单选题
关于催化剂的作用,下列说法中不正确的是()
A
催化剂改变反应途径
B
催化剂能改变反应的指前因子
C
催化剂能改变体系的始末态
D
催化剂改变反应的活化能
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是催化剂的基本性质及其对化学反应的影响。我们需要逐一分析各个选项,找出说法**不正确**的一项。
**1. 核心概念回顾:**
* **催化剂的定义**:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。
* **催化原理**:催化剂通过参与反应,提供一条新的反应途径(机理),这条新途径的**活化能**通常比原反应途径低,从而加快反应速率。
* **热力学性质**:催化剂只改变化学反应的**速率**(动力学范畴),不改变反应的**平衡状态**、**焓变**($\Delta H$)、**吉布斯自由能变**($\Delta G$)等热力学参数。这意味着它不能改变反应物和生成物的能量状态,即不能改变体系的**始态和末态**。
**2. 选项分析:**
* **A. 催化剂改变反应途径**
* **分析**:正确。催化剂通过与反应物形成中间产物等方式,提供了一条活化能较低的新反应路径。这是催化剂起作用的核心机制。
* **结论**:说法正确。
* **B. 催化剂能改变反应的指前因子**
* **分析**:正确。根据阿伦尼乌斯方程 $k = A e^{-E_a/RT}$,反应速率常数 $k$ 取决于指前因子 $A$ 和活化能 $E_a$。虽然催化剂主要显著降低活化能 $E_a$,但由于反应机理(途径)的改变,分子碰撞的频率因子或取向因子也会发生变化,因此指前因子 $A$ 通常也会发生改变。
* **结论**:说法正确。
* **C. 催化剂能改变体系的始末态**
* **分析**:**错误**。体系的“始态”指反应物,“末态”指生成物。催化剂不能改变反应物和生成物的种类及其能量状态。如果一个反应在热力学上不可行(即 $\Delta G > 0$),加入催化剂也无法使其发生。催化剂只影响从始态到末态的“过程”快慢,不改变“起点”和“终点”。
* **结论**:说法错误,符合题意。
* **D. 催化剂改变反应的活化能**
* **分析**:正确。这是催化剂加速反应的主要原因。正催化剂降低反应的活化能,使更多分子成为活化分子,从而提高有效碰撞频率,加快反应速率。
* **结论**:说法正确。
**3. 最终结论:**
题目要求选出**不正确**的说法。选项 C 声称催化剂能改变体系的始末态,这违背了催化剂只改变反应速率而不改变反应热力学平衡及物质本质属性的基本原理。
故正确答案为 **C**。
相关知识点:
催化剂不改体系始末态
题目纠错
化工总控工理论题库
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