内容正文:
(一)活化能与有效碰撞
基元反应与反应历程 基元
反应 一个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。基元反应反映了反应历程。反应历程又称反应机理。如2HI===H2+I2是依次发生两步基元反应完成的:2HI―→H2+2I·,2I·―→I2
自由基 带有________的原子或原子团叫自由基,如上述反应历程中的I·
单电子
有效碰撞与活化能 有效
碰撞 我们把能够发生化学反应的碰撞叫做___________
有效碰撞必须具有的条件:一是反应物分子必须具有一定的_______,二是碰撞时有合适的______
活化
分子 发生__________的分子必须具有足够的能量,这种分子叫做活化分子
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有效碰撞
能量
取向
有效碰撞
有效碰撞与活化能 活化能 _________具有的平均能量与____________具有的平均能量之差。
图解:
解释化学反应的过程
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活化分子
反应物分子
[微拓展]
碰撞理论
碰撞理论是一种较直观的反应速率理论。该理论认为,反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应。反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。
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(二)由有效碰撞理论解释外因对反应速率的影响
浓度 当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,单位时间内有效碰撞的次数_____,化学反应速率增大
温度 当其他条件相同时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增加了反应物分子中活化分子的_______,使得单位时间内有效碰撞的次数增加,因而化学反应速率增大
增加
百分数
压强 对于有气体参加的化学反应,其他条件不变时,增大压强相当于增大了浓度,所以,增大压强→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞次数增多→反应速率加快
催化剂 催化剂能改变反应历程,改变反应的_______,增大了单位体积内反应物分子中活化分子的数目,从而改变反应速率
其他
因素 通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率
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活化能
[微点拨]
①改变活化分子百分数的条件有改变温度和催化剂。
②催化剂可以降低活化能,不改变反应热(ΔH)。
③催化剂对反应有选择性。
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————————[新知探究(一)]——————————————
活化能与反应历程
——————————————————[归纳与论证能力]————
[典例导引]
[典例] 已知1 mol H2O2分解放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理如下:
①H2O2+I-―→H2O+IO- 慢
②H2O2+IO-―→H2O+O2+I- 快
下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A.当该反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2
B.H2O2的分解速率主要是由反应②决定的
C.IO-是该反应的催化剂
D.催化剂的加入改变了该反应的反应热
[解析] 当反应放出98 kJ的热量时消耗1 mol H2O2,会生成0.5 mol O2,A正确;化学反应速率由慢反应决定,B错误;该反应的催化剂是I-,C错误;催化剂降低反应的活化能,使活化分子百分数增大,从而加快化学反应速率,但不影响反应热,D错误。
[答案] A
[生成认知]
化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系
活化能大小主要是由反应物本身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能,如加入催化剂),即反应物本身的性质影响着化学反应所需的活化能,从而影响化学反应速率的大小。例如:活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化分子的百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞次数多→化学反应速率大。
汽车尾气的净化
汽车尾气给环境带来的问题日益凸显,解决污染问题
成为一项重要的课题。目前,汽车尾气系统中均安装了催
化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NOx在催化
剂的作用下发生反应,生成CO2和N2。其实,催化剂是改变
化学反应速率最有效的手段之一。据统计,90%以上的化学
工业涉及的化学反应都使用催化剂,使用催化剂可以带来巨大的经济效益。
[跟踪训练]
1. [双选]已知反应2NO+2H2===N2+2H2O的速率方程为v=kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数),其反应历程如下:
①2NO+H2―→N2+H2O2 慢
②H2O2+H2―→2H2O 快
下列说法不正确的是 ( )
A.增大c(NO)或c(H2),均可提高总反应的反应速率
B.c(NO)、c(H2)增大相同