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動(dòng)量定律在化學(xué)過(guò)程中的一個(gè)應用規律
志勰
動(dòng)量定律是是牛頓第3定律的進(jìn)1步擴展,它是實(shí)時(shí)的物質(zhì)相互作用規律的1個(gè)重要的關(guān)系。分子間發(fā)生相互作用并產(chǎn)生化學(xué)反應,采用這樣1個(gè)實(shí)時(shí)的相互作用規律去解釋是方便的。
根據作用力大小相等、方向相反、作用在同1條直線(xiàn)上,可以對化學(xué)反應過(guò)程的運動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行定性,并解決相互反應的兩個(gè)分子之間在反應時(shí)的狀態(tài)問(wèn)題。
根據化學(xué)反應過(guò)程中吸熱和放熱的關(guān)系,吸熱過(guò)程后分子運動(dòng)速度必然降低,放熱過(guò)程后分子運動(dòng)速度必然增高。關(guān)于在化學(xué)反應形成分子速度的變化過(guò)程,是可以采用動(dòng)量定律來(lái)判定化學(xué)分子的反應過(guò)程。
就拿氫氣和氧氣的反應過(guò)程為例:在化學(xué)反應過(guò)程中,如果存在放熱的過(guò)程,必然首先是分子反應過(guò)程中,反應后粒子的速度必然升高,如果分子速度升高,必然在反應過(guò)程中存在使分子速度增加的反沖的粒子,因此,首先是氫分子或者氧分子在碰撞過(guò)程中原子或離子在原子間相互分離的過(guò)程,會(huì )存在如下幾中分離的可能:
O2+H2=OH+OH
O2+H2=O2H+H或者O2+H2=O+H2O
如上3種可能,根據化學(xué)鍵價(jià)結構,第2種情況是無(wú)論如何不會(huì )發(fā)生的,那么就只有第1種和第3種情況可以發(fā)生。
我們在看下1步,第1種情況我們暫時(shí)不做考慮,只看第3種情況,在上1過(guò)程中,氫原子和氫分子反應的過(guò)程是放熱過(guò)程,但是1個(gè)氧原子在和下1個(gè)氫分子碰撞時(shí),就必然是吸熱過(guò)程。這是因為兩個(gè)粒子不論何種原因化合成1個(gè)粒子,若沒(méi)有反沖的粒子,只會(huì )使化合成單個(gè)粒子的整個(gè)粒子的運動(dòng)速度降低,從氫的燃燒值非常之高可以判斷,第1個(gè)反應過(guò)程是放熱,第2個(gè)反應過(guò)程是吸熱的過(guò)程,這樣的化學(xué)反應過(guò)程與化學(xué)的實(shí)際過(guò)程是不符的。
那么,在氫分子和氧分子的反應過(guò)程中,就只有第1種可能了。也就是首先通過(guò)碰撞,氫分子和氧原子先變成氫氧離子,這1過(guò)過(guò)程是放熱過(guò)程,(判定的方法是在粒子間的碰撞轉化過(guò)程中,在原子間的作用中,存在使粒子速度提高的其它反沖的粒子,這1部分使粒子速度提高的來(lái)源于原子勢能)。
第2個(gè)過(guò)程則是氫氧離子和氫分子發(fā)生碰撞,變成水分子和氫原子。
第3個(gè)過(guò)程是1個(gè)氫原子和氧分子發(fā)生碰撞形成氫氧離子和1個(gè)氧原子,這樣,我們就必不可免的必然要處理1個(gè)氧原子和氫分子之間在碰撞過(guò)程中的相互作用了。1個(gè)氧原子和氫分子如果結合成水分子,必然是1吸熱過(guò)程,如果在氧原子和氫分子之間的碰撞過(guò)程中是放熱過(guò)程,那么,只有1種可能,也就是氧原子和氫分子之間不能直接化合成水分子,必須在碰撞過(guò)程中首先化合成氫氧離子和氫離子,這樣才可能在氧原子和氫分子間的碰撞是放熱過(guò)程。
(如上的幾種可能是為了更方便的說(shuō)明如下兩條規律而做的可能性的分析,如此只是說(shuō)明放熱過(guò)程和吸熱過(guò)程必須的條件,所舉的例子也許不是很合適)
這樣就提供1種對化學(xué)反應模式進(jìn)行判斷的原則,也就是放熱過(guò)程,分子間的碰撞不能存在化合的形式,而必須是1種(或者是存在向相反方向反沖的粒子)分解的形式。
如上是根據動(dòng)量定律去判斷化學(xué)反應過(guò)程中放熱的可行性的1種判斷方法。
此外,還有1種判斷吸熱過(guò)程的1種方法。也就是如果分子間通過(guò)碰撞而結合成1個(gè)分子,那么,根據動(dòng)量定律,這1過(guò)程必然是吸熱過(guò)程。
如上的兩條規律是根據力學(xué)的方法進(jìn)行判斷的。我相信,它必然反映微觀(guān)物質(zhì)運動(dòng)變化過(guò)程中的真實(shí)作用過(guò)程。
根據如上兩條規律去判斷傳統化學(xué)課本中所說(shuō)的化學(xué)反應過(guò)程,在1些課本中有1部分對化學(xué)反應過(guò)程的看法是存在問(wèn)題的。

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