第二章 第一节 第3课时 活化能-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（人教版 单选）

该高中化学课件聚焦活化能核心内容，涵盖基元反应、有效碰撞理论等知识点。通过任务驱动导入，从化学反应速率宏观现象过渡到微观反应历程，以前期反应速率概念为基础，搭建“基元反应-决速步骤-活化能”学习支架，结合交流研讨衔接知识。 其亮点是以科学思维和模型认知为核心，通过有效碰撞理论模型建构、基元反应机理探析等实例强化证据推理。采用任务链设计，学生深化微观探析能力，教师可利用多样化例题提升教学效率，助力核心素养培养。

第3课时　活化能 　 第二章　第一节　化学反应速率 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.能用有效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。 学习目标 任务一　基元反应与反应历程 1 任务二　有效碰撞理论 2 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务一　基元反应与反应历程 返回 新知构建 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______反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生______。 2.自由基：带有单电子的原子或原子团叫自由基，如I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强，寿命极短。 3.反应机理：先后进行的__________反映了化学反应的反应历程，反应历程又称__________。 4.基元反应发生的先决条件：基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生______，但是并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。 基元 碰撞 基元反应 反应机理 碰撞 H2(g)＋I2(g) ⥫⥬2HI(g)，它的反应历程可能是如下两步基元反应：①I2⥫⥬I·＋I·(快)　②H2＋2I·⥫⥬2HI(慢)，那么它的反应速率由第几步决定？ 提示：慢反应为整个反应的决速步骤。 交流研讨 应用评价 1.由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现： ①Ce4＋＋Mn2＋Ce3＋＋Mn3＋； ②Ce4＋＋Mn3＋Ce3＋＋Mn4＋； ③Ti＋＋Mn4＋Ti3＋＋Mn2＋。 由此可知： (1)该反应的总反应的方程式为____________________________。 (2)该反应的催化剂是_______。 2Ce4＋＋Ti＋2Ce3＋＋Ti3＋ Mn2＋ 催化剂是在化学反应里能改变反应物的化学反应速率(既能提高也能降低)，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。从三个反应可以看出Ce4＋最终变为Ce3＋，Ti＋变为Ti3＋，Mn2＋没变，故为催化剂。 2.甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4CH3—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＋CH4CH3—CH3＋H· 烷烃的热解反应是典型的自由基反应，自由基反应一般经历链引发、链传递、链终止的过程，故第二步反应属于链传递环节，产物中还有自由基生成，且生成物有乙烷，故确定第②步基元反应为·CH3＋CH4CH3—CH3＋H·。 3.据文献报道，我国学者提出O2氧化HBr生成Br2的反应历程如图所示。 用化学用语表示三步基元反应的历程： 反应①：____________________________。 反应②：____________________________。 反应③：____________________________。 HBr＋O2HOOBr HOOBr＋HBr2HOBr HBr＋HOBrH2O＋Br2 返回 任务二　有效碰撞理论 返回 新知构建 1.有效碰撞 (1)概念：把能够发生化学反应的碰撞叫做__________。 (2)条件：具有足够的______；具有合适的______。 (3)与反应速率的关系：单位时间内，单位体积内，有效碰撞的频率越高，则反应速率越____。 有效碰撞 能量 取向 快 2.活化能和活化分子 (1)活化分子：把能够发生__________的分子叫做活化分子。 (2)活化能：活化分子具有的__________与反应物分子具有的__________之差，叫做反应的活化能。 (3)活化分子的特点：活化分子具有比普通分子(非活化分子)更高的能量，活化分子在碰撞后有可能使原子间的化学键断裂从而导致化学反应的发生。 (4)反应物、生成物的能量与活化能的关系图 E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也可认为是逆反应的活化能 E1－E2：反应热，即ΔH＝E1－E2 有效碰撞 平均能量 平均能量 3.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 应用评价 1.判断正误 (1)活化能大的反应一定是吸热反应。 提示：错误；吸热反应的判据与活化能大小无关。 (2)发生有效碰撞的分子一定是活化分子。 提示：正确。 (3)有效碰撞次数越多，反应速率越快。 提示：错误；单位体积，单位时间内，有效碰撞次数越多，反应速率越快。 (4)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化。 