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第二章 化学反应速率与化学平衡
重难点专项突破
专项突破06 化学反应历程 活化能
突破点一:化学反应的历程 活化能
1.化学反应的微观过程
化学反应的历程:研究发现,大多数的化学反应都是分几步完成的;平常所写的化学方程式只能表示出反应物和生成物以及它们之间的化学计量关系。
(1)基元反应
①概念:反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应。
②特点:没有任何中间产物生成。
举例:反应CO+NO2==CO2+NO是一步完成的,属于基元反应,
而反应H2(g)+I2(g)==2HI(g),经过I2==2I、H2+2I==2HI两步基元反应完成,就不属于基元反应
③基元反应发生的先决条件
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞,但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。
(2)反应机理
基元反应构成的反应序列称为反应历程,反应历程又称反应机理。
(1)过渡态:一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。
(2)活化能:过渡态能量与反应物的平均能量之差。
①活化能与ΔH的关系
正、逆反应活化能的差值就是反应的焓变,可表示为ΔH=E正-E逆。
②活化能与化学反应速率的关系
活化能越大,化学反应速率越小。
(3)反应物、生成物的能量与活化能的关系
图中:E1为正反应的活化能,
E3为使用催化剂时正反应的活化能,
E2为逆反应的活化能。
2.过渡态及活化能
(4)催化剂与化学反应的微观历程
①催化剂参与化学反应,改变化学反应的历程,加大化学反应的速率。
②催化剂参与反应过程中,并不能改变反应热。因为一定物质的量的物质在反应过程中,旧化学键的断裂和新化学键的形成数量未变。
③催化剂与活化能、ΔH的关系
催化剂能改变反应的活化能,但不能改变反应的ΔH。
3.多步反应的活化能及与速率的关系
一个化学反应由几个基元反应完成,每一个基元反应都经历一个过渡态,及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2)。基元反应的活化能越大,反应物达到过渡态就越不容易,该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。
分析方法
对于反应机理循环图像,最重要的是判断反应物,产物以及催化剂。一般催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的;通过一个箭头进入整个历程的物质则是反应物;而通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般多是产