2.1.2 活化能 课件-2026-2027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化学反应速率的活化能，围绕基元反应、简单碰撞理论及过渡态理论展开。通过复习浓度、温度等外界影响因素，以“为何影响速率”“微观如何解释”的问题链导入，搭建从宏观现象到微观机理的学习支架。 其亮点在于运用生活类比（如投篮类比分子碰撞）、示意图及表格对比，结合科学思维中的模型建构与证据推理，帮助学生理解有效碰撞、活化能等核心概念。通过课堂练习与飞秒化学STS内容，渗透科学态度与责任，既提升学生微观认知能力，又为教师提供系统的教学资源与方法支持。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节　化学反应速率 第二课时 活化能 思考 影响化学反应速率的主要外界因素有哪些？ 浓度 其他条件不变时，反应物浓度越大，化学反应速率越快。 温度 其他条件不变时，温度越高，化学反应速率越快。 压强 可能影响反应速率（若能增加反应物质浓度，则速率加快，反之降低） 催化剂 其他条件不变时，催化剂能改变化学反应速率。 为什么以上因素可以影响反应速率？ 如何从微观角度解释外界条件对化学反应速率的影响？ 简单碰撞理论 复习回顾 研究发现，大多数化学反应并不是一步完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。 HI生成H2与I2的反应：2HI＝H2＋I2 ①2HI＝ H2＋ 2I· ②2I· = I2 1.基元反应： 每一步反应都称为基元反应 总反应 基元反应 基元反应 反应历程 多步基元反应反映了反应历程。反应历程又称为反应机理。 2.反应历程： I·称作碘自由基，自由基是带有单电子的原子或原子团。 【注意】对于由多个基元反应组成的化学反应，化学反应的快慢由最慢的一步基元反应决定 任务一 基元反应与反应历程 【思考1】基元反应发生的先决条件是什么？ 反应物中旧化学键的断裂； 生成物中新化学键的形成 旧键断裂的条件？ 新键形成的条件？ 吸收足够的能量 微粒碰撞，成键 分子运动剧烈，发生碰撞，断键 释放能量，分子运动有所变缓 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。 简单碰撞 理论 基元反应是反应物分子通过碰撞直接转化为产物的反应 任务二 简单碰撞理论 力道不足 ——进不去球 取向不对 ——进不去球 力道、取向恰好 ——进球 任务二 简单碰撞理论 【思考2】分子碰撞了就一定会引发化学反应吗？ 【生活类比】你投篮了就一定会进吗？ 示例：HI 分解反应中分子碰撞示意图 HI HI HI HI HI HI HI 有效碰撞，发生反应 H2 能量不足， 碰撞无法发生反应 取向不对， 碰撞无法发生反应 HI I2 HI HI 任务二 简单碰撞理论 (1)概念：并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞 1.有效碰撞 (2)条件：分子有足够的能量；合适的取向 总结：碰撞是基元反应的先决条件；但是只有有效碰撞才能发生化学反应 任务二 简单碰撞理论 反应物分子 高能量分子 有效碰撞 化学反应 足够的能量 合适的取向 发生 2.活化分子 ——能够发生有效碰撞的分子 【思考3】活化分子具有的高能量从何来？ ①吸收外界能量(如加热、光照等) ②分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的分子。 反应物分子想要成为活化分子，必须越过一个“能垒”，即活化能。 3.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。 任务二 简单碰撞理论 能量 反应过程 Ea1 Ea2 反应物 生成物 活化分子 反应热 ΔH = Ea1 - Ea2 Ea1：正反应活化能 Ea2：逆反应活化能 活化分子变成生成物分子放出的热量 任务二 简单碰撞理论 关系：普通分子+活化能=活化分子 活化能与反应热 【思考4】活化能与化学反应速率有什么关系？ 活化能越小，普通分子就越容易越过“能垒”变成活化分子，有效碰撞就越多，反应速率就越快。 针对同一个反应的多种历程： 活化能低的历程，反应速率快；活化能高的历程，反应速率慢。 任务二 简单碰撞理论 一个反应要发生一般要经历哪些过程？ 【思考3】 反应物分子 活化分子 有效碰撞 化学反应 吸收活化能 合适的取向 发生 越过“能垒” 一个化学反应由几个基元反应完成，每一个基元反应都经历一个过渡态，及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2) 基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率取决于速率最慢的基元反应。 活化能与化学反应速率 任务二 简单碰撞理论 【课堂练习】判断正误 ⑴活化分子都能发生有效碰撞 （ ） ⑵发生有效碰撞的分子都是活化分子 （ ） ⑶反应物分子的能量越高，活化能就越大 （ ） ⑷活化能越小，反应热越小 （ ） ⑸活化能一定大于反应热的绝对值 （ ） ⑹活化能大的反应一定是吸热反应(　　) ⑺活化能越高，反应越难发生，反应速率越慢(　　) × √ × × × × √ 任务二 简单碰撞理论 其它条件不变时 增大反应物浓度 活化分子 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% 其它条件不变时，增大反应物浓度 单位体积内分子总数目增加， 单位体积内活化分子数增加 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 （活化分子百分数不变） 解释浓度对化学反应速率的影响因素 任务三 简单碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 其它条件不变时，增大压强 单位体积内分子总数目增加， 单位体积内活化分子数增加 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 其它条件不变时 增大压强 活化分子 （活化分子百分数不变） 解释压强对化学反应速率的影响因素 任务三 简单碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 活化分子百分数 = ×100% 活化分子数 反应物分子总数 其它条件不变时 升高温度 活化分子 其它条件不变时，升高温度 单位体积分子内总数目不变，单位体积活化分子数增加 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 （活化分子百分数增加） 解释温度对化学反应速率的影响因素 任务三 简单碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 研究表明，催化剂可以改变反应历程，改变反应的活化能。 