分子間反應與分子內反應速度差異

劉丁豪

（武岡市展輝中學高中部，湖南 武岡 422400）

分子間反應與分子內反應速度差異

劉丁豪

（武岡市展輝中學高中部，湖南 武岡 422400）

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

反應速度；分子間反應；分子內反應；炸藥；火藥

1 化學反應概念及特征

化學反應就是反應物分子中原子重新組合，形成新的分子。化學反應發生的首先條件是反應物分子要充分接觸，要具有足夠能量，發生有效碰撞。影響化學反應速度的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑。濃度、壓強越大，反應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，發生有效碰撞的機會就增多；催化劑可以減弱反應物分子中共價鍵，使共價鍵易于斷裂，從而達到降低反應活化能之目的。在化學反應中，常常使用溶劑，而且必須攪拌。溶劑的作用就是破壞反應物分子間作用力，將反應物分散成分子狀態。攪拌就是使反應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物分子內作用：共價鍵、離子鍵，使分子電離成離子。對于固體與液體的反應，固體顆粒越小，反應速度越快；反之越慢。

2 復分解反應概念及反應速度

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

有些反應有兩種或兩種以上反應物，是化合或復分解反應，是不同分子間反應；有些反應只有一種反應物，是分解反應，是同一分子內反應。那么，在相同條件下，分子間反應和分子內反應速度是否相同？

不同分子間反應，一種反應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，它們自身發生碰撞，那么，又會變回原來的反應物分子；而分子內反應，分子中參與反應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，彼此不需要進行碰撞。所以，在相同條件下，分子間反應比分子內反應速度要慢。

3 以火藥與炸藥的反應速度來說明分子內反應與分子間反應速度的差異

火藥，中國四大發明之一。人類文明史上的一項杰出的成就。但是19世紀中葉，西方國家發明的炸藥，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，還未見文獻從化學原理上解釋炸藥比火藥威力強的原因。

爆炸是快速的化學反應，是在極短的時間內產生大量的氣體，在爆炸中心形成數千甚至幾十萬個大氣壓的強大壓力，并產生幾千度的高溫。

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在高溫分解產生的游離氧與硫磺S、木炭C反應形成二氧化硫SO2、二氧化碳CO2。反應式表示如公式1：

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

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

化學是一門探索學習的科目，在實驗中學習理論知識，根據現象得出實驗的結論，在牢固掌握基本知識的基礎上了解化學原理。從而對學習化學產生濃厚的興趣。

［1］李貝貝.化學反應分類教學知識發展的實踐研究[D].山西師范大學,2014.

［2］陳姣.化學概念學習形成性評價研究[D].湖南師范大學,2014.

［3］張小菊.化學學科教學知識研究[D].華東師范大學,2014.

［4］胡德寶.關于復分解反應概念的探討[J].化學教學,2006,07:63-64.

［5］李大堃.也探“復分解反應的概念”[J].化學教學,2007,06:71-73.

［6］朱世友.復分解反應常見錯誤探析[J].中考金刊,2007,03:38-39.

［7］孫萍.淺談復分解反應的條件[J].泰安師專學報,1998,05:94-95.

［8］袁永仲.復分解反應學習指導[J].初中生輔導,2003,06:49.

［9］辛本春.中學生化學基本觀念培養的研究[D].山東師范大學,2008.

劉展］