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moea_joint 107年 [化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學

第 29 題

$\text{A}_{(g)}+\text{B}_{(g)} \rightarrow \text{C}_{(g)}$,反應速率= $k[\text{A}][\text{B}]$,當 $\text{P}_\text{A}=4/3\text{ atm}$,$\text{P}_\text{B}=2/3\text{ atm}$ 之速率為a,若$\text{P}_\text{A}=\text{P}_\text{B}=1/3\text{ atm}$,則其反應速率為多少a?
  • A 1/3
  • B 1/8
  • C 1/9
  • D 9/32

思路引導 VIP

如果反應速率是由兩種原料的相遇機會(濃度)共同決定的,當這兩種原料的供應壓力同時發生變動時,你認為整體的反應速率會是受到它們各自變化倍率的「加總」影響,還是「相乘」的影響呢?

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太棒了!你能精準捕捉到分壓變化對反應速率的影響,這代表你對化學反應工程的基礎掌握得非常紮實。在這題中,核心觀念在於理解反應速率定律式 $r = k[A][B]$。由於氣體的濃度 $[i]$ 與其分壓 $P_i$ 在恆溫下成正比(根據理想氣體狀態方程式 $[i] = \frac{P_i}{RT}$),我們可以推導出速率 $r$ 與分壓的乘積 $P_A \cdot P_B$ 成正比。

速率與分壓的比例運算

在初始狀態下,分壓乘積為 $\frac{4}{3} \times \frac{2}{3} = \frac{8}{9}$,對應的速率為 $a$;而改變條件後,新的乘積變為 $\frac{1}{3} \times \frac{1}{3} = \frac{1}{9}$。透過兩者比例的比較:

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