反应速率 / 能量剖面

催化剂:换一条更低的反应路径

把反应想成翻山:催化剂降低要翻过的“山顶”,所以反应更快;但山脚的反应物和生成物没有移动,反应焓也就不变。

放热反应的能量剖面

当前高亮:无催化剂路径
无催化剂路径 有催化剂路径
催化剂前后的反应能量剖面 两条路径从同一反应物能量出发,在同一生成物能量结束;上方的专用标签用引线指向各自峰顶,左右两侧的箭头分别标出正、逆反应的活化能。 反应进程 → 相对能量 → 0 40 80 120 反应物 生成物 无催化剂峰顶 催化剂路径峰顶 Eₐ 正 Eₐ 逆
当前正反应活化能 Eₐ 正 50 kJ·mol⁻¹ 从反应物能量爬到当前峰顶
当前逆反应活化能 Eₐ 逆 80 kJ·mol⁻¹ 从生成物能量爬回当前峰顶
反应焓 ΔH −30 kJ·mol⁻¹ 只由始态与终态能量差决定

抓住两个不变量:催化剂把峰顶压低,正、逆反应的活化能都降低;但反应物和生成物仍在原来的能量位置,所以 ΔH 与平衡常数 K 不因催化剂改变。

沿着图上的两条路径找证据

每题选择后会立即反馈;答错时,反馈会指出应该回看峰顶还是始态、终态。

1. 加入催化剂后,正、逆反应的活化能都降低。
2. 催化剂让反应物和生成物的能量位置发生移动。
3. 催化剂改变了反应焓 ΔH 和平衡常数 K。