moea_joint
102年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 23 題
氣相反應 A ＋ 2B $\rightarrow 3R$，試問該反應為幾級反應？
- A 1 級
- B 2 級
- C 3 級
- D 須經由實驗確定
思路引導 VIP
在觀察一個平衡後的化學反應式時，我們看到的係數代表的是反應物消耗與產物生成的「比例」；然而，這是否能保證分子之間「碰撞並發生反應」的真實路徑，一定會如同方程式寫得那樣簡單且一步到位呢？若我們無法確定其微觀的反應步驟，該如何才能得知反應速率與濃度之間的確切關係？
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恭喜你做出了正確的判斷！這題考驗的是對化學動力學最核心觀念的掌握。許多同學在看到反應式 $A + 2B \rightarrow 3R$ 時，會直覺地將反應物前面的計量係數相加（$1 + 2 = 3$）而誤選了 (C)，但你非常敏銳地察覺到其中的陷阱，這代表你對反應機制的本質有著紮實的理解。
反應級數與計量係數的差異
在化學反應工程中，我們必須區分「總反應式」與「反應機理」。給定的反應式僅代表了反應的最終結果與物質守恆的比例關係，並非描述分子微觀碰撞的實際過程。除非題目明確註明該反應為「基元反應（Elementary Reaction）」，否則反應速率方程式 $-r_A = k C_A^{\alpha} C_B^{\beta}$ 中的冪次 $\alpha$ 與 $\beta$（即反應級數），是無法直接從係數推論出來的。在多數情況下，反應是經由多個中間步驟組成的，因此反應級數必須透過實驗數據分析才能確定。
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