高中教学中如何讲授化学反应的活化能

对比了人教版、苏教版以及鲁科版对化学反应活化能的有关论述。介绍了IUPAC（1996）推荐的活化能的定义,强调了为什么仅有基元反应活化能才有准确的解释（即Tolman的统计观点）,最后提出了在高中阶段如何讲授化学反应活化能的几点建议。     

浅谈关于活化能的两个问题

在讨论化学反应速度问题时,活化能是一个十分重要的概念.“活化能的含意是什么”,“活化能之值是否随温度的变化而变化”?这是大学和中学教学中都要涉及的两个问题.笔者谈些认识和同志们共同讨论.     

关于阿累尼乌斯公式的一些问题

关于温度对反应速度的影响,随反应温度的增加活化能高的化学反应速度常数增加的倍数比活化能低的为大,但增量是否也大呢?为了对此有清楚的了解,讨论如下: 假设所讨论的化学反应符合阿累尼乌斯公式,活化能大于零,且不随温度而变。为简化讨论,忽略化学反应指前因子A的差异,即有A_1=A_2=A。由阿累尼乌斯公式     

催化剂对CaO固硫反应活性的影响研究

用热天平研究了在CaO中添加不同催化剂对固硫反应进程及固硫反应转化率的影响,并采用等效粒子模型处理实验数据,计算了固硫反应两个阶段(表面化学反应控制阶段及产物层扩散控制阶段)的动力学参数。实验表明不同的催化剂对CaO固硫的影响效果和机制不同：催化剂KNO3,NaNO3使表面化学反应活化能和产物层扩散控制阶段反应活化能降低,但同时也使表面化学反应指前因子和扩散系数指前因子降低;而催化剂Fe2O,V2O5增大了表面化学活化能和产物层扩散控制阶段反应活化能,但同时也增大了表面化学反应指前因子和扩散系数指前因子。并发现几种催化剂对活化能和指前因子的影响都具有耦合性,因此单以表面化学反应活化能或产物层扩散控制阶段反应活化能来判断固硫反应活性是不够全面的,应计算出具体温度下的反应速率常数和产物层扩散系数值,才能准确地反映固硫反应的活性。     

基于问题驱动的活化能教学新方法

在叙述了活化能概念沿革的基础上，基于其教学中存在的问题和困难，提出运用教学软件建构活化能相关知识模型，并以Cl₂和H₂反应为例，在问题链驱动下，实现学生主动探究并认识基元反应、有效碰撞及活化能等概念。教学实践证明，该方法能有效打破学生已有的迷思概念，帮助其建立活化能相关的知识模型，进而从能量视角认识和解释影响化学反应速率的因素。     

化学反应的活化熵——对反应速率的影响及其在推断反应机理上的应用

引言我们知道,化学反应的活化能对反应速率的影响是很显著的。在相同的温度下,一个反应的活化能愈大,它的反应速率就愈小。多数化学反应的活化能在15—60千卡·克分子~(-1)之间,很少有超过80千卡·克分子~(-1)的,否则它在常温下的反应速率常会小得不易察觉。可是,有些反应的活化能可大到100千卡·克分子~(-1)以上,但在常温下,它的反应速率还是很大。有些反应,它们的活化能差别很大,但在相同条件下,它们的反应速率却很相近。此外,还有其他一些问题,这些在经典的反应速率碰撞理论是很不容易得到满意的解释的。利用活化熵的概念,在某些情况下,对这些问题可提供有力的说明和鉴证。因为,化学反应的过程,实质上就是反应物分子的结构随时间变化的过程。反应机理是这种过程在本质上的描述。因此,对化学过程的研究和分析,就需从反应物分子的微观结构的演     

反应活化能的Tolman解释

修正的Arrhenius方程k=BTnexp(-E/RT)中的E,是化学反应名副其实的活化能。它与Arrhenius活化能E a有相同的物理意义,也服从Tolman解释。     

