2.1.3活化能-【名课堂精选】2022-2023学年高二化学上学期同步精品课件（人教版2019选择性必修1）

第一节 化学反应速率 第三课时 活化能 第二章 化学反应速率与化学平衡 引课视频：有效碰撞、活化分子和活化能 如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢? 无效碰撞 有效碰撞 力量不够 取向不好 好球！有效碰撞 学习目标 1．知道化学反应是有历程的；认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程，能从控制化学反应速率的角度分析和选择反应条件。 2．能根据简单的碰撞理论说明温度、浓度、催化剂等是如何影响化学反应速率的。体会理论模型的构建过程，强化模型认知意识。 一、有效碰撞理论 基元反应 大多数的化学反应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。 反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 1．基元反应和反应历程 例如： 2HI= H2 + I2 第一步： 2HI → H2+2 I• 第二步： 2I• → I2 自由基：带有单电子的原子或原子团 基元反应发生的条件 ※ 先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 。 反应分子的每一次碰撞都能发生化学反应吗？ ※ 反应物分子必须具有一定的能量； ※ 碰撞时有合适的取向。 通常情况下，当气体的浓度为1 mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到1028次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，反应只需10-5 s就可以完成。换言之，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。 2、有效碰撞 分子不停运动 接触 碰撞 有效碰撞 无效碰撞 能够发生化学反应的碰撞 发生有效碰撞的条件 （1）发生碰撞的分子必须有足够高的能量 （2）分子发生碰撞时必须有合理的取向 推论：某一个化学反应的速率大小与单位时间内分子有效碰撞的次数有关，单位时间内有效碰撞的次数越多，该反应的速率越快。 3、活化分子和活化能 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子 思考：活化分子具有的高能量从何来? 吸收外界能量 （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。 活化分子百分数= 活化分子数 反应物分子数 ×100% 其他条件不变时，同一反应活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。 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 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 反应热 E1：反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量 E1－E2：反应热 ③反应物、生成物的能量与活化能的关系 特别提示：活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。 也可认为逆反应的活化能 ④化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系 反应物分子中活化分子的百分数越大、单位体积内活化分子数越多， 单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 不发生化学反应 无效碰撞 普通分子 发生化学反应 有效碰撞 活化分子 取向合适 取向不合适 活 化 能 单位体积内 活化分子数 单位体积内 分子总数 活化分子 百分数 ＝ × 小结1：有效碰撞理论 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 课堂练习1：下列说法正确的是（ ） ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 ③活化分子比普通分子具有较高的能量 ④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞 ③④⑤ 二：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 课本P26思考与讨论 反应物浓度增大，即单位体积内反应物分子总数增大 单位体积内活化分子数增加 有效碰撞次数增多 反应速率加快 1、浓度（压强）对反应速率的影响 注意：活化分子百分数没变 温度升高 单位体积内活化分子数增多（活化分子百分数增大） 有效碰撞次数增多 反应速率加快 分子活得更高能量 2、温度对反应速率的影响 另一原因：温度升高，分子热运动加快，碰撞频率提高。 3、催化剂对反应速率的影响 使用催化剂 降低活化能 活化分子百分数增大（活化分子数目增多） 有效碰撞次数增多 化学反应速率加快 未使用催化剂时：反应A+B=AB的活化能为Ea 使用催化剂K后：反应分两步（历程改变） 第一步：A+K=AK， 活化能为Eal K是催化剂，前后质量不变；AK是中间产物 第二步：AK+B=AB+K 活化能为Ea2 总反应：A+B=AB 这两个分步反应的活化能都比原来的Ea要小，因此反应速率加快。 又因为Ea1>Ea2,所以第一步是慢反应，第二步是快反应。而整个反应的速率是由慢反应决定的，也叫“决速步骤”。所以第一步的活化能Eal就是在催化剂条件下，