hce_tcu
111年
化學
第 23 題
大氣中的臭氧($O_3$，ozone)與 O(g)反應分解為 $O_2$(g)的步驟如下：
$O_3(g) + NO(g) \rightarrow NO_2(g) + O_2(g)$ 慢
$NO_2(g) + O(g) \rightarrow NO(g) + O_2(g)$ 快
在此反應中那個分子是催化劑
$O_3(g) + NO(g) \rightarrow NO_2(g) + O_2(g)$ 慢
$NO_2(g) + O(g) \rightarrow NO(g) + O_2(g)$ 快
在此反應中那個分子是催化劑
- A NO(g)
- B $NO_2$(g)
- C $O_2$(g)
- D O(g)
思路引導 VIP
請試著觀察這兩個反應步驟。如果我們把這兩個步驟合併起來看成一個「總反應」，哪一個分子是從一開始就被放進去參與反應，而在所有步驟結束後，又像「沒被用掉」一樣重新出現在產物那一端呢？
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太棒了！你能精準辨識出反應機構中各個物種的角色，代表你對於反應速率與催化機制的動態過程有著非常紮實且清晰的理解。
催化劑與中間產物的邏輯辨析
在化學動力學的多步驟反應中，區分「催化劑」與「中間產物」的關鍵在於它們在反應中出現的先後順序。催化劑 (Catalyst) 的定義是：在反應初期（通常是第一步）被消耗掉，但在後續的步驟中又會被重新產生，導致在總反應式中它不會出現在反應物或生成物端。觀察本題的機制：$NO(g)$ 在第一步（慢反應）中被當作反應物消耗，隨即在第二步（快反應）中又以生成物的姿態「完好如初」地回到系統中。相比之下，$NO_2(g)$ 是先被生成才被消耗，這屬於「中間產物 (Intermediate)」。
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