《2.1.3 活化能》參考課件

第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)速率第3課時(shí)活化能

以下是投籃球的三種情況：第一種，能量不夠；第二種，方向不合適；第三種，足夠的能量和合適的方向。通過生活經(jīng)驗(yàn)和之前所學(xué)知識(shí)，我們知道，不同化學(xué)反應(yīng)速率不同，濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。這些從宏觀上都已得到證實(shí)，從微觀上我們?cè)趺蠢斫膺@些反應(yīng)速率不同？

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第3課時(shí)活化能PART01PART02知道活化能的含義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。一.簡(jiǎn)單有效碰撞理論自主學(xué)習(xí)通過生活經(jīng)驗(yàn)和之前所學(xué)知識(shí)，我們知道，不同化學(xué)反應(yīng)速率不同，濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。這些從宏觀上都已得到證實(shí)，從微觀上我們?cè)趺蠢斫膺@些反應(yīng)速率不同？如何從微觀角度理解化學(xué)反應(yīng)機(jī)理？請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材29-30頁，思考以下問題。1.思考有效碰撞和化學(xué)反應(yīng)的聯(lián)系；2.思考有效碰撞的前提條件；3.思考活化分子、活化能及活化分子百分?jǐn)?shù)概念。

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡(jiǎn)單碰撞就能完成的，而往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)，例如，

這其中的每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。這兩個(gè)先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理?；磻?yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。2HI==H2+I2

第一步：2HI→2I?+H2

第二步：2I?→

I2微粒I·存在未成對(duì)電子，它稱為自由基，自由基的反應(yīng)活性很強(qiáng)，壽命極短。資料卡片基元反應(yīng):通過碰撞一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng)。反應(yīng)歷程（反應(yīng)機(jī)理）:基元反應(yīng)構(gòu)成的反應(yīng)序列稱為反應(yīng)歷程?；磻?yīng)的總和稱為總反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)是有歷程的，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)歷程密切相關(guān)。1.基元反應(yīng)反應(yīng)歷程在運(yùn)動(dòng)中會(huì)發(fā)生碰撞在一個(gè)潔凈的容器中，將H2和O2按物質(zhì)的量之比為2：1混合據(jù)計(jì)算，在常溫常壓下每個(gè)氫分子和氧分子自身或它們之間每秒鐘平均碰撞1028次簡(jiǎn)化的有效碰撞模型分子無規(guī)則高速運(yùn)動(dòng)彼此碰撞（每秒約1028次）有效碰撞無效碰撞思考：分子間的每次碰撞都是能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞嗎？思考：那么有效碰撞應(yīng)該滿足哪些條件呢？1.化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件舊化學(xué)鍵就是被分子“有效碰撞”給撞斷裂的。條件一：分子必須具有足夠的能量分子能量不夠，碰撞無效分子能量足夠，碰撞有效高速碰撞：活化分子具有足夠的能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子。條件二：比如：NO2+CO===NO+CO2這個(gè)反應(yīng)其實(shí)就是氧原子轉(zhuǎn)移2、有效碰撞能夠?qū)е路肿又谢瘜W(xué)鍵斷裂，引起化學(xué)反應(yīng)的碰撞?；罨肿优鲎矔r(shí)必須具有合適的取向發(fā)生有效碰撞的條件足夠能量

合理取向推論：某一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位時(shí)間內(nèi)分子有效碰撞的次數(shù)有關(guān)，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，該反應(yīng)的速率越快。有效碰撞=活化分子（普通分子+活化能）+合適取向

方向不好能量不夠反應(yīng)速率與活化分子的百分率（活%）成正比2、活化分子和活化能①活化分子能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有較高能量。結(jié)論能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子。但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，還與碰撞的角度有關(guān)。（碰撞時(shí)的取向合適不合適）

