2.1.3 活化能-2026-2027学年高二化学选择性必修1【同步课件】

该高中化学课件聚焦活化能概念、有效碰撞理论及影响反应速率的因素，通过篮球比赛类比有效碰撞导入，结合基元反应示例衔接前后知识，以能量关系图和碰撞理论流程为支架，帮助学生从宏观现象过渡到微观本质理解。 其亮点在于结合生活情境和微观图像表征，通过问题驱动（如“总反应速率由慢反应决定”）培养科学思维，利用随堂训练强化化学观念。采用模型建构和实例分析的教学方法，帮助学生突破抽象概念，教师可借助清晰逻辑提升教学效率。

高中化学人教版（2019）选择性必修1 第3课时 活化能 第一节 化学反应速率 第二章 化学反应速率与化学平衡 学习目标 学习重点​ 1.活化能的概念：理解活化能是反应物分子变为活化分子所需的最小能量，明确其单位（kJ/mol）及对反应速率的决定性作用。 2.活化能与反应速率的关系：掌握 “活化能越低，反应速率越快” 的规律，能用活化分子百分数、有效碰撞频率解释温度、催化剂对活化能的影响。 学习难点​ 1.活化能的微观本质：从分子能量分布的角度理解活化能是反应的 “能量壁垒”，突破 “活化能抽象概念→微观粒子行为” 的认知障碍。 2.催化剂的作用机制：理解催化剂通过降低反应的活化能来加快速率，而不改变反应的始态和终态，避免混淆 “催化剂改变化学平衡” 的错误认知。 化学与生活 篮球比赛中，当两名球员以恰到好处的力度和角度卡位抢篮板时，这种 “合理碰撞” 就像化学反应中分子带着足够能量的有效碰撞，能精准推动战术的 “反应” 发生；而如果有人蓄意用肘部顶人、故意伸腿绊倒对手，这类 “恶意碰撞” 则如同能量不足或方向偏差的无效碰撞，不仅无法推进比赛进程，还会因违例被吹停。就像化学反应需要分子具备 “活化能” 才能突破反应壁垒，篮球场上的有效对抗也需要符合规则的 “能量阈值”，今天我们就来揭开活化能如何决定化学反应的奥秘 基元反应与反应历程 2HI===H2＋I2 第一步：2HI → H2＋2I· 第二步：2I· → I2 自由基 带有单电子的原子或原子团, 反应活性很强，寿命极短 研究发现，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。其中每一步反应都称为基元反应。 这两个先后进行的基元反应反映了化学反应(2HI===H2＋I2)的反应历程，反应历程又称反应机理。 许多化学反应都不是基元反应，而是由两个或多个基元步骤完成的。 假设反应：A2＋B=A2B是分两个基元步骤完成的 第一步 A2＋c→2A (慢反应) 第二步 2A+B→A2B+c (快反应) 对于总反应来说，决定反应速率的肯定是第一个基元步骤，即这种前一步的产物作为后一步的反应物的连串反应的。决定速率的步骤是最慢的一个基元步骤。 问：总反应速率的快慢由哪一步决定？ 一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应 基元反应与反应历程 任何一个基元反应都能发生吗？ 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。 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，而并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。 有效碰撞和活化能 CONTENTS 目录 吉尔伯特·牛顿·路易斯 碰撞理论： 反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数分子碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。 有效碰撞和活化能 1918年 CONTENTS 目录 1.有效碰撞 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。 （1）碰撞特点 ① 反应物分子间的碰撞次数非常巨大；② 并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 力量不够 取向不好 好球！有效碰撞 有效碰撞和活化能 能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 （2）有效碰撞 ① 反应物分子必须具有一定的能量； ② 碰撞时要有合适的取向。 HI分子的几种可能的碰撞模式 实质：有效碰撞能使化学键断裂，从而发生化学反应。 HI HI HI HI 能量不足 碰撞无法发生反应 HI HI HI HI 取向不对 碰撞无法发生反应 H2 I2 HI HI 有效碰撞 发生反应 有效碰撞条件：足够的能量；合适的取向； 与反应速率的关系：碰撞频率高，速率快 1.有效碰撞 有效碰撞和活化能 2.活化能 能发生有效碰撞的分子 ①发生有效碰撞的分子一定是活化分子； ②活化分子的碰撞不一定是有效碰撞；（由于取向问题） ③有效碰撞次数多少与单位体积内反应物中活化分子多少有关。 ④外界条件不变时，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 （1）活化分子 活化分子百分数 = 活化分子数 反应物分子数 ×100% 有效碰撞和活化能 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 （2）活化能 如图所示E1表示反应的活化能 E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量 E1-E2表示反应热 反应物、生成物的能量与活化能的关系图 2.活化能 有效碰撞和活化能 能量 反应过程 反应物 活化分子 具有足够的能量 能发生有效碰撞的分子 【图像表征】请阅读教材P26，讨论交流什么是活化分子，什么是活化能？ 生成物 E1 活化能 活化分子高出反应物分子平均能量的部分 E2 活化分子变成生成物分子放出的能量 2.活化能 反应热 有效碰撞和活化能 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 CONTENTS 目录 问：化学反应速率与活化分子、有效碰撞有什么关系?? 能量 反应过程 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 该反应是吸热反应还是放热反应? 