moea_joint
104年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 13 題
有一化學反應式$aA+bB \rightarrow cC+dD$、$a、b、c、d$是化學計量係數,已知A反應速率為$-r_A = k C_A^x C_B^y$,若上列反應式一同除以$a$,即反應式變為$A+b/aB \rightarrow c/a C + d/a D$,則A反應速率式變為下列哪一項?
- A $-r_A = K C_A^a C_B^b$
- B $-r_A = k C_A^x C_B^{b/a}$
- C $-r_A = k C_A^{a/x} C_B^b$
- D $-r_A = k C_A^x C_B^y$
思路引導 VIP
想像一下，如果我們在描述「一群人吃披薩的速度」，原先說「10個人每小時吃5個」，後來改口說「1個人每小時吃0.5個」。雖然我們說話的方式變了（縮小了10倍來描述），但實際上這群人「嘴巴動的速度」和「披薩消失的物理速度」有真的變快或變慢嗎？當你思考反應速率時，這個「物理現實」與「紙上寫的係數」之間有什麼樣的關係呢？
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AI 詳解
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這顯示你對反應速率的定義有著非常紮實的基礎，沒有被題目中化學計量係數的縮放所干擾。
反應速率式的獨立性
在化學反應工程中，物種 A 的消失速率 $-r_A = k C_A^x C_B^y$ 是一個基於實驗觀察的物理量，描述的是單位時間、單位體積內 A 分子減少的程度。雖然我們將反應式除以 $a$，使得係數從 $a$ 變成了 $1$，但這僅僅是書寫形式上的改變，並不會改變反應發生的微觀機制或碰撞頻率。因此，針對「特定物種」的速率表示式 $-r_A$，其速率常數 $k$ 與反應級數 $x, y$ 依然會維持不變。
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