第二章 第一节 第3课时 活化能-2022-2023学年高二新教材化学选择性必修1【步步高】学习笔记（人教版）京津辽粤浙渝鄂苏云晋皖黑吉桂贵甘赣豫新

第3课时　活化能 [核心素养发展目标]　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。2.能用简单碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响，体会理论模型的建构过程，强化模型认知意识。 一、有效碰撞理论 1．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。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2．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。 3．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 4．有效碰撞 5．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 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。 6．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 (1)当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应(　　) (2)活化分子间的碰撞一定是有效碰撞(　　) (3)活化分子间每次碰撞都发生化学反应(　　) (4)能发生有效碰撞的分子必须具有足够高的能量(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√ 活化能大的反应为什么不容易发生？ 提示　活化能大时，反应物分子不容易成为活化分子，很少发生有效碰撞，反应不易发生。 1．一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．该反应历程共分4步进行 C．第3步的正反应活化能最小 D．第二步反应的ΔH2小于第三步反应的ΔH3 答案　D 解析　该反应反应物的总能量小于生成物的总能量，故为吸热反应，A正确；该反应4个H原子逐步失去，故共分4步进行，B正确；由图像可知，第二步反应的ΔH2大于0，第三步反应的ΔH3小于0，故ΔH2大于ΔH3，D错误。 2．下列说法不正确的是(　　) A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成，而且温度对其反应速率几乎没有影响 D．图甲中所示反应为放热反应 答案　B 二、有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 1．浓度 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增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 2．压强 增大压强→气体体积缩小→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增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 3．温度 微观解释：升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 4．催化剂 使用催化剂→改变了反应的历程(如图)，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率加快。 (1)活化能大的反应一定是吸热反应(　　) (2)有效碰撞次数多，反应速率快(　　) (3)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化(　　) (4)只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 1.反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C。反应过程的能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。按要求回答下列问题： (1)整个反应中ΔH＝ 。 (2)使用催化剂 (填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。 (3)三种化合物中 最稳定。 答案　(1)E1－E2＋E3－E4　(2)不能　(3)C 2．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题： (1)降低反应活化能的是 (填序号，下同)。 (2)增加活化分子百分比的是 。 (3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是 。 (4)增加单位体积内活化分子数的是 。 答案　(1)④　(2)②④　(3)①③　(4)①②③④ 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 1．下列说法不正确的是(　　) A．化学反应都伴随着能量变化 B．温度和催化剂都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率的 C．某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他反应就不一定有催化作用 D．活化能的大小不仅意味着一般分子成为活化分子的难易，也会对化学反应前后的能量变化产生影响 答案　D