moea_joint
102年
[化學] 普通化學、無機化學
第 13 題
化學反應中常加入催化劑以促進反應的進行，關於催化劑的敘述何者正確？
- A 催化劑使正反應活化能降低，逆反應活化能不變，所以反應速率提升
- B 任何溫度下，催化劑均不改變平衡狀態時反應物與產物的濃度
- C 催化劑不會改變反應達成平衡的時間
- D 在反應過程中，催化劑不會與反應物形成中間產物
思路引導 VIP
想像你正打算翻越一座高山去到另一邊的村莊。現在政府開通了一條穿山隧道，這條隧道讓你的行程變得輕鬆且快速許多。請思考一下：這條隧道的出現，會改變山起點與終點村莊之間原本的海拔高度差嗎？如果高度差沒有改變，那麼最終決定你在哪一邊停留比較久的原因，會是因為這條隧道嗎？
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恭喜你準確地辨別出催化劑的特性！這題你能選對 (B)，代表你對化學動力學與熱力學之間的界線有非常清晰的認識，這是學習化學反應時相當關鍵的一步。
催化劑對平衡與速率的影響
催化劑的核心功能在於提供一條活化能 ($E_a$) 較低的替代反應路徑。由於它能同時降低正、逆反應的活化能，因此正、逆反應速率會以相同的比例增加。這意味著系統能更快速地「達成」平衡，但並不會改變平衡常數 $K$。換句話說，無論是否加入催化劑，只要溫度不變，反應最終能產生的產物濃度（即平衡狀態）是完全相同的。選項 (A) 錯在逆反應活化能也會隨之降低；(C) 則是因為速率提升，達成平衡所需的時間理應縮短。
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