论文部分内容阅读
摘 要：通过一些化学反应的特例，对化学反应活化能的决定因素进行分析，引发了对化学反应活化能的思考，明确了生活、生产中活化能研究的前景以及利用的价值。
关键词：化学反应；活化能；思考
一、什么是活化能
所谓活化能是普通分子达到活化状态分子所需的最小能量。活化能是一个化学名词，又被称为阈能。这一名词是由阿伦尼乌斯在1889年引入，用来定义一个化学反应的发生所需要克服的能量障碍。活化能可以用于表示一个化学反应发生所需要的最小能量。
众所周知，将冰水烧开需要加薪点火，点燃干枯的柴火需要温度很高的火焰将其引燃，制作金属合金材料（金属与金属的合金）需要将两种液态金属混溶冷却，将金属液化需要吸收大量的热，以上谈到的三点问题分别说明了液态晶体达到沸点需要吸热，可燃物达到着火点需要吸热，固态晶体达到熔点液化需要吸收热量。自然界中能量以多种形式存在，他们可以相互转化却不能凭空出现或者消失，我们可以理解為物质达到某一种状态需要吸收或者放出一部分能量。
在化学反应中，发生反应也有其相对应的发生条件，即为达到反应状态所需的活化能。就像前面提到的由低温物体达到高温物体需要吸热相类似，普通分子吸收能量，才能变成活化分子进而进行化学反应。
二、活化能是化学反应发生的的因素之一
化学反应是否能够发生，与熵变、焓变和活化能有关。熵变是分子的排列的变化，是由有序到无序还是由无序到有序的变化；焓变是生成物和反应物的焓值的变化，表示化学反应在一定条件下的反应是吸热还是放热；活化能则是分子变为活化分子的最小能量值，目的是发生有效碰撞完成化学反应。这里所说的活化能与微观领域里提到的键能有本质的区别，两者不能混为一谈，键能是指分子断裂化学键需要吸收的能量，目的是断裂化学键再与其他微粒结合形成新的化学键并成为新的分子完成化学反应。
那化学反应的活化能是由什么决定呢？
1.化学反应的活化能与物质自身的性质有关
举一个例子，氢气与氟气在冷暗处就会发生爆炸，与氯气在光照条件下可以发生爆炸，与碘单质反应则需要高温高压催化剂才能进行，氟、氯、碘是同一主族元素化学性质相类似，非金属性有一定差异，但是与氢气反应所需的活化能却相差悬殊。从另一个角度看，金属锂与水只能发生反应但不是很剧烈，而钠则会浮在水面发出嘶嘶的响声并在水面快速移动，金属铯则遇水即发生爆炸，同样锂、钠、铯也属于同一主族化学性质相类似，只是金属性有一定的差异，与水反应的现象却有如此大的差异，这说明物质的活化能与其本身的性质有很大关系。因此可以推断化学反应的活化能与物质自身性质有关系，我们称之为内部因素。
2.化学反应的活化能与外部因素影响有关
相比较物质自身因素，外部因素对化学反应的影响也是非常大的。例如，利用过氧化氢制取氧气的反应中，此反应本身在室温下可以无需任何条件的自发进行，当加入二氧化锰做正催化剂时反应变得非常迅速，现象也非常明显。又如，在氢气和氮气高温高压合成氨的过程中可以通过降温，加压，减少生成氨气的物质量浓度，来提高氨气产量，加入催化剂来控制反应速率。在上述两个例子中，外部因素影响到化学反应的活化能，在同一反应中，温度，浓度，压强（主要针对气体反应）催化剂等的外部因素直接影响化学反应能否发生及发生反应的速率。究其原理其实就是改变温度，压强，浓度和催化剂等外部因素来左右化学反应的活化能，进而对化学反应本身进行调节。
三、由化学反应活化能引发的思考
就目前我的思考和了解发现，达到反应所需的活化能可以由多种方式完成，只要能量传递的目的达到了，就会有有效分子的形成。上文所提及的氢气和氯气在光照下发生爆炸，在加热条件下也能发生爆炸。在光照下反应是由于光中一些波段的光可被分子吸收转光能为活化分子所具有的化学能；而在加热条件下，温度的升高使分子能量增加，由内能转化为活化分子的化学能。用不同的方式，不同形式的能量转化为化学能，都可以达到发生反应所需的活化能。从而可以得出，达到化学反应所需的活化能来源并不是唯一的。
人体正常的生命也是如此，在人体内部环境中每分每秒都在发生着不可计数的化学反应来维持人体正常的生命活动，是什么维持其如此高效的完成这些反应的呢？是酶（化学本质是蛋白质或是RNA）！酶的催化作用，大大降低了反应所需的活化能，使许许多多的反应可以同时、有序、高效的完成，从而维持生命体的正常生命行为。
在日常生活中，人们也通过观测活化能的指标数，对煤的自燃倾向及发火期进行预报和研究。
在工业生产中，可以将活化能的研究，运用到地质勘探、危险易燃易爆物品的储存、运输等领域。
