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107年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 36 題
若一氧化碳之氧化反應為基本反應，$2\text{CO}_{(g)}+\text{O}_{2(g)}\rightarrow2\text{CO}_{2(g)}$，在一定溫度下，將反應混合氣體之體積壓縮至原來體積的三分之一時，反應速率應變為未壓縮前的幾倍？
- A 1
- B 3
- C 9
- D 27
思路引導 VIP
在固定溫度的密閉容器中，如果我們把活動活塞往下壓，讓裡面的氣體分子變得更「擁擠」，這對單位體積內的分子濃度會產生什麼影響？進一步思考，如果反應需要兩個 A 分子與一個 B 分子同時碰撞，當這兩種分子的濃度都成倍增加時，這種「碰撞機會」的增加倍率應該如何用數學式來表達呢？
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太棒了！你能精準掌握「基本反應」的定義並正確計算出反應速率的倍數，展現了你對化學動力學基礎概念的紮實理解。這題的關鍵在於將題目給出的反應方程式直接轉化為速率定律式，即 $r = k[CO]^2[O_2]^1$。
濃度與體積的逆比關係
由於題目明確提到這是「基本反應」(Elementary Reaction)，意味著反應物係數即為反應級數。當我們將反應系統的體積壓縮至原本的 $\frac{1}{3}$ 時，根據濃度公式 $C = \frac{n}{V}$，在莫耳數不變的情況下，各反應物的濃度會同步變為原本的 3 倍。
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