第10讲 有效碰撞理论与基元反应（word讲义）-【帮课堂】2021-2022学年高二化学同步精品讲义（人教选修4）

第10讲 基元反应与有效碰撞理论 知识导航 课前引入 2 mol H2和1 mol O2混合于一个洁净的容器内，已知常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒钟平均碰撞2.355×1010次，如果每一次碰撞都能够引发反应，试想会有什么样的现象？ 如果每一次碰撞都能引发反应，整个容器中的氢气和氧气将在极短的时间内全部变成水。 然而事实并非如此，为什么呢？ 知识精讲 一、基元反应与反应历程 1. 基元反应：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 2. 自由基：带有单电子的原子或原子团叫自由基，如 I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强，寿命极短。 举个例子——碘化氢的分解 总反应：2HI ==== H2 + I2 实际上是经过下列两步基元反应完成的：2HI → H2 + 2I· 2I·→ I2 3. 反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 说明 ①反应不同，反应历程也不相同。 ②同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同。 ③反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 ④对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定。 二、有效碰撞理论 1．有效碰撞的概念：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 2．有效碰撞必须满足的条件： （1）分子具有足够的_______；（即_____分子） （2）分子在碰撞时具有合适的_______。 3．有效碰撞与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率_______。 【答案】能量 活化 取向 越快 三、活化分子与活化能 1. 活化分子：具有足够能量、能够发生_________的分子。 【答案】有效碰撞 说明 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 2. 活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量（逆反应的活化能） E1﹣E2：反应热（△H） 催化剂的作用：降低反应的活化能。 四、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 浓度 压强 反应物浓度增大 → 反应物中活化分子百分数____ → 单位体积内分子总数_____ → 活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 增大压强（压缩体积） → 反应物中活化分子百分数______ → 单位体积内活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 温度 催化剂 升高温度 → 活化分子百分数______ → 单位体积内分子总数______ → 活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 加入催化剂 → 活化分子百分数______ → 单位体积内活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 【答案】不变；增多；增多；增多；增大；减慢 不变；增多；增多；增大；减慢 增大；不变；增多；增多；增大；减慢 增大；增多；增多；增大；减慢 及时小练 下列说法中正确的是__________ ①活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞可能发生化学反应 ③增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多 ④加入反应物，活化分子百分数不变，化学反应速率可能不变 ⑤催化剂能增大活化分子百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率 ⑥有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 【答案】①③④⑤ 五、化学反应的速率常数和速率方程 1. 化学反应速率通常指一定时间内反应的平均速率。 2. 在化学反应进程中，未达平衡时，瞬时反应速率一般是不断变化的。 3. 对于基元反应，化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。 4. 速率常数和速率方程 对于反应： aA + bB + … → 产物 速率方程为 v = k·cx(A)·cy(B)·… ，式中的 k 称为速率常数。 对点训练 题型一：有效碰撞理论 【例1】（2020·邯郸市永年区第一中学高二月考）下列说法正确的是 A．活化分子的每一次碰撞都能够发生化学反应 B．能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子 C．反应物用量增加后