第 一 題

【破題】 氟氯碳化物（Chlorofluorocarbons, 簡稱 CFCs），商業上常稱為氟氯昂（Freon），為烷類分子中的氫原子被氟（F）與氯（Cl）原子取代所形成的鹵代烴衍生物。過去因其優異的理化性質而被廣泛應用於工業中。 【論述】

Freon-12 的化學式為 CCl₂F₂（二氯二氟甲烷）。 Freon-22 的化學式為 CHClF₂（一氯二氟甲烷）。 ※ 補充推導說明（加 90 法則）：

【解答】 由四氯化碳（CCl4）反應產生三氯氟甲烷（CCl3F，工業代號 CFC-11）的化學反應為工業上常見的鹵素交換反應（Swarts 反應）。此反應利用無水氫氟酸（HF）作為氟化劑，並通常加入五氯化銻（SbCl5）作為催化劑。 完整的化學反應方程式如下：

氟氯碳化物（CFCs）被要求減產並最終禁止生產的主要原因為其對「臭氧層的嚴重破壞」及「加劇溫室效應」，具體說明如下： (1) 破壞臭氧層：CFCs 化學性質極為穩定，排放後能擴散至平流層。在強烈紫外線照射下，CFCs 會分解產生「氯游離基（Cl·）」，氯游離基作為催化劑引發連鎖反應，大量分解臭氧分子（O₃），導致臭氧層變薄甚至形成臭氧洞。 (2) 危害生態與健康：臭氧層耗損使其失去阻擋紫外線的功能，過量的有害紫外線（如 UV-B）直射地表，會大幅增加人類罹患皮膚癌與白內障的風險，同時破壞農作物生長與海洋浮游生物生態。