活化能 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修一

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)速率第三課時(shí)

活化能新課導(dǎo)入問：為什么不同反應(yīng)速率千差萬別，同一反應(yīng)，條件不同，速率也不同?絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)，并不是簡(jiǎn)單一步(一蹴而就)就完成的，化學(xué)反應(yīng)是有歷程的。新課導(dǎo)入你對(duì)“化學(xué)反應(yīng)是有歷程的”這一說法有哪些理解?分步進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論1.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？2.是否所有的碰撞都能使舊鍵斷裂新鍵形成？3.如何理解反應(yīng)機(jī)理、有效碰撞、活化分子、活化能？化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論1、基元反應(yīng)與反應(yīng)歷程(1)基元反應(yīng)：大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)。其中每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)如：2HI=H2＋I(xiàn)2的2個(gè)基元反應(yīng)為2HI→H2＋2I·、2I·―→I2注意：I·，叫自由基（帶有單電子的原子或原子團(tuán)）(2)反應(yīng)機(jī)理：先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論(3)許多化學(xué)反應(yīng)都不是基元反應(yīng)，而是由兩個(gè)或多個(gè)基元步驟完成的。假設(shè)反應(yīng)：A2＋B=A2B是分兩個(gè)基元步驟完成的第一步A2＋c→2A(慢反應(yīng))第二步2A+B→A2B+c(快反應(yīng))對(duì)于總反應(yīng)來說，決定反應(yīng)速率的肯定是第一個(gè)基元步驟，即這種前一步的產(chǎn)物作為后一步的反應(yīng)物的連串反應(yīng)的。問：總反應(yīng)速率的快慢由那一步?jīng)Q定？決定速率的步驟是最慢的一個(gè)基元步驟反應(yīng)機(jī)理中間體、催化劑的判斷(1)中間體:只在過程中出現(xiàn)[比如A];(2)催化劑:反應(yīng)前后存在，過程中不存在[比如c]。催化劑直接和原料反應(yīng)，可循環(huán)再生化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論（4）基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件：基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在某個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，那么多的反應(yīng)物分子，其能量高低各不相同。并且，在通常狀況下，能量相對(duì)較高的分子所占的比例較小，能量相對(duì)較低的分子所占的比例較大。研究證明，只有能量高度達(dá)到某一定值的分子，才能在碰撞以后有可能使原子間的化學(xué)鍵斷裂，從而導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的分子碰撞叫做有效碰撞，把能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子。(但是活化分子也并不是每次碰撞都能引起化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生)化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論2、有效碰撞與活化能(1)化學(xué)反應(yīng)與有效碰撞化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論沒足夠的能量足夠的能量合適的取向借鑒投籃——獲得靈感沒合適的取向化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論（2）活化分子：具有足夠能量能發(fā)生有效碰撞的分子。3）活化分子的有效碰撞2）碰撞時(shí)取向不合適1）碰撞時(shí)

能量不足HI分子的幾種可能的碰撞模式注意：某化學(xué)反應(yīng)一定條件下，反應(yīng)物分子中活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論4.活化能：具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差稱為活化能?；罨芊磻?yīng)的活化能反應(yīng)熱(焓變)反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系圖化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論問：化學(xué)反應(yīng)速率與活化分子、有效碰撞有什么關(guān)系??能量反應(yīng)過程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該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?反應(yīng)熱活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎?ΔH＝E1－E2活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子?；瘜W(xué)反應(yīng)的碰撞理論不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)無效碰撞普通分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)有效碰撞活化分子取向合適取向不合適活化能單位體積內(nèi)活化分子數(shù)單位體積內(nèi)分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)

＝×用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1.濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響

影響外因

單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大濃度增加增加增加加快不變用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響2.壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響

影響外因單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大壓強(qiáng)增加增加增加加快不變用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響3.溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響升高溫度→反應(yīng)物分子的能量增加單位體積活化分子數(shù)增多活化分子的百分?jǐn)?shù)增加單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率加快→→→→用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響4.催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響催化劑能改變反應(yīng)的歷程改變反應(yīng)的活化能單位體積活化分子數(shù)增多活化分子的百分?jǐn)?shù)增加單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多化學(xué)反應(yīng)速率加快↓↓↓↓↓用有效碰撞理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響總結(jié)歸納影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因影響因素單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)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

加催化劑

增加增加不變?cè)黾釉龃笤黾釉黾硬蛔冊(cè)黾釉龃蟛蛔冊(cè)黾釉黾釉黾釉龃笤龃笤黾釉黾釉黾硬蛔冸S堂訓(xùn)練1.反應(yīng)C(s，石墨)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無影響的是(

)A．用納米石墨代替普通石墨B．將容器的容積縮小一半C．保持容積不變，充入Ne使體系壓強(qiáng)增大D．保持壓強(qiáng)不變，充入Ne使容器容積增大C隨堂訓(xùn)練2.下列說法錯(cuò)誤的是（

）①碰撞理論認(rèn)為，反應(yīng)物分子間進(jìn)行碰撞才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)②活化分子間的碰撞一定是有效碰撞③催化劑加快反應(yīng)速率的本質(zhì)是降低了反應(yīng)的活化能④只有增加活化分子的百分含量才能加快反應(yīng)速率⑤對(duì)于基元反應(yīng)而言，溫度升高，反應(yīng)速率一定增加A．①④ B．②④C．③⑤ D．②⑤B隨堂訓(xùn)練3.某實(shí)驗(yàn)探究小組研究340K時(shí)N2O5的分解反應(yīng)：2N2O5?4NO2＋O2。該小組同學(xué)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制下圖。下列說法中正確的是(

)

A．曲線Ⅰ是N2O5的變化曲線B．曲線Ⅱ是O2的變化曲線C．N2O5的濃度逐漸減小，反應(yīng)速率越小D．O2的濃度逐漸增大，反應(yīng)速率越大t/min01234c(N2O5)/mol·L－10.1600.1140.0800.0560.040c(O2)/mol·L－100.0230.0400.0520.060C隨堂訓(xùn)練5．在一密閉容器中，充入1molN2和3molH2，并在一定溫度和壓強(qiáng)條件下，使其發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ/mol。(1)若保持容器容積不變，再向其中充入1molN2，反應(yīng)速率會(huì)

(填“加快”“減慢”或“不變”，下同)，理由是

。(2)若保持容器容積不變，再向其中充入1mol氬氣，反應(yīng)速率會(huì)_____，理由是

。(3)若保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，再向其中充入1molN2和3molH2，反應(yīng)速率會(huì)_____，理由是

。(4)使用催化劑，反應(yīng)速率會(huì)_____，理由是