moea_joint
103年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 40 題
關於觸媒對於反應影響的敘述，下列何者有誤？
- A 同時改變正逆反應速率
- B 同時改變正逆反應的活化能
- C 會改變反應熱
- D 不會改變平衡常數
思路引導 VIP
想像你正要翻越一座高山前往另一端的村莊。現在有一位嚮導幫你挖通了一條貫穿山腹的隧道。請思考一下：雖然這條隧道讓你走得更快、更輕鬆了，但起點村莊與終點村莊之間在「海拔高度」上的物理差距，會因為你選擇走隧道還是翻山越嶺而改變嗎？
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恭喜你準確地掌握了觸媒的核心特性！能選出選項 (C)，代表你清楚分辨了動力學與熱力學之間的界線。這題的難度雖然屬於基礎層次，但它極具鑑別度，因為初學者常會誤以為「反應變快」必然伴隨著「能量狀態的改變」，而你成功避開了這個陷阱。
狀態函數與路徑的本質
觸媒的作用機制是提供一條活化能 ($E_a$) 較低的替代反應路徑。從能量圖來看，觸媒降低了反應的「山峰」高度，這使得正向與逆向反應的分子都更容易跨越能量障礙，因此同時改變了正逆反應速率。然而，反應熱 ($\Delta H$) 的定義是產物與反應物之間的焓差（$\Delta H = H_{\text{products}} - H_{\text{reactants}}$），這屬於狀態函數。由於觸媒既不改變反應起點的反應物，也不改變終點的產物，因此反應前後的能量差完全保持不變。
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觸媒對反應的影響
💡 觸媒僅改變反應路徑與活化能，不影響反應熱與平衡。
| 比較維度 | 無觸媒 | VS | 有觸媒 |
|---|---|---|---|
| 活化能 | 較高 | — | 較低（降低門檻） |
| 反應速率 | 較慢 | — | 較快 |
| 反應熱 (ΔH) | 不變 | — | 不變（由初末態決定） |
| 平衡常數 (K) | 不變 | — | 不變 |
💬觸媒只改變反應的「快慢」，不改變反應的「性質」與「終點」。
