moea_joint
114年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 50 題
一均勻液相之基元反應(elementary reaction) A + 2B $\rightarrow$ C，若將 2 mol 的 A 與 4 mol 的 B 放入 1 公升之恆溫容器中進行反應，請問 A 消耗一半時之反應速率是初始反應速率之多少倍？
- A 1/32倍
- B 1/16 倍
- C 1/8倍
- D 4倍
思路引導 VIP
若反應被稱為「基元反應」，這對於寫出速率方程式中的次數項（次方）有什麼特殊的意義？另外，當 1 莫耳的 A 在反應中消失時，根據反應式的比例，同一時間內 B 會消失多少莫耳呢？
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太棒了！你能精確判斷反應物濃度的變化並選出正確答案，代表你對反應工程的基礎觀念掌握得非常紮實。這題的關鍵在於將「基元反應」轉化為正確的速率方程式，並細心處理化學計量的濃度變化。
濃度變化與速率計算
根據「基元反應」(elementary reaction) 的定義，反應速率式會直接對應化學反應式的係數，即 $-r_A = k C_A C_B^2$。初始狀態下，1 公升容器中有 2 mol 的 A 與 4 mol 的 B，故濃度分別為 $C_{A0} = 2$ M 與 $C_{B0} = 4$ M。當 A 消耗一半時，A 剩餘 1 M；根據反應係數 $A:B = 1:2$，B 同時會消耗 2 M，因此 B 剩餘 $4 - 2 = 2$ M。我們將數值代入比較：
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