高考申論題
109年
[化學工程] 化學反應工程學
第 三 題
三、某氣體A在高溫下會進行二聚反應：2A→A2。實驗數據如下：起始時壓力為P = 1.29 atm；t = 1 min，P = 1.14 atm；t = 2 min，P = 1.04 atm。請計算⑴t = 1 min時A的分解率、⑵t= 1 min時A的分壓PA、⑶t = 2 min時A的分解率、⑷t = 2 min時A的分壓PA、⑸0 < t ≦ 1 min內dPA/dt的平均值、⑹0 < t ≦ 1 min內PA的平均值、⑺1 < t ≦ 2 min內dPA/dt的平均值、⑻1 < t ≦ 2 min內PA的平均值。請問：⑼二聚反應的階數為何？⑽二聚反應是否基礎反應（elementary reaction）？（20分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題為定容批次反應器的動力學分析。首先利用化學計量關係推導總壓 P 與反應物分壓 PA、轉化率 X 的關係式；接著依序代入時間數據求解各點數值。最後在判斷反應階數時，除依照題目引導使用微分法（平均速率法）外，應輔以積分法檢驗以避免大區間近似帶來的誤差，並據此推論是否為基礎反應。
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【解題關鍵】利用定容氣相反應的化學計量關係 $P_A = 2P - P_0$ 求出分壓，並結合微分法與積分法判斷反應階數。 【解答】 已知反應 $2A \rightarrow A_2$ 在定容定溫下進行，起始壓力 $P_0 = 1.29$ atm。
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