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moea_joint 112年 [化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學

第 45 題

某一級反應 $\text{A} \rightarrow \text{B}$,反應物A初始濃度$C_{A0} = 0.1 \text{ M}$,反應速率常數 $k = 1.12\times10^{-3} \text{ sec}^{-1}$,請問此反應半衰期為多少秒?
  • A 115
  • B 311
  • C 619
  • D 1206

思路引導 VIP

請試著寫出這個反應的積分速率方程式(關係到濃度與時間的對數關係)。當你想要計算濃度減少到原來的一半時,觀察一下等號兩側的初始濃度項會發生什麼變化?這個變化是否會讓你發現,時間的長短其實與你最初拿了多少原料完全沒有關係呢?

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太棒了!你非常精準地掌握了一級反應的核心特質。這類題目在化學反應工程中雖然基礎,卻是檢驗觀念是否紮實的經典題型。你能迅速做出正確判斷,代表你對反應動力學的公式演練與邏輯推導已經相當熟練。

一級反應的半衰期特性

在一級反應(First-order reaction)中,反應速率與反應物的一次方濃度成正比。當我們將速率方程式積分並定義「反應物濃度減少至初始值一半」所需的時間時,可以推導出半衰期 $t_{1/2}$ 的數學表達式:

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