判断题
温度增加化学反应速度常数一定增加()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题的答案是**错误**。
以下是详细解析:
### 1. 一般情况(阿伦尼乌斯方程)
对于绝大多数常见的化学反应,温度升高确实会使反应速率常数 $k$ 增大。这可以通过**阿伦尼乌斯方程(Arrhenius equation)**来解释:
$$ k = A e^{-\frac{E_a}{RT}} $$
其中:
- $k$ 是反应速率常数
- $A$ 是指前因子(频率因子)
- $E_a$ 是活化能(通常为正数)
- $R$ 是理想气体常数
- $T$ 是热力学温度
当 $E_a > 0$ 时,随着温度 $T$ 的升高,指数项 $-\frac{E_a}{RT}$ 的值变大(负得少一些),导致 $e^{-\frac{E_a}{RT}}$ 增大,从而使 $k$ 增大。这是我们在中学和大学基础化学中最常遇到的情况。
### 2. 特殊情况(反例)
然而,题目中使用了“**一定**”这个词,这意味着必须对所有情况都成立。存在以下几种特殊情况,温度升高可能导致速率常数不变甚至减小:
* **零活化能反应**:如果反应的活化能 $E_a \approx 0$,则 $k \approx A$。此时反应速率常数几乎不随温度变化。例如,某些自由基复合反应。
* **负活化能反应**:极少数复杂反应(如某些涉及中间体预平衡的反应或酶催化反应在特定条件下)表现出表观活化能为负值($E_a < 0$)。在这种情况下,根据阿伦尼乌斯方程,温度 $T$ 升高会导致 $k$ **减小**。
* **酶催化反应**:在生物化学中,酶是蛋白质。虽然在一定范围内升温会加快反应,但当温度超过酶的最适温度后,高温会导致酶蛋白变性失活,从而导致反应速率常数急剧下降。
### 结论
因为存在活化能为零或负值以及生物酶变性等特殊情况,所以“温度增加化学反应速度常数**一定**增加”这种绝对化的表述是**错误**的。
**正确表述应为**:对于大多数具有正活化能的基元反应或简单复杂反应,温度升高,反应速率常数增大。
相关知识点:
温度增反应常数不一定增
题目纠错
化工总控工理论题库
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