序論：在您撰寫高中化學(xué)活化能的概念時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

第1篇

活化能是化學(xué)動力學(xué)中的重要概念，是教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的難點內(nèi)容，也是近年來高考命題的熱門選擇。目前的大部分高中化學(xué)教材給出的活化能的定義，給讀者的信息都是，一個化學(xué)反應(yīng)的活化能既不可能是零，更不可能是小于零的負(fù)值，活化能是負(fù)值在理論上是沒有意義的，相應(yīng)地，高考命題時也默認(rèn)了活化能只有正值。正如2011年海南省理綜高考11題：

某反應(yīng)的ΔH=+100 kJ?mol-1，下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是（ ）

A.正反應(yīng)的活化能小于100 kJ?mol-1

B.逆反應(yīng)的活化能一定小于100 kJ?mol-1

C.正反應(yīng)的活化能不小于100 kJ?mol-1

D.正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJ?mol-1

再看C選項，在與學(xué)生交流的過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通常認(rèn)為，如圖1所示的反應(yīng)物A生成物C時，必須要經(jīng)過一個吸收一定的能量達(dá)到活化狀態(tài)B的過程，只有比反應(yīng)物的平均能量EA高出E1（或E1以上）的數(shù)值時，才能越過能峰，變成產(chǎn)物的分子，也就是說，活化能一定是正值，因此正反應(yīng)活化能一定大于100 kJ?mol-1，而不是C選項中的不小于（即大于或等于）100 kJ?mol-1，因此C選項錯誤。

這種解釋在高中階段似乎沒有什么錯誤，甚至能提出此解釋的往往是成績較好的學(xué)生。但是，我們知道，常見的化學(xué)反應(yīng)，其實都不是分子間直接碰撞而完成的，它們都要通過許多單個反應(yīng)步驟才最后變成產(chǎn)物分子，這每一步驟的化學(xué)反應(yīng)就是基元反應(yīng)。常見的化學(xué)反應(yīng)實際是許多基元反應(yīng)組合后的結(jié)果，即總包反應(yīng)?；磻?yīng)的活化能有簡單而清晰的物理含義，都是正值；而總包反應(yīng)的活化能是若干基元反應(yīng)活化能的數(shù)學(xué)上的混合，失去了清晰的物理含義，僅是一表觀量，其值可正、可負(fù)，甚至可能為零，取決于該反應(yīng)的溫度效應(yīng)。

1 溫度對反應(yīng)速率的影響

一個反應(yīng)的活化能跟其溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系密不可分，一般說來，溫度對反應(yīng)速率的影響大致有五種類型[1]，如圖2所示：

a.隨溫度的升高，反應(yīng)速率有規(guī)律地呈指數(shù)上升。這種情形最為普遍，屬于一般反應(yīng)類型。

b.在溫度較低時，升高溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響不大，但當(dāng)溫度上升到某一值時，反應(yīng)速率突然劇增，發(fā)生爆炸。這種反應(yīng)稱為爆炸反應(yīng)。

c.開始反應(yīng)速率隨溫度升高而上升，溫度升高到一定值后，反應(yīng)速率反而隨溫度的升高而降低。某些催化反應(yīng)和酶反應(yīng)屬于這種類型。

d.反應(yīng)速率隨溫度的上升而出現(xiàn)加快減慢再加快的曲折變化，如碳的氫化反應(yīng)就是這種情形，當(dāng)溫度升高時可能有副反應(yīng)發(fā)生而復(fù)雜化，使反應(yīng)速率呈上述變化。

e.反應(yīng)速率隨溫度的升高而降低。

高中階段接觸到的化學(xué)反應(yīng)大多屬于a，即反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，我們稱之為正溫度效應(yīng)，只有少數(shù)如圖e，反應(yīng)速率隨溫度的升高而降低，稱為負(fù)溫度效應(yīng)，如在183K至773K的溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)2NO+O2=2NO2隨溫度的升高而降低。而實驗發(fā)現(xiàn)，在極少數(shù)情況下，某一很小的溫度范圍內(nèi)，溫度升高或降低，反應(yīng)速率常數(shù)不變化，正如在773K以上時，上述NO轉(zhuǎn)化為NO2的反應(yīng)速率幾乎不隨溫度變化而變化。

