化學(xué)反應(yīng)原理 序言

1、學(xué)習(xí)化學(xué)的方法學(xué)習(xí)化學(xué)的方法1.加強(qiáng)預(yù)習(xí)，做有準(zhǔn)備的學(xué)習(xí)；加強(qiáng)預(yù)習(xí)，做有準(zhǔn)備的學(xué)習(xí)；2.專心上課，做有時(shí)效的學(xué)習(xí)；專心上課，做有時(shí)效的學(xué)習(xí)；3.及時(shí)練習(xí)，做有基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；及時(shí)練習(xí)，做有基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)；4.會(huì)提問題，做有反思的學(xué)習(xí)；會(huì)提問題，做有反思的學(xué)習(xí)；5.樂于動(dòng)手，做有生活的學(xué)習(xí)。樂于動(dòng)手，做有生活的學(xué)習(xí)。那么那么研究化學(xué)反應(yīng)原理包含哪些基本內(nèi)容？研究化學(xué)反應(yīng)原理包含哪些基本內(nèi)容？情景情景1氫氣與其他物質(zhì)的反應(yīng)氫氣與其他物質(zhì)的反應(yīng)反應(yīng)條件反應(yīng)條件難易程度難易程度H2 + O2H2 + CuOH2 + N2問題問題: :為什么難易程度不同，與什么有關(guān)系？為什么難易程度不同，與什么有關(guān)系？結(jié)論：結(jié)

2、論：影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本原因是影響化學(xué)反應(yīng)速率的根本原因是 反應(yīng)物本身的性質(zhì)。反應(yīng)物本身的性質(zhì)。內(nèi)因內(nèi)因點(diǎn)燃點(diǎn)燃加熱加熱高溫、高壓、高溫、高壓、催化劑催化劑易易易易難難情景情景2 2將將H H2 2與與O O2 2混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定存在數(shù)百年，但存在數(shù)百年，但點(diǎn)燃后點(diǎn)燃后卻會(huì)發(fā)生劇烈的卻會(huì)發(fā)生劇烈的爆炸反應(yīng)，而且只要配比相當(dāng)，可以完爆炸反應(yīng)，而且只要配比相當(dāng)，可以完全轉(zhuǎn)化成生成物。全轉(zhuǎn)化成生成物。這說明了什么這說明了什么？結(jié)論結(jié)論: :內(nèi)部因素已經(jīng)具備了，內(nèi)部因素已經(jīng)具備了，不同不同的外界條件都能夠不同程度的外界條件都能夠不同程度的的改變化學(xué)反應(yīng)的速率改變化

3、學(xué)反應(yīng)的速率。情景情景3 3H H2 2與與N N2 2即使在高溫、高壓、催化劑的即使在高溫、高壓、催化劑的條件下反應(yīng)條件下反應(yīng)也不能完全轉(zhuǎn)化也不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，為生成物，這又說明了什么？這又說明了什么？有些反應(yīng)是有些反應(yīng)是有一定限度有一定限度的的結(jié)論：結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理所研究的范圍是所研究的范圍是綜綜 上上 所所 述述1 1、基本的、基本的化學(xué)反應(yīng)原理：化學(xué)反應(yīng)原理： 包括反應(yīng)速率、反應(yīng)方向及反應(yīng)限度。包括反應(yīng)速率、反應(yīng)方向及反應(yīng)限度。3 3、從、從理論的高度理論的高度來認(rèn)識酸、堿、鹽的本質(zhì)及其來認(rèn)識酸、堿、鹽的本質(zhì)及其 在溶液中的反應(yīng)。在溶液中的反應(yīng)。4 4、電化學(xué)基礎(chǔ)電化

4、學(xué)基礎(chǔ)富有時(shí)代氣息和應(yīng)用廣泛的富有時(shí)代氣息和應(yīng)用廣泛的 一個(gè)領(lǐng)域。一個(gè)領(lǐng)域。2 2、從、從能量變化能量變化的角度來探討化學(xué)變化。的角度來探討化學(xué)變化。分子相互碰撞是引發(fā)反應(yīng)的必要條件。分子相互碰撞是引發(fā)反應(yīng)的必要條件。3 3、是不是所有的碰撞都能引發(fā)反應(yīng)？、是不是所有的碰撞都能引發(fā)反應(yīng)？2 2、分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件是什么？、分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件是什么？1 1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么問題探討問題探討 反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂生成物中新的化學(xué)鍵的形成生成物中新的化學(xué)鍵的形成閱讀課文閱讀課文P P2 2 氣體分子之間通常存在著比氣體分子氣體分子