我认为，活化能的研究在我们的生命、生活及工作中有着广阔的发展前景，我会认真储备知识，为将来进行更深入的研究奠定基础。
关键词：化学反应；活化能；思考
一、什么是活化能
所谓活化能是普通分子达到活化状态分子所需的最小能量。活化能是一个化学名词，又被称为阈能。这一名词是由阿伦尼乌斯在1889年引入，用来定义一个化学反应的发生所需要克服的能量障碍。活化能可以用于表示一个化学反应发生所需要的最小能量。
众所周知，将冰水烧开需要加薪点火，点燃干枯的柴火需要温度很高的火焰将其引燃，制作金属合金材料（金属与金属的合金）需要将两种液态金属混溶冷却，将金属液化需要吸收大量的热，以上谈到的三点问题分别说明了液态晶体达到沸点需要吸热，可燃物达到着火点需要吸热，固态晶体达到熔点液化需要吸收热量。自然界中能量以多种形式存在，他们可以相互转化却不能凭空出现或者消失，我们可以理解為物质达到某一种状态需要吸收或者放出一部分能量。
在化学反应中，发生反应也有其相对应的发生条件，即为达到反应状态所需的活化能。就像前面提到的由低温物体达到高温物体需要吸热相类似，普通分子吸收能量，才能变成活化分子进而进行化学反应。
二、活化能是化学反应发生的的因素之一
化学反应是否能够发生，与熵变、焓变和活化能有关。熵变是分子的排列的变化，是由有序到无序还是由无序到有序的变化；焓变是生成物和反应物的焓值的变化，表示化学反应在一定条件下的反应是吸热还是放热；活化能则是分子变为活化分子的最小能量值，目的是发生有效碰撞完成化学反应。这里所说的活化能与微观领域里提到的键能有本质的区别，两者不能混为一谈，键能是指分子断裂化学键需要吸收的能量，目的是断裂化学键再与其他微粒结合形成新的化学键并成为新的分子完成化学反应。
那化学反应的活化能是由什么决定呢？
1.化学反应的活化能与物质自身的性质有关
举一个例子，氢气与氟气在冷暗处就会发生爆炸，与氯气在光照条件下可以发生爆炸，与碘单质反应则需要高温高压催化剂才能进行，氟、氯、碘是同一主族元素化学性质相类似，非金属性有一定差异，但是与氢气反应所需的活化能却相差悬殊。从另一个角度看，金属锂与水只能发生反应但不是很剧烈，而钠则会浮在水面发出嘶嘶的响声并在水面快速移动，金属铯则遇水即发生爆炸，同样锂、钠、铯也属于同一主族化学性质相类似，只是金属性有一定的差异，与水反应的现象却有如此大的差异，这说明物质的活化能与其本身的性质有很大关系。因此可以推断化学反应的活化能与物质自身性质有关系，我们称之为内部因素。
2.化学反应的活化能与外部因素影响有关
相比较物质自身因素，外部因素对化学反应的影响也是非常大的。例如，利用过氧化氢制取氧气的反应中，此反应本身在室温下可以无需任何条件的自发进行，当加入二氧化锰做正催化剂时反应变得非常迅速，现象也非常明显。又如，在氢气和氮气高温高压合成氨的过程中可以通过降温，加压，减少生成氨气的物质量浓度，来提高氨气产量，加入催化剂来控制反应速率。在上述两个例子中，外部因素影响到化学反应的活化能，在同一反应中，温度，浓度，压强（主要针对气体反应）催化剂等的外部因素直接影响化学反应能否发生及发生反应的速率。究其原理其实就是改变温度，压强，浓度和催化剂等外部因素来左右化学反应的活化能，进而对化学反应本身进行调节。
三、由化学反应活化能引发的思考
就目前我的思考和了解发现，达到反应所需的活化能可以由多种方式完成，只要能量传递的目的达到了，就会有有效分子的形成。上文所提及的氢气和氯气在光照下发生爆炸，在加热条件下也能发生爆炸。在光照下反应是由于光中一些波段的光可被分子吸收转光能为活化分子所具有的化学能；而在加热条件下，温度的升高使分子能量增加，由内能转化为活化分子的化学能。用不同的方式，不同形式的能量转化为化学能，都可以达到发生反应所需的活化能。从而可以得出，达到化学反应所需的活化能来源并不是唯一的。
人体正常的生命也是如此，在人体内部环境中每分每秒都在发生着不可计数的化学反应来维持人体正常的生命活动，是什么维持其如此高效的完成这些反应的呢？是酶（化学本质是蛋白质或是RNA）！酶的催化作用，大大降低了反应所需的活化能，使许许多多的反应可以同时、有序、高效的完成，从而维持生命体的正常生命行为。
在日常生活中，人们也通过观测活化能的指标数，对煤的自燃倾向及发火期进行预报和研究。
在工业生产中，可以将活化能的研究，运用到地质勘探、危险易燃易爆物品的储存、运输等领域。
我认为，活化能的研究在我们的生命、生活及工作中有着广阔的发展前景，我会认真储备知识，为将来进行更深入的研究奠定基础。