化學動力學 Chemical Kinetics

化學原理啟迪382

1.     化學應用的焦點主要在研究各種化學反應，並且研究一個反應要商業化所需的各種知識。

2.     化學反應的定義，來自於它的反應物與產物，反應的性質必須透過實驗來瞭解。

3.     一旦我們知道某個反應的反應物與產物，就能夠寫出這個反應的方程式，並且計算出反應物與產物的恰當比例，平衡反應方程式。

4.     反應另一個非常重要的特性是自發性spontaneity。自發性指的是反應程序發生與否的天性inherent tendency；然而，這與反應進行的速度無關。反應能自發性地進行，不代表反應會很快地進行。

5.     許多自發性反應進行得非常慢，在常溫下自發性反應可能經歷數個星期甚至數年都沒有明顯的改變。舉例來說，氫氣和氧氣的強烈天性是會結合成水：

2H2(g)＋O2(g)→2H2O(l)

但事實上這二種氣體在25℃下是各自獨立存在，並沒有結合。

6.     同樣地，氣體反應：

H2(g)＋Cl2(g)→2HCl(g)

N2(g)＋3H2(g)→2NH3(g)

這二種反應一跨越熱力學溫度點之後幾乎鐵定會發生變化，但是在一般環境條件下，不會生成任何的產物。

7.     此外，鑽石變成石墨的程序是自發性的，但是因為變化的速度太慢，所以完全看不到任何鑽石變成石墨的現象。

8.     化學反應必須以合理的速度進行才有使用的價值。如果我們希望每年都獲得2000萬噸的氨做為肥料，我們不可能只是將氮氣與氫氣混合，讓它們在25℃的環境條件下自行反應。（反應速度太慢）

9.     光是瞭解反應所需的化學計量（反應物與產物的數量）和熱力學是不夠的，我們還需要瞭解控制反應速率的因素。關於反應速率方面的化學領域稱為化學動力學chemical kinetics。

10. 化學動力學其中一個重點是瞭解反應進行的步驟；化學反應過程的一系列步驟稱為反應機制reaction mechanism。瞭解反應機制，我們才能找到使反應順利進行的方法。舉例來說，生產「氨」的哈柏法，必須在高溫下才能達到商業所需的反應速率。

n     翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》；圖片來源／無極的界限、藝術投資、趙無極官網、風雅客0314、嘉德拍賣、Scientist76、dashuhua.com、趙無極抽象作品欣賞、Art.china.cn