









一、催化剂与催化机理
1.催化剂:存在少量就能显著改变反应速率,反应结束时,其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。
2.催化特点:
①高效性,可以大大地加快反应速率。
②选择性,反应不同,催化剂不同。
③同等程度地加快正、逆反应的速率。
④不能改变反应的可能性和平衡常数。
3.催化剂的催化机理:
催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应,生成过渡物,然后再跟另外的反应物反应,生成产物,同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低,因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即催化剂参与化学反应,生成能量更低的中间产物,降低了达到过渡态所需要的活化能,使反应易于发生,速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径,降低反应的活化能。
4.催化剂与活化能、焓变
催化剂能降低反应所需活化能,化学反应速率加快,但不影响焓变∆H的大小,不影响平衡。
5.活化能
(1)正反应的活化能:反应物到最高点的能量差Ea正=E1kJ·mol-1
(2)逆反应的活化能:生成物到最高点的能量差Ea逆=E2kJ·mol-1
(3)活化能和反应热的关系
①放热反应:Ea正<Ea逆
②吸热反应:Ea正>Ea逆
(4)活化能和反应速率的关系
①关系:活化能越大,反应速率越慢
②决速反应:活化能最大的反应或速率最慢的反应
③决速浓度:最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率
二、循环机理图的解题思路
1.循环机理图中物质的判断
(1)有进有出的物质参与反应,常作催化剂;
(2)只进不出的为反应物、原料;
(3)不进只出的物质为生成物、产品。
2.循环转化机理图像的解读
对于“循环”反应过程图像,位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体,如⑤、⑥、⑦和⑧,“入环”的物质为反应物,如①和④,“出环”的物质为生成物,如②和③。在机理图中,先找到确定的反应物,反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质,(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂,并且经过一个完整循环之后又会生成;中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中,MoO3则是该反应的催化剂,图中剩余的三个物质均为中间产物。
3.循环机理图题的解题思路
(1)通览全图,找准一“剂”三“物”
①催化剂:催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上
②反应物:通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物;
③生成物:通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物;
④中间体:通过一个箭头脱离整个历程,但又生成的是中间体,通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出。
(2)逐项分析得答案:根据第一步由题给情境信息,找出催化剂、反应物、生成物、中间体,再结合每一选项设计的问题逐项分析判断,选出正确答案。