反应历程和基元反应
课程标准中增加了知道化学反应是有历程的要求。我们通常所写的化学方程式绝大多数并不代表反应的真正历程,而仅是代表反映的总结果。因此,增加对化学反应历程的认识,有利于学生从微观层面深入理解化学反应的过程和本质,从而深刻揭示化学反应的规律,有针对性的对化学反应进行调控。
要认识化学反应的历程,就必须引入基元反应的概念。如果一个化学反应,反应物分子在碰撞中相互直接转化为生成物分子,这样的这种化学反应称为基元反应,否则就是非基元反应,也称总包反应或总反应。简单的说,基元反应就是一步能完成的反应,一个复杂反应要经过若干个基元反应,才能完成这些基元反应代表的反应,所经历的路径。化学动力学上将其称为反应机理或反应历程。
运用简单碰撞理论和活化能,解释浓度、压强、温度和催化剂等因素对化学反应速率的影响时,使用的对象也必须是基元反应,这是因为对于基元反应活化能具有明确的物理意义。是指活化分子具有平均能量,与反应物分子具有平均能量之差。对于非基元反应,活化能就没有明确的物理意义。
它实际上是组成该总包反的各种基元反应活化能的特定组合。,并不一定是简单的加和,称为该总包反应的表现活化能。因此课程标准中,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响的表述更加科学。有利于学生准确理解学活化能的概念也有利于纠正中学教学中常常将总包反应的表现活化能看作基元反应活化能的错误认识。
高中教材中引入基元反应以后,中等化学对化学反应的研究在原有反应速率、化学平衡、反应方向的基础上增加了反应历程维度,使得学生对于对于化学反应的认识视角更加全面。其中,化学平衡反应方向是化学热力学研究的范围,反应速率反应历程则是化学动力学研究的范围。需要强调的是教材中反应历程的引入只是增加了化学反应的认识视角,对某个反应的具体历程是什么并不做教学要求。