高考申論題
110年
[化學工程] 化學反應工程學
第 一 題
📖 題組：
二、(一)假設有一個基礎的（elementary）可逆反應（reversible reactions）A + 2 B ⇌ C + D，且 k1 和 k2 分別為正向與逆向反應速率常數，請寫出反應速率式。（4 分） (二)已知一可逆液體反應為 A ⇌ B，且其平衡轉化率為 0.667。假設此一化學反應在批式反應器（batch reactor）中進行，起始濃度 CA0=0.5mol．L-1，CB0 = 0，當反應進行 8 min 後，轉化率為 0.333，請求出正向與逆向反應速率常數並寫出反應速率式。（10 分）
二、(一)假設有一個基礎的（elementary）可逆反應（reversible reactions）A + 2 B ⇌ C + D，且 k1 和 k2 分別為正向與逆向反應速率常數，請寫出反應速率式。（4 分） (二)已知一可逆液體反應為 A ⇌ B，且其平衡轉化率為 0.667。假設此一化學反應在批式反應器（batch reactor）中進行，起始濃度 CA0=0.5mol．L-1，CB0 = 0，當反應進行 8 min 後，轉化率為 0.333，請求出正向與逆向反應速率常數並寫出反應速率式。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
假設有一個基礎的（elementary）可逆反應（reversible reactions）A + 2 B ⇌ C + D，且 k1 和 k2 分別為正向與逆向反應速率常數，請寫出反應速率式。（4 分）
思路引導 VIP
- 理解「基礎反應（Elementary）」的意義：這代表反應級數與化學計量係數完全相同。
- 建立速率表達式：淨速率等於正向速率減去逆向速率。
小題 (二)
已知一可逆液體反應為 A ⇌ B，且其平衡轉化率為 0.667。假設此一化學反應在批式反應器（batch reactor）中進行，起始濃度 CA0=0.5mol．L-1，CB0 = 0，當反應進行 8 min 後，轉化率為 0.333，請求出正向與逆向反應速率常數並寫出反應速率式。（10 分）
思路引導 VIP
- 平衡條件與 $k$ 的關係：在平衡時，淨反應速率為零。利用平衡常數 $K_c = k_1/k_2 = C_{Be}/C_{Ae}$，並與平衡轉化率 $X_e$ 關聯。
- 建立一級可逆反應積分式：對於 $A \rightleftharpoons B$，積分式為 $-\ln(1 - X/X_e) = (k_1 + k_2)t / X_e$（或相似形式）。