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化工总控工理论题库
1,831
单选题

对于活化能越大的反应,速率常数随温度变化越()

A
B
C
无关
D
不确定

答案解析

正确答案:A

解析:

这道题考查的是**阿伦尼乌斯方程(Arrhenius Equation)**中活化能与温度对反应速率常数影响的关系。 ### 1. 核心公式 根据阿伦尼乌斯方程: $$ k = A e^{-\frac{E_a}{RT}} $$ 其中: * $k$ 为反应速率常数 * $A$ 为指前因子(频率因子) * $E_a$ 为活化能 * $R$ 为理想气体常数 * $T$ 为热力学温度 ### 2. 数学推导分析 为了分析速率常数 $k$ 随温度 $T$ 的变化程度,我们可以对两边取自然对数,然后对温度 $T$ 求导: $$ \ln k = \ln A - \frac{E_a}{RT} $$ 对 $T$ 求导: $$ \frac{d(\ln k)}{dT} = \frac{E_a}{RT^2} $$ 或者写成微分形式: $$ \frac{d \ln k}{dT} = \frac{E_a}{RT^2} $$ 从这个式子可以看出: * $\frac{d \ln k}{dT}$ 表示的是 $\ln k$ 随温度变化的敏感度(即变化率)。 * 在相同的温度 $T$ 下,**活化能 $E_a$ 越大**,$\frac{E_a}{RT^2}$ 的值就**越大**。 * 这意味着 $\ln k$(进而 $k$)随温度的变化率越大。 ### 3. 直观理解 * **活化能高**的反应,意味着反应物分子需要跨越更高的能量壁垒才能发生反应。 * 当温度升高时,拥有足够能量跨越该壁垒的分子比例会显著增加。 * 对于高活化能的反应,这种“拥有足够能量的分子比例”随温度的增加更为剧烈(指数效应更明显)。 * 因此,温度稍微升高一点,高活化能反应的速率常数 $k$ 就会大幅度增加;而低活化能的反应,其速率常数随温度的变化相对平缓。 ### 结论 活化能 $E_a$ 越大,速率常数 $k$ 对温度 $T$ 的变化越敏感,即随温度变化越**大**。 故正确答案为 **A**。

相关知识点:

活化能大速常随温变诀

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