活化能 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修一.pptx

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1、第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率第三课时 活化能新课导入问：为什么不同反应速率千差万别，同一反应，条件不同，速率也不同?绝大多数的化学反应，并不是简单一步(一蹴而就)就完成的，化学反应是有历程的。新课导入你对“化学反应是有历程的”这一说法有哪些理解?分步进行，反应时间较长化学反应的碰撞理论1.1.化学反应的实质是什么？化学反应的实质是什么？2.2.是否所有的碰撞都能使旧键断裂新键形是否所有的碰撞都能使旧键断裂新键形成？成？3.3.如何理解反应机理、有效碰撞、活化分子、活化能？如何理解反应机理、有效碰撞、活化分子、活化能？化学反应的碰撞理论 1、基元反应与反应历程、基元反应与反

2、应历程(1)基元反应基元反应：大多数的化学反应往往经过大多数的化学反应往往经过多个反应步骤多个反应步骤才能实现。其中才能实现。其中每一步反应每一步反应都称为基元反应都称为基元反应如：如：2HI=H2I2的的2个基元反应为个基元反应为2HIH22I、2II2注意：注意：I，叫自由基（带有，叫自由基（带有单电子单电子单电子单电子的原子或原子团）的原子或原子团）(2)反应机理反应机理：先后进行的先后进行的基元反应基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应反应机理机理化学反应的碰撞理论(3)许多化学反应都不是许多化学反应都不是基元反应，基元反应，而是由而是

3、由两个或多个基元步骤两个或多个基元步骤完成完成的。的。假设反应：假设反应：A2B=A2B是分两个基元步骤完成的是分两个基元步骤完成的第一步第一步 A2c2A (慢反应慢反应)第二步第二步 2A+BA2B+c (快反应快反应)对于总反应来说，决定反应速率的肯定是第一个基元步骤，即这种前一步的产物对于总反应来说，决定反应速率的肯定是第一个基元步骤，即这种前一步的产物作为后一步的反应物的连串反应的。作为后一步的反应物的连串反应的。问：总反应速率的快慢由那一步决定？问：总反应速率的快慢由那一步决定？决定速率的步骤是最慢的一个基元步骤决定速率的步骤是最慢的一个基元步骤反应机理中间体、催化剂的判断反应机理

4、中间体、催化剂的判断(1)中间体中间体:只在过程中出现只在过程中出现比如比如A;(2)催化剂催化剂:反应前后存在，过程中不存在反应前后存在，过程中不存在比如比如c。催化剂直接和原料反应，可循环再生催化剂直接和原料反应，可循环再生化学反应的碰撞理论（4 4）基元反应发生的先决条件：基元反应发生的先决条件：基元反应发生的基元反应发生的先决条件先决条件是是反应物的分子反应物的分子必须发生必须发生碰撞碰撞，但是但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应在在某个化学反应中某个化学反应中，那么多的，那么多的反应物分子反应物分子，其，其能量高低各不相同能量高低各不相同。并且

5、，在通常状。并且，在通常状况下，况下，能量相对较高的分子所占的比例较小，能量相对较低的分子所占的比例较大能量相对较高的分子所占的比例较小，能量相对较低的分子所占的比例较大。研究证明，研究证明，只有能量高度达到某一定值的分子，才能在碰撞以后有可能使原子间的只有能量高度达到某一定值的分子，才能在碰撞以后有可能使原子间的化学键断裂，从而导致化学反应的发生化学键断裂，从而导致化学反应的发生。我们把能够发生化学反应的分子碰撞叫做我们把能够发生化学反应的分子碰撞叫做有效碰撞，把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子有效碰撞，把能够发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但是活化分子也并不是每次

6、碰撞都能引起化学反应的发生次碰撞都能引起化学反应的发生)化学反应的碰撞理论2 2、有效碰撞与活化能、有效碰撞与活化能(1)(1)化学反应与有效碰撞化学反应与有效碰撞化学反应的碰撞理论没足够的能量没足够的能量足够的能量足够的能量合适的取向合适的取向借鉴投篮借鉴投篮获得灵感获得灵感没合适的取向没合适的取向化学反应的碰撞理论（2）活化分子：具有足够能量能发生有效碰撞的分子。3）活化分子）活化分子的有效碰撞的有效碰撞2）碰撞时）碰撞时 取向不合适取向不合适1）碰撞时）碰撞时 能量不足能量不足HIHI分子的几种可能的碰撞模式分子的几种可能的碰撞模式注意：某化学反应一定条件下，反应物分子中活化分子百分数是

