2.1.3活化能 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 第三课时 活化能 1 我们知道，浓度、温度、压强及催化剂会影响化学反应速率,这些从宏观上都已得到证实，如何从微观角度解释外界条件对化学反应速率的影响？ 2 一、基元反应与反应机理 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 、 。 1.基元反应 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 。 2.反应机理 2HI―→H2＋2I· 2I·―→I2 反应机理 自由基：带有单电子的原子或原子团。自由基的反应活性很强。 3 一、有效碰撞理论 一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应 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。 3.基元反应发生的先决条件 基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态. 4.过渡态 4 过渡态 终态 始态 反应的过程 A＋B=C是分两个基元步骤完成的 第一步 A＋d→2A 第二步 2A+B→C+d AB＋C→[A…B…C]→A＋BC 反应物　 过渡态　　 产物 以甲烷气相热分解为例 甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—CH3＋H2， 该反应的机理如下： ①CH4→·CH3＋H· ②___________________________ ③CH4＋H·→·CH3＋H2 ④·CH3＋H·→CH4 补充反应②的方程式。 ·CH3＋CH4→CH3—CH3＋H· 自由基反应过程：链引发、链传递、链终止 链传递：有自由基和乙烷生成 反应历程-以甲烷和氯气反应为例 自由基反应过程： 链引发、 链传递、 链终止。 反应机理—中间体，催化剂的判断 在催化循环反应体系中： 催化剂 直接和原料反应 反应前后存在，反应过程中不存在 中间体 可循环再生 只在反应过程中出现 “入环”为反应物 “出环”为生成物 习题练习 1.利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示： (1)X是__________。 N2、H2O (2)题述历程的总反应为___________________________________。 2NH3＋NO＋NO2 === 2N2＋3H2O 催化剂 (3)由反应历程可知，[(NH4)(HNO2)]＋是该反应的___________。 中间产物 二、有效碰撞理论 有效碰撞发生的条件 反应物分子必须具有一定的能量 合适的取向 能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 力道不足 取向不对 力道、取向恰好 10 二、有效碰撞理论 活化分子和活化能 发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子 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，叫做反应的活化能 活化分子 活化能 11 活化分子高出反应物分子平均能量的部分 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 ΔH 0 具有足够的能量 能发生有效碰撞的分子 4、反应过程 反应物分子 活化分子 有效碰撞 生成物分子 活化能 合适的取向 二、有效碰撞理论 对于可逆反应而言，E1和E2还有什么其他含义？ 活化能的大小决定了化学反应的难易！活化能越小，一般分子成为活化分子越容易， 则活化分子越多，则单位时间内的有效碰撞越多，则反应速率越快。 能量 反应物 生成物 反应过程 正反应的活化能 E1 E1-E2 反应热 逆反应的活化能 E2 13 14 三、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 结合碰撞理论，探讨外因的改变影响化学反应速率的原因： 反应物本身的性质 活化能的大小 单位体积内活化分子的多少 单位时间内有效碰撞次数的多少 化学反应速率快慢 决定 决定 决定 决定 内 因 外 因 15 1、浓度对反应速率的影响 三、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 活化分子 其他条件不变时 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% 增大反应物浓度 浓度增大 单位体积内 分子总数增多 单位体积内 活化分子数增多 单位时间内 有效碰撞次数变多 反应速率加快 浓度不影响活化分子百分数 16 2、温度对反应速率的影响 三、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 温度升高 活化分子百分数增大 单位体积分子总数不变， 而单位体积活化分子数增多 单位时间内 有效碰撞次数变多 反应速率加快 一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍 17 反应过程 生成物 反应物 反应热 E1 E2 活化分子 加了催化剂 没加催化剂 能量 E3 其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程，降低反应活化能，单位体积内活化分子数目增多，单位体积内活化分子百分数增多，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率增大。 3、催化剂对反应速率的影响 三、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 18 4、压强对反应速率的影响 三、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 气体P↑，V体↓，气体浓度↑ 即单位体积内反应物分子总数↑ 单位体积内 活化分子数↑ 有效碰撞次数↑ v ↑ 压强不影响活化分子百分数 19 有没有活化能为0的化学反应？ 案例1：AgNO3溶液与NaCl溶液混合。 离子间的反应瞬间完成 可看作活化能为0 案例2：在高空50~85Km的大气层，平均温度只有-50℃，存在大量自由原子之间的反应，不需要活化能的推动。 反应活化能为0的反应： 自由移动的原子或离子之间的反应 20 增大反应物浓度 单位体积内 活化分子数增大 (活化分子百分数不变) 增大气体压强 单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多 增大化学反应速率 单位体积内活化分子和 活化分子百分数增大 升高温度 (体系能量升高) 催化剂 (活化能降低) 【注意】还有许多改变化学反应速率的方法：如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。 22 冲刺时间分辨技术 飞秒激光器 23 FormatFactory : www.pcfreetime.com $$