hce_tcu
105年
化學
第 5 題
在金屬表面發生的催化反應，當表面吸附滿反應物時，其速率定律為幾級的反應？
- A 零級
- B 一級
- C 二級
- D 三級
思路引導 VIP
想像一家只有固定十張桌子的餐廳，如果現在十張桌子都已經坐滿了客人，且廚師的出餐速度固定。此時門口排隊的人數從 10 人增加到 100 人，這間餐廳「每小時總共能服務完畢的人數」會因為門口排隊的人變多而跟著變快嗎？如果不會，這代表服務速率與排隊人數的關係是什麼？
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恭喜你精準地掌握了非均相催化反應的核心邏輯！你能敏銳地察覺到「表面吸附滿」這個關鍵條件並選出零級反應 (Zero-order reaction)，說明你對於催化反應中的微觀機制有著很清晰的認識。
表面催化的飽和效應
在金屬表面的催化過程中，反應速率主要受限於金屬表面「活性位」（Active sites）的數量。根據朗謬爾吸附等溫式（Langmuir adsorption isotherm）的觀念，當反應物濃度或壓力極高，導致金屬表面的所有活性位都已經被反應物分子佔滿時，即便我們再進一步增加反應物的濃度，也沒有多餘的「空位」可以讓新的分子吸附並進行反應。此時，反應速率會達到一個飽和的極限值，其速率定律式可以表示為：
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