7、一定的化学反应的碰撞理论4.4.活化能：具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差称为活化能：具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差称为活化能。活化能。活化能活化能活化能活化能 反应的反应的反应的反应的活化能活化能活化能活化能 反应热反应热反应热反应热(焓变焓变焓变焓变)反应物、生成物的能量反应物、生成物的能量与活化能的关系图与活化能的关系图化学反应的碰撞理论问：化学反应速率与活化分子、有效碰撞有什么关系?能能量量反应过程反应过程E1E2反应物反应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变成活化分子变成生成物分子放生成物分子放出的能量出的能量该反应是吸热该反应是吸热反应还是放

8、热反应还是放热反应反应?反应热反应热活化能与活化能与反应热有关吗反应热有关吗?HE1E2活化能越小，活化能越小，普通分子就越普通分子就越容易变成活化容易变成活化分子。分子。化学反应的碰撞理论不发生化学反应不发生化学反应不发生化学反应不发生化学反应无效碰撞无效碰撞无效碰撞无效碰撞普通分子普通分子普通分子普通分子发生化学反应发生化学反应发生化学反应发生化学反应有效碰撞有效碰撞有效碰撞有效碰撞活化分子活化分子活化分子活化分子取向合适取向合适取向合适取向合适取向不合适取向不合适取向不合适取向不合适活活活活化化化化能能能能单位体积内单位体积内活化分子数活化分子数单位体积内单位体积内 分子总数分子总数 活

9、化分子活化分子 百分数百分数 用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响1.1.浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响 影响影响外因外因 单位体积内单位体积内有效碰有效碰撞撞次数次数化学反化学反应速率应速率分子分子总数总数活化分活化分子数子数活化分子百活化分子百分数分数增大浓度增大浓度增加增加增加增加增加增加加快加快不变不变用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响2.2.压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响 影响影响外因外因单位体积内单位体积内有效碰有效碰撞次数撞次数化学反化学反应速率应速率分子总数分子总数 活化分子数活化分子数活化分子活化分子百分数百分数增大压强增大压强增加增

10、加增加增加增加增加加快加快不变不变用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响3.3.温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响升高温度 反应物分子的能量增加单位体积活化分子数增多活化分子的百分数增加 单位时间内有效碰撞次数增多化学反应速率加快用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响4.4.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响催化剂能改变反应的历程改变反应的活化能单位体积活化分子数增多活化分子的百分数增加单位时间内有效碰撞次数增多化学反应速率加快用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响总结归纳影响化学反应速率的外因影响化学反应速

11、率的外因影响因素单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数 活化分子数 活化分子百分数增大反应物浓度 增大压强 升高温度 加催化剂 增加增加不变增加增大增加增加不变增加增大不变增加 增加增加增大增大增加增加增加不变随堂训练1.反应反应C(s，石墨，石墨)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A用纳米用纳米石墨代替普通石墨石墨代替普通石墨B将容器的容积缩小一半将容器的容积缩小一半C保持容积不变，充入保持容积不变，充入Ne使体系压强增大使体系压强增大D保持压强不

12、变，充入保持压强不变，充入Ne使容器容积增大使容器容积增大C随堂训练2.2.下列说法错误的是（下列说法错误的是（）碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应活化分子间的碰撞一定是有效碰撞活化分子间的碰撞一定是有效碰撞催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加A A B B C C D DB随堂训练3.某实验探究小组研究

13、某实验探究小组研究340 K时时N2O5的分解反应：的分解反应：2N2O5 4NO2O2。该。该小组同学根据表中的实验数据绘制下图。下列说法中正确的是小组同学根据表中的实验数据绘制下图。下列说法中正确的是()A曲线曲线是是N2O5的变化曲线的变化曲线B曲线曲线是是O2的变化曲线的变化曲线CN2O5的浓度的浓度逐渐减小，反应速率越小逐渐减小，反应速率越小DO2的浓度逐渐增大，反应速率越大的浓度逐渐增大，反应速率越大t/min01234c(N2O5)/molL10.1600.1140.0800.0560.040c(O2)/molL100.0230.0400.0520.060C随堂训练5在一密闭容器

14、中，充入1 mol N2和3 mol H2，并在一定温度和压强条件下，使其发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol。(1)若保持容器容积不变，再向其中充入1 mol N2，反应速率会 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)，理由是 。(2)若保持容器容积不变，再向其中充入1 mol氩气，反应速率会_，理由是 。(3)若保持容器内气体压强不变，再向其中充入1 mol N2和3 mol H2，反应速率会_，理由是 。(4)使用催化剂，反应速率会_，理由是 。加快增大了反应物的浓度，活化分子数目增多，反应速率加快不变反应物的浓度没有改变，反应速率不变不变在一定温度和压强条件下，气体体积和气体的物质的量成正比，容器的容积增大，反应物的浓度没有改变，反应速率就不会改变加快催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子的百分数，反应速率加快THANKS