光催化的机理是很复杂的,而且反应机理这种东西,常常是不同的反应就不同的机理.即使是看上去相似的反应,其机理也是不同的.
例如氯气、液溴、碘单质分别与氢气反应生成卤化氢的反应,其机理就大不相同.
所以像楼主这种一概而论的问题,没有什么太大的意义.要具体到每一个特例而谈.
不同的反应对光的波长有特定的需要,所以有的是红外光起作用,有的是紫外光起作用.
至于氯气与氢气的反应,这是一个链式反应.
机理如下：
链引发：Cl2=2Cl(光照) （1）
Cl+H2=HCl+H （2）
链增长：H+Cl2=HCl+Cl（3）
Cl+H2=HCl+H （4）
链终止：H+H=H2,Cl+Cl=Cl2
可以看出,反应之所以可以发生,
原因之一是,有光照,使（1）式反应可以发生.
原因之二是,H2,Cl2分子有足够的能量（如果看作理想气体的话就是动能,也就是有足够高的温度）发生碰撞,使（2）（3）（4）式可以发生.
所以当温度很低时,即使有光照,反应速度也是极慢的,基本上就可以认为是不反应.