number of particles in a unit volume. This will increase the frequency of effective collisions & hence the rate of reaction.

3．Temperature

满分回答：

• When the temperature(T) increases, the reactant particles gain kinetic energy(KE).
• The frequency of collision increases and the fraction of particles possessing energy equal or greater than the activation energy increases.
• This results in an increase in the frequency of effective collisions between time.
• Hence, rate of reaction increases.

Note: “frequency of collision & particles with rate of reaction” is required.

03、答案：B

解析 ?

这道题考察的是 Catalyst。

Catalyst 定义：

A catalyst is a substance that increases the rate of a chemical reaction without being chemically changed at the end of reaction.

Catalyst can make activation energy decreased.

Maxwell-Boltzmann energy distribution curve. 

满分回答：Adding a catalyst decreases the activation energy of a reaction. Hence, the fraction of particles possessing energy equal or greater than the activation energy increases. This results in an increase in the frequency of effective collisions between time.

04、答案：A

解析 ?

首先，一定要记住，catalyst 只能改变 activation energy，不改变 enthalpy change。

所以，enthalpy change 还是 z，而 activation energy 从原来的 y+z 变成 x+z。

Using a Maxwell Boltzmann distribution curve, explain how increasing the temperature increases the rate of reaction.

解析 ?

综上所述，IB 化学非常注重基础概念的熟练程度，主要体现在题目更长、数量更多、跨度更大、细节更多、计算量更大等方面。在备考过程中，一定要注意通过基础题目的练习，增强自身对基础概念的灵活应用。

由于在整个考试过程中，不允许使用计算器，所以学生也要注意提升自己的计算能力。