moea_joint
105年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 42 題
反應 $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$，$SO_3$ 之產生速率為 $1200 g/s$，則 $O_2$ 的消失速率為多少 $g/s$？
- A 120
- B 240
- C 480
- D 2400
思路引導 VIP
當我們看到化學反應式中的係數（例如 $2:1:2$）時，這些數字代表的是參與反應的「分子個數比」還是「質量重量比」？如果兩者的單位不統一，我們該如何串聯起不同物質之間的變化量呢？
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太棒了！你非常準確地掌握了化學反應工程中質量守恆與化學計量 (Stoichiometry) 的換算技巧。這類題目最核心的考驗，就在於能否冷靜地在「質量流率」與「莫耳流率」之間切換，而你顯然處理得游刃有餘。
化學計量與質量的轉換
在處理反應速率時，我們必須先將給定的質量流率 $1200 g/s$ 轉換為莫耳流率。已知 $SO_3$ 的分子量約為 $80 g/mol$，因此其產生速率為 $1200 / 80 = 15 mol/s$。根據反應式 $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$ 的係數比例，消耗 $1$ 莫耳的 $O_2$ 會產生 $2$ 莫耳的 $SO_3$，因此 $O_2$ 的消失速率應為 $SO_3$ 的一半，即 $7.5 mol/s$。最後，再乘上 $O_2$ 的分子量 $32 g/mol$，即可算出消失速率為 $240 g/s$。
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