實驗一：溫度對反應速率的影響
控制變因：濃度、接觸面積、是否有催化劑
操作變因：溫度 (0°C – 75°C)
實驗步驟：
- 將溫度設定在 0°C，記錄反應時間
- 依序將溫度提高至 15°C、30°C、45°C、60°C、75°C，記錄各溫度下的反應時間
- 利用 XY 圖分析溫度與反應速率的關係
實驗二：濃度對反應速率的影響
控制變因：溫度、接觸面積、是否有催化劑
操作變因：濃度 (0.1 mol/L – 3 mol/L)
實驗步驟：
- 將濃度設定在 0.1 mol/L，記錄反應時間
- 依序將濃度提高至 0.5 mol/L、1 mol/L、1.5 mol/L、2 mol/L、3 mol/L，記錄各濃度下的反應時間
- 利用 XY 圖分析濃度與反應速率的關係，確認是否成正比
實驗三：接觸面積對反應速率的影響
控制變因：溫度、濃度、是否有催化劑
操作變因：接觸面積 (0.1 – 3)
實驗步驟：
- 將接觸面積設定在 0.1，記錄反應時間
- 依序將接觸面積提高至 0.5、1、1.5、2、3，記錄各接觸面積下的反應時間
- 利用 XY 圖分析接觸面積與反應速率的關係
實驗四：催化劑對反應速率的影響
控制變因：溫度、濃度、接觸面積
操作變因：是否使用催化劑
實驗步驟：
- 不使用催化劑進行實驗，記錄反應時間
- 使用催化劑進行實驗，記錄反應時間
- 計算催化劑對反應速率的影響倍數
思考問題
從實驗數據可以觀察到溫度如何影響反應速率？溫度每增加 10°C，反應速率約增加多少倍？
反應物濃度與反應速率的關係是否為正比？請用實驗數據證明。
為什麼增加固體反應物的接觸面積可以加快反應速率？在實際生活中，有哪些例子應用了這個原理？
催化劑如何影響反應速率？催化劑在反應前後會不會被消耗？
如果同時改變多個變因，例如提高溫度的同時也增加濃度，反應速率會如何變化？這種變化是否可以用單一變因實驗的結果預測？
教師指導
教學建議
- 建議學生先進行單一變因實驗，收集足夠的數據點（至少5-6個），再進行數據分析
- 引導學生觀察 XY 圖上的趨勢，分析變因與反應速率的數學關係
- 鼓勵學生比較不同變因的影響程度，找出哪個變因對反應速率的影響最顯著
- 可以安排小組合作實驗，每組負責不同的變因，然後分享結果進行討論
評量方式
- 實驗設計能力：是否能正確控制變因，設計合理的實驗步驟
- 數據收集能力：是否能收集完整、準確的實驗數據
- 數據分析能力：是否能正確分析數據趨勢，找出變因與反應速率的關係
- 科學表達能力：是否能清楚描述實驗結果與結論
- 應用能力：是否能將實驗結果與生活實例連結