反应能垒英文解释翻译、反应能垒的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 reaction energy barrier

分词翻译：

反应的英语翻译：

feedback; reaction; response
【医】 reaction; response

能的英语翻译：

ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy

垒的英语翻译：

base; rampart
【医】 barrier; rampart

专业解析

在化学动力学领域，反应能垒（英文：Reaction Energy Barrier）是指化学反应从反应物转变为生成物的过程中，系统必须克服的最高能量障碍。它本质上是反应路径上过渡态（Transition State）与反应物之间的能量差，是决定反应速率的关键因素。

详细解释：

理论基础与定义：
- 根据过渡态理论（Transition State Theory），化学反应并非直接由反应物变为产物，而是需要经过一个高能量的、不稳定的过渡态构型。
- 反应能垒（ΔG‡）即定义为反应物基态能量与过渡态能量之间的差值（通常指吉布斯自由能差）。反应物分子必须获得至少等于能垒高度的能量（活化能）才能越过能垒，形成产物。
- 来源：Atkins, P., & de Paula, J. Physical Chemistry (教材标准定义)。
影响反应速率：
- 反应能垒高度与反应速率常数（k）呈指数反比关系，由阿伦尼乌斯方程描述： $$ k = A e^{-frac{Delta G^{ddagger}}{RT}} $$ 其中：
  - k 是速率常数
  - A 是指前因子（频率因子）
  - ΔG‡ 是吉布斯自由能垒（活化自由能）
  - R 是气体常数
  - T 是绝对温度
- 能垒越高，反应速率越慢；能垒越低，反应速率越快。
- 来源：Laidler, K. J. Chemical Kinetics (对阿伦尼乌斯方程与活化能的经典论述)。
催化剂的作用机制：
- 催化剂的核心功能就是通过提供替代反应路径（通常涉及形成催化剂-底物复合物）来降低反应能垒（ΔG‡），从而显著加速反应速率。
- 催化剂不改变反应的总能量变化（ΔG），也不影响平衡位置，只改变达到平衡的速率。
- 来源：Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. Organic Chemistry (阐述催化剂如何降低活化能垒)。
实例说明：
- 在酶催化反应中，酶通过其活性位点与底物特异性结合，稳定反应的过渡态，大幅降低反应能垒（有时可达 $10^{12}$ 倍加速），使得生物体内的化学反应能在温和条件下高效进行。
- 在材料科学中，理解相变过程的能垒对于控制材料的合成与性质至关重要。
- 来源：生物化学与材料科学领域广泛认可的基本原理。

网络扩展解释

反应能垒是化学反应中反应物转化为产物时必须克服的能量障碍，其核心概念和特点如下：

一、基本定义

反应能垒指反应物分子在转变为产物的过程中需要跨越的“能量山峰”，即从初始状态到过渡态（能量最高点）所需克服的能量差。能垒高度决定了反应的难易程度：能垒越高，反应越难进行；反之则越容易。

二、作用机制

能量障碍：反应物需吸收足够能量达到过渡态（活化态），才能突破能垒形成产物。例如，类似将石球推至山顶后才能滚落另一侧的过程。
微观与宏观视角：
- 能垒：微观层面描述反应路径中的能量障碍，始终为正值。
- 活化能：宏观层面量化反应物到过渡态的能量差，可能为负值（如某些自由基反应）。

三、与活化能的区别

对比项	能垒	活化能
定义	反应路径中的能量障碍	反应物与过渡态的能量差
数值特性	始终为正	可正、可负或为零（如快速自由基反应）
描述层面	微观分子运动细节	宏观反应动力学参数

四、影响因素

反应路径：多步反应中每一步的能垒叠加影响总反应速率。
催化剂作用：通过降低能垒（提供新反应路径）加速反应，但不改变反应热力学方向。

反应能垒是化学动力学中的核心概念，需结合过渡态理论理解。实际应用中需注意其与活化能的区别，避免混淆。