使用催化剂 单位时间有效碰撞次数增加 化学反应速率增大 降低活化能 （活化分子百分数增加） 单位体积内分子总数目不变， 单位体积内活化分子数增加 解释催化剂对化学反应速率的影响因素 任务三 简单碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 影响外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 增大压强 升高温度 加催化剂 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 小结——简单碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 1.下列说法错误的是（ ） ①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应 ②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 ③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能 ④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率 ⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加 A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤ B 任务二 简单碰撞理论 2.有关碰撞理论，下列说法不正确的是 (　　) A、增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多 B B、增大反应物的浓度，活化分子百分数增加，有效碰撞的几率增大，反应速率增大 C、升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞的几率增大，反应速率增大 D、催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞的几率增大，反应速率增大 任务二 简单碰撞理论 埃及科学家泽维尔教授用飞秒分光技术观察化学反应的过渡状态，因在飞秒化学方面的突出贡献，1999年泽维尔获得了诺贝尔奖。 要跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必须采用10－15－10－12s的时间分辨技术，这种对超快速化学反应的研究被形象地称为飞秒（fs，1fs＝10－15s）化学。 这些研究对了解化学反应机理、控制反应进程、充分利用物质和能源等非常重要。飞秒化学开创了化学反应的新世纪。我国在飞秒激光器的研究方面已达到国际水平。 冲刺时间分辨技术 始态、过渡态、终态 科学 技术 社会——飞秒化学 过渡态理论认为：基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个高能量的中间状态，这个状态称为过渡态。此时旧键没有完全断裂、新键没有完全形成。 基元反应的过渡态能量与反应物的平均能量的差值，即为该基元反应的能垒，也相当于该基元反应的活化能。 1.过渡态理论主要内容 过渡态 任务四 过渡态理论 2.正确理解催化剂、中间体 催化剂(先反应后生成)： 在反应中参与了第一步，而在反应结束后又被生成了。 中间体(先生成后反应)： 如果某个物质是前面的生成物，并在下一步中作为反应物参与反应，那么这个物质就是中间产物。 中间产物是化学反应中间过程产生的，它并不是最终的产物。 任务四 过渡态理论 2.正确理解催化剂、中间体 【练1】在酸性条件下，有人提出黄铜矿的催化氧化历程如图所示。从整个过程看，NO为      (填“催化剂”“反应物”“中间产物”或“生成物”) 催化剂 任务四 过渡态理论 3.催化机理与反应历程 氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。 下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是( ) A.④③①② B.③④①② C.③④②① D.④③②① 任务四 过渡态理论 A 3.催化机理与反应历程 【练1】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．三步基元反应都是放热反应 B．第1步是总反应的决速步 C．该过程共有三种中间产物 D．总反应2O3(g)===3O2(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2－ΔH3 任务四 过渡态理论 B 3.催化机理与反应历程 【练2】铁的配合物离子催化某反应的相对能量的变化情况如下图所示。 (1)该反应历程中的最大能垒(活化能)＝ ________kJ·mol－1。 (2)该反应历程分________步进行，其决速步是第________步。 (3)该历程的总反应为_____________________； 其ΔH________(填“大于”“等于”或“小于”)0。 86.1 4 4 小于 任务四 过渡态理论 FormatFactory : www.pcfreetime.com $