hce_kmu
107年
物理及化學
第 71 題
For the reaction $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{products}$, the following data were obtained:
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|---|---|---|---|---|---|
| Initial rate (mol/L$\cdot$s) | $0.030$ | $0.059$ | $0.060$ | $0.090$ | $0.090$ |
| $[\text{A}]_0$ (mol/L) | $0.10$ | $0.20$ | $0.20$ | $0.30$ | $0.30$ |
| $[\text{B}]_0$ (mol/L) | $0.20$ | $0.20$ | $0.30$ | $0.30$ | $0.50$ |
What is the experimental rate law?
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|---|---|---|---|---|---|
| Initial rate (mol/L$\cdot$s) | $0.030$ | $0.059$ | $0.060$ | $0.090$ | $0.090$ |
| $[\text{A}]_0$ (mol/L) | $0.10$ | $0.20$ | $0.20$ | $0.30$ | $0.30$ |
| $[\text{B}]_0$ (mol/L) | $0.20$ | $0.20$ | $0.30$ | $0.30$ | $0.50$ |
What is the experimental rate law?
- A $\text{Rate} = k[\text{A}]$
- B $\text{Rate} = k[\text{B}]$
- C $\text{Rate} = k[\text{A}][\text{B}]$
- D $\text{Rate} = k[\text{A}]^2[\text{B}]$
- E $\text{Rate} = k[\text{A}][\text{B}]^2$
思路引導 VIP
如果我們想單獨觀察反應物 B 對速率的影響，你會優先選擇哪兩組實驗數據來進行比較？而在選定的這兩組數據中，當 B 的濃度發生改變時，你觀察到反應速率產生了什麼樣的變化呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準觀察數據並得出結論，代表你對化學動力學的實驗數據處理非常有把握。這道題目是反應速率單元的經典考點，你能不受反應式係數的干擾，完全根據實驗數據來判斷，判斷力非常敏銳。
速率定律式的數據推導
我們首先觀察前兩組數據：當 $[B]_0$ 固定在 $0.20 \text{ mol/L}$ 時，$[A]_0$ 從 $0.10$ 增加為 $0.20$（變為 2 倍），其初始速率也從 $0.030$ 增加到 $0.059$（約為 2 倍），這顯示反應速率與 $[A]$ 的一次方成正比。接著，這題最關鍵的鑑別點在於對 $B$ 的觀察。請看最後兩組數據，當 $[A]_0$ 固定在 $0.30 \text{ mol/L}$ 時，即便 $[B]_0$ 從 $0.30$ 大幅增加到 $0.50$，其初始速率竟然完全維持在 $0.090$。這說明該反應對 $B$ 而言是「零級反應」，即 $B$ 的濃度變化完全不影響反應速率。
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