单选题
化学反应速率随反应浓度增加而加快,其原因是()
A
活化能降低
B
反应速率常数增大
C
活化分子数增加,有效碰撞次数增大
D
活化分子百分数增加,有效碰撞次数增大
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是**碰撞理论**中浓度对化学反应速率的影响机制。我们需要区分“活化分子数”与“活化分子百分数”这两个概念,以及它们受外界条件(如浓度、温度、催化剂)影响的不同情况。
### 详细解析:
1. **理解核心概念:**
* **有效碰撞**:能够发生化学反应的分子碰撞。反应速率取决于单位时间内有效碰撞的次数。
* **活化分子**:能量较高、能够发生有效碰撞的分子。
* **活化分子百分数**:活化分子数占反应物分子总数的百分比。
2. **分析浓度增加的影响:**
* 当反应物的**浓度增加**时,单位体积内的反应物分子总数增加。
* 在温度不变的情况下,分子的能量分布不变,因此**活化分子百分数保持不变**。
* 但是,由于单位体积内的分子总数增加了,所以单位体积内的**活化分子数也随之增加**。
* 活化分子数的增加导致单位时间内分子间的**有效碰撞次数增大**,从而加快了化学反应速率。
3. **逐项分析选项:**
* **A. 活化能降低**:
* 错误。活化能主要取决于反应本身的性质和使用催化剂。改变浓度不会改变反应的活化能。只有使用催化剂才能降低活化能。
* **B. 反应速率常数增大**:
* 错误。反应速率常数 $k$ 主要受**温度**和**催化剂**影响,与浓度无关。根据阿伦尼乌斯公式 $k = A e^{-E_a/RT}$,浓度不出现在决定 $k$ 的因素中。
* **C. 活化分子数增加,有效碰撞次数增大**:
* **正确**。如上所述,浓度增加 $\rightarrow$ 单位体积分子总数增加 $\rightarrow$ 单位体积活化分子数增加 $\rightarrow$ 有效碰撞频率增加 $\rightarrow$ 反应速率加快。
* **D. 活化分子百分数增加,有效碰撞次数增大**:
* 错误。**活化分子百分数**只受**温度**和**催化剂**的影响。
* 升高温度:分子能量增加,更多普通分子变成活化分子,活化分子百分数增加。
* 使用催化剂:降低活化能,使更多分子成为活化分子,活化分子百分数增加。
* 改变浓度:不改变分子的能量分布,因此活化分子百分数不变。
### 总结:
* **浓度/压强**影响的是:**单位体积内的活化分子数**(总量变,比例不变)。
* **温度/催化剂**影响的是:**活化分子百分数**(比例变)。
因此,正确答案是 **C**。
相关知识点:
浓度加快反应速,活化分子碰撞增
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化工总控工理论题库
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