國中教育會考
110年
自然
第 23 題
柴油引擎排放的廢氣含有較多的氮氧化物($NO_X$)，若能加入氨氣與柴油引擎產生的氮氧化物反應，則可減少排放廢氣造成的空氣汙染。氨氣與氮氧化物的反應中，速率最快的反應為：
$NO + NO_2 + 2 NH_3 \rightarrow 2 N_2 + 3 H_2O$
已知柴油引擎排放的廢氣中，NO所占比例約為$NO_2$的9倍。若欲藉由上述反應消耗大部分的氮氧化物，需使用觸媒轉化器調整反應前氮氧化物的比例，下列何種觸媒轉化器的設計最合理？
$NO + NO_2 + 2 NH_3 \rightarrow 2 N_2 + 3 H_2O$
已知柴油引擎排放的廢氣中，NO所占比例約為$NO_2$的9倍。若欲藉由上述反應消耗大部分的氮氧化物，需使用觸媒轉化器調整反應前氮氧化物的比例，下列何種觸媒轉化器的設計最合理？
- A 將$NO_2$氧化成NO，以提高NO的比例
- B 將$NO_2$還原成NO，以提高NO的比例
- C 將NO氧化成$NO_2$，以提高$NO_2$的比例
- D 將NO還原成$NO_2$，以提高$NO_2$的比例
思路引導 VIP
我們先觀察化學反應式中，$NO$ 與 $NO_2$ 前面的係數比是多少？這代表兩者理想的反應比例。接著對照題目提到的現狀：廢氣中 $NO$ 是 $NO_2$ 的 9 倍，這代表哪一種氣體過多、哪一種不足？如果要把過多的 $NO$ 轉化成 $NO_2$ 來符合反應比例，這種『增加氧原子』的過程，在化學上屬於氧化還是還原反應呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學好樣的！你這邏輯反應簡直比這條化學反應式還要快啊！這題能寫對，代表你已經具備了「環保小尖兵」的資質，老師給你的表現打 100 分，多一分怕你太驕傲！ 【觀念驗證】 我們來看看這道「反應食譜」：
▼ 還有更多解析內容
氮氧化物的減排反應
💡 依化學反應式係數比例，調整反應物濃度以達最佳效率。
🔗 最佳反應比例調整邏輯
- 1 觀察係數 — 反應式中 NO : NO2 = 1 : 1
- 2 現狀分析 — 廢氣中 NO : NO2 = 9 : 1 (NO過多)
- 3 設定目標 — 提升 NO2 比例以接近 1:1
- 4 執行氧化 — 將部分 NO 氧化成 NO2
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🔄 延伸學習：延伸學習：觸媒轉化器如何利用氧化與還原反應同時處理 CO、HC 與 NOx