提示：错误；催化剂能降低反应所需的活化能，但不能改变ΔH。 (5)只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞。 提示：错误；活化分子之间发生的碰撞才有可能是有效碰撞。 2.下列关于有效碰撞理论的说法正确的是 A.催化剂在化学反应过程中参与了反应，使活化分子百分数增大，反应速率加快 B.增大浓度，活化分子百分数增大，反应速率加快 C.升高温度，反应的活化能降低，反应速率加快 D.增大压强，所有反应的有效碰撞概率增大，反应速率加快 √ 催化剂降低了反应活化能，一些普通分子成为了活化分子，活化分子百分数增大，反应速率加快，故A正确； 增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，反应速率加快，但不会增大单位体积内活化分子的百分数，故B错误；升高温度并不能降低活化能，而是部分普通分子获得能量转化为活化分子，导致活化分子百分数增大，有效碰撞几率增大，从而使化学反应速率提高，故C错误；压强改变只对有气体参加的反应有影响，若反应中无气体参与，改变压强反应速率不变，故D错误。 返回 随堂演练 返回 √ 催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，但不能增大反应物分子的能量，故A错误；升高温度，可使更多普通分子转化为活化分子，增大反应物分子的能量，可增加活化分子百分数，加快化学反应的速率，故B正确；增大反应物浓度不能增大反应物分子的能量，故C错误；增大压强不能增大反应物分子的能量，故D错误。 1.既能增大反应物分子的能量，又能加快反应速率的措施是 A.使用催化剂 B.升高温度 C.增大反应物浓度 D.增大压强 √ 2.如图所示是298 K时，A2与B2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是 A.加入催化剂，反应热发生改变 B.该反应为吸热反应 C.逆反应的活化能大于正反应的活化能 D.该反应的ΔH＝(b－a) kJ/mol 加入催化剂改变反应的活化能，但是不改变反应热，A错误；由图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，反应为吸热反应，B正确；a为正反应的活化能，b为逆反应的活化能，所以逆反应的活化能小于正反应的活化能，C错误；由图可知，反应吸热焓变为正值，该反应的ΔH＝＋(a－b) kJ/mol，D错误。 √ 3.一定条件下，向某密闭容器中充入1 mol HI，发生反应：2HI(g) ⥫⥬ H2(g)＋I2(g)　ΔH＞0，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：①2HI2H·＋2I·　ΔH1　②2I·I2　ΔH2，下列分析不正确的是 A.ΔH1＞0、ΔH2＜0 B.n(HI)＋2n(I2)＝1 mol C.活化分子只要发生碰撞就能发生反应 D.升高温度，反应速率增大，因为活化分子百分含量增大 基元反应①是断裂化学键的过程，反应吸热，ΔH1＞0，基元反应②是形成化学键的过程，反应放热，ΔH2＜0，故A正确； 向密闭容器中充入1 mol HI，反应前后碘原子总数不变，故n(HI)＋2n(I2)＝1 mol，故B正确；只有活化分子发生有效碰撞，才能发生化学反应，故C错误；通常情况下，升高温度单位体积内活化分子百分含量增大，活化分子碰撞几率增大，导致化学反应速率增大，故D正确。 4.我国科学家研究了不同含金化合物催 化乙烯加氢C2H4(g)＋H2(g)C2H6(g)　 ΔH＝a kJ·mol－1的反应历程如下图所示， 下列说法正确的是 A.1 mol C2H4(g)与1 mol H2(g)具有的能量之和小于1 mol C2H6(g)的能量 B.过渡态物质的稳定性：过渡态1＞过渡态2 C.该反应的焓变：ΔH＝－129.6 kJ·mol－1 D.相应的活化能：催化剂AuF＜催化剂AuP √ 由题图可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，故A错误；由题图可知，过渡态1的相对能量高于过渡态2，物质的能量越高，越不稳定，所以过渡态1的稳定性小于过渡态2，故B错误；由题图可知，反应的焓变ΔH＝－0－(－129.6 kJ·mol－1)＝－129.6 kJ·mol－1，故C正确；由题图可知，使用催化剂AuF、催化剂AuP时活化能分别为 109.34 kJ·mol－1、26.3 kJ·mol－1，则催化剂AuF相应的活化能大于催化剂AuP，故D错误。 返回 课时测评 返回 √ 题点一　活化分子与有效碰撞理论 1.下列关于反应历程的说法正确的是 A.一个化学反应的反应历程是固定的 B.所有的化学反应都是由很多基元反应组成的 C.反应物的结构和反应条件决定反应历程 D.简单反应的反应速率一定比复杂反应的速率快 同一个化学反应在不同条件下反应历程可能不同，故A错误；有些化学反应就是基元反应，即只有一步反应就能完成，故B错误；反应物的结构和反应条件决定反应历程，C正确；反应历程的差别造成了反应速率的不同，但简单反应的反应速率不一定比复杂反应的速率快，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 2.下列说法正确的是 A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使反应速率增大 B.有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D.