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

该高中化学课件围绕基元反应、碰撞理论及影响反应速率的因素展开，从总反应与基元反应的关系切入，通过分步反应引出反应机理，进而探讨有效碰撞、活化分子等微观条件，形成“宏观现象-微观机理-理论应用”的学习支架。 其亮点在于结合H₂O₂氧化HBr等实例及有效碰撞示意图等素材，通过证据推理建构碰撞理论模型，体现化学观念与科学思维。练习题如N₂和O₂反应的速率影响分析，助力学生应用理论，培养探究能力，教师可借此提升教学实效。

Elementary reaction & Collision theory 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) 点燃or 催化剂 总反应： 先后进行的“基元反应”反映了化学反应真实过程，称为“反应机理” Reaction mechanism 基元反应 (Elementary reaction) 自由基 (单电子的原子或原子团) H2O2在水溶液中把HBr氧化为Br2 （slow） （fast） 慢反应：“速控步骤”or“决速步骤” 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＋ 2.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__________。 图示反应可以生成X的反应为[(NH4)2(NO2)]2＋＋NO===[(NH4)(HNO2)]＋＋X＋H＋，由原子守恒判断X为N2和H2O。 N2、H2O 化学反应如何发生？ 基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须接触 发生碰撞 为什么能进球？ 碰撞时能量不足 碰撞时取向合适 有效碰撞 定义：能够发生化学反应的碰撞，称为“有效碰撞(effective collision)” 具有足够的能量 具有合适的取向 条件 Ea+ Ea- 旧化学键断裂 新化学键形成 活化分子 具有足够能量，能引发有效碰撞的分子。 Activated molecule 活化分子之所以能够发生有效碰撞，是由于他们的能量高，发生碰撞时能够克服相撞分子间的排斥力，并且破坏分子内部“化学键”，从而导致反应物旧键断裂，重新组合成新的化学键，形成生成物分子，发生化学反应。 活化分子百分数 活化分子 具有足够能量，能引发有效碰撞的分子。 Activated molecule 不同的化学反应所需的活化能差别很大。 活化能越小，普通分子越容易变成活化分子，反应越容易发生。 活化能的大小对化学反应的反应热不产生任何影响！ 是否有Ea=0的反应？ AgNO3溶液与NaCl溶液混合。 Ea=0 离子间反应瞬间完成 在高空50~85Km的大气层，平均温度只有-50℃，存在大量自由原子(or离子)之间的反应，不需要活化能的推动。 Ea=0 分子运动 相互碰撞 有效碰撞 化学反应 新物质 反应热 ①具有足够能量的活化分子 ②碰撞取向合适 注意 1. 有效碰撞次数↑，反应速率↑ 。 2. 活化分子↑ ，发生有效碰撞的几率↑ ，反应速率↑ 。 下列说法正确的是( ) A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化学反应 B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子 C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应 E.能发生有效碰撞的分子必须具有较高的能量 F.活化能是指活化分子具有的平均能量与反应物分子平均能量的差值。 G.催化剂能使不起反应的物质间发生反应 ABEF √ √ √ √ × × × P30 艾哈迈德·泽维尔（أحمد زويل，Ahmed Hassan Zewail），埃及化学家，飞秒化学专家。他研究的技术能将研究化学反应的时间尺度缩减至飞秒，透过摄影将化学反应中每个微细变化忠实地纪录。 飞秒化学(Femtosecond chemistry) 如何用碰撞理论解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢? ①浓度对反应速率的影响 浓度↑ 单位体积分子总数↑ 活化分子%不变 n活↑ 有效碰撞几率↑ v↑ N总：10 N活：3 A%=30% N总：20 N活：6 A%=30% ②压强对反应速率的影响 规律：其他条件不变时，压强的改变若引起了反应物浓度的变化，则反应速率改变。 压强对化学反应速率的影响，转化成浓度对化学反应速率的影响。 压强只对于有气体参加的反应的速率有影响(紧扣对c的影响) 恒温条件，加压。 加压 普通分子 活化分子 反应物物质的量不变 v↑ 浓度c↑ 体积↓ 压强↑ 我们平常所说的加压就是这种方式 充惰气 普通分子 活化分子 惰性气体 反应物物质的量不变 v↓ 浓度c↓ 体积↑ 恒温恒压充惰气 恒温恒压条件，充入惰性气体。 充惰气 反应物物质的量不变 v不变 c不变 体积不变 恒温恒容充惰气 普通分子 活化分子 惰性气体 恒温恒容条件，充入惰性气体。 充反应气 反应物物质的量↑ v ↑ 浓度c↑ 体积不变 恒温恒容充反应气 普通分子 活化分子 恒温恒容条件，充入反应气体。 ③温度对反应速率的影响 升温 降温 T↑ 普通分子变成活化分子 活%↑ N活↑ 有效碰撞↑ v↑ ④催化剂对反应速率的影响 催化剂 改变反应历程 降低反应Ea 更多分子成为活化分子 增大单位体积内活化分子百分数 v↑ 影响因素 单位体积内 有效碰撞次数 反应速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大浓度 ↑ ↑ 不变 ↑ ↑ 增大压强 ↑ ↑ 不变 ↑ ↑ 升高温度 不变 ↑ ↑ ↑ ↑ 催化剂 不变 ↑ ↑ ↑ ↑ Summary 各条件对速率影响大小： 催化剂>>温度>浓度=压强(体积变化引起的) 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)催化剂能降低反应的活化能，ΔH也会发生变化。 (2)双氧水中加入MnO2，可以使生成O2的速率增大,是因为MnO2的催化作用。 (3)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同 (4)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大 × × √ √ 2．下列有关活化分子的说法正确的是 (　　) A．增大反应物浓度可以提高活化分子百分数 B．增大体系的压强一定能提高活化分子百分数 C．使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量 D．升高温度能提高活化分子百分数 D 3.下列说法中有明显错误的是(　　) A．对有气体参加的化学反应，增大压强使体系体积减小，可使单位体积内活化分子数增加，因而反应速率增大 B．活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞 C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大 D．加入适宜的催化剂，使分子能量增加从而可使活化分子的百分数大大增加，从而成千上万倍地增大反应速率 D A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零 D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多， 单位时间内有效碰撞次数增加 ４. 下列说法不正确的是( ) B 图乙 Ⅰ Ⅱ 图甲 解析：催化剂可降低反应的活化能，A正确；能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，由图乙可知碰撞后没有生成新物质，即没有发生化学反应，不是有效碰撞，B错误；盐酸和氢氧化钠溶液反应的实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水，在溶液中氢离子与氢氧根离子已经处于活跃状态，因此盐酸和氢氧化钠溶液反应的活化能接近于零，C正确；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞次数增加，D正确。 31 对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ 　） A.缩小体积使压强增大 B.体积不变充入N2使压强增大 C.体积不变充入O2使压强增大 D.使体积增大到原来的2倍 E.体积不变充入氦气使压强增大 DE $