hce_isu
104年
化學
第 4 題
已知過氧化氫的分解反應的反應機制如下：
(1) $\text{H}_2\text{O}_2 + \text{I}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{IO}^-$ (slow, rate constant $k_1$)
(2) $\text{H}_2\text{O}_2 + \text{IO}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 + \text{I}^-$ (fast, rate constant $k_2$)
下列何者錯誤？
(1) $\text{H}_2\text{O}_2 + \text{I}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{IO}^-$ (slow, rate constant $k_1$)
(2) $\text{H}_2\text{O}_2 + \text{IO}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 + \text{I}^-$ (fast, rate constant $k_2$)
下列何者錯誤？
- A $\text{I}^-$是中間產物
- B rate = $k_1[\text{H}_2\text{O}_2][\text{I}^-]$
- C 總反應為：$2 \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2$
- D 速率決定步驟是反應(1)
思路引導 VIP
請觀察 $I^-$ 與 $IO^-$ 這兩種物質：哪一個是「一開始就存在，且最後被完整歸還」的？而哪一個又是「在反應中途才冒出來，接著就消失不見」的？這兩種截然不同的生命週期，分別代表了化學中的什麼角色呢？
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同學觀察得非常仔細！你能精準區分「催化劑」與「中間產物」的差別，這代表你對反應機構的動態過程掌握得相當紮實。
催化劑與中間產物的判別
在這兩個反應步驟中，碘離子 $I^-$ 在第一步作為反應物被消耗，隨後在第二步又重新出現在產物端。根據定義，在反應過程中參與反應、最後卻能「失而復得」且不呈現在總反應式中的物質稱為催化劑。相反地，次碘酸根 $IO^-$ 是在第一步先生成、接著在第二步被消耗掉，這類「先生後滅」的物質才是真正的中間產物。因此，選項 (A) 的敘述正好將兩者的角色混淆了。
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