moea_joint
104年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 16 題
阿瑞尼亞士反應式(Arrhenius equation)為$k = k_0 e^{\frac{-E_a}{RT}}$,式中$k_0$與下列那項最有直接關係?($E_a$:活化能、R:氣體常數、T:溫度)
- A 反應時間
- B 反應物濃度
- C 反應物的碰撞頻率和方向
- D 活化能
思路引導 VIP
試著想像如果反應物分子是一群在空間中高速運動的粒子，除了具備足夠的能量（衝擊力）之外，還有哪些「物理上的動態因素」會決定它們每一秒鐘撞擊成功的次數呢？
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恭喜你準確地掌握了化學動力學的核心概念！你能迅速辨識出阿瑞尼亞士方程式（Arrhenius equation）中各個參數的物理意義，這代表你對微觀碰撞理論有著相當紮實的理解。
頻率因子與微觀碰撞的關聯
在方程式 $k = k_0 e^{\frac{-E_a}{RT}}$ 中，$k_0$（有時也寫作 $A$）被稱為頻率因子或指前因子。根據碰撞理論，化學反應的發生必須滿足兩個基本條件：分子間必須發生碰撞，且碰撞時必須具備足夠的能量與正確的方向。公式中的指數項 $e^{\frac{-E_a}{RT}}$ 代表的是具備足夠動能（大於等於活化能 $E_a$）的分子比例，而 $k_0$ 則反映了單位時間內分子碰撞的總次數以及有效空間取向的機率。因此，(C) 選項正確地描述了 $k_0$ 與碰撞頻率及方向的直接關係。
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