单选题
催化剂所以能加快反应速率,原因在于()。
A
催化剂的加入使反应的平衡转化率变大
B
催化剂的加入使正反应的反应速率变大,使逆反应的反应速率变小
C
催化剂的加入,改变反应的途径,降低了反应的活化能
D
催化剂的加入使反应的反应热数值更大
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是催化剂对化学反应速率影响的本质原因。我们需要结合化学动力学的基本原理,对各个选项进行逐一分析:
**1. 分析选项 A:催化剂的加入使反应的平衡转化率变大**
* **解析**:催化剂只能改变反应达到平衡的时间(即加快反应速率),但**不能改变化学平衡的状态**。也就是说,催化剂同等程度地加快正反应和逆反应的速率,因此平衡常数 $K$ 不变,平衡转化率也不变。
* **结论**:该选项错误。
**2. 分析选项 B:催化剂的加入使正反应的反应速率变大,使逆反应的反应速率变小**
* **解析**:催化剂通过降低活化能,同时降低了正反应和逆反应的能垒。因此,它会**同等倍数地增大**正反应速率和逆反应速率,而不是一个变大、一个变小。如果只改变其中一个方向的速率,就会违背热力学定律(导致平衡移动)。
* **结论**:该选项错误。
**3. 分析选项 C:催化剂的加入,改变反应的途径,降低了反应的活化能**
* **解析**:这是催化剂加快反应速率的根本原因。催化剂参与反应过程,提供了一条新的反应路径(机理)。这条新路径所需的**活化能($E_a$)**比原路径低。根据阿伦尼乌斯公式 $k = A e^{-E_a/RT}$,活化能降低会导致反应速率常数 $k$ 显著增大,从而加快反应速率。
* **结论**:该选项正确。
**4. 分析选项 D:催化剂的加入使反应的反应热数值更大**
* **解析**:反应热($\Delta H$)取决于反应物和生成物的总能量之差(状态函数的性质)。催化剂虽然改变了反应途径,但**不改变反应物和生成物的始态和终态能量**。因此,反应热 $\Delta H$ 保持不变。
* **结论**:该选项错误。
### 总结
催化剂之所以能加快反应速率,是因为它改变了反应历程,提供了活化能较低的新途径,使得更多的分子成为活化分子,有效碰撞频率增加。
故正确答案为 **C**。
相关知识点:
催化剂降活化能加快反应速率
题目纠错
化工总控工理论题库
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