高考申論題
107年
[環境檢驗] 水質檢驗
第 二 題
📖 題組：
二、水中生化需氧量檢測方法中，葡萄糖（Glucose; C6H12O6） －麩胺酸（Glutamic acid; C5H9NO4）標準液常被用來進行實驗室分析的精密度及準確度的測定。此標準液乃溶解 0.1500 g 葡萄糖及 0.1500 g 麩胺酸於試劑水中，並稀釋至 1 L 而成。 (一)試計算葡萄糖－麩胺酸標準液的理論 BOD 值。（10 分） 假設麩胺酸的氮反應後變成 NH3；Glucose 分子量= 180；Glutamic acid 分子量= 147。 (二)檢測方法中提到葡萄糖－麩胺酸標準液之統計 BOD 值為 198 ± 30.5 mg/L。若一實驗室測得 BOD5值為 200 mg/L，且 BOD分析符合擬一階反應動力（pseudo-first order reaction kinetic），試計算一階反應動力常數之值（單位：1/day）。（10 分）
二、水中生化需氧量檢測方法中，葡萄糖（Glucose; C6H12O6） －麩胺酸（Glutamic acid; C5H9NO4）標準液常被用來進行實驗室分析的精密度及準確度的測定。此標準液乃溶解 0.1500 g 葡萄糖及 0.1500 g 麩胺酸於試劑水中，並稀釋至 1 L 而成。 (一)試計算葡萄糖－麩胺酸標準液的理論 BOD 值。（10 分） 假設麩胺酸的氮反應後變成 NH3；Glucose 分子量= 180；Glutamic acid 分子量= 147。 (二)檢測方法中提到葡萄糖－麩胺酸標準液之統計 BOD 值為 198 ± 30.5 mg/L。若一實驗室測得 BOD5值為 200 mg/L，且 BOD分析符合擬一階反應動力（pseudo-first order reaction kinetic），試計算一階反應動力常數之值（單位：1/day）。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
檢測方法中提到葡萄糖－麩胺酸標準液之統計 BOD 值為 198 ± 30.5 mg/L。若一實驗室測得 BOD5值為 200 mg/L，且 BOD分析符合擬一階反應動力（pseudo-first order reaction kinetic），試計算一階反應動力常數之值（單位：1/day）。（10 分）
思路引導 VIP
利用一階反應公式 $BOD_t = L_0(1 - e^{-kt})$。其中 $L_0$（最終 BOD）在不考慮長期反應下，通常以第一小題算出的理論值代替。已知 $t=5, BOD_5=200, L_0=306.9$，求解速率常數 $k$。若題目習慣使用 10 為底，公式則為 $1 - 10^{-Kt}$，但通常「一階反應動力」慣用自然對數 $e$。
小題 (一)
試計算葡萄糖－麩胺酸標準液的理論 BOD 值。（10 分）
假設麩胺酸的氮反應後變成 NH3；Glucose 分子量= 180；Glutamic acid 分子量= 147。
假設麩胺酸的氮反應後變成 NH3；Glucose 分子量= 180；Glutamic acid 分子量= 147。
思路引導 VIP
理論 BOD (ThBOD) 的計算核心是「化學計量學」。首先寫出葡萄糖與麩胺酸完全氧化（且氮只到氨氮）的化學方程式，計算每一莫耳有機物消耗多少莫耳的氧氣。接著將 0.1500 g 換算成莫耳數，求出總耗氧量（mg O2/L）。