高考申論題
111年
[化學工程] 化學反應工程學
第 四 題
四、一不可逆（irreversible）化學反應 A －k→ B，k 為反應速率常數，反應速率式 -rA = -d CA/dt，其中 CA 為 A 之濃度、t 為反應時間。請分別針對零級（zero order）、一級（first order）與二級（second order）之化學反應來定性敘述如何採用積分法（integral method）來求得 k（例如可利用簡要推導、論證、示意圖等方式作答）？（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到「積分法求速率常數」，應立刻想到「假設反應級數 → 積分速率方程式 → 轉換為線性方程式 → 作圖求斜率」的標準動力學分析流程。針對零、一、二級反應，需分別列出積分後的濃度與時間關係式，並明確指出如何設定座標軸作圖，以及其斜率與速率常數 k 的對應關係。
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【解題思路】利用積分法（Integral Method）求速率常數，核心概念為「假設反應級數 → 積分速率方程式 → 轉換為線性關係式作圖」，若實驗數據呈現良好線性，其斜率即可求得 k。 【詳解】 已知恆容批次系統中，A 的消耗速率為：$-r_A = -\frac{dC_A}{dt} = kC_A^n$
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