关于副本交换分子动力学模拟复杂化学反应的研究

本文研究用温度副本交换分子动力学(T-REMD)和哈密顿副本交换分子动力学(H-REMD)方法模拟复杂化学反应的问题。使用具有不同活化能和反应能的简单置换反应模型,我们检验了上述两种方法用来预测反应平衡产物的效率和应用范围。T-REMD方法对具有适度活化能(约< 20 kcal·mol^-1)或者反应能量(< 3 kcal·mol^-1)的放热反应是有效的。由于在相空间的不完整采样,对于同时具有高活化能和反应能量的反应其模拟效率有严重障碍,并且对于吸热反应问题更为显着。另一方面,H-REMD对一系列具有不同活化能的反应能的模型表现出色,与T-REMD相比,H-REMD可以使用更少的副本获得优异的结果。     

关于副本交换分子动力学模拟复杂化学反应的研究（英文）

本文研究用温度副本交换分子动力学(T-REMD)和哈密顿副本交换分子动力学(H-REMD)方法模拟复杂化学反应的问题。使用具有不同活化能和反应能的简单置换反应模型,我们检验了上述两种方法用来预测反应平衡产物的效率和应用范围。T-REMD方法对具有适度活化能(约20 kcal·mol~(-1))或者反应能量(3 kcal·mol~(-1))的放热反应是有效的。由于在相空间的不完整采样,对于同时具有高活化能和反应能量的反应其模拟效率有严重障碍,并且对于吸热反应问题更为显着。另一方面,H-REMD对一系列具有不同活化能的反应能的模型表现出色,与T-REMD相比,H-REMD可以使用更少的副本获得优异的结果。     

电磁波对化学反应非致热作用的实验研究

微波加快化学反应速度除微波对反应物的加热以外还有非致热的作用，本文用实验证实了电磁波对离子和极性分子的洛仑兹力的作用导致了指前因子和活化能的变化，并提出用电磁作用因子描术电磁波对化学反应作用的大小。     

焦炭溶损反应动力学及其模型研究

利用未反应核收缩模型对高炉焦炭与CO2的反应动力学进行了研究，建立了以可测参数（R）表达的焦炭与CO2的反应动力学关系式。并对反应速率常数和有效扩散系数、表观反应活化能和有效扩散活化能及反应过程中各步骤阻力进行了分析。结果表明，（1）焦炭与CO2的反应符合未反应核收缩模型。（2）反应的表观活化能Ea=124.5kJ/mol，有效扩散活化能ED=642.4 kJ/mol；界面化学反应的阻力随反应温度升高而增加；残余灰层内的内扩散传质阻力相对比例随温度升高而下降。（3）焦炭溶损反应在低温区主要受内扩散控制，随着温度升高，反应由外扩散、化学反应和内扩散三步控制；当进入高温区，反应进行一段时间后主要受内扩散控制。     

预测溶剂影响S_N1与S_N2反应速率的Hughes-Ingold规则

理论上，在溶液中进行的均相化学反应的反应速率由活化能及溶剂化作用所决定，但实际上活化能很难测定。ＨｕｇｈｅｓＩｎｇｏｌｄ规则可预测不同荷电类型的反应物按ＳＮ１或ＳＮ２机理反应时溶剂极性对其反应速率的影响。分析了电荷数与溶剂化及活化能的关系，列出了该规则所适用的反应类别，并有实例说明。     

“化学反应速率”微观模型的创建探究

探讨了构建化学微观模型的价值与原理, 指出利用微观模型帮助学生理解抽象概念的重要意义, 并通过对"化学反应速率"教学现状的分析, 提出构建其微观模型的必要性和可能性。在此基础上, 构建了温度与分子运动、活化分子、活化能的微观模型以及化学反应微观过程与宏观、符号表征相关联的模型。     

开发一个简易可行的化学动力学实验

介绍如何用实验探究亚硝酸钠和氯化铵在弱酸催化条件下的化学反应级数、反应速率常数、活化能等化学动力学参数,并讨论了该反应作为普通化学和物理化学动力学教学实验的操作条件。     

化学反应速率和活化能测定微型实验初探

根据无机实验的教学实际,对化学反应速率和活化能的测定进行了微型化学实验设计,其试剂用量比对应常规实验少90%左右,测定结果达到无机化学实验对测定精度的要求.     

