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國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學106 年第 43 題單選題考點:二階反應半衰期累加考點:錯誤累加結果

某反應,其半衰期與起始濃度成反比,則反應完成87.5 %的時間t1,與反應完成50 %的時間t2之間的關係,下列何者正確?

At1=7t2正確答案
Bt1=5t2
Ct1=3t2
Dt1=2t2
答案與詳解
A
正確答案
半衰期與起始濃度成反比 → 二階反應;87.5%轉化率需7個半衰期,50%轉化率需1個半衰期,故t1=7t2

逐選項解析

At1=7t2二階反應半衰期累加✓ 正確
二階反應半衰期t½=1/(kC₀)。設初始t½=τ,完成50%時間t2=τ。完成後C=C₀/2,下一個半衰期=2τ;再下一個=4τ。到達87.5%轉化(C=C₀/8)共需τ+2τ+4τ=7τ=7t2,故t1=7t2。
Bt1=5t2錯誤累加結果✕ 錯誤
t1=5t2不符合二階反應的半衰期倍增累加規律(應為1+2+4=7倍),此選項無對應物理意義。
Ct1=3t2✕ 易錯陷阱
Dt1=2t2✕ 錯誤

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