有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)反應(yīng)物中活化分子的多少有關(guān)。其他條件不變時(shí)，同一反應(yīng)活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的?；罨肿影俜?jǐn)?shù)=×100%活化分子數(shù)反應(yīng)物分子總數(shù)②活化能活化分子平均能量與反應(yīng)物分子平均能量差值?；罨艿拇笮∈怯煞磻?yīng)物分子的性質(zhì)決定?；罨肿臃磻?yīng)熱Ea表示反應(yīng)的活化能Ea1

表示活化分子變成生成物分子放出的能量；E1-E2表示反應(yīng)熱?；罨芑罨肿踊罨茏饔茫菏狗磻?yīng)物活化，從而啟動(dòng)反應(yīng)或改變反應(yīng)速率從上圖可知：活化能與化學(xué)反應(yīng)難易的關(guān)系是

活化能高，反應(yīng)難；活化能低，反應(yīng)易?；罨肿拥亩嗌倥c該反應(yīng)的活化能的大小有關(guān)，推論1:活化能越小，則一般分子成為活化分子越容易，則活化分子越多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞越多，反應(yīng)速率越快。推論2:活化能越小，一般分子成為活化分子越容易，則反應(yīng)條件越簡(jiǎn)單。有沒有活化能為0的化學(xué)反應(yīng)？案例1：AgNO3溶液與NaCl溶液混合離子間的反應(yīng)瞬間完成可看作活化能為0案例2：在高空50~85Km的大氣層，平均溫度只有-50℃，存在大量自由原子之間的反應(yīng)，不需要活化能的推動(dòng)。

反應(yīng)活化能為0的反應(yīng)：自由移動(dòng)的原子或離子之間的反應(yīng)4.化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所經(jīng)歷的過程碰撞頻率越高，反應(yīng)速率越快普通分子活化能有沒有活化能為0的化學(xué)反應(yīng)？案例1：AgNO3溶液與NaCl溶液混合離子間的反應(yīng)瞬間完成可看作活化能為0案例2：在高空50~85Km的大氣層，平均溫度只有-50℃，存在大量自由原子之間的反應(yīng)，不需要活化能的推動(dòng)。

反應(yīng)活化能為0的反應(yīng)：自由移動(dòng)的原子或離子之間的反應(yīng)4.化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所經(jīng)歷的過程【例1】下列說法錯(cuò)誤的是（）①具有較高能量的分子發(fā)生有適當(dāng)取向的碰撞，才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②發(fā)生有效碰撞的分子都是活化分子。③活化分子間的碰撞都是有效碰撞。④水溶液中的化學(xué)反應(yīng)的活化能都接近于0。⑤反應(yīng)熱△H=正反應(yīng)的活化能—逆反應(yīng)的活化能。⑥活化能指活化分子多出反應(yīng)物分子平均能量的那部分能量。⑦普通分子間的碰撞有時(shí)候也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。A.①④B.③④⑦C.④⑤⑥D(zhuǎn).②⑤B反應(yīng)物本身的性質(zhì)活化能的大小單位體積內(nèi)活化分子的多少單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)的多少化學(xué)反應(yīng)速率的快慢決定決定決定決定內(nèi)因外因二.碰撞理論與影響化學(xué)反應(yīng)速率快慢的因素結(jié)合碰撞理論，探討外因的改變影響化學(xué)反應(yīng)速率的原因：分子總數(shù):20活化分子數(shù):6活化分子百分?jǐn)?shù):30%增大濃度化分子數(shù)增加單位體積內(nèi)活（活化分子百分比不變）單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快分子總數(shù):10活化分子數(shù):3活化分子百分?jǐn)?shù):30%1.濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響【思考與討論】

請(qǐng)嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么增大反應(yīng)物的濃度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大，而降低反應(yīng)物的濃度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小?濃度↑→單位體積內(nèi)N總↑→單位體積內(nèi)N活↑→有效碰撞↑【思考與討論】

