國營聯招 化工製程化工熱力學、化學反應工程學108 年第 31 題單選題考點:半生期估算錯誤考點:一級反應積分
某一級化學反應 A → B,其半生期為15分鐘,請計算反應物A反應掉90 %所需時間約為幾分鐘?
A20分鐘
B50分鐘正確答案
C100分鐘
D無法確定
B正確答案
一級反應半生期 t½=ln2/k,由 t½ 求 k,再代入積分式求 90% 轉化率所需時間約 50 分鐘。
逐選項解析
A20分鐘半生期估算錯誤✕ 易錯陷阱
一級反應剩餘比例為 2^(−t/15)。20 min 時轉化率 = 1 − 2^(−20/15) ≈ 60.3%,未達 90%,故不選 A。
B50分鐘一級反應積分✓ 正確
k = ln2/15 ≈ 0.04621 min⁻¹;t = ln(10)/k = 2.3026/0.04621 ≈ 49.8 min,近似 50 分鐘,正確答案。
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