2.1.2 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

第二章、化学反应速率和化学平衡 第一节、化学反应速率 第2课时 活化能 思考与交流 分子相互碰撞是引发反应的必要条件。 2.分子间发生化学反应的必要条件是什么？ 1.化学反应的本质是什么？ 反应物中旧化学键的断裂 生成物中新化学键的形成 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 2I∙→I2 例2、HI=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 又称反应机理 一、基元反应与反应历程 2HI→H2+2I∙ 基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。 1、基元反应 一、基元反应与反应历程 ①含义：基元反应构成的反应序列称为反应历程。 基元反应的总和称为总反应。 ②特点：a、反应不同，反应历程不同 b、同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同 ③决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 ④作用：反应历程的差别造就了化学反应速率的不同 （2）反应历程 化学反应是有历程的，化学反应速率与反应历程密切相关。 一、基元反应与反应历程 2、从反应机理角度对化学反应的分类 化学反应 复杂反应 简单反应 由几个基元反应组成的总反应 反应物一步直接转化为反应产物，其总反应就是基元反应 注意;① 对于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·、·OH和O·存在未成对电子，它们称为自由基或自由原子，自由基的反应活性很强，寿命极短。 一、基元反应与反应历程 简单碰撞理论： 1918年，路易斯提出了化学反应速率的简单碰撞理论。该理论认为，反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件。反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。 基元反应发生反应的条件是反应物分子必须发生碰撞 是不是所有的碰撞都能引发反应？ ？思考时间 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 类比一下 碰撞时的取向不合适 有效碰撞 碰撞时的能量不足 为什么分子碰撞时有的能发生化学反应，有的不能发生化学反应？ 二、 有效碰撞理论 1、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞 2、有效碰撞的条件 ②碰撞时要有合适的取向 无效碰撞：不能发生化学反应的碰撞 单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率就越大。 ① 反应物分子必须具有一定的能量 HI HI 能量 普通分子 活化分子 先认识下普通分子与活化分子。 二、 有效碰撞理论 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 二、 有效碰撞理论 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 二、 有效碰撞理论 三、活化分子： 发生有效碰撞的分子必须具有较高能量。这种分子叫做活化分子 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） 活化分子百分数 = ×100% 活化分子数 反应物分子总数 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。 其他条件不变时，同一反应的活化分子百分数是一定的。 四、活化能: 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 该反应是吸热反应还是放热反应? 反应热 活化能与反应热有关吗? 活化分子所多出普通分子的那部分能量E1。 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 活化能作用：使反应物活化，从而启动反应或改变反应速率 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关 推论1: 活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，单位时间内有效碰撞越多，反应速率越快。 推论2: 活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，则反应条件越简单。 活化能与化学反应难易的关系： 活化能高，反应难；活化能低，反应易。 AgNO3溶液与NaCl溶液混合 是否存在活化能接近于0的反应？ 四、活化能: 1、下列说法不正确的是(　　) A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 B．活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需活化能 D．非活化分子也有可能发生有效碰撞 D 一个反应要发生一般要经历哪些过程？ 动脑时间 普通 分子 得到 能量 活化 分子 合理 取向的 碰撞 有效 碰撞 新物质 能量 活化能 五、用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——浓度 增加 增加 增加 加快 不变 应用1：将盐酸滴到碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是 应用2：用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是 A、加热 B、不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸 C、滴加少量CuSO4溶液 D、不用铁片，改用铁粉 √ √ A、盐酸浓度增加一倍，用量减至1/2 B、盐酸浓度不变，使用量增大一倍 C、增大Na2CO3粉末的量 五、用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——压强 增加 增加 增加 加快 不变 五、用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——压强 恒温恒容通入少量惰性气体反应速率如何变化？ Ar 总气压增大 反应物浓度不变 单位体积活化分子数不变 化学反应速率不变 单位时间有效碰撞次数不变 恒温恒压通入少量惰性气体反应速率 如何变化？ 总气压不变 密闭容器体积增大 反应物浓度减小 单位体积活化分子数减小 单位时间有效碰撞次数减小 化学反应速率减小 如果反应物是固体、液体或溶液时，改变压强对它们又有什么影响？ 无影响 3、反应C(s)+H2O(g) == CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 A.增加C的量 B.将容器的体积缩小一半 C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大 D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大 √ √ 五、用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——温度 ——普通分子 ——活化分子 不变 增加 增加 加快 增加 【原因】温度升高 （1）分子获得能量，活化分子百分数提高； （2）分子热运动加快，碰撞频率提高。 五、用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——催化剂 SO2(g)+1/2O2(g) ===SO3(g) 2VO2+1/2O2 = V2O5 SO2+V2O5 = 2VO2+SO3 A B 催化剂能改变反应历程 SO2(g)+ 1/2O2(g) SO3(g) 能量 SO2(g)+ 1/2O2(g) SO3(g) 反应过程 E1 E2 E3 通过改变反应历程降低反应活化能 五、用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响——催化剂 不变 增加 增加 加快 增加 （1）使用适当的催化剂能减少过程中的能耗。 （2）使用催化剂能改变反应速率，但反应热不变。 5、下列关于催化剂的说法，正确的是 A．催化剂能使不起反应的物质发生反应 B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变 C．催化剂能改变化学反应速率 D．任何化学反应，都需要催化剂 √ √ 应用： 1、增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ） 2、对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ） 3、升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ） 4、使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ） A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数 B、增大分子的运动速率而使有效碰撞增加 C、升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加 D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加 A A C D 练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（ ） A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂 D 小结：影响化学反应速率的外因 增加 增加 不变 增加 加快 增加 增加 不变 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 $$