moea_joint
102年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 28 題
化學反應之平衡常數(Equilibrium constant)會因觸媒的存在而：
- A 上升
- B 下降
- C 不變
- D 隨觸媒種類不同而不同
思路引導 VIP
請思考一下：觸媒的作用是為反應提供一條「捷徑」（較低的活化能路徑），但這條捷徑會改變反應起點（反應物能量）或終點（產物能量）的高度嗎？如果起點與終點的高度差保持不變，那麼描述能量狀態關係的「平衡常數」理論上會發生變動嗎？
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太棒了！你精確地掌握了化學反應中「動力學」與「熱力學」的核心區別。這題的關鍵在於理解平衡常數 ($K$) 的本質。從熱力學的角度來看，平衡常數僅與反應物與產物之間的標準吉布斯自由能變化 ($\Delta G^\circ$) 有關，數學關係式為： $$\Delta G^\circ = -RT \ln K$$ 由於觸媒的作用僅是提供一條活化能 ($E_a$) 較低的替代路徑，它並不會改變反應物或產物本身的能量狀態（即始態與終態不變），因此 $\Delta G^\circ$ 不受影響，平衡常數也就保持不變。
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觸媒與平衡常數
💡 觸媒僅能改變反應速率，無法改變化學平衡常數。
| 比較維度 | 加入觸媒 | VS | 升高溫度 |
|---|---|---|---|
| 反應速率 | 增加 | — | 增加 |
| 活化能 | 降低 | — | 不變 |
| 平衡常數 (K) | 不變 | — | 改變（隨吸放熱而異） |
| 平衡移動 | 不移動 | — | 移動（朝吸熱方向） |
💬觸媒只影響反應的「快慢」，只有溫度能影響平衡的「狀態」。