5、之間通常存在著比氣體分子本身的體積要大得多的空間，因此，在常本身的體積要大得多的空間，因此，在常溫常壓下，可以認(rèn)為氣體分子的溫常壓下，可以認(rèn)為氣體分子的運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)是 自由的自由的，因而，它們之間的，因而，它們之間的碰撞可以視為碰撞可以視為是是隨機(jī)的隨機(jī)的。一、簡化后的有效碰撞模型一、簡化后的有效碰撞模型1 1、設(shè)想、設(shè)想 在一個(gè)潔凈的容器中，使在一個(gè)潔凈的容器中，使H H2 2和和O O2 2按體積比按體積比2 2：1 1的比的比例混合，氣體分子例混合，氣體分子因自由運(yùn)動(dòng)而不斷相互碰撞因自由運(yùn)動(dòng)而不斷相互碰撞( (互相接互相接觸觸) )這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件必要條件。假設(shè)

6、與事實(shí)：假設(shè)與事實(shí)：研究結(jié)果表明，從分子的熱運(yùn)動(dòng)看，分子研究結(jié)果表明，從分子的熱運(yùn)動(dòng)看，分子發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)很多。如在常溫常壓下每個(gè)發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)很多。如在常溫常壓下每個(gè)H H2 2、O O2 2自身或自身或它們之間的碰撞頻率為它們之間的碰撞頻率為2.3552.35510101010次次/s/s。假如每次碰撞。假如每次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則化學(xué)變化瞬間即可完成，但事實(shí)都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則化學(xué)變化瞬間即可完成，但事實(shí)并非如此。并非如此。立論：立論：并不是每次分子間的碰撞都會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)，只并不是每次分子間的碰撞都會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)，只有其中有其中部分的氣體分子碰撞是有效的部分的氣體分子碰撞是有效的，

7、即有效碰撞，即有效碰撞這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件充分條件。2 2、模型的基本構(gòu)架、模型的基本構(gòu)架是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件必要條件是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條必要條件件 某一化學(xué)反應(yīng)速率大小與某一化學(xué)反應(yīng)速率大小與單位時(shí)間內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞有效碰撞的次數(shù)有關(guān)的次數(shù)有關(guān)推論：推論： 為什么有的碰撞可以發(fā)生反應(yīng)，而為什么有的碰撞可以發(fā)生反應(yīng)，而有的不能發(fā)生反應(yīng)？與哪些因素有關(guān)？有的不能發(fā)生反應(yīng)？與哪些因素有關(guān)？問題：問題：二、活化分子二、活化分子 什么是活化分子？什么是活化分子？注意：注意：1 1、發(fā)生有效碰撞的分子、發(fā)生有效碰撞的分子一定是一定是活化分

8、子；活化分子； 2 2、但活化分子的碰撞、但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞；有效碰撞； （推論：推論：有效碰撞次數(shù)的多少與有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)單位體積內(nèi)反應(yīng)物中反應(yīng)物中活化分子的多少活化分子的多少有關(guān)。有關(guān)。具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子活化分子的多少又與什么有關(guān)？活化分子的多少又與什么有關(guān)？問題：問題：定義：定義：活化分子高出反應(yīng)物分子平均能活化分子高出反應(yīng)物分子平均能 量的部分（如圖量的部分（如圖E1）能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程E1E2反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子變成生成變成生成物分子放物分子

9、放出的能量出的能量該反應(yīng)是該反應(yīng)是吸熱反吸熱反應(yīng)應(yīng)還是還是放熱放熱反應(yīng)反應(yīng)?活化能與反活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎應(yīng)熱有關(guān)嗎?反應(yīng)熱反應(yīng)熱注意：注意：1、活化能的大小雖然意味著一般分子成為活活化能的大小雖然意味著一般分子成為活 化分子的化分子的難易難易，但是卻對這個(gè)化學(xué)反應(yīng)前，但是卻對這個(gè)化學(xué)反應(yīng)前 后的后的能量變化能量變化并不產(chǎn)生任何影響。并不產(chǎn)生任何影響。2 2、向系統(tǒng)提供活化能的方法：加熱、光照、向系統(tǒng)提供活化能的方法：加熱、光照、 超聲波、核輻射、外加磁場、摩擦超聲波、核輻射、外加磁場、摩擦1 1、活化能的大小與反應(yīng)的速率有何關(guān)系？為什么？、活化能的大小與反應(yīng)的速率有何關(guān)系？為什么？2 2、有

10、沒有活化能為、有沒有活化能為0 0的反應(yīng)？舉例說明？的反應(yīng)？舉例說明？ 活化能越活化能越小小, ,相同條件下相同條件下活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子百分?jǐn)?shù)越多越多, ,單單位體積內(nèi)位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目活化分子的數(shù)目越多越多, ,單位時(shí)間單位體積內(nèi)單位時(shí)間單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)有效碰撞的次數(shù)就越多就越多, ,反應(yīng)的反應(yīng)的速率速率就越大。就越大。有。有。如如離子之間的反應(yīng)離子之間的反應(yīng) 距離地面距離地面5085km5085km的大氣層的大氣層中的中的自由原子自由原子之間的反應(yīng)之間的反應(yīng) 參閱課文參閱課文P4P4第一段。第一段。問題探究問題探究結(jié)論：活化分子的活化分子的多少多少與該反應(yīng)的與該反應(yīng)的活化能

