Question

酶如何降低降低化学反应活化能

请回答详细原因及原理，不要简单重复问题。

Answer 1

催化机理
酶的催化机理和一般化学催化剂基本相同，也是先和反应物（酶的底物）结合成络合物，通过降低反应的能来提高化学反应的速度，在恒定温度下，化学反应体系中每个反应物分子所含的能量虽然差别较大，但其平均值较低，这是反应的初态。
S（底物）→P（产物）这个反应之所以能够进行，是因为有相当部分的S分子已被激活成为活化（过渡态）分子，活化分子越多，反应速度越快。在特定温度时，化学反应的活化能是使1摩尔物质的全部分子成为活化分子所需的能量（千卡）。
酶（E）的作用是：与S暂时结合形成一个新化合物ES，ES的活化状态（过渡态）比无催化剂的该化学反应中反应物活化分子含有的能量低得多。ES再反应产生P，同时释放E。E可与另外的S分子结合，再重复这个循环。降低整个反应所需的活化能，使在单位时间内有更多的分子进行反应，反应速度得以加快。如没有催化剂存在时，过氧化氢分解为水和氧的反应（2H2O2→2H2O+O2）需要的活化能为每摩尔18千卡（1千卡=4.187焦耳），用过氧化氢酶催化此反应时，只需要活化能每摩尔2千卡，反应速度约增加10^11倍。

追问

为什么“ES的活化状态（过渡态）比无催化剂的该化学反应中反应物活化分子含有的能量低得多”？

追答

我们知道，化学反应发生时，首先是分子解离成原子，然后是原子在重组成分子。当分子全部解离成原子时的状态，就是活化态（也成为过渡态）。分子解离越困难则过渡态是的能量越高，也就是越不易解离；但是当假如催化剂（比如酶）后，催化剂表面为分子提供了很多的结合点（即接触位点）从而促进了分子的解离，也就降低了活化能，从而加快了反应。