地特三等申論題
108年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 一 題
📖 題組：
二、大氣中臭氧（O3）及一氧化氮（NO）在1 atm及300 K時的濃度分別為40 ppb及80 ppb。 (一)請將 O3及 NO 的濃度單位以 molecules/cm3 air 表示。（原子量：O = 16，N = 14）（R = 0.082 L atm K-1mole-1，Avogardo number：6.02×1023）（14 分） (二)NO + O3 → NO2 + O2的反應速率式為：Rate = k[NO][O3]，以上述之濃度計算該反應之速率值，已知 k = 2×10-14molecules-1 cm3 sec-1。（10 分）
二、大氣中臭氧（O3）及一氧化氮（NO）在1 atm及300 K時的濃度分別為40 ppb及80 ppb。 (一)請將 O3及 NO 的濃度單位以 molecules/cm3 air 表示。（原子量：O = 16，N = 14）（R = 0.082 L atm K-1mole-1，Avogardo number：6.02×1023）（14 分） (二)NO + O3 → NO2 + O2的反應速率式為：Rate = k[NO][O3]，以上述之濃度計算該反應之速率值，已知 k = 2×10-14molecules-1 cm3 sec-1。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請將 O3及 NO 的濃度單位以 molecules/cm3 air 表示。（原子量：O = 16，N = 14）（R = 0.082 L atm K-1mole-1，Avogardo number：6.02×1023）（14 分）
思路引導 VIP
看到氣體濃度單位 ppb 轉換為分子數濃度，應聯想到「ppb代表體積分率」且在理想氣體下等同於「分子數分率」。因此，解題策略為：先利用理想氣體方程式（PV=nRT）及亞佛加厥常數求出該溫壓下每 cm³ 空氣的總分子數密度，再乘上各氣體的 ppb 分率即可得出答案。
小題 (二)
NO + O3 → NO2 + O2的反應速率式為：Rate = k[NO][O3]，以上述之濃度計算該反應之速率值，已知 k = 2×10-14molecules-1 cm3 sec-1。（10 分）
思路引導 VIP
這題考查大氣化學中二級反應速率的計算。解題關鍵是先確認速率常數 k 的單位與濃度單位是否匹配，接著將前一小題求得（或重新利用理想氣體方程式推導）以 molecules/cm³ 為單位的氣體絕對濃度，直接代入速率方程式 Rate = k[NO][O3] 中計算，最後務必標示正確的反應速率單位。