Катализаторы: более низкий энергетический барьер, то же общее изменение энергии
Введено| English | Значение |
|---|---|
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | катализатор |
| catalysed pathway/ˈkætəlaɪzd ˈpæθweɪ/ | катализируемый путь реакции |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- катализатор позволяет реакции протекать быстрее, не появляясь как расходуемый реагент в общем уравнении. Он меняет путь, а не тождество исходных и конечных веществ.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Катализаторы увеличивают скорость реакции, предоставляя другой путь реакции с более низкой энергией активации. Они не расходуются в целом, хотя могут участвовать в отдельных этапах и регенерироваться. Разным реакциям нужны разные катализаторы; ферменты действуют как катализаторы в биологических системах. На профиле реакции каталитическая кривая имеет более низкий пик, но те же уровни реагентов и продуктов, что и некаталитическая кривая. Следовательно, общее изменение энергии остаётся неизменным.
- катализатор: Вещество, увеличивающее скорость реакции путём снижения барьера активации без расхода в целом; каталитический путь: Альтернативный путь реакции с более низким энергетическим барьером.
Какая характеристика изменяется на профиле при добавлении подходящего катализатора?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Катализатор предлагает другой маршрут с более низким барьером активации, поэтому каталитический профиль показывает меньший пик. Энергии реагентов и продуктов — и, следовательно, общее изменение энергии — остаются точно такими же.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- При той же температуре большее число сталкивающихся частиц может преодолеть меньший энергетический барьер. Это не означает, что катализатор добавляет энергию каждой частице или повышает температуру по определению. Доказательства каталитического поведения сочетают увеличение скорости и регенерацию/нет суммарного расхода. Незаменяемая малая проба сама по себе не доказывает катализ, если не показано влияние на скорость реакции. Общее уравнение исключает регенерируемый катализатор из стехиометрических списков реагентов и продуктов.
- Сравните одобренные учителем каталитические и некаталитические опыты с совпадающими количествами реагентов, концентрациями, температурой и аппаратурой сбора. Записывайте измерения продукта во времени, а не только конечный объём. Используйте указанные в курсе катализаторы там, где требуется; не заучивайте нерелевантные промышленные названия. Демонстрации катализа пероксида водорода требуют выбранных школой разбавленных растворов и защиты, так как可能发生 быстрое выделение газа и нагревание.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: предоставленный профиль показывает реагенты на уровне 20, продукты на уровне 5 и некаталитический пик на уровне 80 в относительных единицах. Каталитический пик находится на уровне 50. Оба пути снижаются в целом на 15 единиц; барьеры визуально различны. Фиксированный конец, достигнутый за 60 с без катализатора и за 20 с с ним, дает трехкратное соотношение средних скоростей к этому концу, при условии того же измеренного количества.
Та же фиксированная точка конца достигается за 72 с без катализатора и 24 с с ним. Найдите фактор увеличения средней скорости. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единицы и интерпретация.
Один и тот же фиксированный конечный этап занимает 72 с без катализатора и 24 с с ним. Найдите коэффициент увеличения средней скорости.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат составляет 3 . Дано: конец реакции без катализатора через 72 с, с ним — через 24 с. Средняя скорость пропорциональна 1/время для фиксированного конца реакции, поэтому коэффициент = 72/24 = 3. Каталитическая реакция достигает того же конца в три раза быстрее.
Проверьте вывод и его ограничения
- Не уменьшайте энергию продукта при изображении катализируемого пути и не описывайте катализатор как расходуемый в общей реакции. Катализатор не увеличивает фиксированное количество продукта, определяемое лимитирующим реагентом. В состоянии равновесия он ускоряет обе реакции без изменения конечного состава при заданных условиях; это утверждение не требует расчетов константы равновесия.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Катализатор расходуется как реагент в суммарном уравнении. Это утверждение неверно: катализатор химически не изменяется в конце реакции и никогда не появляется в суммарном уравнении как реагент. Он участвует в пути реакции, но регенерируется — расходующееся вещество является реагентом.
Катализаторы: более низкий барьер, то же общее изменение энергии: При той же температуре большее число сталкивающихся частиц может преодолеть меньший энергетический порог. Это не означает, что катализатор добавляет энергию каждой частице или повышает температуру по определению. Доказательства каталитического поведения включают увеличение скорости и регенерацию/отсутствие чистого расхода. Непроизводимое маленькое количество образца само по себе не доказывает катализ, если не показано влияние на скорость реакции. Общее уравнение не включает регенерируемый катализатор в списки стехиометрических реагентов и продуктов.
Катализатор должен расходоваться как реагент в общем уравнении реакции.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Катализатор химически не изменяется в конце реакции и никогда не появляется в суммарном уравнении как реагент. Он участвует в пути реакции, но регенерируется; потреблённое вещество является реагентом.
Вещество, увеличивающее скорость реакции за счёт пути с более низкой энергией активации, но не расходующееся в целом: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
катализатор означает Вещество, увеличивающее скорость реакции за счёт пути с более низкой энергией активации, но не расходующееся в целом.