2 從阿侖尼烏斯公式再談活化能

化學(xué)反應(yīng)活化能的概念，是瑞典物理化學(xué)家阿侖尼烏斯于1889年提出來的。他在研究反應(yīng)溫度對反應(yīng)速率的影響時，受范特霍夫等前人實踐的啟發(fā)，得到了阿侖尼烏斯圖，即用速率常數(shù)k的自然對數(shù)（lnk）對溫度的倒數(shù)（1/T）作圖而得到的一條直線，其線性關(guān)系用阿侖尼烏斯公式來表示，即k=Ae-Ea/RT，式中的k為反應(yīng)速率常數(shù)，A稱為指前因子，而Ea就是其定義的活化能。按照IUPAC（1996）推薦的觀點[2]，活化能Ea的準(zhǔn)確定義是阿侖尼烏斯圖上該直（曲）線在溫度T時的斜率：

據(jù)此，我們能得到總包反應(yīng)的活化能，以及基元反應(yīng)的活化能。阿侖尼烏斯公式不僅較好地說明了反應(yīng)速率與溫度的定量關(guān)系，還說明了活化能對反應(yīng)速率的影響以及活化能和溫度兩者與反應(yīng)速率的關(guān)系。而在高中階段，幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)速率都是隨著溫度的升高而加快，即圖（a）的形式，因此根據(jù)上式可以得到，反應(yīng)溫度T升高，速率常數(shù)k相應(yīng)增加，即正溫度效應(yīng)，其活化能Ea必為正值。

但事實上，根據(jù)以上速率-溫度圖也可知，并不是所有的化學(xué)反應(yīng)都是正溫度效應(yīng)，也有些化學(xué)反應(yīng)，速率隨著溫度升高而減慢，即負(fù)溫度效應(yīng)，對應(yīng)的活化能便是負(fù)活化能。而隨溫度變化而速率常數(shù)不變化的，則對應(yīng)零活化能。如有機氧化機理中的高熱反應(yīng)[3]：CH3OO+HO2-CH3OOH+O2，此反應(yīng)的活化能是-2580 cal/mol，即-10.78 kJ/mol；又如大氣污染機理中的一氧化氮奪氧反應(yīng)：RO+NOR+NO2（R=Br、Cl、OH等），活化能在-2 kJ/mol左右。另外，一些原子復(fù)合反應(yīng)也有負(fù)活化能，如：I+I+MI2+M（M=He、Ar、O2、CO2等）。

然而，阿侖尼烏斯公式有一定的適用范圍。由阿侖尼烏斯公式k=Ae-Ea/RT可以看出，符合該式的反應(yīng)，反應(yīng)速率只能是隨溫度升高指數(shù)升高或指數(shù)下降，但很多反應(yīng)，如圖b～e，顯然已經(jīng)不符合阿侖尼烏斯公式了。對于這些特殊反應(yīng)或復(fù)雜反應(yīng)，就不能簡單地套用阿侖尼烏斯公式來判斷活化能的正負(fù)大小，而應(yīng)該根據(jù)實驗結(jié)果或一些動力學(xué)數(shù)據(jù)加以具體分析。

3 高中化學(xué)教科書中關(guān)于“活化能”概念的比較

從上述對活化能的分析我們已經(jīng)知道，基元反應(yīng)的活化能是正值，而總包反應(yīng)的活化能與其本身的溫度效應(yīng)有關(guān)，其值可正、可負(fù)也可為零，高中階段接觸的反應(yīng)并不都是基元反應(yīng)。那么，高中階段對于活化能是如何定義的呢？查閱目前三個版本的高中化學(xué)教材如表1所示：

可以看出，只有魯科版提出了“基元反應(yīng)”的概念，筆者認(rèn)為，人教版與蘇教版對活化能的定義都不盡科學(xué)，尤其是人教版提到的“多出的那部分能量”，極有可能會給學(xué)生以“活化能都是正值”的暗示。

由此可見，在沒有指明特定的化學(xué)反應(yīng)、不明確該反應(yīng)的溫度效應(yīng)的情況下，不能夠判斷其活化能的正與負(fù)。明確了這一點之后，再來分析2011年海南省這道化學(xué)高考題的C選項，此題并沒有提供具體的化學(xué)反應(yīng)，活化能可正可負(fù)可零，因此正反應(yīng)的活化能可以大于、小于或者等于100 kJ?mol-1，C選項錯誤。雖和原先的判斷一致，但理由卻大相徑庭。