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國中教甄|理化理化113 年第 56 題單選題

二氧化氮與一氧化碳反應後會生成一氧化氮與二氧化碳。已知此氧化還原反應的反應機制與相關的反應常數如下步驟1: 2 \mathrm { N O } _ { 2 } ( \mathrm { g } ) \mathrm { N O } ( \mathrm { g } ) + \mathrm { N O } _ { 3 } ( \mathrm { g } ) k1步驟2: \mathrm { N O _ { 3 } ( g ) + C O ( g ) \to C O _ { 2 } ( g ) + N O _ { 2 } ( g ) } k2 如果步驟1為速率決定步驟,試問此氧化還原的反應速率表示式為何?

A\mathrm { k } _ { 1 } [ \mathrm { N O } _ { 2 } ] ^ { 2 }正確答案
B\mathbf { k } _ { 1 } \mathbf { k } _ { 2 } [ \mathbf { N O } _ { 2 } ] ^ { 2 } [ \mathbf { N O } _ { 3 } ]
C\mathrm { k _ { 1 } / k _ { 2 } [ N O _ { 2 } ] / [ C O ] }
D\mathbf { k } _ { 1 } \mathbf { k } _ { 2 } [ \mathbf { N O } _ { 2 } ] [ \mathbf { C O } ]
答案與詳解
A
正確答案
整體反應速率由速率決定步驟決定,步驟1為基本反應,故速率表示式直接依其反應物濃度與計量係數寫出。

逐選項解析

A\mathrm { k } _ { 1 } [ \mathrm { N O } _ { 2 } ] ^ { 2 }✓ 正確
步驟1為速率決定步驟且為基本反應,其反應速率即為整體反應速率,直接由反應物NO2的濃度平方乘以速率常數k1表示。
B\mathbf { k } _ { 1 } \mathbf { k } _ { 2 } [ \mathbf { N O } _ { 2 } ] ^ { 2 } [ \mathbf { N O } _ { 3 } ]✕ 錯誤
錯誤地將兩步驟的速率常數相乘,並加入了中間產物NO3的濃度,不符合速率決定步驟的速率定律寫法。
C\mathrm { k _ { 1 } / k _ { 2 } [ N O _ { 2 } ] / [ C O ] }✕ 錯誤
D\mathbf { k } _ { 1 } \mathbf { k } _ { 2 } [ \mathbf { N O } _ { 2 } ] [ \mathbf { C O } ]✕ 易錯陷阱

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