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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 请教两个关于能量的化学名词
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楼1970-01-01 08:00:00
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doudouwudi

铜虫 (小有名气)
呵呵.谢谢了.
引用回帖:
Originally posted by fenglianxiang at 2008-6-9 16:28:
http://baike.baidu.com/view/81974.htm
活化能(activation energy)

化学反应的活化能

实验证明，只有发生碰撞的分子的能量等于或超过某一定的能量Ec(可称为临界能)时，才可能发生有效碰撞。具 ...

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4楼2008-06-12 17:14:12
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fenglianxiang

木虫 (著名写手)

WWE王中王HHH
★
catju(金币+1,VIP+0):3Q
http://baike.baidu.com/view/81974.htm
活化能(activation energy)

化学反应的活化能

实验证明，只有发生碰撞的分子的能量等于或超过某一定的能量Ec(可称为临界能)时，才可能发生有效碰撞。具有能量大于或等于Ec的分子称为活化分子。
在一定温度下，将具有一定能量的分子百分数对分子能量作图，如图1所示。从图1可以看出，原则上来说，反应物分子的能量可以从0到∞，但是具有很低能量和很高能量的分子都很少，具有平均能量Ea的分子数相当多。这种具有不同能量的分子数和能量大小的对应关系图，叫做一定温度下分子能量分布曲线图。

图1中，Ea表示分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，能量等于或高于Ec的分子可能产生有效碰撞。活化分子具有的最低能量Ec与分子的平均能量Ea之差叫活化能。
不同的反应具有不同的活化能。反应的活化能越低，则在指定温度下活化分子数越多，反应就越快。
不同温度下分子能量分布是不同的。图2是不同温度下分子的能量分布示意图。当温度升高时，气体分子的运动速率增大，不仅使气体分子在单位时间内碰撞的次数增加，更重要的是由于气体分子能量增加，使活化分子百分数增大。图2中曲线t1表示在t1温度下的分子能量分布，曲线t2表示在t2温度下的分子能量分布(t2＞t1)。温度为t1时活化分子的多少可由面积A1反映出来；温度为t2时，活化分子的多少可由面积A1+A2反映出来。从图中可以看到，升高温度，可以使活化分子百分数增大，从而使反应速率增大。


阿伦尼乌斯公式

非活化分子转变为活化分子所需吸收的能量。温度对反应速率有显著影响。在多数情况下，其定量规律可由阿伦尼乌斯公式来描述：

κ＝Ae-E/RT（1）式中κ为反应的速率系（常）数；E和A分别称为活化能和指前因子，是化学动力学中极重要的两个参数；R为摩尔气体常数；T为热力学温度。对于更为复杂的描述κ与T的关系式中，活化能E定义为：

E＝RT2（dlnκ／dT）（2）

在元反应中，并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。S.A.阿伦尼乌斯认为，只有“活化分子”之间的碰撞才能发生反应，而活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值即为活化能。近代反应速率理论进一步指出，两个分子发生反应时必须经过一个过渡态——活化络合物，过渡态具有比反应物分子和产物分子都要高的势能，互撞的反应物分子必须具有较高的能量足以克服反应势能垒，才能形成过渡态而发生反应，此即活化能的本质。

式（1）可写成：

lnκ＝lnA－E／RT（3）根据式（3），由实验测出不同温度下的κ值，并将lnκ对1／T作图，即可由所得直线的斜率求出E值。也可将由实验归纳出的κ与T的经验关系式直接代入式（2）求得E值。

对于复合反应，由上述实验方法求出的E值只是表观值，没有实际的物理意义。

阿仑尼乌斯（S．A．Arrhenius）发现化学反应的速度常数k和绝对温度T之间有d（lnk）/dt=E/RT2的关系。这里的E就是活化能。假若把上式积分得到lnk=lnA-（E/RT），从这个公式可知，在各种温度下求得k值，把lnk对1／T作图（这图称为阿仑尼乌斯图）就得到直线，由于直线的斜率是-E/R，因而可求得E值。活化能的物理意义一般认为是这样：从原反应体系到产物的中间阶段存在一个过渡状态，这个过渡状态和原系统的能量差就是活化能E，而且热能RT如不大于E，反应就不能进行。也就是原系统和生成物系统之间存在着能垒，其高度相当于活化能。其后埃林（H．Eyring）从过渡状态（也叫做活性络合物）和原系统之间存在着近似的平衡出发，对速度常数k导出了如下的关系：k=k（KT/h）exp（－ΔG*/RT）=k（KT/h）exp（ΔS*/R）exp（-ΔH*/RT）k为通透系数，K是波尔兹曼常数，h是普朗克常数，ΔG*、ΔS*、ΔH*分别为活化自由能、活化熵和活化焓。而且活化自由能与活化焓大致相等。酶促反应主要就是由于降低了活化自由能。
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2楼2008-06-09 16:28:05
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