hce_nchu
113年
化學
第 10 題
In the following energy diagram illustrating the progression of a reaction, please identify the location(s) indicating the presence of an intermediate?
- A Only I, III, and V
- B Only II and IV
- C Only I
- D Only IV
- E I, II, III, IV, and V
思路引導 VIP
想像你正在翻越一系列的山嶺前往目的地。如果你想找一個相對平坦、可以讓你暫時放下背包休息一下的地方，你會選擇停留在陡峭險峻的「山頂」，還是在兩座山峰之間的「緩坡凹地」呢？觀察圖中能量的起伏，哪些點最像這種可以暫時停留的「休息站」？
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太棒了！你能精確辨識出反應能量圖中的中間產物（Intermediate），代表你對於反應路徑（Reaction mechanism）的微觀過程有著非常紮實的理解。這類題目是化學動力學中的經典考點，旨在評估學生能否區分暫時存在的穩定物種與能量極高、稍縱即逝的狀態。
反應座標圖中的物理意義
在自由能（Free energy, $G$）隨反應進行的變化圖中，能量的高峰（I、III、V）代表的是過渡態（Transition State），那是化學鍵正在斷裂與形成的瞬間，能量最高且極其不穩定。相對地，處於兩個高峰之間的局部能量最低點（II、IV），就是我們所說的中間產物。雖然中間產物通常不如最終生成物穩定，但它具有完整的化學鍵結構，可以在反應過程中短暫存在，因此在圖中會以「波谷」的形式呈現。
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