使用催化剂，改变了反应的活化能，改变了活化分子百分数，化学反应速率一定加快 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数不变，故A错误；增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大单位体积内活化分子数目，但活化分子的百分数不变，故B错误；升高温度，可增加反应物分子中活化分子的百分数，活化分子数目增多，使反应速率增大，故C正确；使用催化剂，能改变反应的活化能，能改变活化分子百分数，但反应速率不一定增大，有的催化剂是减慢反应速率的，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 活化分子之间发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，取向不合适不能发生反应的碰撞不是有效碰撞，A错误；能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，B错误；催化剂能降低反应的活化能，因此可以提高可逆反应的速率，但是不能提高产率，C错误；升高温度，活化分子的百分数增大，化学反应速率也增大，D正确。 3.下列说法中正确的是 A.活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞 B.能发生有效碰撞的分子不一定是活化分子 C.催化剂能降低反应的活化能，因而提高可逆反应的速率和产率 D.升高温度，使活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 题点二　化学反应历程探析 4.钒的氧化物可作为某些反应的催化剂，下图是钒的 氧化物作催化剂的简化反应机理。下列叙述正确的是 A.反应①是NH3在催化剂上的吸附，不发生能量变化 B.反应②、③、④均为氧化还原反应 C.该反应历程的总反应：4NH3＋3O22N2＋6H2O D.反应过程中V的成键数目保持不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 催化剂吸附反应物气体的过程发生能量变化，A项 错误；反应②中，各个元素的化合价没有发生变化， 不是氧化还原反应，B项错误；由反应机理图中物 质的进出可知，该反应历程的总反应：4NH3＋3O2 2N2＋6H2O，C项正确；由图可知，该反应历程中，活性中间体成键数为6，其他含钒物质中钒的成键数目为5，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 5.硫酸可以在甲酸( )分解制CO的反应进程中起催化作用。图1 为未加入硫酸的反应进程，图2为加入硫酸的反应进程。 下列说法正确的是 A.甲酸分解制CO的反应ΔH＜0 B.未加入硫酸的反应进程中不涉及化学键 的断裂与形成 C.加入硫酸的反应进程中②→③步反应速 率最快 D.ΔE1＞ΔE3，ΔE2＝ΔE4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 由图可知，甲酸分解制CO 的反应ΔH＞0，A错误；未加入硫酸的反应进程中发生了化学反应，涉及化学键的断裂与形成，B错误；加入硫酸的反应进程中②→③步的活化能最大，反应速率最慢，C错误；加入催化剂能够降低活化能，因此ΔE1＞ΔE3，根据盖斯定律反应的焓变只与反应的始态和终态有关，因此ΔE2＝ΔE4，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 题点三　有关活化能的图像分析 6.科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示，其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是 A.该历程中活化能最小的反应方程式 CH2O*＋2H*CHO*＋3H* B.该历程中能垒(反应活化能)最大的是② C.该历程中制约反应速率的反应方程式为 CHO*＋3H*CO*＋4H* D.由此历程可知： CH3OH(g) ⥫⥬CO(g)＋2H2(g)　ΔH＜0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 从图中可以看出，反应活化能最小的反应方程 式为 CH2O*＋2H*CHO*＋3H*，A正确； 过渡态1发生的反应活化能最大，故该历程中 能垒(反应活化能)最大的是①，B错误；总反 应速率由反应速率最慢的那步历程决定，由 图可知，历程中能垒(反应活化能)最大的为①，所以制约反应速率的反应方程式为CH3OH*CH3O*＋H*， C错误；由图可知不能确定CH3OH(g) ⥫⥬CO(g)＋2H2(g)的焓变ΔH，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 7.CO和N2O反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A.曲线a表示加入催化剂，曲线b表示未加催化剂 B.使用催化剂能提高反应速率，增大反应热 C.N2O和CO的碰撞绝大部分是有效碰撞 D.该反应中反应物总键能低于生成物总键能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率，所以曲线b表示加催化剂，故A错误；曲线b表示加入了催化剂，改变反应历程，降低活化能，反应速率加快，但反应热不变，故B错误；N2O和CO的碰撞只有取向合适、并达到一定能量的才是有效碰撞，故C错误；由图像可知，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＜0，反应物的总键能小于生成物的总键能，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 8.向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)，一定条件下发生如下两个 反应： ①2CH3OH(g) ⥫⥬C2H4(g)＋2H2O(g)　 ΔH1； ②2CH3OH(g) ⥫⥬CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2； 其能量变化如图所示，下列说法正确的是 A.