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國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學11050單選題

N₂O₅於65℃進行氣相時分解的反應速率常數為0.292 min⁻¹,活化能為103.3 kJ∙mole⁻¹。若將N₂O₅氣相分解溫度提升至80℃,此時的半衰期(t₁/₂)為多少(計算至小數第1位,以下四捨五入)? (註:假設活化能在此溫度範圍不受影響,R=8.314 J∙mol⁻¹∙K⁻¹)

A0.5 min正確答案
B1.4 min
C2.2 min
D4.8 min
答案與詳解
A
正確答案
用Arrhenius方程式從65℃推算80℃的速率常數k₂,再以一階反應半衰期公式t₁/₂=ln2/k₂求解,答案約0.5 min。

為什麼答案是 A

正確答案。計算步驟:T₁=338K、T₂=353K、k₁=0.292 min⁻¹,代入Arrhenius:ln(k₂/k₁)=(Ea/R)(1/T₁−1/T₂)=(103300/8.314)×(1/338−1/353)=12423×(0.002959−0.002833)=12423×0.0001258≈1.563,k₂=0.292×e^1.563=0.292×4.773≈1.394 min⁻¹,t₁/₂=ln2/k₂=0.6931/1.394≈0.497≈0.5 min。

考點:Arrhenius+一階半衰期考點:溫度換算遺漏考點:未升溫計算錯誤考點:Arrhenius符號錯誤
載入中…

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黑皮