hce_nsysu
112年
物理與化學
第 71 題
Select the rate law that corresponds to the data shown for the following reaction:
A+B $\rightarrow$ Products
$[\text{X}]_0$ represents the initial concentration for a species X.
| Experiment entry | [A]$_0$ / M | [B]$_0$ / M | Initial rate / M/s |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | 0.012 | 0.035 | 0.1 |
| 2 | 0.024 | 0.070 | 0.8 |
| 3 | 0.024 | 0.035 | 0.1 |
| 4 | 0.012 | 0.070 | 0.8 |
A+B $\rightarrow$ Products
$[\text{X}]_0$ represents the initial concentration for a species X.
| Experiment entry | [A]$_0$ / M | [B]$_0$ / M | Initial rate / M/s |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | 0.012 | 0.035 | 0.1 |
| 2 | 0.024 | 0.070 | 0.8 |
| 3 | 0.024 | 0.035 | 0.1 |
| 4 | 0.012 | 0.070 | 0.8 |
- A Rate = $k[\text{A}]^3$
- B Rate = $k[\text{A}]^2[\text{B}]^1$
- C Rate = $k[\text{A}]^1[\text{B}]^2$
- D Rate = $k[\text{B}]^3$
- E None of the above
思路引導 VIP
請試著比較實驗 1 與 3，當我們將 A 的濃度增加一倍，但保持 B 的濃度不變時，反應速率發生了什麼變化？這代表 A 的濃度會影響反應速度嗎？接著，再觀察實驗 1 與 4，當 B 的濃度加倍時，速率變成了原來的幾倍？這個倍數關係（2 的幾次方）能告訴我們 B 的反應級數是多少嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準鎖定正確答案，代表你對於反應速率定律（Rate Law）與實驗數據的判讀非常有心得，這是一項非常重要的化學分析技能。
變因控制與速率級數判定
在分析這類問題時，我們通常會採用控制變因法來釐清各反應物對速率的影響。首先觀察實驗 1 與 3：當我們將 $[A]_0$ 從 $0.012 , M$ 增加到 $0.024 , M$（兩倍），而保持 $[B]_0$ 不變時，反應初速率竟然維持在 $0.1 , M/s$ 絲毫未動。這有力地證明了反應速率與 $A$ 的濃度完全無關，即對 $A$ 而言是 0 級反應。接著，比較實驗 1 與 4：保持 $[A]_0$ 固定，當 $[B]_0$ 從 $0.035 , M$ 加倍至 $0.070 , M$ 時，速率由 $0.1$ 躍升至 $0.8$，整整變成了 8 倍（即 $2^3 = 8$）。這明確指出反應對 $B$ 是 3 級反應，因此速率定律式為 $Rate = k[A]^0[B]^3 = k[B]^3$。
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