高中化学选修四绪言(课堂PPT).ppt
绪言绪言1绪绪 言言1、化学研究的核心问题是：、化学研究的核心问题是：2、化学中最具有创造性的工作是：、化学中最具有创造性的工作是：3、如何实现这个过程？、如何实现这个过程？化学反应化学反应设计和创造新的分子设计和创造新的分子通常是利用已发现的原理来进通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程行设计并实现这个过程24、我们必须弄清楚些什么才能使、我们必须弄清楚些什么才能使化学为人类服务？化学为人类服务？对化学反应的原理要清楚对化学反应的原理要清楚我们我们只有知道只有知道化学反应是怎样发生的，化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！为人所用！这就是学习化学反应原理的目的这就是学习化学反应原理的目的3研究化学反应原理包含哪些基本内容？研究化学反应原理包含哪些基本内容？氢气与其他物质的反应氢气与其他物质的反应反应条件反应条件难易程度难易程度H2 +O2H2 +CuOH2 +N2问题问题:为什么化学反应难易程度不同，与什为什么化学反应难易程度不同，与什么有关系？么有关系？结论：结论：影响化学反应速率的根本原因影响化学反应速率的根本原因 是是反应物本身的性质。反应物本身的性质。内因内因点燃点燃加热加热高温、高压、高温、高压、催化剂催化剂易易易易难难4情景情景2 2将将H H2 2+O+O2 2混合，在室温条件下可以稳定混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比相当，可以完爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。全转化成生成物。这说明了什么？这说明了什么？不同的外界条件能够不同的外界条件能够改变化学反应改变化学反应的速率。的速率。结论结论:5情景情景3 3H H2 2+N+N2 2即使在高温、高压、催化剂的即使在高温、高压、催化剂的条件下反应条件下反应也不能完全转化也不能完全转化为生成为生成物，这又说明了什么？物，这又说明了什么？有些反应是有些反应是有一定限度有一定限度的！的！结论结论综上综上6化学反应原理所研究的范围是：化学反应原理所研究的范围是：1 1、化学反应的、化学反应的速率、方向及限度速率、方向及限度的的 问题问题2 2、水溶液中的、水溶液中的离子反应离子反应的问题的问题3 3、化学、化学反应与能量反应与能量的问题的问题4 4、电化学电化学的基础知识的基础知识7化学反应与能量化学反应与能量化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 电化学基础电化学基础8那么如何来研究一个反应，研究化学反应原理的如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本基本方法和思路方法和思路是怎样？是怎样？即即:我们从哪些方面来认识一个反应我们从哪些方面来认识一个反应!先认识几个先认识几个概念概念:1.有效碰撞有效碰撞2.活化分子活化分子3.活化能活化能4.催化剂催化剂概念模型法概念模型法9一、简化后的有效碰撞模型 在一个洁净的容器中，使在一个洁净的容器中，使H H2 2和和O O2 2按体积比按体积比2 2：1 1的比的比例混合，气体分子例混合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞因自由运动而不断相互碰撞(互相接互相接触触)这是发生化学反应的这是发生化学反应的必要条件必要条件。假设与事实：假设与事实：研究结果表明，从分子的热运动看，分子研究结果表明，从分子的热运动看，分子发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个H H2 2、O O2 2自身或自身或它们之间的碰撞频率为它们之间的碰撞频率为2.355102.355101010次次/s/s。假如每次碰撞。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化学变化瞬间即可完成，但事实都能发生化学反应，则化学变化瞬间即可完成，但事实并非如此。并非如此。立论：立论：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只有其中应，只有其中部分的气体分子碰撞是有效的部分的气体分子碰撞是有效的，即，即有效碰撞有效碰撞这是发生化学反应的这是发生化学反应的充分条件充分条件。10有效碰撞什么是有效碰撞？引起分子间的发生化学反应的碰撞1 1、有效碰撞应当是那些本身具有、有效碰撞应当是那些本身具有较高能量的分子较高能量的分子(活活化分子化分子)之间的碰撞；之间的碰撞；2 2、分子间的碰撞是发生化学反应的、分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件必要条件；3 3、有效碰撞是发生化学反应的、有效碰撞是发生化学反应的充分条件充分条件。推论推论：某一化学反应速率大小与某一化学反应速率大小与与单位时间内与单位时间内有效碰撞的次数有效碰撞的次数有关有关11问题：问题：为什么有的碰撞可以发生反应为什么有的碰撞可以发生反应(有效碰撞有效碰撞)，而有，而有的不能发生反应的不能发生反应(无效碰撞无效碰撞)?)?推断：一定与分子本身的性质和能量有关推断：一定与分子本身的性质和能量有关。12活活 化化 分分 子子1、什么是活化分子？具具较高能量较高能量，有可能，有可能发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子吸收外界能量吸收外界能量 （如加热、光照等）（如加热、光照等）分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的分子。分子。活化分子具有的高能量从何来活化分子具有的高能量从何来?13结论：能发生有效碰撞的分子能发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子活化分子，但活但活化分子的碰撞化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞，还与碰撞的有效碰撞，还与碰撞的角度有关角度有关。