請(qǐng)嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么升高溫度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大，而降低溫度會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小?溫度↑活化分子百分?jǐn)?shù)↑運(yùn)動(dòng)加快，碰撞頻率↑有效碰撞次數(shù)↑v↑2.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響對(duì)氣體來說，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，就是增加反應(yīng)物各氣體物質(zhì)的濃度。分子總數(shù):10活化分子數(shù):3活化分子百分?jǐn)?shù):30%分子總數(shù):10活化分子數(shù):3活化分子百分?jǐn)?shù):30%濃度增大壓強(qiáng)增大化分子數(shù)增加單位體積內(nèi)活（活化分子百分比不變）單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增加反應(yīng)速率加快結(jié)論：壓強(qiáng)改變的實(shí)質(zhì)：是對(duì)反應(yīng)物各氣體物質(zhì)濃度產(chǎn)生了影響，而引起反應(yīng)速率發(fā)生變化。3.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響氣體P↑，V體↓，氣體濃度↑即單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子總數(shù)↑單位體積內(nèi)活化分子數(shù)↑有效碰撞次數(shù)↑v

↑請(qǐng)嘗試用碰撞理論解釋:當(dāng)其他條件相同時(shí)，為什么增大壓強(qiáng)會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大，而減小壓強(qiáng)會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小?【思考與討論】

恒溫恒容通入少量惰性氣體反應(yīng)速率如何變化？Ar總氣壓增大反應(yīng)物濃度不變單位體積活化分子數(shù)不變化學(xué)反應(yīng)速率不變單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)不變恒溫恒壓通入少量惰性氣體反應(yīng)速率如何變化？總氣壓不變密閉容器體積增大反應(yīng)物濃度減小單位體積活化分子數(shù)減小單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)減小化學(xué)反應(yīng)速率減小使用催化劑降低了反應(yīng)活化能活化分子百分?jǐn)?shù)增大，活化分子數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率加快單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增大E1E2催化劑：參與化學(xué)反應(yīng)，改變反應(yīng)途徑，但反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)催化劑作用：可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能，也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高了有效碰撞的頻率，反應(yīng)速率大幅提高。注意（1）催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)方向，也不能改變反應(yīng)熱的大小。（2）同一催化劑能同等程度地改變化學(xué)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率?；罨軟]加催化劑加了催化劑催化劑可以改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的熱效應(yīng)。4.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

歸納總結(jié)：影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素

⑴增大反應(yīng)物的濃度（壓強(qiáng)），可以加快反應(yīng)速率。⑵升高溫度，可以加快反應(yīng)速率。⑶使用催化劑采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢约涌旎瘜W(xué)反應(yīng)速率。外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響（總結(jié)）影響因素單位體積內(nèi)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大反應(yīng)物濃度（增大壓強(qiáng)）升高溫度正催化劑增加不變不變不變?cè)黾釉黾釉黾釉黾釉黾釉黾釉黾釉黾宇}目解析濃度變化能改變單位體積內(nèi)分子的總數(shù)，活化分子的百分?jǐn)?shù)不變壓強(qiáng)的變化能改變單位體積內(nèi)分子的總數(shù)，活化分子的百分?jǐn)?shù)不變溫度能改變活化分子的百分?jǐn)?shù)，但單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變。D2.已知H2O2分解反應(yīng)為：2H2O2=2H2O+O2△H<0。在含少量I-的溶液中，H2O2的分解機(jī)理為：①

H2O2＋I(xiàn)-=H2O＋I(xiàn)O-△H>0慢

②

△H<0快H2O2+IO-=H2O+O2+I-思考與交流（1）此過程機(jī)理中

催化劑，

中間產(chǎn)物。（2）I-的濃度能否影響反應(yīng)速率？（3）畫出此反應(yīng)過程中的能量變化圖像E1>E2解決問題1.反應(yīng)熱大小2.活化能大小思路分析1.如何體現(xiàn)總反應(yīng)是放熱的？2.如何體現(xiàn)第①步反應(yīng)是吸熱的？3.如何體現(xiàn)第②步反應(yīng)是放熱的？4.如何體現(xiàn)總反應(yīng)第①步與第②步活化能大??？I-I