2.1.3.活化能 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率2.1.3.活化能化學(xué)選擇性必修一影響化學(xué)反應(yīng)速率的理論分析——有效碰撞理論

一思考將H2+O2混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定存在數(shù)百年，但點(diǎn)燃后卻會(huì)發(fā)生劇烈的爆炸反應(yīng)，放出大量的熱。三、簡(jiǎn)化版的有效碰撞理論【閱讀】教材1.碰撞？有效碰撞？2.活化能？活化分子？3.有效碰撞理論？單位體積的活化分子數(shù)目單位體積的分子總數(shù)活化分子%濃度溫度壓強(qiáng)催化劑……化學(xué)反應(yīng)速率與單位時(shí)間內(nèi)分子間的有效碰撞次數(shù)有關(guān)；即與單位體積的活化分子數(shù)目有關(guān)。簡(jiǎn)化版的有效碰撞理論(P2—4）1.分子的運(yùn)動(dòng)是

，碰撞是

；常溫常壓，分子碰撞次數(shù)約為

次/秒。3.什么叫有效碰撞？4.什么叫活化分子？自由的隨機(jī)的2.355X1010活化分子之間的碰撞具有較高能量，能發(fā)生有效碰撞的分子叫活化分子，2.是不是所有的碰撞都可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？不是活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的部分5.什么叫活化能？能量反應(yīng)過(guò)程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量ΔH5.活化能的大小對(duì)焓變

，對(duì)反應(yīng)速率

；無(wú)影響有影響6.活化能的作用是什么?

使反應(yīng)物活化，啟動(dòng)反應(yīng)或改變反應(yīng)速率活化能大小與反應(yīng)的關(guān)系？公式III:ΔH=1、濃度──其他條件不變時(shí)，反應(yīng)物濃度越大，速率越快單位體積的活化分子數(shù)目單位體積的分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)=×增大濃度有效碰撞反應(yīng)速率增大不變單位體積的活化分子數(shù)目單位體積的分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)=×2、溫度──其他條件不變時(shí)，溫度越高，速率越快升高溫度有效碰撞反應(yīng)速率不變?cè)龃?、催化劑──其他條件不變時(shí)，加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快E1E2ΔH無(wú)催化劑有催化劑反應(yīng)過(guò)程能量單位體積的活化分子數(shù)目單位體積的分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)=×催化劑有效碰撞反應(yīng)速率不變?cè)龃笥绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率的理論分析——“過(guò)渡態(tài)”理論

二過(guò)渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能，反應(yīng)的活化能(能壘)越高，反應(yīng)速率越慢。深度思考2.

過(guò)渡態(tài)理論：化學(xué)反應(yīng)不是簡(jiǎn)單碰撞就可以完成的，從反應(yīng)物到生成物的變化過(guò)程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)稱為過(guò)渡態(tài)（活化配合物）。應(yīng)用體驗(yàn)1.(2023·保定高二檢測(cè))反應(yīng)A2(g)＋2BC(g)===2BA(g)＋C2(g)過(guò)程中體系的能量變化如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.E1等于拆開(kāi)1molA2(g)中化學(xué)鍵和2molBC(g)中化學(xué)鍵所需能量之和B.該反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH＝E1－E2C.該反應(yīng)的ΔH<0D.該反應(yīng)既有極性鍵和非極性鍵的斷裂又有極性鍵和非極性鍵的形成√基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程（反應(yīng)機(jī)理）

三1.基元反應(yīng)大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過(guò)多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。其中__________都稱為基元反應(yīng)。如2HI===H2＋I(xiàn)2的兩步基元反應(yīng)為

2HI―→H2＋2I·；

2I·―→I2。2.反應(yīng)機(jī)理先后進(jìn)行的

反映了化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱____

。每一步反應(yīng)反應(yīng)機(jī)理基元反應(yīng)一定溫度下的速率方程速控步應(yīng)用體驗(yàn)1.甲酸被認(rèn)為是理想的氫能載體，我國(guó)科技工作者運(yùn)用DFT計(jì)算研究單分子HCOOH在催化劑表面分解產(chǎn)生H2的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。應(yīng)用體驗(yàn)回答下列問(wèn)題：(1)該歷程中決定正反應(yīng)速率步驟的能壘(活化能)E正＝______eV，該步驟的反應(yīng)方程式為_(kāi)________________________。0.98HCOOH*===HCOO*＋H*應(yīng)用體驗(yàn)(2)該歷程中甲酸分解制氫氣的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________。HCOOH(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－0.15NAeV·mol－1催化機(jī)理與反應(yīng)歷程

四1.反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，同時(shí)存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：深度思考

積碳反應(yīng)：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)消碳反應(yīng)：CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)＋75＋172活化能/(kJ·mol－1)催化劑X3391催化劑Y4372深度思考由上表判斷，催化劑X________(填“優(yōu)于”或“劣于”)Y，理由是__________________________________________________________。

積碳反應(yīng)：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)消碳反應(yīng)：CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH/(kJ·mol－1)＋75＋172活化能/(kJ·mol－1)催化劑X3391催化劑Y4372深度思考提示劣于催化劑X較催化劑Y，積碳反應(yīng)時(shí)，活化能低，反應(yīng)速率大，消碳反應(yīng)時(shí)，活化能高，反應(yīng)速率小，綜合考慮，催化劑X較催化劑Y更利于積碳反應(yīng)，不利于消碳反應(yīng)，會(huì)降低催化劑活性1.催化劑特點(diǎn)(1)催化劑具有高效性和

性，某種催化劑對(duì)某一反應(yīng)可能催化活性很強(qiáng)，但對(duì)其他反應(yīng)不一定具有催化作用，可以選用

來(lái)調(diào)控反應(yīng)。(2)催化劑的催化活性除了與自身成分有關(guān)外，還與粒徑、合成方法等因素以及溫度、壓強(qiáng)等條件有關(guān)，催化劑發(fā)揮作用需要維持在活性溫度范圍內(nèi)，溫度過(guò)高，催化活性

。選擇合適的催化劑降低2.催化劑與反應(yīng)歷程(1)催化反應(yīng)歷程可表示為擴(kuò)散→吸附→斷鍵→成鍵→脫附。(2)催化劑通過(guò)參與反應(yīng)改變

、

反應(yīng)的活化能來(lái)加快反應(yīng)速率?；罨茉酱?，反應(yīng)越

進(jìn)行。(3)復(fù)雜反應(yīng)中的速度控制步驟決定反應(yīng)的速率，各步基元反應(yīng)活化能(能壘)

的慢反應(yīng)是決定整個(gè)反應(yīng)速率的關(guān)鍵步驟。故改變溫度，活化能

的反應(yīng)速率改變程度大。反應(yīng)歷程降低難大大2.生物催化劑——酶對(duì)反應(yīng)速率的影響如圖所示：深度思考根據(jù)酶促反應(yīng)速率曲線說(shuō)明酶的催化活性：________________________________________________。由曲線說(shuō)明在最適的溫度和pH條件下，酶的活性最高對(duì)催化劑的選擇性的理解(1)同一反應(yīng)，不同催化劑對(duì)該反應(yīng)的催化效果不同。(2)同一催化劑，對(duì)不同反應(yīng)催化效果也不同。(3)催化劑的催化活性還與溫度、酸堿度等因素有關(guān)，使用催化劑時(shí)需選擇適宜條件。歸納總結(jié)外因?qū)λ俾视绊懙挠行鲎怖碚摻忉?/p>