國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學100 年第 23 題單選題考點:反應級數圖解法考點:截距物理意義
學生做 aA+bB→cC 反應動力學試驗,將數據縱座標為 ln(−rA) ,橫坐標為 lnCA 作對數圖;結果得直線。請問何者為是?
A直線斜率 n 表示反應物 A 之反應級數正確答案
B截距為產物 C 之濃度
C截距為反應物 A 半生期
D斜率 n 與反應物 A 之計量係數 a 必定相等
A正確答案
本題縱軸為ln(CA)、橫軸為CA,呈直線代表此為一級反應;一級反應的積分式 ln(CA)=ln(CA0)−kt,但題目作圖座標的真正物理意義在於確認反應級數,斜率與速率常數相關,截距為初始濃度的對數,與產物濃度或半生期無直接關係。
逐選項解析
A直線斜率 n 表示反應物 A 之反應級數反應級數圖解法✓ 正確
以濃度的對數函數作圖得直線,正是用來判定並決定反應物A反應級數n的標準圖解法;直線成立即驗證了該冪次速率定律,可由圖讀出級數,正確。
B截距為產物 C 之濃度截距物理意義✕ 易錯陷阱
此圖截距反映的是初始濃度的對數值 ln(CA0) 或與速率常數相關的量,完全不代表產物C的濃度。把截距解讀為產物濃度是混淆截距物理意義的典型陷阱,故錯誤。
D斜率 n 與反應物 A 之計量係數 a 必定相等✕ 錯誤
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