2.1.3 活化能 碰撞理论-【精美课件】2023-2024学年高二化学同步精美课件（人教版2019选择性必修1）

新 教 材 第二章 化学反应速率与化学平衡 化学反应速率 第一节 第3课时 活化能 有效碰撞 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？ 引入新课 极短时间内 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？ 引入新课 绝大多数的化学反应，并不是简单一步就完成的， 而是经过多个反应步骤。 化学反应是有历程的！ 要发生反应，对于碰撞也是有要求的。 4 一、有效碰撞理论 【思考】 (1)有效碰撞？(2)活化分子？(3)活化能？ 阅读课本P25--26 ——三、活化能 2HI==H2＋I2 ①2HI → H2＋2I· ② 2 I· → I2 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 自由基 带有单电子的原子或原子团 分两步 注意： ①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。 ②微粒H·、O·、I·和·OH 等存在未成对电子，它们称为自由基(H·和O·、I·也称为自由原子)。自由基反应活性很强，寿命极短。 2．基元反应发生的条件 是什么启动了“基元反应” ？ ※ 先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 。 要发生反应，对于碰撞也是有要求的。 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。 一、有效碰撞理论 ——有效碰撞 ※ 反应物分子必须具有一定的能量； ※ 碰撞时有合适的取向。 8 3.有效碰撞: 一、有效碰撞理论 HI HI 能量（活化能） 普通分子 活化分子 先认识下普通分子与活化分子。 普通分子间的碰撞，无法发生化学反应。 看看普通分子间的碰撞 活化分子间的碰撞， 可能发生化学反应。 看看活化分子间的碰撞 I2 H2 发生有效碰撞的条件 发生有效碰撞的条件 ①发生碰撞的分子具有较高的能量 有效碰撞 ②分子有合适取向 活化分子 HI分解反应中分子碰撞示意图 碰撞时能量不足 碰撞时取向不合适 有效碰撞 活化分子 类比：投篮 ①运动员具有足够的力量；②应有合适的取向 力度不够， 球挨不到篮 力度足够， 投篮方向不对， 也进不了球 力度足够， +合适的取向， 球落入篮筐。 14 如果分子间能够发生化学反应： 1. 反应物分子必须相互碰撞； 2. 碰撞分子必须具有足够的能量 3. 活化分子碰撞时，必须有合适的取向 活化分子 前提 一、有效碰撞理论 3.有效碰撞: 能够发生化学反应的碰撞。 化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。而反应物分子间的碰撞只有少数导致化学反应的发生，多数碰撞不能导致反应的发生，是无效碰撞。 研究发现，只有既具有足够能量又有合适取向的分子碰撞，才是有效碰撞。 15 4.活化分子: (比普通分子能量高) 能够发生有效碰撞的分子 解 析： [类比于班上的活跃份子] 活化分子之所以能够发生有效碰撞，是由于他们的能量高，发生碰撞时能够克服相撞分子间的排斥力，并且破坏分子内部“化学键”，从而导致反应物旧键断裂，重新组合成新的化学键，形成生成物分子，发生化学反应。 问题：活化分子具有的高能量从何来? ①吸收外界能量(如加热、光照等) ②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： 即活化分子在反应物中所占的个数百分比 活化分子百分数= 活化分子数 分子总数 ×100% A%= N活 N总 ×100% N活= N总× A% 表达式: 或 4、活化分子: (比普通分子能量高) 能够发生有效碰撞的分子 解 析： [类比于班上的活跃份子] 活化分子之所以能够发生有效碰撞，是由于他们的能量高，发生碰撞时能够克服相撞分子间的排斥力，并且破坏分子内部“化学键”，从而导致反应物旧键断裂，重新组合成新的化学键，形成生成物分子，发生化学反应。 5.活化能: 此为放热反应 △H = E1 - E2 < 0 E1：反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出能量 (即形成新键释放的能量E放) (即断开旧键吸收的能量E吸) 活化能 也可认为逆反应的活化能 4.活化分子: (比普通分子能量高) 能够发生有效碰撞的分子 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 18 (1)不同的化学反应 所需的活化能差别很大