关于此实验
探索吸热和放热反应的焓剖面,同时测量整体升温或降温。移动反应坐标探针,使用催化剂降低能垒,并独立增加反应量。
学习目标
- 区分反应焓与正向和逆向活化能垒。
- 验证催化剂是否能改变反应能垒而不改变反应物和产物的焓。
- 将摩尔焓和反应进度与量热计温度联系起来。
使用方法
- 1探查放热反应焓路径的起点、峰值和终点。
- 2沿着催化路径进行,并比较两个活化能垒。
- 3使反应完全转化,并计算绝热溶液吸收的热量。
- 4反转反应焓的符号,并比较冷却与加热。
模型
假设
- 该路径是人为设定的平滑焓图,并非量子过渡态计算或分子轨迹。对路径的探测独立于整体转化进度。
- 转化进度由控制时钟指定;不推断速率定律、平衡转化率或催化剂动力学。
- 量热计是绝热的,初始温度为20 °C,溶液比热容恒定为4.18 J/(g·K)。忽略反应体积和溶液质量的变化。
在课堂上试试这个实验
- Q1为什么相同的反应热在溶液量更多时会造成更小的温升?
- Q2端点焓变了,为什么逆反应势垒也必须改变?
常见问题
在转化率相同的情况下,催化剂会改变量热器最终测得的热量吗?
不会。在此模型中,催化剂只改变路径势垒;端点焓以及指定反应进度下的热量保持不变。
移动的路径小球代表一个个穿越真实势垒的分子吗?
不代表。它是用于探查所显示的示意性能量曲线的工具。该模型不会设定跨越势垒的概率。