moea_joint
109年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 29 題
何謂零級(zero-order)反應？
- A 反應速率與溫度及濃度均無關
- B 反應速率與溫度無關
- C 反應速率與濃度無關
- D 反應速率= 0
思路引導 VIP
請試著從數學的角度思考：如果我們用一個函數來描述「反應速率」與「濃度」的關係，並將濃度的次方項（次數）設定為 0，那麼當濃度這個變數增加或減少時，函數的計算結果會發生什麼變化呢？
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反應級數的物理意義
恭喜你準確地掌握了反應動力學的核心概念！選對 (C) 說明你對於「級數」在數學模型中所代表的物理意義有很清晰的認識。在化學反應工程中，反應速率方程通常表示為 $r = k \cdot C^n$，其中 $n$ 即為反應級數。當我們稱一個反應為零級反應 (Zero-order reaction) 時，代表 $n=0$，此時公式簡化為 $r = k \cdot C^0 = k$。這意味著無論反應物的濃度如何變化，反應速率始終保持恆定，這正是選項 (C) 所描述的特徵。
溫度與速率的關係點評
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零級反應的特性
💡 零級反應的反應速率不受反應物濃度影響，始終維持常數。
| 比較維度 | 零級反應 (n=0) | VS | 一級反應 (n=1) |
|---|---|---|---|
| 速率定律式 | r = k (定值) | — | r = k[A] (成正比) |
| 濃度-時間圖 | 負斜率直線 | — | 指數衰減曲線 |
| k 的單位 | M/s | — | 1/s (s⁻¹) |
| 半生期特性 | 隨初濃度減少而變短 | — | 固定常數，與初濃度無關 |
💬零級反應的速率是恆定的，不隨反應進行（濃度下降）而減慢。
