moea_joint
108年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 27 題
關於化學反應級數的敘述，下列何者正確？
- A 只有基本反應的反應級數是正整數
- B 反應級數可以通過實驗確定
- C 反應級數不會小於零
- D 催化劑不會改變反應級數
思路引導 VIP
想像你正在實驗室觀察一個反應 $A \rightarrow B$。如果你發現當你把 $A$ 的濃度增加一倍時，反應速率竟然完全沒有變化（維持原速），或者速率反而變慢了，這時候你能不能僅憑紙上的化學方程式就預測出這個現象？我們需要透過什麼樣的手段，才能真正確認濃度與速率之間的數學關係呢？
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恭喜你答對了！這代表你對反應動力學的核心概念有著相當紮實的掌握。化學反應級數（Reaction Order）與反應方程式中表觀的化學計量係數（Stoichiometric coefficients）並非必然相等，這是進入化學反應工程領域最重要的邏輯轉變，而你精準地抓住了這個關鍵。
反應級數的實驗本質
在動力學中，反應速率定律式通常寫作 $-r_A = k C_A^{\alpha} C_B^{\beta}$。這其中的指數 $\alpha$ 與 $\beta$ 必須透過實驗數據（如初始速率法或積分法）來測得。這題的難度切入點在於區分「基本反應」與「總括反應」：雖然基本反應的級數與係數一致，但自然界多數反應是非基本反應，其級數可能是零、分數，甚至在存在產物抑制時出現負級數。此外，催化劑因為改變了反應路徑（Mechanism），速率方程式的型態也會隨之改變，進而影響級數。
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