エネルギーに関して開始を必要とするさまざまな化学プロセスでは、このエネルギーは活性化エネルギーと呼ばれます。例えば、自動車のエンジンは活性化エネルギーを必要とします。さまざまな燃焼や化学反応には活性化エネルギーが必要です。
活性化エネルギーに関連するサンプル、質問、公式を解きます
Q:活性化エネルギーの目的は何ですか?それが存在しない場合、なぜ反応が起こるのでしょうか?
答え: 反応物原子または分子が一緒になるまで、反応は起こりません。動きはエネルギーを消費するため、これはパーティクルが動いているときにのみ発生します。反応物は、それらをバラバラにする圧力に打ち勝たなければならないことがよくあります。これにはエネルギーの消費も必要です。反応物の結合を壊し始めるには、より多くのエネルギーが必要です。
吸熱および発熱反応の活性化
特定の化学プロセスには、吸熱反応として知られるエネルギーの安定した供給が必要です。他の化学プロセスは、発生時にエネルギーを放出し、発熱反応として知られる追加のエネルギーなしで継続できるようにします。
Q:発熱プロセスには、吸熱プロセスと同様の活性化エネルギーが必要ですか?
A:すべての化学プロセスは、発熱プロセスであっても、開始するためにエネルギーを必要とします。発熱反応が始まると、吸熱反応よりも多くのエネルギーが生成されます。
<オール>答え:
時間の関数で濃度を変化させることは、反応速度として定義されます。したがって、反応物または生成物のモル濃度と時間を測定する必要があります。
温度、反応物濃度、表面積 (固体が特定の反応に含まれる場合のみ)、および触媒の有無はすべて、反応速度に影響を与える要因です。
- NO と N の消失率が高い理由を説明してください 2 反応 2CO(g) + 2NO(g)→ 2CO での生成 2 (g) + N 2 は同じではありません (g)。
答え:
NO と N2 の化学量論比は 2:1 であるため、生成される N2 の各モルに対して NO は 2 モルを使用する必要があります。これは、NO の消費速度が N2 の生成速度の 2 倍であることを意味します。
- 反応の活性化エネルギー Ea を計算するために使用できる実験データのプロットはどれですか?この反応で Ea はどのような役割を果たしますか?
答え:
絶対温度に対する関数の定数は、活性化エネルギーを計算するために必要な実験データです。 ln k 対 1/T をプロットすると、傾きが –Ea/R に等しい単純な線が得られるはずです。ここで、R はエネルギー単位の理想気体定数です。
- もっともらしい反応メカニズムの主な条件は何ですか? 「正しい」メカニズムではなく「可能な」メカニズムを使用するのはなぜですか?
答え:
応答メカニズムは 2 つの条件を満たす必要があります。まず、メカニズムのすべての段階の合計は、観測された反応と等しくなければなりません。つまり、反応の化学量論は飽和している必要があります。第二に、応答メカニズムは、実験的に見られた速度法則を説明する必要があります.
素反応の複数のシーケンスが両方の条件を満たす可能性があるため、反応メカニズムは「正確」ではなく「もっともらしい」と見なされます。
- 反応機構で活性化複合体と中間体を区別しますか? (a) 律速段階とは正確には何ですか?
答え:
(a) 活性化複合体は、反応経路に沿って最大のエネルギーを持つ構造であり、反応の活性化エネルギーを定義します。反応経路で特定された構造は、中間体と見なすことができます。
結論:
最後に、単一温度でのシミュレーションから実質的に任意の動的時間スケールで化学系の活性化エネルギーを直接計算する方法論が公開されました。これらのアプローチは、結果を数値的に計算する通常のアレニウス分析の代わりに、温度に関する分析導関数を瞬時に計算します。それらは、統計力学のゆらぎ理論を動的に応用したものにすぎません。