反应热 活化能与 反应热有关吗? ΔH＝E1－E2 活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。 活化能越高，反应越难；活化能越低，反应越易。 2.活化能 有效碰撞和活化能 化学反应的碰撞理论 不发生化学反应 无效碰撞 普通分子 发生化学反应 有效碰撞 活化分子 取向合适 取向不合适 活 化 能 单位体积内 活化分子数 单位体积内 分子总数 活化分子 百分数 ＝ × 有效碰撞和活化能 14 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 1.浓度对反应速率的影响 活化分子 其它条件不变时 增大反应物浓度 浓度↑ 单位体积内N总↑ 单位体积内N活↑ 有效碰撞↑ v ↑ 2.温度对反应速率的影响 活化分子 其它条件不变时 升高温度 温度↑ 单位体积内活化分子数↑ 活化分子百分数↑ 运动加快，碰撞频率↑ 有效碰撞次数↑ v↑ 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 活化分子 3.压强对反应速率的影响——压缩气体 容器的容积不变 压缩体积或充入气态反应物 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 ↑ 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 活化分子 3.压强对反应速率的影响——充入无关气体 恒容时 充入非反应气体 在其它条件不变时，恒容条件下，充入无关气体，压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 3.压强对反应速率的影响——充入无关气体 活化分子 恒压时 充入非反应气体 在其它条件不变时，恒压条件下，充入无关气体，体积增大，各物质浓度减小，反应速率减慢 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 过渡态理论： 反应物分子并不只是通过简单的碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。 这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 过渡态 终态 始态 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 反应机理中间体、催化剂的判断 ① 中间体:只在过程中出现（比如A）; ② 催化剂:反应前后存在，过程中不存在（比如c）。 催化剂直接和原料反应，可循环再生 假设反应：A2＋B=A2B是分两个基元步骤完成的 第一步 A2＋c→2A (慢反应) 第二步 2A+B→A2B+c (快反应) AB＋C→[A…B…C]→A＋BC 反应物　 过渡态　　 产物 总反应速率的快慢由慢反应决定 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 4.催化剂对反应速率的影响 催化剂的研究是高科技领域的重要内容。 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 CONTENTS 目录 4.催化剂对反应速率的影响 活化分子 其它条件不变时 加入催化剂 使用催化剂 活化能↓ 单位体积内N活↑ 有效碰撞↑ v ↑ 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 CONTENTS 目录 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 对于可逆反应。催化剂同等程度影响正、逆反应的速率 02 催化剂有一定的活化温度，不同催化剂的活化温度不同，温度过高，催化剂中毒（失活） 03 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 CONTENTS 目录 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 【小结】 影响化学反应速率的外因 增大化学反应速率 单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多 单位体积内 活化分子数增大 (活化分子百分数不变) 增大反应物浓度 增大气体压强 单位体积内 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) 1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)增大压强一定能增大化学反应速率( ) (2)增大压强一定改变了活化分子的百分数( ) (3)用相同质量的锌粉和锌片与同浓度的足量盐酸反应，产生氢气的量和速率都相同( ) (4)对于COCl2(g) ⇌CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，升温能加快正反应速率，降低逆反应速率( ) (5)催化剂能使不能发生的化学反应发生( ) × × × × × 随堂训练 2.已知反应：2NO(g)＋Br2(g) ⇌2NOBr(g) ΔH＝－a kJ·mol－1 (a＞0)， 其反应机理如下: ①NO(g)＋Br2(g) ⇌NOBr2(g)　 快 ②NO(g)＋NOBr2(g) ⇌2NOBr(g)　 慢 下列有关该反应的说法正确的是( ) A.该反应的速率主要取决于①的快慢 B.NOBr2是该反应的催化剂 C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 C 随堂训练 随堂训练 3.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 28 4.ICl与H2能发生反应H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)　ΔH<0。 已知:①该反应由两个基元反应分步完成,第一步:H2+ICl=HI+HCl; ②两步反应的活化能分别为Ea1、Ea2,且Ea1>Ea2。 下列判断正确的是 (　 ) A.第一步反应不是氧化还原反应 B.已知键能：H—H>I—I，可推知键能：H—Cl>I—Cl C.第一步的化学反应速率大于第二步的化学反应速率 D.第二步的化学方程式为HI+ICl=I2+2HCl B 随堂训练 CONTENTS 目录 $