高考申論題
110年
[化學安全] 環境化學(含分析化學)
第 二 題
請說明氟氯碳化物對臭氧層破壞的催化作用連鎖反應方程式，另外有 NO 存在時之促發反應為何？(20分)
📝 此題為申論題
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看到此題，首先聯想平流層中大氣化學的自由基反應機制。答題分為兩層次：第一步寫出 CFCs 光解產生游離氯原子（Cl‧）的起始反應，以及後續破壞臭氧的兩步催化循環方程式；第二步針對 NO 的作用，寫出「ClO + NO → Cl + NO2」的促發反應，並解釋其在低游離氧原子濃度環境中加速氯自由基再生的關鍵化學意義。
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【破題】 氟氯碳化物（CFCs）因具高穩定性，進入平流層後受強烈紫外線照射分解出游離氯原子（Cl‧），進而透過催化連鎖反應大量消耗臭氧（O3）。當一氧化氮（NO）存在時，兩者的自由基循環會發生交互作用，進一步加速氯原子的再生與臭氧的破壞。 【論述】
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CFCs與臭氧層破壞
💡 CFCs釋放氯自由基催化分解臭氧，NO可加速氯原子再生機制。
🔗 CFCs與NO協同破壞臭氧層機制
- 1 光解階段 — CFCs + hv -> Cl‧ (釋放活性氯自由基)
- 2 初級催化 — Cl‧ + O3 -> ClO‧ + O2 (消耗臭氧)
- 3 NO促發再生 — ClO‧ + NO -> Cl‧ + NO2 (快速還原氯原子)
- 4 連鎖破壞 — 再生Cl‧重新進入循環，單一原子破壞萬計臭氧
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🔄 延伸學習：延伸學習：NO2可進一步與氧原子反應再生NO，形成NOx催化循環。
