化学键断裂是什么意思化学键断裂放热还是吸热化学键断裂( 二 ) _知识分享

假想一个密闭的容器里面，充满了氢气和氯气，这些气体都在做着无规则热运动。氢气和氯气要想发生化学反应，氢分子和氯分子就必须相互碰撞在一起，碰撞在一起还不一定能发生化学反应，必须得是“有效碰撞”，大多数碰撞是“无效碰撞”，那么怎样才能完成有效碰撞呢？就必须要让分子活化，只有活化的分子才能完成有效碰撞，而让分子活化，就必须给这个分子提供活化能。
氢气和氯气反应机理
这个微观过程就是，氢分子的氢氢键断裂，氯分子的氯氯键断裂，形成中间态氢和中间态氯原子，这个中间态的氢原子和氯原子才是能够发生有效碰撞的活化分子（微粒），而要让化学键断裂，就必须提供能量，这个能量就可以看做为活化能。（但不是活化能），最终活化分子完成有效碰撞，形成新的化学键就会释放出能量。
（这只是一种假象过程，方便理解，更真实的情况是氢气和氯化氢结合在一起形成过渡态分子，然后断裂成两个氯化氢。）
by the way，这里就可以看出化学反应和能量的关系，化学反应的微观解释就是有旧的化学键的断裂和新的化学键的形成，断键吸热，成键放热，因此一个化学反应既有吸热和放热，但是如果吸收的热大于放出的热，它就是吸热反应，反之亦然。
活化能，化学反应速率就和这个有关系。
其实化学反应速率在《化学动力学》的研究范围内，真正的反应速率和化学反应的本征动力学以及传质动力学有关，而在本征动力学里面有个赫赫有名的方程，叫做阿伦尼乌斯方程，高中为了简便只考察化学反应本身的动力学，做了很多简化
如果我们让有效碰撞变多，并且能够降低活化能（降低分子达到活化状态的门槛），这个反应反应是不是越容易进行？看起来就是反应速率加快了！实际操作上，我们通过加热，加压，增大浓度这三个方面来提升分子的有效碰撞。加热能够让分子热运动更加剧烈，发生有效碰撞的机会就会变大，同样加压和增大浓度就是让分子在反应体系中更加密集，碰撞在一起的概率就变大了。另外还可以利用催化剂来降低反应的活化能，实际上催化剂是参加进了这个化学反应，催化剂可能与某个反应分子结合，让它更容易到达活化状态，因此反应变得更加容易进行了，而在反应终点的时候，催化剂又脱离了反应物。
催化剂可以说就是一个默默无闻的贡献者，送它一个好人卡！
（此外什么超声波啊，核辐射啊，光照啊，也能加快反应速率，它们的本质就是给分子提供了能量，让其碰撞更激烈或者活化。）
稍微总结一下，化学反应速率和几个条件有关系，就是温度、压力、浓度和催化剂等，我们控制化学反应速率也就是从这几个角度下手。
催化反应和无催化反应的能量过程，反应物首先要被活化才能反应，达到活化状态需要往上爬过一个“能垒”，然后才能转化成生成物，这个“能垒”越低则更容易爬过去，催化剂就能降低这个“能垒”——活化能
对了，我们还忽略了化学反应速率的表达式，我们选用单位时间，反应物或者生成物的浓度的改变量，来表达反应速率，v=△C/△t,时间单位常用分钟，所以在高中反应速率的单位通常是mol/(L·min)，谈及反应速率的表达式我们还要注意到这个和你选择的物质的有关，同样的一个化学反应，你选择其中不同的物质作为参考，得出的反应速率也就不一样。
之所以选择浓度的改变量来作为反应速率，是因为浓度方便测量，你要是选择质量、物质的量或者压强的改变量，其实本质上是可以的。不过也不要给自己添乱子，安安分分地按照浓度来吧。
04
化学反应的限度（化学平衡）
前面我花了很大篇章来谈及化学反应速率，不过最重要的还是在化学反应限度这块！
就好比追女孩（原谅我喜欢用这个例子），你就算把他追到手了，更重要的是你和她的关系到底如何，好到如何程度？同样对于一个化学反应，我们也要知道它究竟能进行到什么程度？
在前面的反应速率里面，我提及到了当化学反应结束时，怎么怎么样，这个结束就可以看做为化学反应限度。
假设我还是一个化工厂厂长，这个厂生产合成氨，就是用氢气和氮气反应生产氨气，我在做实验的时候，发现100g的氢气，最后只有1g能够转化为氨气，剩下的99g我就算放一万年，它还是保持99g不变，无法继续转化为氨气。
这时候我们称为反应达到了平衡，也就是这个反应它达到了极限，再想让它生产氨气，你就必须改变条件了，要想马儿跑，就必须给马儿吃草。有点基础的同学，就可能就要问啦，我记得化学平衡里面有什么可逆反应。

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