活化能-活化分子

活化能是一个化学名词，又被称为阈能。

这一名词是由阿瑞尼士在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。

反应的活化能通常表示为Ea，单位是千焦耳每摩尔（kJ/mol）。

分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。

（阿伦尼乌斯公式中的活化能区别于由动力学推导出来的活化能，又称阿伦尼乌斯活化能或经验活化能）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。

活化能基本上是表示势垒（有时称为能垒）的高度。

活化能1 基元反应与反应历程基元反应：一个化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都称为基元反应。

反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。

自由基：像上述反应历程中的I·一样，带有单电子的原子或原子团叫自由基，如O·自由基。

2 有效碰撞与活化能（1）碰撞和有效碰撞碰撞特点①碰撞次数非常巨大；②不是每次碰撞都能发生化学反应有效碰撞概念能够发生化学反应的碰撞发生有效碰撞的条件①反应物分子必须具有一定的能量；②有合适的碰撞取向。

如反应2HI===H2＋I2中分子碰撞示意图如图2－1－2所示：图2－1－2有效碰撞的实质有效碰撞能使化学键断裂，自由基可以重新组合形成新的化学键，从而发生化学反应（2）活化分子和活化能活化分子发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子活化能活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能活化能与反应热E1——活化能E2——活化分子变成生成物分子放出的能量E1－E2——反应热（即ΔH）活化能与化学反应速率的关系在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。

活化分子所占的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越大。

可简略表示：活化能降低→普通分子变成活化分子→活化分子百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增多→化学反应速率增大3 运用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响（1）运用有效碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，增大反应物浓度→单位体积内活化分子的数目增多→单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大。

（2）运用有效碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子（如图2－1－4所示）→活化分子百分数增加→单位时间内有效碰撞次数增多→反应速率增大。

活化分子与活化能的关系1. 引言在化学反应中，活化分子与活化能是两个重要的概念。

活化分子是指参与反应的分子，而活化能则是指使反应发生所需的最小能量。

活化分子与活化能之间存在着密切的关系，本文将对这一关系进行详细的探讨。

2. 活化分子的定义活化分子是指在化学反应中发生变化的分子。

在一个化学反应中，通常会有多个活化分子参与其中。

活化分子可以是单质，也可以是化合物。

例如，在燃烧反应中，燃料就是一个活化分子；在酸碱中和反应中，酸和碱分别是活化分子。

3. 活化能的定义活化能是指使一个化学反应发生所需的最小能量。

化学反应需要克服能垒才能进行，而能垒的高低决定了反应的速率。

活化能的大小与反应的速率息息相关，活化能越高，反应速率越慢。

4. 活化分子与活化能的关系活化分子与活化能之间存在着密切的关系。

活化分子的性质会直接影响活化能的大小。

4.1 活化分子的结构活化分子的结构对活化能有重要的影响。

一般来说，活化分子中存在着键的形成和断裂，这需要克服一定的能垒。

如果活化分子的结构比较复杂，其中的键比较牢固，那么活化能就会比较高。

相反，如果活化分子的结构比较简单，其中的键比较松散，那么活化能就会比较低。

4.2 活化分子的电性活化分子的电性也会对活化能产生影响。

一般来说，带有正电荷或负电荷的活化分子比中性分子更容易发生反应，因为它们之间的相互作用更强。

因此，带电的活化分子通常具有较低的活化能。

4.3 活化分子的能量活化分子的能量也会对活化能产生影响。

能量较高的活化分子通常具有较低的活化能，因为它们更容易与其他分子发生碰撞并引发反应。

相反，能量较低的活化分子通常具有较高的活化能，因为它们与其他分子发生碰撞的概率较低。

5. 活化能与反应速率活化能与反应速率之间存在着密切的关系。

活化能越高，反应速率越慢；活化能越低，反应速率越快。

这是因为活化能决定了反应发生的难易程度，活化能越高，反应就越难发生，反应速率就越慢；活化能越低，反应就越容易发生，反应速率就越快。

天津大学 无机化学教学团队第二章化学反应的方向、速率和限度第一节 化学反应速率1活化分子p分子碰撞理论认为：反应物分子 (或原子、离子) 之间必须相互碰撞，才有可能发生化学反应。

但反应物分子之间并不是每一次碰撞都能发生反应。

绝大多数碰撞是无效的弹性碰撞，不能发生反应。

对一般反应来说，事实上只有少数或极少数分子碰撞时能发生反应。

发生反应的两个基本前提：Ø 发生碰撞的分子应有足够高的能量例NO 2+ CO →NO + CO 21活化分子1活化分子p有效碰撞——能发生反应的碰撞。

p E c: 发生有效碰撞所必须具备的最低能量。

活化分子——具有等于或超过Ec的分子。

非活化分子(或普通分子)——能量低于Ec的分子。

发生反应的两个基本前提：Ø 发生碰撞的分子应有足够高的能量Ø 碰撞的几何方位要适当*例NO 2+ CO →NO + CO 21活化分子p 反应活化能——活化分子具有的平均能量(E * )与反应物分子的平均能量(E )之差。

