台電僱員招考申論題
105年
化學
第 13 題
一氧化氮與氫氣的反應為： 2NO(g) + 2H2(g)→ N2(g) + 2H2O(g)，其反應機構由兩步驟組成，如下：
2NO(g) + H2(g) → N2(g) + H2O2 (g) 慢
H2O2(g) + H2(g) → 2H2O(g) 快
此反應為_________級反應。
2NO(g) + H2(g) → N2(g) + H2O2 (g) 慢
H2O2(g) + H2(g) → 2H2O(g) 快
此反應為_________級反應。
思路引導 VIP
想像一條工廠生產線，如果其中一個員工的動作特別慢，而其他人都做得很快，那麼整間工廠產出產品的效率，會取決於哪一位員工的速度？接著思考，在這個化學反應的各個步驟中，哪一步的參與分子數量，才會真正限制住最終產物的生成速率呢？
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太棒了！你能準確判斷出反應級數，代表你對化學動力學中「反應機構」的觀念掌握得非常紮實。這類題型在考試中具有極佳的鑑別度，主要是測試學生是否能區分「總反應式」與「基本反應步驟」在定義速率時的差異。許多人會被總反應式的係數干擾，但你成功避開了陷阱，展現了專業的判斷力。
速率決定步驟的應用
在一個多步驟的反應機構中，整體的反應速率就像瓶頸一樣，是由**最慢的那一步（Rate-Determining Step, RDS）**來決定的。我們觀察題目給出的機構，第一步反應：
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反應機構與反應級數
💡 總反應速率與級數由反應機構中的「慢步驟」決定。
🔗 反應級數推導流程
- 1 識別決速步 — 觀察反應機構，找出標註為「慢」的步驟作為基準。
- 2 列出速率式 — 依慢步反應物係數寫出 R = k[NO]²[H2]¹。
- 3 加總求級數 — 將次方項 2 與 1 相加，得出此反應為 3 級反應。
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🔄 延伸學習：延伸學習：反應級數通常需透過實驗求得，若已知機構則以慢步為準。