推论：有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反单位体积内反应物中应物中活化分子数的多少活化分子数的多少有关有关。单位体积中的单位体积中的活化分子数的多少活化分子数的多少又与又与什什么有关么有关？问题:14活化能 什么是活化能？1、活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的活化分子的难易难易，但是却对这个化学反应前，但是却对这个化学反应前后的后的能量变化能量变化并不产生任何影响。并不产生任何影响。2 2、向系统提供活化能的方法：向系统提供活化能的方法：加热、光照、加热、光照、超声波、核辐射、外加磁场、摩擦超声波、核辐射、外加磁场、摩擦活化分子高出反应物分子平均能量的部分15活化分子活化分子：能够发生有效碰撞的分子活化分子：能够发生有效碰撞的分子活化能：活化分子所多出的那部分能量活化能：活化分子所多出的那部分能量E1E1能量反应过程生成物反应物E1E2活化分子科学探究161 1、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？2 2、有没有活化能为、有没有活化能为0 0的反应？举例说明？的反应？举例说明？活化能越活化能越小小,相同条件下相同条件下活化分子百分数活化分子百分数越越多多,单位体积内单位体积内活化分子的数目活化分子的数目越多越多,单位时间单位时间单位体积内单位体积内有效碰撞的次数有效碰撞的次数就越多就越多,反应的反应的速速率率就越大。就越大。有。有。如如离子之间的反应离子之间的反应 距离地面距离地面5085km5085km的大气层的大气层中的中的自由原子自由原子之间的反应之间的反应 参阅课文参阅课文P4P4第一段。第一段。问题探究17结论：活化分子的活化分子的多少多少与该反应的与该反应的活化能的大小活化能的大小有关，有关，活化能的活化能的大小大小是由反应物分子的是由反应物分子的性质决定性质决定，内因起主要决定作用推论:活化能活化能越小越小则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，则活化分子则活化分子越多越多，则单位时间内有效碰撞则单位时间内有效碰撞越多越多，则反应速率则反应速率越快。越快。18归 纳 总 结一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通分子得到能量活化分子合理取向的碰撞有效碰撞新物质能量活化能19催化剂在我们技术改造和生产中起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？催化剂20怎样改变反应的活化能为来加快反应的速率？是何措施？能量反应过程生成物反应物E1E2活化分子加了催化剂没加催化剂问题研究21练习1.实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应中硫酸铜中硫酸铜 催化剂（填：是、不是）。催化剂（填：是、不是）。2.单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气，将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气，产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾钾 催化剂（填：是、不是）。催化剂（填：是、不是）。不是不是练习22 3.3.是发生化学反应的必要条是发生化学反应的必要条件，件，是发生化学反应的充分条件。是发生化学反应的充分条件。4.4.活化分子指的是能够活化分子指的是能够 。5.5.活化能的大小意味着一般分子成为活化活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的分子的 ，活化能的大小不影，活化能的大小不影响响 ，活化，活化能的作用在于能的作用在于 使使 。6.常用的提供活化能的方法有常用的提供活化能的方法有 等。等。碰撞碰撞有效碰撞有效碰撞发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子难易难易反应前后的能量变化反应前后的能量变化反应物活化反应物活化加热加热、光照光照、超声波超声波、核辐射核辐射 、外加碰场外加碰场237.7.什么是有效碰撞？什么是有效碰撞？8.某一化学反应的速率大小与单位时间某一化学反应的速率大小与单位时间内内 有关有关。9.什么是活化分子？什么是活化分子？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞 有效碰撞的次数有效碰撞的次数 具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子，发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。有效碰撞次数的多少与子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关单位体积内反应物中活化分子的多少有关 24 10.10.什么是活化能？什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能。如图：活化能的大小是由反应物活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应内有效碰撞越多，则反应速率越快。速率越快。2511.11.什么是催化剂？什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，性质和质量都不改变的物质，催化剂作用催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能可以降低化学反应所需的活化能,也就也就等于提高了活化分子的百分数等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的从而提高了有效碰撞的频率频率.反应速率大幅提高反应速率大幅提高.26
