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化工总控工理论题库
1,831
判断题

对于可逆放热反应而言,并非温度越高反应速度越快,而是存在最佳反应温度,即反应速度最快时的对应的温度。

A
正确
B
错误

答案解析

正确答案:A

解析:

**解析:** 对于可逆放热反应($\Delta H < 0$),温度对反应速率的影响需要从**动力学**和**热力学**两个角度综合考虑: 1. **动力学角度(正、逆反应速率常数):** 根据阿伦尼乌斯方程(Arrhenius equation),升高温度通常会加快化学反应速率。因此,随着温度升高,正反应速率常数 $k_{正}$ 和逆反应速率常数 $k_{逆}$ 都会增大。单纯从这一步看,似乎温度越高越好。 2. **热力学角度(化学平衡移动):** 对于放热反应,升高温度会使平衡向吸热方向(即逆反应方向)移动,导致平衡常数 $K$ 减小。这意味着在较高温度下,反应物的平衡转化率降低,体系中反应物的浓度相对降低,而生成物的浓度相对升高。 3. **净反应速率的综合影响:** 可逆反应的净速率 $r$ 可以表示为正反应速率与逆反应速率之差: $$ r = r_{正} - r_{逆} = k_{正} f(C_{反应物}) - k_{逆} g(C_{生成物}) $$ * **在低温区**:温度较低时,反应远离平衡状态,逆反应速率很小,此时温度升高主要显著增加 $k_{正}$,从而使净反应速率 $r$ 迅速增加。 * **在高温区**:随着温度继续升高,虽然 $k_{正}$ 仍在增加,但由于平衡强烈向逆反应方向移动,逆反应速率 $r_{逆}$ 增加得更快(或者说反应推动力减小),导致净反应速率 $r$ 开始下降。 因此,必然存在一个**最佳反应温度 ($T_{opt}$)**。在此温度下,动力学因素(速率常数大)和热力学因素(平衡转化率高)达到最佳匹配,使得净反应速率达到最大值。超过这个温度,尽管分子运动更剧烈,但受限于平衡限制,实际观测到的净反应速度反而下降。 **结论:** 题目所述“对于可逆放热反应而言,并非温度越高反应速度越快,而是存在最佳反应温度”是**正确**的。

相关知识点:

可逆放热反应,有最佳温度

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