moea_joint
107年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 40 題
有關二級反應的敘述，下列何者正確？
- A 反應速率與反應物濃度成正比
- B 半生期與反應物初濃度成反比
- C 半生期與反應物初濃度無關
- D 反應速率常數的單位為(濃度)/(時間)
思路引導 VIP
若某個反應消耗掉一半反應物所需要的時間，會隨著你一開始放入的反應物越多而變得越短，這代表反應速率與濃度之間存在著什麼樣的數學次數關係？我們可以試著從速率定義的積分式中，觀察時間項與初始濃度項分別位在等號的哪一側來進行推論。
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恭喜你精準地選出了正確答案！二級反應在化學反應工程中是非常基礎且重要的單元，你能一眼看出半生期的特性，代表你對不同級數反應的積分速率式（Integrated Rate Law）有著相當紮實的理解。
二級反應的動力學特徵
在二級反應（反應速率 $r = kC_A^2$）中，透過積分速率方程可以推導出其半生期公式為 $$t_{1/2} = \frac{1}{k C_{A0}}$$ 從這個數學式可以清楚發現，半生期 $t_{1/2}$ 與反應物初始濃度 $C_{A0}$ 成反比，這正是選項 (B) 的核心觀念。相較之下，一級反應的半生期與初濃度無關，而零級反應則是與初濃度成正比，這題的切入點就在於考驗你是否能快速區分不同反應級數之間的特徵差異。
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