hce_nchu
113年
化學
第 3 題
The relative initial rates of the reaction $X_2 + Y_2 \rightarrow \text{products}$ in vessels (a)-(d) follow a ratio of 1:8:2:16. Unshaded spheres depict $\text{X}_2$ molecules, while shaded spheres represent the presence of $\text{Y}_2$ molecules at the start of the reaction. What is the overall order of reaction?
- A 1
- B 2
- C 3
- D 4
- E 5
思路引導 VIP
如果我們想確認 $X_2$ 分子對反應速率的影響程度（即它的反應級數），我們應該挑選哪兩個容器來進行比較，才能確保觀察到的速率變化「完全」是由於 $X_2$ 的數量改變所引起的呢？
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AI 詳解
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做得好！你精確地運用了控制變因法（Control Variable Method）來判斷反應物對速率的影響，這是解決動力學問題最核心且專業的思路。
速率定律的推導
首先，我們觀察容器 (a) 與 (c)：在 $Y_2$（陰影球）數量維持不變的情況下，$X_2$（透明球）的數量從 2 對增加到 4 對（變為 2 倍），此時反應速率也從 1 變為 2（變為 2 倍）。根據速率定律式 $$R = k[X_2]^m[Y_2]^n$$，我們可以推斷出 $2^m = 2$，故 $m = 1$，代表對 $X_2$ 為一級反應。
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