分子間反應(yīng)與分子內(nèi)反應(yīng)速度差異

劉丁豪

（武岡市展輝中學(xué)高中部，湖南 武岡 422400）

分子間反應(yīng)與分子內(nèi)反應(yīng)速度差異

劉丁豪

（武岡市展輝中學(xué)高中部，湖南 武岡 422400）

化學(xué)反應(yīng)就是反應(yīng)物分子中原子重新組合，形成新的分子。化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的首先條件是反應(yīng)物分子要充分接觸，要具有足夠能量，發(fā)生有效碰撞。影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑。對影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素從反應(yīng)原理上進行討論，得出了在相同條件下，分子內(nèi)反應(yīng)比分子間反應(yīng)速度要快得多。并以炸藥威力比火藥爆炸威力巨大差異為例進行了論證。

反應(yīng)速度；分子間反應(yīng)；分子內(nèi)反應(yīng)；炸藥；火藥

1 化學(xué)反應(yīng)概念及特征

化學(xué)反應(yīng)就是反應(yīng)物分子中原子重新組合，形成新的分子?；瘜W(xué)反應(yīng)發(fā)生的首先條件是反應(yīng)物分子要充分接觸，要具有足夠能量，發(fā)生有效碰撞。影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑。濃度、壓強越大，反應(yīng)物分子接觸的機會越多；溫度升高，分子運動速度快，動能增大，發(fā)生有效碰撞的機會就增多；催化劑可以減弱反應(yīng)物分子中共價鍵，使共價鍵易于斷裂，從而達到降低反應(yīng)活化能之目的。在化學(xué)反應(yīng)中，常常使用溶劑，而且必須攪拌。溶劑的作用就是破壞反應(yīng)物分子間作用力，將反應(yīng)物分散成分子狀態(tài)。攪拌就是使反應(yīng)物分子或離子充分混合，達到充分接觸。有些強極性溶劑還可以破壞反應(yīng)物分子內(nèi)作用：共價鍵、離子鍵，使分子電離成離子。對于固體與液體的反應(yīng)，固體顆粒越小，反應(yīng)速度越快；反之越慢。

2 復(fù)分解反應(yīng)概念及反應(yīng)速度

復(fù)分解反應(yīng)是由兩種化合物，通過互相交換成分并生成兩種新化合物的反應(yīng)，模式為AB+CD→AD+CB。它是基本類型的化學(xué)反應(yīng)之一。復(fù)分解都不是氧化還原反應(yīng)（有些反應(yīng)是復(fù)分解產(chǎn)物再發(fā)生氧化還原，而不是復(fù)分解的結(jié)果）。上圖是一個復(fù)分解反應(yīng)示例。圖中的各種物質(zhì)組成元素、原子團的化合價在反應(yīng)前后保持不變。有機化學(xué)中的類似反應(yīng)為取代反應(yīng)。

有些反應(yīng)有兩種或兩種以上反應(yīng)物，是化合或復(fù)分解反應(yīng)，是不同分子間反應(yīng)；有些反應(yīng)只有一種反應(yīng)物，是分解反應(yīng)，是同一分子內(nèi)反應(yīng)。那么，在相同條件下，分子間反應(yīng)和分子內(nèi)反應(yīng)速度是否相同？

不同分子間反應(yīng)，一種反應(yīng)物分子共價鍵被破壞后形成的自由基或陰陽離子必須與另一種反應(yīng)物分子共價鍵破壞后形成的自由基或陰陽離子碰撞才能形成新的分子，如果，它們自身發(fā)生碰撞，那么，又會變回原來的反應(yīng)物分子；而分子內(nèi)反應(yīng)，分子中參與反應(yīng)的共價鍵不需要完全斷裂，只要被減弱后，鄰位的原子間就能反應(yīng)，彼此不需要進行碰撞。所以，在相同條件下，分子間反應(yīng)比分子內(nèi)反應(yīng)速度要慢。

3 以火藥與炸藥的反應(yīng)速度來說明分子內(nèi)反應(yīng)與分子間反應(yīng)速度的差異

火藥，中國四大發(fā)明之一。人類文明史上的一項杰出的成就。但是19世紀(jì)中葉，西方國家發(fā)明的炸藥，其威力比我國的火藥強得多。西方國家的炸藥炸開了我們的國門，清朝末的幾十年來，中國一直受西方國家欺凌。但到目前為止，還未見文獻從化學(xué)原理上解釋炸藥比火藥威力強的原因。

爆炸是快速的化學(xué)反應(yīng)，是在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在爆炸中心形成數(shù)千甚至幾十萬個大氣壓的強大壓力，并產(chǎn)生幾千度的高溫。

火藥的成分是硫磺、木炭、硝酸鉀；炸藥的成分一般為硝基化合物，如TNT是三硝基甲苯，其他高能炸藥如黑索金，奧克托金也都是硝基化合物。

火藥爆炸時，硝酸鉀KNO3在高溫分解產(chǎn)生的游離氧與硫磺S、木炭C反應(yīng)形成二氧化硫SO2、二氧化碳CO2。反應(yīng)式表示如公式1：

炸藥中硝基在高溫時會分解產(chǎn)生游離氧原子，它與分子中C、H反應(yīng)，形成二氧化碳和水。炸藥TNT爆炸反應(yīng)式表示如公式2：

炸藥的威力比火藥強，這表明它的反應(yīng)速度比火藥快得多，其原因是由于它是分子內(nèi)反應(yīng)，硝基分解產(chǎn)生的游離氧原子一旦產(chǎn)生，就能立即與鄰近的碳原子或氫原子進行反應(yīng)；而火藥是分子間反應(yīng)，反應(yīng)速度比炸藥慢得多。

化學(xué)是一門探索學(xué)習(xí)的科目，在實驗中學(xué)習(xí)理論知識，根據(jù)現(xiàn)象得出實驗的結(jié)論，在牢固掌握基本知識的基礎(chǔ)上了解化學(xué)原理。從而對學(xué)習(xí)化學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。

［1］李貝貝.化學(xué)反應(yīng)分類教學(xué)知識發(fā)展的實踐研究[D].山西師范大學(xué),2014.

［2］陳姣.化學(xué)概念學(xué)習(xí)形成性評價研究[D].湖南師范大學(xué),2014.

［3］張小菊.化學(xué)學(xué)科教學(xué)知識研究[D].華東師范大學(xué),2014.

［4］胡德寶.關(guān)于復(fù)分解反應(yīng)概念的探討[J].化學(xué)教學(xué),2006,07:63-64.

［5］李大堃.也探“復(fù)分解反應(yīng)的概念”[J].化學(xué)教學(xué),2007,06:71-73.

［6］朱世友.復(fù)分解反應(yīng)常見錯誤探析[J].中考金刊,2007,03:38-39.

［7］孫萍.淺談復(fù)分解反應(yīng)的條件[J].泰安師專學(xué)報,1998,05:94-95.

［8］袁永仲.復(fù)分解反應(yīng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)[J].初中生輔導(dǎo),2003,06:49.

［9］辛本春.中學(xué)生化學(xué)基本觀念培養(yǎng)的研究[D].山東師范大學(xué),2008.

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