2.1 化学反应速率 第2课时（培优课件）化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦基元反应、活化能及有效碰撞，通过氢气燃烧与爆炸的现象差异导入，衔接宏观反应现象与微观碰撞理论，借助思考讨论、分子碰撞示意图及投篮类比等支架，构建从反应历程到速率影响因素的知识脉络。 其亮点在于以情境启思引发探究，通过投篮类比有效碰撞条件、活化能示意图等模型建构，培养宏观辨识与微观探析的化学观念及证据推理的科学思维。采用表格归纳影响因素、例题解析方法总结，助力学生深化理解，也为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

第一节 化学反应速率 人教版必修第一册 高效培优系列 第二章 化学反应速率与化学平衡 第2课时 活化能 01 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 基元反应与活化能 02 知识导航 目标立纲 1. 理解有效碰撞、活化分子、活化能的含义，理清三者之间内在联系。 2. 会用碰撞理论解释浓度、压强条件改变对化学反应速率产生影响的微观本质。 3. 能从活化分子百分数角度分析温度、催化剂改变化学反应速率的原理。 知识目标 1. 宏观辨识与微观探析：能结合反应速率宏观变化，从活化分子微观角度解释外界条件的影响。 2. 变化观念与平衡思想：认识反应速率受条件调控，理解基元反应中能量变化对反应快慢的作用。 素养目标 情境启思 常温常压下氢气可在氧气中安静燃烧，氢氧混合气体点燃却会瞬间爆炸。同样的反应物，反应现象差异悬殊，该反应有着怎样的反应历程，活化能对整个过程又起到什么作用？ 基元反应与活化能 01 知识精研 一、基元反应与活化能 思考与讨论 化学反应依靠分子有效碰撞发生，浓度、压强、温度、催化剂，又是如何从微观角度影响化学反应速率？ 碰撞理论由路易斯于1918年提出，该理论指出，反应物分子发生碰撞是化学反应发生的必要前提。并非所有分子碰撞均可引发反应，只有少数碰撞属于有效碰撞；单位时间内有效碰撞发生的频次越高，对应的化学反应速率就越快。 知识精研 一、基元反应与活化能 1.基元反应 如：2HI＝H2＋I2 带有单电子的原子或原子团叫自由基 第一步：2HI H2 ＋ 2I· 第二步：2I· I2 基元反应：大多数化学反应无法一步完成，要经过多步简单反应，其中 每一步反应都叫作基元反应。基元反应是微观上的反应步骤， 它发生的必要条件，是反应物分子之间发生相互碰撞。 自由基：带有单电子的原子或原子团即为自由基，例如碘自由基、氧自 由基。自由基化学性质十分活泼，存在的寿命极短。 知识精研 一、基元反应与活化能 2.反应历程 如：2HI＝H2＋I2 第一步：2HI H2 ＋ 2I· (慢反应) 第二步：2I· I2 (快反应) 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。 多数化学反应由多步基元反应构成，基元反应相加得到总反应，这类反应称为复杂反应。总反应的反应速率，由整套历程中速率最慢的那一步基元反应所决定，该步骤叫作决速步，决速步不一定是第一步基元反应。 知识精研 一、基元反应与活化能 气体体系内，分子之间的碰撞频次十分惊人。当气体浓度为1 mol/L 时，每立方厘米空间中，反应物分子每秒碰撞可达1028 次。倘若每次碰撞都可以引发反应，气体间的化学反应就会瞬间完成，但实际反应并不会出现这种现象。 并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 3.有效碰撞 知识精研 一、基元反应与活化能 3.有效碰撞 HI 分解反应中分子碰撞示意图 分子能量不足 (碰撞无法发生反应) HI HI HI HI 取向不对 (碰撞无法发生反应) HI HI HI HI 有效碰撞 (发生反应) H2 I2 HI HI 知识精研 一、基元反应与活化能 3.有效碰撞 力道不足 (进不去球) 取向不对 (进不去球) 力道、取向恰好 (进球) 借鉴投篮——获得灵感 知识精研 一、基元反应与活化能 3.有效碰撞 有效碰撞必须满足两个条件 a、合理取向:分子在一定方向上发生碰撞 b、活化分子:发生碰撞的分子具有较高的能量 知识精研 一、基元反应与活化能 4.活化能和活化分子 E1 E2 反应物 生成物 活化分子 反应热 活化分子变成生成物分子放出的能量 活化能 反应热 = E1 - E2 正反应的活化能 可认为是逆反应的活化能 活化能：活化分子的平均能量减去反应物分子的平均能量，所得差值就是该反 应的活化能。活化能数值越低，普通分子越容易转化成为活化分子。 知识精研 一、基元反应与活化能 4.活化能和活化分子 ①活化能和反应速率的关系:活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间 单位体积内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率就会越快。 ②活化分子百分数的判断: 误区警戒 活化分子百分数 = 活化分子数 反应物分子数 ×100% 析典破难 【例1】下列说法错误的是 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相当高的能量 F.活化能指活化分子多出反应物分子能量的那部分能量 G.使用催化剂能改变分子的活化能 DE 析典破难 1. 活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子。 2. 有效碰撞：活化分子 + 合适取向，两个条件缺一不可，才叫有效碰撞，才能 发生化学反应。 3. 活化分子的碰撞，有可能取向不对，属于无效碰撞，不一定发生反应。 4. 催化剂：降低活化能，增大活化分子百分数。 方法总结 析典破难 C 【例2】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) 析典破难 1. 判断吸放热：对比反应物与生成物总能量，生成物总能量更低，则整个总反 应为放热反应。 2. 比较物质稳定性：物质所具备的相对能量越低，自身的分子结构越稳定，据 此比较产物稳定性。 3. 计算基元反应活化能：某一步正反应活化能等于该步过渡态能量减去前一中 间体的能量。 4. 活化能判断反应速率：同一条件下，基元反应活化能数值越小，对应步骤的 化学反应速率就越快。 方法总结 碰撞理论解释化学 反应速率的影响因素 02 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 1.碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响 其他条件不变时 增大反应物浓度 (增大一倍) . 其他条件一定，增大反应物浓度，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数目增多，有效碰撞频率提高，反应速率加快；浓度减小，反应速率减慢。 活化 分子 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 2.碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响 其他条件一定，压缩体积增大气体压强，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数目增多，有效碰撞频率提高，反应速率加快；增大容器体积减小压强，反应速率减慢。 压缩体积或 充入气态反应物 活化 分子 . 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 2.碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响 其他条件一定，恒温恒压充入非反应气体，容器体积增大，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数目减少，有效碰撞频率降低，反应速率减慢。 