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

该高中化学课件聚焦活化能及反应速率影响因素，以“浓度、压强等如何影响反应速率”设问导入，通过基元反应、反应历程、有效碰撞理论等，构建从宏观现象到微观机理的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于融合科学思维，通过HI分解碰撞示意图、H₂和O₂反应历程分析等实例，结合催化剂能量变化图示，引导学生基于微观模型推理宏观现象。课堂练习与飞秒化学扩展结合，助力学生深化理解，教师可借助系统资源提升教学效果。

第三课时　活化能 第二章化学反应速率与化学反应平衡 选择性必修１ 第一节 化学反应速率 浓度、压强、温度及催化剂等因素，是如何化影响学反应速率的呢？ 一、基元反应与反应历程 1. 基元反应 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。每一步反应都称为基元反应。 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。 例如：反应2HI ＝ H2+I2 第一步：2HI →H2+2I· 第二步：2I· →I2 基元反应 基元反应 自由基 带有单电子的原子或原子团叫自由基 注：自由基反应活性很强，寿命极短。 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。 例１.以2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)为例分析 决定反应顺利进行的关键！ 化学反应是有条件的！ ２同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同 ３.反应历程的差别造成了化学反应速率的不同 ４.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 １.反应不同，反应历程也不相同 对反应历程理解 任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为 1 mol/L 时，在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到 1028 次。如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。 气体分子的碰撞频率 [思考]分子间发生怎样的碰撞，才会发生化学反应？ 示例：HI 分解反应中分子碰撞示意图 HI HI HI HI HI HI HI HI H2 I2 HI HI 能量不足，碰撞 无法发生反应 取向不对，碰撞 无法发生反应 有效碰撞， 发生反应 发生碰撞的分子具有较高的能量 活化分子 分子在一定方向上发生碰撞 合理取向 ２.必须满足两个条件 二、有效碰撞理论 1．概念：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞 三、化分子与活化能 1、活化分子：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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。 能够发生有效碰撞的分子 E1 E2 活化分子变成生成物分子放出的能量（逆反应活化能） 能量 反应物 生成物 反应过程 ΔH 活化分子 E1：正反应的活化能 反应热（△H）＝E1﹣E2： 具有足够能量 活化分子百分数 = ×100% 活化分子数 反应物分子总数 活化能 活化分子 活化能作用： 活化能与化学反应难易的关系是　　　　　　　　　　　　　　。 活化能高，反应难； 活化能低，反应易。 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关 使反应物活化，从而启动反应或改变反应速率 解释温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 升高温度 → 活化分子百分数______ → 单位体积内分子总数______ → 活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 不变 增多 增多 增大 减慢 增大 其它条件不变时 增大反应物浓度 活化分子 解释浓度对化学反应速率的影响 反应物浓度增大 → 反应物中活化分子百分数______ → 单位体积内分子总数_____ → 活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 不变 增多 增多 增多 增大 减慢 解释压强对化学反应速率的影响（一） 容器的容积不变 压缩体积或充入气态反应物 活化分子 增大压强（压缩体积） → 反应物中活化分子百分数______ → 单位体积内活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 不变 增多 增多 增大 减慢 解释压强对化学反应速率的影响（二） 活化分子 容器内压强不变 充入非反应气体 增大压强（充入非反应气体） → 反应物中活化分子百分数______ → 单位体积内活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______。 不变 减少 减少 减少 解释压强对化学反应速率的影响（三） 活化分子 容器的容积不变 充入非反应气体 容积不变（充入非反应气体） → 反应物中活化分子百分数______ → 单位体积内活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 不变 不变 不变 不变 不变 【例２】在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g) 　 Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)。 (1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)　　　　， (2)保持容器的容积不变，增加水蒸气的通入量　　　　， (3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气　　　　， (4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气　　　　　。　 高温 不变 变大 变小 不变 为什么催化剂对化学反应速率有显著影响？ 能量 反应物 生成物 活化分子 反应过程 活化能 E1 E2 加入催化剂 → 活化分子百分数______ → 单位体积内活化分子总数______ → 单位时间内有效碰撞次数______ → 反应速率______；反之，反应速率_______。 增多 增多 增大 减慢 增大 催化剂改变反应历程，活化能降低，并不改变反应热。 降低活化能 催化剂的特性 催化剂具有选择性，不同反应有不同的催化剂 01 可逆反应中催化剂对正、逆反应的速率改变程度相同 02 催化剂有一定的活化温度，不同催化剂的活化温度不同 03 １.固体表面积越大，化学反应速率越大。 其他因素对化学反应速率的影响 光辐照 电弧 放射线辐照 强磁场 超声波 高速研磨 向反应体系输人能量，都有可能改变化学反应速率 ２.形成原电池：可以增大氧化还原反应的反应速率。 ３.其它方法： 对于基元反应（aA（g） + bB（g） → 产物），化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。 五、化学反应的速率常数和速率方程 速率方程为 v = kCa(A)Cb(B)，式中的 k 称为速率常数，受温度影响。 1．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) C 课堂练习 ２.下列说法错误的是（ ） ①具有较高能量有适当取向的碰撞，才能发生化学反应。 ②发生有效碰撞的分子都是活化分子。 ③活化分子间的碰撞都是有效碰撞。 ④水溶液中的化学反应的活化能都接近于0。 ⑤反应热△H=正反应的活化能—逆反应的活化能。 ⑥活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量。 A.①④ B.③④⑦ C.④⑤⑥ D.②⑤ B 3．一定条件下，容积为2 L的密闭容器中，将2 mol L气体和3 mol M气体混合，发生如下反应：2L(g)＋3M(g)=xQ(g)＋3R(g)，10 s末，生成2.4 mol R，并测得Q的浓度为0.4 mol· L－1。计算： (1)10 s末L的物质的量浓度为____________。 (2)前10 s内用M表示的化学反应速率为________________。 (3)化学方程式中x值为________。 (4)在恒温恒容条件下，往容器中加入1 mol氦气，反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。 (5)在恒温恒压条件下，往容器中加入1 mol氦气，反应速率________。 0.2 mol·L－1 0.12 mol·L－1·s－1 1 不变 减小 课堂小结 [知识扩展]飞秒化学 飞秒化学是物理化学的一支，研究在极小的时间内化学反应的过程和机理。这一领域涉及的时间间隔短至约千万亿分之一秒，即1飞秒(fs， 1 fs=10-15 s) 。在这个极小的时间段里，产生的飞秒激光可以用于检测分子、原子、离子的结构、组成、运动等形成飞秒检测范畴。 始态、过渡态、终态 飞秒激光器 冲刺时间分辨技术 扬帆起航 追梦之旅绘就璀璨星河 $