ΔH1＞ΔH2 B.反应①、反应②均为放热反应 C.反应开始时，CH3OCH3(g)的生成速率比C2H4(g)的慢 D.若在容器中加入催化剂，E2－E1将变小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 反应①、反应②均为放热反应，反应①放出的热量更大，故ΔH1＜ΔH2，A项错误，B项正确；反应①的活化能比反应②的高，活化能越低反应速率越快，C项错误；加入催化剂，不能改变反应热，故E2－E1不变，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 9.NO催化O3生成O2的过程由以下三步基元反应构成： 第1步：NO(g)＋O3(g)O2(g)＋NO2(g)　ΔH1； 第2步：NO2(g)NO(g)＋O(g)　 ΔH2； 第3步：O(g)＋O3(g)2O2(g)　 ΔH3 下列说法正确的是 A.第2步是总反应的决速步 B.三步基元反应都是放热反应 C.该过程共有两种中间产物 D.总反应2O3(g)3O2(g)的焓变为ΔH1－ΔH2－ΔH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 活化能越低，反应速率越快，第1步的活化能最高， 反应速率最慢，总反应速率主要由第1步反应决定， 故A错误；由图可知，第1步反应是吸热反应，第2 步和第3步反应均为放热反应，故B错误；反应的中 间体有NO2和O，共有两种，故C正确；总反应2O3(g)2O2(g)，由盖斯定律：第一步反应＋第二步反应＋第三步反应计算反应2O3(g)3O2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10.(15分)雾霾已经成为部分城市发展的障碍。雾霾形成的最主要原因是人为排放，其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。回答下列问题： (1)汽车尾气中含有NO，N2与O2生成NO的过程如下： ①1 mol O2与1 mol N2的总能量比2 mol NO的总能量____(填“高”或“低”)。 低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 mol O2与1 mol N2化学键断开吸收的总能量为945 kJ＋498 kJ＝1 443 kJ，2 mol NO化学键形成时释放的总能量为630×2＝1 260 kJ，吸收的热量大于释放的热量，则反应为吸热反应，1 mol O2与1 mol N2的总能量低于2 mol NO的总能量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ②N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH＝_______kJ·mol－1。 ＋183 ΔH等于断开化学键吸收的热量－形成化学键放出的热量，ΔH＝ ＋1 443 kJ/mol －1 260 kJ/mol＝＋183 kJ/mol。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ③NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，但该反应速率很慢，若使用机动车尾气催化转化器，可以使尾气中的NO与CO转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a值______(选填“增大”“减小”或“不变”)。 不变 催化剂能够加快化学反应速率，对焓变无影响，则a值不变。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)氢是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1，如图是该反应的能量变化图： ①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)的ΔH1____(选填“＞”“＝”或“＜”)0。 ＞ 根据图像可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，ΔH1＞0。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ②图中途径(Ⅱ)使用了催化剂。则途径(Ⅱ)的活化能________(选填“＞”“＝”或“＜”)途径(Ⅰ)的活化能。 ＜ 途径Ⅱ使用催化剂活化能降低。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ③已知下列两个热化学方程式： 2CH3OH(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(g)　 ΔH2 H2(g)＋O2(g)H2O(g)　 ΔH3 则ΔH2＝__________________(用ΔH1和ΔH3的代数式表达)。 2ΔH1＋6ΔH3 给题中反应编号a.CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　b.2CH3OH(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(g)　c.H2(g)＋O2(g) H2O(g)，根据盖斯定律，a＋c×3＝×b，则ΔH2＝2ΔH1＋6ΔH3。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 谢 谢 观 看 第3课时　活化能 返回 $