2.1.3 活化能-【化学优课PPT】高中化学选择性必修1同步PPT课件（人教版2019）

第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 化学优课PPT 授课教师： 第3课时 活化能 人教版 选择性必修第一册 学习目标 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。 01 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。 02 能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。初步形成探究化学规律的思路与方法，发展创造性体验和想象创新能力。 03 活化能 目录 Contents 0 0 1 课程导入 0 0 2 新课讲解 0 0 3 课堂练习 0 0 4 课堂总结 课程导入 课程导入 温度 浓度 催化剂 压强 其他 温度越高， ν 越快，温度每升高10℃，反应速率通常增加2 ~ 4倍 增大反应物的浓度，加快 ν ； 催化剂可改变 ν 有气体参加的反应： 增大压强（减小容器容积）， ν 加快 增大反应物的表面积（即粉碎）， ν 加快 形成原电池，通常能 加快 ν 影响化学反应速率的因素 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? 【知识回顾】 活化能 课程导入 2mol H2和1mol 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？ 极短时间内 2 mol H2、 1 mol O2 如果每一次碰撞都能引发反应，整个容器中的H2和O2将在极短的时间内全部变成H2O。 活化能 课程导入 然而事实并非如此，为什么呢？ 研究发现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。要发生反应，对于碰撞也是有要求的。 分步进行 时间 活化能 新课讲解 NEW LECTURE 有效碰撞理论 活化分子与活化能 化学反应速率与碰撞理论关系 有效碰撞理论 1. 基元反应和反应机理 自由基 带有单电子的原子或原子团 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 基元反应：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。 2HI→H2+2 I∙ 2I∙→I2 例如：2HI=H2+I2，实际上是经过下列两步反应完成的： 基元反应 基元反应 反应历程 或反应机理 活化能 有效碰撞理论 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。 反应历程(反应机理)： 再比如总反应：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) 每一步反应称为基元反应 1. 基元反应和反应机理 自由基 再次强调反应物的分子必须发生碰撞。 活化能 有效碰撞理论 是不是所有的碰撞都能引发反应？ ？思考与交流 实际并非如此 看看下图，找找原因 力量不够 取向不好 好球！有效碰撞 活化能 有效碰撞理论 类比一下 碰撞时能量不足 碰撞时取向不合适 有效碰撞 活化能 事实： 任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1 mol·L－1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化学反应的话，化学变化只需10-5s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。这说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生化学反应。我们把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 有效碰撞理论 活化能 有效碰撞理论 2. 有效碰撞 分子不停运动 接触 碰撞 有效碰撞 无效碰撞 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适的取向。 有效碰撞的频率越高，反应速率越快 碰撞时能量不足 碰撞时取向不合适 有效碰撞 能够发生化学反应的碰撞。 活化能 活化分子与活化能 发生化学反应时，有一部分化学键断裂，又有新化学键形成。 断键需要克服成键原子间的吸引力，形成新化学键又要克服原子间价电子的排斥作用，这就需要发生反应的分子必须具有足够的最低能量Ea, 才有可能越过“能垒”，最终导致反应的发生。 Ea E ≥ Ea 活化能 活化分子与活化能 具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子 1. 活化分子 （1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子； （2）活化分子的碰撞不一定是有效碰撞(由于取向问题) （3）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。 （4）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。 注意事项 活化能 活化分子与活化能 活化分子具有的高能量从何来?