活化 分子 容器内压强不变 充入非反应气体 . 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 2.碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响 其他条件一定，恒温恒容充入非反应气体，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数目不变，有效碰撞频率不变，反应速率不变。 活化 分子 容器的容积不变 充入非反应气体 . 增大反应物浓度 或压缩体积 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 归纳提升 . 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 增大浓度 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 不变 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 3.碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响 其他条件不变时 升高温度 活化 分子 . 其他条件一定，升高温度，活化分子百分数增大，单位体积活化分子数目增多，有效碰撞频率提高，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 4.碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响 能量 反应物 生成物 活化分子 反应过程 活化能 E1 E2 活化分子变成生成物分子放出的能量 E3 E3：加入催化剂后反应物的活化能 由图像还可以看出， ①催化剂的存在并不改变反应物和生成物的相对能量，即不改变反应热 ②活化能越大，反应速率越小 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 4.碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响 催化剂 活化 分子 . 其他条件一定，加入正催化剂，活化分子百分数增大，单位体积活化分子数目增多，有效碰撞频率提高，反应速率加快。 升高温度 或使用催化剂 知识精研 二、碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 归纳提升 . 影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率 加入催化剂 不变 增加 增加 加快 增加 不变 增加 增加 加快 增加 析典破难 【例3】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 C 析典破难 【例3】①增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ） ②对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ） ③升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ） ④使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ） A.活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数 B.增大分子的运动速率而使有效碰撞增加 C.升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加 D.降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加 A A C D 析典破难 1. 浓度对活化分子的影响：增大浓度仅提高单位体积活化分子数，活化分子百 分数保持不变，从而加快反应速率。 2. 压强影响速率的判断：压缩体积增压只改变浓度，活化分子百分数不变；恒 容充惰性气体，速率不发生变化。 3. 温度改变速率本质：升温使更多普通分子变成活化分子，增大活化分子百分 数，是速率提升的主要原因。 4. 催化剂的辨析要点：正催化剂降活化能、提高活化分子百分数；注意负催化 剂会降低化学反应的速率。 方法总结 知识融通 活化能 基元反应和活化能 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 基元反应 反应历程 用简单碰撞理论解释浓度对化学反应速率的影响 用简单碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响 有效碰撞 活化能和活化分子 用简单碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响 用简单碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响 能力跃迁 1.正误判断 (1)活化能大的反应一定是吸热反应(　　) (2)发生有效碰撞的分子一定是活化分子(　　) (3)有效碰撞次数多，反应速率快(　　) (4)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化(　　) (5)只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞(　　) × √ × × × 能力跃迁 B 2.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 能力跃迁 C 3.在体积可变的容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)　　 2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是（ ） A.分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 B.反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 C.活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多 D.分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 能力跃迁 B 4.已知反应2HI(g) ⇌ H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ） A.常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量 B.加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快 C.使用催化剂，Ea的数值减小，ΔH也减小 D.H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)的活化能为12.5 kJ·mol－1 能力跃迁 5.反应A→C分两步进行：①A→B， ②B→C。反应过程的能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。按要求回答下列问题： (1)整个反应中ΔH＝____________________。 (2)使用催化剂______(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。 (3)三种化合物中_____最稳定。 ΔH＝E1－E2＋E3－E4 不能 C 感谢观看 人教版必修第一册 高效培优系列 分层精准培优，助力全面提升 Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.25(fixed_gap:False) $