氢气在氧气中燃烧的微观过程是什么

氢气分子(H₂)与氧气分子(O₂)相遇时，两个氢原子之间的共价键断裂，氧原子之间的双键也同时断裂。这个过程需要足够高的温度作为启动能量。断裂后的氢原子和氧原子重新组合，形成两个水分子(H₂O)。每个水分子中，氧原子与两个氢原子形成新的共价键，释放出大量能量，表现为明亮的火焰和热量。这个反应在化学方程式中表示为2H₂ + O₂ → 2H₂O，反应速率极快，瞬间完成。

氢气燃烧的微观过程遵循能量守恒定律。反应开始时，化学能转化为热能和光能。氢气分子键能为436千焦/摩尔，氧气分子键能为498千焦/摩尔，而水分子键能为928千焦/摩尔。反应释放的能量远大于吸收的能量，净释放约484千焦/摩尔能量。这种能量释放使周围气体分子运动加剧，温度升高，火焰呈现淡蓝色。整个过程在微观尺度上只持续几皮秒，但宏观效果十分明显。