moea_joint
110年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 48 題
破壞臭氧(O$_3$)的反應機構如下，請問NO在此反應機構中所扮演的角色為何？
NO + O$_3 \rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$
NO$_2$ + O $\rightarrow$ NO + O$_2$
NO + O$_3 \rightarrow$ NO$_2$ + O$_2$
NO$_2$ + O $\rightarrow$ NO + O$_2$
- A 稀釋劑
- B 催化劑
- C 總反應的反應物
- D 總反應的產物
思路引導 VIP
請仔細觀察 $NO$ 分別出現在這兩個步驟的哪一個側（反應物側或產物側）？如果一個物質在反應開始時被投入使用，但當所有步驟結束後，它又原封不動地出現在產物中，這種『不計入總消耗、卻能幫助反應進行』的角色，我們通常如何稱呼它？
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恭喜你準確地判斷出 $NO$ 的角色！這題考查的是化學反應工程中「催化反應機構」的核心定義。
催化劑與中間產物的區別
在給出的反應步驟中，一氧化氮 ($NO$) 首先在第一步中與臭氧反應被消耗，隨後在第二步中又被完整地釋放出來。這種「先參與反應、後重新生成」且不出現在總反應式中的物質，正是催化劑 ($Catalyst$) 的典型特徵。若我們將兩個步驟相加，會發現總反應為 $O_3 + O \rightarrow 2O_2$，其中 $NO_2$ 是先生成後消失的「中間產物」，而 $NO$ 雖然參與了中間歷程，但其本身的質量與化學性質在反應前後保持不變。
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