2.1.3活化能 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一节 化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 第三课时 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？ 引入 基元反应与反应历程 基元反应 从微观上看，反应物分子一般总是经过若干个简单的反应步骤才最终转化为产物分子的。能够一步完成的反应都称为一个基元反应。 例如：反应 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。 反应历程 反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经过的全部基元反应，反应历程又称反应机理。 基元反应与反应历程 反应历程 反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，反应历程又称反应机理。 决速步 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 碰撞理论与活化能 基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞 但并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 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？ 然而事实并非如此，为什么呢？ 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。 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。 碰撞理论与活化能 有效碰撞？ 碰撞理论与活化能 有效碰撞理论 (1)基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞 但并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 (2)有效碰撞 ①概念：能够发生化学反应的碰撞 力量不够 取向不对 好球，有效碰撞 碰撞理论与活化能 碰撞理论与活化能 有效碰撞理论 (1)基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞 但并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 (2)有效碰撞 ①概念：能够发生化学反应的碰撞 ②条件：足够的能量；合适的取向 能量不足 取向不合适 有效碰撞 HI HI 能量（活化能） 普通分子 活化分子 普通分子与活化分子。 碰撞理论与活化能 10 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 碰撞理论与活化能 11 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 碰撞理论与活化能 12 能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高能量。 辨析 能发生有效碰撞的分子一定是活化分子。 但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，还与碰撞的角度有关。（碰撞时的取向合不合适） 碰撞理论与活化能 活化分子 13 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 反应物分子的平均能量 生成物分子的平均能量 活化分子的平均能量 正反应的活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 反应热 逆反应的活化能 碰撞理论与活化能 活化能 14 用有效碰撞理论来讨论一下：化学反应发生的条件？ 单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快。 碰撞理论与活化能 活化分子 其他条件不变时，同一反应的活化分子百分数是一定的。 而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比 活化分子百分数 = ×100% 活化分子数 反应物分子总数 碰撞理论与活化能 16 用碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 碰撞理论 其它条件不变时 增大反应物浓度 活化分子 分子总数:20 活化分子数:6 活化分子百分数:30% 分子总数:10 活化分子数:3 活化分子百分数:30% 其它条件相同时，增大反应物浓度 单位体积内活化分子数增加 （活化分子百分数不变） 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 解释浓度对化学反应速率的影响 其它条件不变时 升高温度 活化分子 其它条件相同时，升高温度 单位体积内活化分子数增加（活化分子百分数增加） 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 解释温度对化学反应速率的影响 反应物分子的能量增加 分子总数:10 活化分子数:3 活化分子百分数:30% 分子总数:10 活化分子数:7 活化分子百分数:70% 其它条件相同时，增大压强 单位体积内活化分子数增加 （活化分子百分数不变） 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 其它条件不变时 增大压强 活化分子 解释压强对化学反应速率的影响 分子总数:10 活化分子数:3 活化分子百分数:30% 分子总数:10 活化分子数:3 活化分子百分数:30% 对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加反应物各气体物质的浓度。 观察下图，思考：为什么催化剂对化学反应速率有显著影响？ 解释催化剂对化学反应速率的影响 研究表明，催化剂可以改变反应历程，降低反应的活化能。 使用催化剂 单位体积内活化分子数目增加， （活化分子百分数增加） 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 反应活化能降低 解释催化剂对化学反应速率的影响 条件变化 分子 总数 活化分子数目 活化分子百分数 单位体积内活化分子数目 单位时间/体积内有效碰撞次数 化学反应速率 增大 浓度 增大 压强 升高 温度 使用 催化剂 增加 增加 不变 增加 增加 增大 增大 增大 增大 不变 不变 不变 增加 增加 不变 增加 增加 不变 增加 增加 增加 增加 增加 增加 碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 光辐照 电弧 放射线辐照 强磁场 超声波 高速研磨 总之，向反应体系输人能量，都有可能改变化学反应速率 其他因素对化学反应速率的影响 $$