11、的大小活化能的大小有關(guān)，有關(guān)，活化能的活化能的大小大小是由反應(yīng)物分子的是由反應(yīng)物分子的性質(zhì)決定性質(zhì)決定，推論:活化能活化能越小越小則一般分子成為活化分子則一般分子成為活化分子越容易越容易，則活化分子則活化分子越多越多，則單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞則單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞越多越多，則反應(yīng)速率則反應(yīng)速率越快。越快。內(nèi)因起主要決定作用內(nèi)因起主要決定作用能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程生成物生成物反應(yīng)物反應(yīng)物反應(yīng)熱反應(yīng)熱E E1 1E E2 2活化分子活化分子加了催化劑加了催化劑沒加催化劑沒加催化劑問題研究問題研究怎樣改變反應(yīng)的活化能才能加快反應(yīng)的速率？怎樣改變反應(yīng)的活化能才能加快反應(yīng)的速率？催化劑催化劑 催化劑是能改變

12、化學(xué)反應(yīng)的速率，但反應(yīng)前后本身催化劑是能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，但反應(yīng)前后本身性質(zhì)和質(zhì)量都不改變的物質(zhì)性質(zhì)和質(zhì)量都不改變的物質(zhì)催化劑作用催化劑作用: : 可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能可以降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能, ,也就等于也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)提高了活化分子的百分?jǐn)?shù), ,從而提高了有效碰撞從而提高了有效碰撞的頻率的頻率. .反應(yīng)速率大幅提高反應(yīng)速率大幅提高. .歸納總結(jié)歸納總結(jié)一個(gè)反應(yīng)要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程？一個(gè)反應(yīng)要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程？普通普通分子分子得到能量得到能量活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物質(zhì)新物質(zhì)能量能量活化能活化能濃度越高，反應(yīng)速率濃度

13、越高，反應(yīng)速率 原因：濃度增大，單位體積的原因：濃度增大，單位體積的增多，單位時(shí)間內(nèi)的增多，單位時(shí)間內(nèi)的 增多增多練習(xí)：活化能、活化分子、有效碰撞等練習(xí)：活化能、活化分子、有效碰撞等概念模型的實(shí)際應(yīng)用概念模型的實(shí)際應(yīng)用 越快越快活化分子數(shù)活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)有效碰撞次數(shù)有氣體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越高，有氣體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越高，反應(yīng)速率反應(yīng)速率原因：壓強(qiáng)增大，濃度就原因：壓強(qiáng)增大，濃度就 ，單位，單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)體積內(nèi)的活化分子數(shù) ，單位時(shí)間內(nèi)，單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)的有效碰撞次數(shù) 越快越快增多增多增大增大增多增多溫度越高，反應(yīng)速率溫度越高，反應(yīng)速率原因：溫度升高，原因：溫度升高， 增加

14、，增加，單位時(shí)間內(nèi)的單位時(shí)間內(nèi)的 增多。增多。越快越快活化分子數(shù)活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)有效碰撞次數(shù)加快加快降低降低活化分子數(shù)活化分子數(shù)有效碰撞次數(shù)有效碰撞次數(shù) 加催化劑反應(yīng)速率加催化劑反應(yīng)速率（影響力：催化劑（影響力：催化劑溫度溫度濃度）。濃度）。原因：催化劑能原因：催化劑能 活化能活化能，使使 大大增加，大大增加，單位時(shí)間內(nèi)的單位時(shí)間內(nèi)的 顯著增顯著增多。多。碰撞碰撞 有效碰撞有效碰撞 活化分子活化分子 活化能活化能 就下列的每個(gè)詞說句話，試試看：就下列的每個(gè)詞說句話，試試看： 常溫常壓下，常溫常壓下，每個(gè)氫分子和氧每個(gè)氫分子和氧分子自身或它們分子自身或它們之間每秒平均碰之間每秒平均碰撞撞2

15、.3552.355* *10101010次次, ,如如果每一次碰撞都果每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)能發(fā)生反應(yīng), ,那么那么整個(gè)容器內(nèi)的氫整個(gè)容器內(nèi)的氫氣和氧氣將在瞬氣和氧氣將在瞬間變成水。間變成水。 能發(fā)生化學(xué)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞。有效碰撞。 碰撞是發(fā)生化碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要學(xué)反應(yīng)的必要條件條件，有效碰有效碰撞才是發(fā)生化撞才是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分學(xué)反應(yīng)的充分條件條件。 具有足夠的能具有足夠的能量能發(fā)生有效量能發(fā)生有效碰撞的分子叫碰撞的分子叫活化分子。活化分子。 活化分子間活化分子間要發(fā)生有效碰要發(fā)生有效碰撞，還要有合撞，還要有合適的取向。適的取向。 活化分子所活化分子所多出的那部分多出的那部分能量叫活化能能量叫活化能。