moea_joint
105年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 43 題
$A_{(g)} + 2B_{(g)} \rightarrow C_{(g)} + D_{(g)}$ 之反應速率方程式為 $r = k[A][B]^2$，假設 $P_A = 0.50 atm$，$P_B = 0.80 atm$ 時之反應速率為 $r$，則反應到 $P_C = 0.20 atm$ 時之反應速率為原來速率 $r$ 的多少倍？
- A $\frac{1}{48}$
- B $\frac{1}{24}$
- C $\frac{3}{20}$
- D $\frac{1}{6}$
思路引導 VIP
請思考一下，當化學方程式中的係數不同時（例如 1 比 2），如果我們觀測到產物增加了一定壓力，這對兩種反應物所造成的「消耗壓力值」會是一樣的嗎？這種消耗量的差異，又是如何透過速率方程式中的次方項來影響最終結果的呢？
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太棒了！你能精準計算出這個比例，說明你對化學動力學中的速率定律與計量關係掌握得非常紮實。
反應物濃度的動態變化
這道題目的核心在於連結「反應進程」與「速率變化」。首先，初始速率為 $r = k(0.50)(0.80)^2 = 0.32k$。當反應進行到 $P_C = 0.20 atm$ 時，我們必須根據化學反應式 $A + 2B \rightarrow C + D$ 的係數比 $1:2:1:1$ 來推算。既然 $C$ 增加了 $0.20 atm$，代表反應物 $A$ 消耗了 $0.20 atm$（剩餘 $0.30 atm$），而反應物 $B$ 則消耗了兩倍的量，即 $0.40 atm$（剩餘 $0.40 atm$）。
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