“长征三号甲”火箭推进剂的反应“加速器”是什么

中国用以发射嫦娥系列探月卫星的“长征三号甲”火箭的第三级发送机的推进剂是液氢和液氧。氢气是一种非常高效的燃料，在氧气中点燃后产生的炽热氢焰在高压环境下甚至可以进行金属切割。但是，氢气和氧气在常温常压、没有点火的情况下放置很长时间也觉察不到有任何反应发生，据计算，经过106亿年仅生成0.15%的水。然而，氢气和氧气的混合物中只要加入少量铂黑，几秒钟就能转化为水，铂黑神奇地加快了这个反应的速率。

“长征三号甲”火箭

反应必须有一定的速率，才能在有限的时间内真正地被观察到。按照经典的碰撞理论，两个参与反应的气体分子发生碰撞时，必须具有足够的能量，才能破坏旧的化学键并生成新的化学键。能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞，能量较高的、能够发生有效碰撞的分子称为活化分子，活化分子与所有反应物分子的平均能量之差称为活化能。活化能大小表示反应进行的难易程度，活化能越小，活化分子越多，反应进行得越快。氢气与氧气化合生成水的活化能很大，点火可提供活化所需的能量，一旦开始反应，放出的大量热量能够使反应持续进行；但如果没有点火，常温下氢气和氧气的反应进行得极其缓慢。

反应途径

铂是一种贵金属，铂黑则是铂的极细粉末，由于粉末表面凹凸不平，光线经过多次反射以后被吸收，因而它不能呈现出闪亮的金属色。铂黑并不能提供能量来活化反应分子，但铂黑的比表面积较大，可达每克40～60平方米，能够吸附大量的氢气和氧气，提供反应进行的场所。氢气和氧气在铂黑表面解离成氢原子和氧原子，这些已经活化了的反应基团很容易反应生成水。换句话说，铂黑作为催化剂与反应物作用生成不稳定的中间体，最终形成产物。尽管反应的步骤增多了，但每一步所需的活化能都比原来无催化剂参与时所需的活化能要小得多，就好像小步快跑一样，从而加快了反应速度。实际上催化剂已经改变了原来的反应途径。化学反应的发生，主要是化学键的断裂和形成过程。要实现这个过程，反应物分子就需要获得活化能。催化剂的作用正是降低了这个反应所必需的活化能。（华伟明）

含铂矿石