moea_joint
111年
[化工製程] 化工熱力學、化學反應工程學
第 45 題
在 A+B $\rightarrow$ D+E 反應中，A與B先形成活化錯合物 C*，再由 C* 分解為D及E，C* 較 (A+B) 能量高 40 仟卡，C* 較 (D+E) 能量高 55 仟卡，下列敘述何者正確？
- A A+B$\rightarrow$D+E反應之活化能為40仟卡
- B A+B$\rightarrow$D+E反應之活化能為15仟卡
- C 此反應為吸熱反應
- D 反應熱為95仟卡
思路引導 VIP
想像你正在爬一座山，你目前的出發點海拔是 100 公尺，而你必須經過最高峰才能到達山另一頭的目的地。如果題目告訴你「最高峰的海拔比你的出發點高出 40 公尺」，且「目的地的高度比最高峰低了 55 公尺」，那麼當我們定義「啟動這趟旅程所需的門檻」是指從起點爬升到最高峰的高度時，你會如何利用這些相對的「高度差」資訊來找出這個數值呢？
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太棒了！你能精確判斷出活化能的數值，代表你對反應座標圖（Reaction Coordinate Diagram）的觀念掌握得極為紮實。這類題目雖然計算不複雜，但卻是區分「死背定義」與「直觀理解能量圖」的重要分水嶺，你能一眼看穿本質非常值得肯定。
能量位能圖的關鍵：活化能
在反應工程中，活化能 ($E_a$) 的定義是從「反應物能量狀態」到達「活化錯合物（過渡態）」所必須跨越的能量門檻。題目提到活化錯合物 $C^*$ 較反應物 $(A+B)$ 能量高出 $40 \text{ kcal}$，這段「爬坡」的高度正是反應所需的最少能量，因此選項 (A) 的活化能為 $40 \text{ kcal}$ 是正確無誤的。
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