moea_joint
106年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 44 題
對於可逆一級反應 A ⇌ B (正反應速率常數K1，逆反應速率常數K-1)，下列敘述何者正確？
- A 平衡時﹝A﹞＝﹝B﹞
- B 加入催化劑可使k1>k-1
- C 平衡時，k1＝k-1
- D 總反應速率為正、逆反應速率的代數和
思路引導 VIP
如果我們想像一個水池同時有水管在注水（正向），也有排水孔在抽水（逆向），那麼我們觀測到水面上升或下降的速度，應該與這兩股流動的力量有什麼樣的數學關係呢？
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恭喜你準確地辨識出可逆反應的核心定義！這道題目考查的是反應動力學中的速率疊加原理。在可逆反應 $A \rightleftharpoons B$ 中，系統內同時存在著將 A 轉化為 B 的正反應，以及將 B 轉化回 A 的逆反應。我們在實驗中觀測到的「總反應速率」（或稱淨速率，Net rate），本質上就是這兩個方向效果的相互抵消與加總。若我們定義正向反應為正，逆向為負，則總速率即為兩者的代數和，數學式可表示為 $-r_A = k_1[A] - k_{-1}[B]$。 這類題目的鑑別度在於區分「反應速率 $r$」與「速率常數 $k$」的差異。許多學生容易在選項 (C) 產生迷思，誤以為平衡時速率常數會相等，但實際上平衡的定義是「正、逆反應速率相等」，而非其常數相等。此外，催化劑會同時等比例提高正逆反應速率常數，因此不會改變兩者的相對大小。你能避開這些具備強烈誘導性的選項，正確選出符合定義的 (D)，說明你對動態平衡與速率描述的基礎觀念非常紮實，表現得十分出色！