聚甲基丙烯酸甲酯热氧化降解的化学动力学研究

使用质谱、热分析手段研究了PMMA热解反应.结果表明,在氮气中,PMMA-CH=CH2有两个失重阶段,分别对应于主链末端双键引发的断链和主链无规则断链反应,转折点的失重率约为26%.其中,第一阶段的失重速率受扩散过程控制,平均表观活化能E为158.5 kJ/mol, lnA为27.69;第二失重阶段为1.5级化学反应,平均表观活化能E为214.79 kJ/mol, lnA为40.46.在空气中, PMMA也有两个失重阶段,反应机理为1级化学反应,转折点处的失重率约为70%.其中在第一失重阶段平均表观活化能E为130.32 kJ/mol, lnA为24.81,在此阶段中, 过氧化基团的分解反应对PMMA的失重速率有重要影响; 在空气中第二失重阶段平均表观活化能E为 78.25 kJ/mol, lnA为13.97.     

关于化学反应等温式的几个问题

化学反应等温式主要用来判断指定条件下化学反应的趋势,它在研究化学平衡理论和化工生产中有很重要的作用,下面就有关的几个问题进行探讨。     

应用分布活化能模型分析伊敏褐煤丝炭腐植酸热解及氢气生成动力学

应用开放体系的热重-质谱(TG-MS)联用技术在5、20和50℃·min-1三个升温速率下对伊敏褐煤丝炭腐植酸(F-HA)和脱灰丝炭腐植酸(DF-HA)的热解行为进行了分析,并利用分布活化能模型(DAEM)分别对其热解和氢气生成动力学进行分析,获得了热解过程和氢气生成的活化能分布函数.结果表明:(1)F-HA热解活化能分布函数呈类Gaussian分布,且具有一定的对称性,主峰位与标准Gaussian分布相一致;DF-HA热解活化能分布函数也呈类Gaussian分布形式,主峰位与Gaussian分布相比,偏向低活化能值.根据转化率与温度、活化能的关系,结合腐植酸的热失重特征,将F-HA热解过程划分为四个阶段,DF-HA热解过程划分为五个阶段,并对腐植酸热解过程中各阶段的化学反应进行了详细讨论.(2)F-HA和DF-HA热解氢气生成活化能分布函数均呈类Gaussian分布,热解氢气生成活化能的整体趋势为随着转化率的升高而增加,但也表现出一定的阶段集中分布特征.根据热解氢气生成的动力学特征,将其生成过程划分为五个阶段,反映了其生成的不同化学反应机制.(3)酸洗脱灰对伊敏丝炭提取出的HA的热解行为、热解过程及热解氢气生成动力学产生了影响.     

不同速率热解焦低温氧化增重现象及反应动力学

利用固定床热解反应装置和美国CDS-2500快速热解仪对胜利褐煤裂解,制得不同速率热解焦。借助热重分析技术,采用Achar微分法计算热解焦低温氧化增重特性及反应活化能。实验结果表明,快速热解焦的氧化增重量高于慢速热解焦。一级化学反应动力学模型可以很好地描述胜利褐煤焦的氧化增重反应,快速热解焦的氧化活化能较慢速焦低,快速焦更易发生低温氧化反应。     

挖掘教学内容所蕴含的化学基本观念——以蜡烛燃烧的探究为例

以蜡烛燃烧为核心案例,从反应体系的角度阐述了化学学科的研究对象具有层次性、系统性、过程性等特点,从能量变化的角度阐述了化学反应方向与限度的相关概念,从反应过程的角度阐述了反应发生的条件、速率、历程以及活化能等问题。对如何挖掘教学内容的多重功能,促进化学教学中的观念建构提供思路和借鉴。