E a =E * - E 例 N 2O 5 → 2NO 2 + O 212E a =E *-E=(106.13-4.03)kJ·mol -1=102.10kJ·mol -1325K 时 E *=106.13kJ·mol -1, E =4.03kJ·mol -11活化能p 大部分分子的能量接近E 值，能量大于E 分子只占少数。

p 非活化分子要吸收足够的能量才能转变为活化分子。

p E a 可以通过实验测出，属经验活化能。

p 大多数反应的活化能在60~250kJ·mol -1之间p E a <42kJ·mol -1的反应,活化分子百分数大，有效碰撞次数多,反应速率大,可瞬间进行。

如酸碱中和反应。

再如p E a >420kJ·mol -1的反应, 反应速率很小。

(NH 4)2S 2O 8+3KI → (NH 4)2SO 4+K 2SO 4+KI 3E a =56.7kJ·mol -1, 反应速率较大。

高二化学活化能知识点总结活化能是化学反应发生的最低能量阈值，它是影响化学反应速率的重要因素。

本文将对高二化学中与活化能相关的知识点进行总结。

一、活化能的概念活化能是指化学反应从物质初态到过渡态所需的最小能量差，通常用 Ea 表示。

物质分子在化学反应中需要克服一定的能垒才能形成中间状态，最终形成产物。

二、活化能与反应速率活化能与反应速率密切相关。

活化能越高，反应速率越慢；活化能越低，反应速率越快。

只有当反应物的能量大于活化能时，化学反应才能发生。

三、影响活化能的因素1. 温度：提高温度会增加分子的平均动能，使分子更容易克服活化能，从而增加反应速率。

2. 反应物浓度：反应物浓度的增加会增加碰撞的频率，从而增加分子间的碰撞机会，加快反应速率。

3. 催化剂：催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，但在反应结束后能够恢复原状。

四、活化能的计算活化能的计算可通过 Arrhenius 方程进行。

Arrhenius 方程表示了反应速率常数与温度之间的关系，可以用来估算活化能的数值。

五、活化能与化学平衡活化能与化学平衡密切相关。

当反应物的能量大于活化能时，反应就会发生，但并不意味着反应会进行到底。

在化学平衡中，反应物和生成物之间的活化能相等，保持动态平衡状态。

六、活化能与催化剂催化剂是一种能够提供新反应路径并降低反应活化能的物质。

催化剂可以提高反应速率，但本身在反应结束后不参与化学反应，可以反复使用。

七、活化能在生活中的应用活化能的概念在生活中有广泛应用。

例如，食物的加热过程中会发生化学反应，而温度的控制可以影响反应速率，从而保证食物的熟化效果。

此外，活化能还与催化剂有关，许多工业生产过程中使用催化剂来加速反应速率，提高生产效率。

总结：活化能是化学反应发生的最低能量阈值，影响化学反应的速率。

它与反应速率密切相关，受温度、浓度和催化剂等因素影响。

活化能的计算可以通过 Arrhenius 方程进行。

催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率。

能量的守恒定律和化学反应能量守恒定律是物理学中的基本原理之一，它指出在一个封闭系统中，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。

这个定律可以表述为：能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

能量守恒定律在化学反应中的应用可以从以下几个方面来理解：1.化学反应中的能量变化：化学反应中，反应物和生成物之间的能量差称为反应热。

如果反应物的能量高于生成物，则反应是放热的；如果反应物的能量低于生成物，则反应是吸热的。

这个能量差可以转化为热能、光能等形式。

2.化学键的形成和断裂：化学反应中，化学键的形成和断裂伴随着能量的吸收和释放。

当化学键形成时，会释放能量；当化学键断裂时，需要吸收能量。

这个能量的变化符合能量守恒定律。

3.能量的转化：在化学反应中，能量可以从一种形式转化为另一种形式。

例如，化学能可以转化为热能、电能等形式。

这种能量的转化也符合能量守恒定律。

化学反应中的能量守恒定律有助于我们理解和预测化学反应的行为，对于化学研究和应用具有重要意义。

在中学生的学习过程中，理解和掌握能量守恒定律对于培养科学思维和解决实际问题具有重要作用。

习题及方法：1.习题：一个热力学系统在绝热条件下与外界没有能量交换，如果系统内部发生化学反应，系统的内能会发生什么变化？解题思路：根据能量守恒定律，系统内部的能量变化等于系统从外界吸收的热量减去系统对外界做的功。

由于系统与外界没有能量交换，即Q=0，所以系统内部的能量变化只取决于系统内部发生的化学反应。

答案：系统的内能会增加，因为化学反应中反应物的能量高于生成物，所以系统会释放能量，使得内能增加。

2.习题：一定量的理想气体在恒压条件下发生等温膨胀，气体对外做功，根据能量守恒定律，气体的内能会发生什么变化？解题思路：根据能量守恒定律，系统内部的能量变化等于系统从外界吸收的热量减去系统对外界做的功。

在这个问题中，气体对外做功，即W<0，而等温膨胀意味着系统内部的温度不变，所以Q=0。