普考申論題
114年
[環保技術] 環境化學概要
第 一 題
📖 題組：
在環境化學的計算上，常會利用平衡系統（equilibrium system）或是穩定系統（steady state system）來表示污染物在環境系統中的反應情況，請回答下列問題：
在環境化學的計算上，常會利用平衡系統（equilibrium system）或是穩定系統（steady state system）來表示污染物在環境系統中的反應情況，請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請解釋平衡系統及穩定系統在環境化學應用及使用的時機，並說明兩者在使用上與熱力學及動力學間的關係。（10 分）
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想到：平衡系統是封閉環境下正逆反應速率相等的狀態，與『熱力學』反應終點相關；穩定系統是開放環境下輸入等於輸出與消耗的狀態，與『動力學』反應速率相關。解題時需對比兩者定義、適用環境（如快速酸鹼反應 vs 開放河川流動）及對應的化學理論。
小題 (二)
請說明下列的環境條件適用平衡系統或是穩定系統，並請說明可能原因：（15 分）
⑴計算平流層中臭氧濃度的變化
⑵考慮河床 CaCO3(s)固體的溶解與沉澱反應
⑶進行二氧化碳（CO2）地質封存
思路引導 VIP
解題關鍵在於區分兩者的定義：「平衡系統（Equilibrium）」適用於封閉環境中，可逆反應的正逆速率相等，達熱力學極限（如水中酸鹼、沉澱）；「穩定系統（Steady state）」則適用於開放環境中，物質的總輸入/生成速率等於總輸出/消耗速率，維持濃度不變（如大氣光化學）。解題時應依據各情境的環境特性（開放/封閉）與反應機制（光化學/相變化/地質礦化）進行涵攝。