Bối cảnh Năng lượng Hoạt hóa

Bối cảnh Năng lượng Hoạt hóa biến đổi sơ đồ tọa độ phản ứng 2D trong sách giáo khoa thành một đèo núi năng lượng tiềm năng 3D động. Các quả cầu chất phản ứng ở thung lũng bên trái nhận động năng nhiệt được chia tỷ lệ theo Nhiệt độ và cố gắng leo qua yên trạng thái chuyển tiếp (phức hợp hoạt hóa) vào thung lũng sản phẩm bên phải. Các phân tử có động năng thấp hơn năng lượng hoạt hóa hiệu dụng (Ea) lăn ngược trở lại thung lũng chất phản ứng, trong khi các phân tử có năng lượng vượt qua đỉnh và chuyển sang màu vàng kim dưới dạng sản phẩm. Học sinh có thể kéo đỉnh trạng thái chuyển tiếp màu tím phát sáng theo chiều dọc, thay đổi ΔH từ tỏa nhiệt mạnh (-60 kJ/mol) sang thu nhiệt (+60 kJ/mol), hoặc bật khối xúc tác Bạch kim màu xanh lá cây để hạ thấp hàng rào xuống gần một nửa và quan sát tốc độ phản ứng tăng vọt.

• Kéo đỉnh Trạng thái Chuyển tiếp màu tím lên trên để tăng Ea không có xúc tác lên 110 kJ/mol và quan sát cách hầu hết các quả cầu chất phản ứng màu xanh lam lăn ngược xuống mà không phản ứng.
• Nhấp vào khối Xúc tác màu xanh lá cây (hoặc bật tắt đường đi của chất xúc tác) và quan sát đèo núi hạ xuống trong khi đường cong tham chiếu màu đỏ vẫn giữ nguyên chiều cao không có xúc tác ban đầu.
• Tăng thanh trượt Nhiệt độ từ 260 K lên 580 K và quan sát tỷ lệ va chạm thành công tăng theo cấp số nhân theo phương trình Arrhenius.
• Trượt Enthalpy ΔH từ -45 kJ/mol (Tỏa nhiệt, thung lũng sản phẩm thấp) đến +45 kJ/mol (Thu nhiệt, thung lũng sản phẩm cao) và xác minh rằng chất xúc tác thay đổi Ea mà không làm thay đổi ΔH.
• Nhấn Phóng Sóng Chất Phản Ứng để gửi một đợt các phân tử va chạm năng lượng cao qua trạng thái chuyển tiếp.

1. 1Xác định năng lượng hoạt hóa (Ea) và trạng thái chuyển tiếp (phức hợp hoạt hóa) trên sơ đồ tọa độ phản ứng năng lượng tiềm năng.
2. 2Giải thích cách tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách nâng cao tỷ lệ va chạm có năng lượng lớn hơn hoặc bằng Ea.
3. 3Mô tả cách một chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và nghịch bằng cách cung cấp một con đường thay thế với năng lượng hoạt hóa thấp hơn.
4. 4Phân biệt giữa các cấu hình năng lượng tiềm năng tỏa nhiệt (ΔH âm) và thu nhiệt (ΔH dương) và giải thích tại sao chất xúc tác không làm thay đổi ΔH.

Câu hỏi giáo viên thường đặt ra