水素が酸素と化合して水が生成する反応は、大きなエネルギーを発生する発熱反応です。
その理由を説明すると、次のようになります。（ここでは、気体分子の反応を考えています。)
化学反応が起こるとき、反応原系からエネルギーの高い遷移状態を経て生成系に移行すると考えられています。
この遷移状態と反応原系とのエネルギーの差を活性化エネルギーと言います。分子の運動エネルギーの分布は
マクスウェル−ボルツマン分布に従うことが知られています。温度が高くなるほど、反応が起こるために重要な
高いエネルギーをもつ分子の割合が増え、反応速度が増大します。
発火の条件 の項もご参照ください。
活性化エネルギー
A B
もし、(A) のような状態であれば、ボールは簡単に下に転がっていきます。ところが、(B) のような状態であれば，
ボールを低いところに転がすためには，いったん高いところ（エネルギーの高い状態)に持ち上げなければなりません。
同じように、化学反応がどんどん進むためには、分子のエネルギーを高くする必要があります。
これは、反応が起きるためには、分子のエネルギーが高くなって、原子間の結合が切れやすくなるのと同時に、
分子同士が速い速度で激しく衝突する必要があるからです。
マクスウェル−ボルツマン分布分子はすべてが同じ速度(運動エネルギー）をもっているわけではありません。
下の図に示すように，平均的な速度（運動エネルギー）をもつ分子の割合が多く、大きなエネルギーを
もつ分子と小さなエネルギーしかもたない分子の割合は少ないのです。なお、お互いに衝突によって
エネルギーのやり取りをしているため、それぞれの分子のエネルギーは刻々と変動しています。
温度が高くなると、気体分子の速度の平均値は大きくなり、速度の速い分子の数もぐんと増えます。
反応が起こるために重要なエネルギーに富んだ粒子の割合が増え、反応が起きやすくなることになります。
反応速度多くの化学反応において、次のようなアレニウスの式が成立することが認められています。
ｋ = A exp (-Ea / RT) (1)
反応速度は、温度が上昇すると急激に速くなります。
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