活性化エネルギーとは、化学変化を始めるために必要な最初のエネルギーです。発展的な内容ですが、燃焼のしくみを理解する助けになります。
| 段階 | 必要なこと |
|---|---|
| 反応を始める | 活性化エネルギーを与える(加熱など) |
| 反応が進む間 | 発熱反応なら自分の熱で続く |
例として、紙は発火点まで加熱しないと燃え出しません。これがマッチや種火が必要な理由です。一度始まれば、発熱反応は自分の出す熱で次々と進みます(自己持続反応)。
ポイント 反応の「最初のひと押し」が活性化エネルギー。発火点まで温度を上げないと燃え出さないのはこのため。
活性化エネルギーとは、反応物が反応して生成物になるために乗り越えなければならないエネルギーの山の高さのことです。この値が小さいほど反応は速く進みます。
| 操作 | 活性化エネルギーへの影響 | 反応速度 |
|---|---|---|
| 温度を上げる | 山を越えられる分子が増える | 速くなる |
| 触媒を加える | 山そのものを低くする | 速くなる |
反応物はいったんエネルギーの高い遷移状態(活性化状態)を経て生成物になります。温度を上げると、活性化エネルギー以上のエネルギーをもつ分子の割合が増えるため反応が速くなります。触媒は活性化エネルギーの低い別の経路を提供して反応を速めます。
試験では エネルギー図で「反応物→遷移状態→生成物」の山を読み取り、活性化エネルギーと反応熱を区別させる問題が定番。触媒は山を低くするが反応熱は変えない点に注意。