2.1.3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“活化能”核心内容，涵盖基元反应与碰撞理论、活化能及活化分子概念，通过2HI分解等实例引出基元反应，构建反应历程认知，结合碰撞理论分析有效碰撞条件，形成从微观机理到外界因素影响反应速率的学习支架。 其亮点在于融合实例分析（如甲烷热分解机理）、反应历程图像及正误判断，以科学思维中的证据推理和模型建构，帮助学生理解活化能对反应速率的作用。采用问题驱动教学，学生能深化反应本质认知，教师可借助系统资源提升教学效率。

人教版选修第一册 第二章 化学反应速率与平衡 第一节 第3课时 活化能 创原家独 一、 基元反应与碰撞理论 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。 例：2HI = H2 + I2 总反应 2HI → H2+2I·（慢） 基元反应I 2I· → I2 （快） 基元反应II 此基元反应表示2个HI分子碰撞，导致H—I键断裂、生成H—H键的过程。 然而并不是反应物分子每一次碰撞都能发生反应。 反应慢的基元反应I是决定整个反应的关键步骤，也称为整个反应的决速步骤。 1、基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。 例如：NO2 + CO=NO + CO2 例如： 2HI=H2 + I2 第一步： 2HI → 2I• + H2 第二步： 2I• → I2 2、反应历程（反应机理）: 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2HI=H2+I2的反应历程。 自由基 一、 基元反应与碰撞理论 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)Mn2+反应前后都存在，是该反应的　　　　。 (2)该反应的中间体有　　　 　。 (3)该反应的总反应方程式为　　　　　　　　　　　。 催化剂 Mn3+ 、Mn4+ 2Ce4++Ti+===2Ce3++Ti3+ 2.甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—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+CH4―→CH3—CH3+H· 基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞。 【思考】是不是任何一次碰撞都能引发化学反应？ a.力量不够 b. 取向不好 c.好球，有效碰撞 但不是每一次碰撞都发生化学反应 1、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。 分子不停运动 接触 碰撞 有效碰撞 无效碰撞 发生有效碰撞的条件 （1）发生碰撞的分子必须有足够的能量； （2）分子发生碰撞时必须有合适的取向。 二、 活化能与活化分子 2、活化分子：具有足够的能量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）。 注意： 二、 活化能与活化分子 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。 活化能越低，化学反应速率越快。 正反应的活化能(Ea1) 活化能分子变成生成物放出的能量，逆反应的活化能(Ea2) 反应热 ΔH=E1-E2 8 【化学反应历程】 普通分子 吸收 能量 活化分子 有效碰撞 发生反应 取向合适 有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的数目有关。 (1)活化能越低,普通分子就越容易变成活化分子。 (2)活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率越快。 反应速率越大 单位时间内有效碰撞次数越 。 单位体积内活化分子数越 。 大 多 回顾： 简单碰撞理论解释化学反应速率增大的本质原因？ 其他条件相同时，改变某一反应条件→单位体积内活化分子数目增多（或减少）→单位时间内有效碰撞次数增多（或减少）→化学反应速率增大（或减小）。 思考与讨论（P21）： 如何用碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响？ 三、简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 1. 浓度对化学反应速率的影响 单位体积内 反应物分子总数 × 反应物中 活化分子的百分数 ＝ 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 浓度增大一倍 活化分子 反应速率 2. 温度对化学反应速率的影响 升高温度 单位体积内 反应物分子总数 × 反应物中 活化分子的百分数 ＝ 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 体积缩小 单位体积内 反应物分子总数 × 反应物中 活化分子的百分数 ＝ 单位体积内 活化分子数 有效碰撞次数 反应速率 注意： 压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应； 2. “恒容”或“恒压”充入惰性气体的影响，分析浓度是否变化。 压强增大 3. 压强对化学反应速率的影响 活化分子 恒容时 充入非反应气体 （1）恒容充入惰性气体 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； 3. 压强对化学反应速率的影响 3. 压强对化学反应速率的影响 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； 活化分子 恒压时 充入非反应气体 （2）恒压充入惰性气体 影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 （次数） 化学反应速率 分子总数 活化分子数 加催化剂 不变 增加 加快 增加 4、催化剂对反应速率的影响 使用催化剂 降低活化能 活化分子百分数增大（活化分子数目增多） 有效碰撞次数增多 化学反应速率加快 4、催化剂对反应速率的影响 未使用催化剂时：反应的活化能为Ea 使用催化剂K后，反应分两步： 第一步：活化能为Eal 第二步：活化能为Ea2 这两个分步反应的活化能都比原来的Ea要小，因此反应速率加快。 又因为Ea1>Ea2，所以第一步是慢反应，第二步是快反应。 而整个反应的速率是由慢反应决定的，也叫“决速步骤”。所以第一步的活化能Eal 就是在催化剂条件下整个反应的活化能。 4、催化剂对反应速率的影响 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 拓展：催化剂的特性 (1)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 (2)减小反应物的浓度，使活化分子百分数减小，化学反应速率减小 (3)温度不变，减小气体的压强，单位体积内活化分子数减小，化学反应速率一定减小 (4)降低放热反应体系的温度，活化分子百分数减小化学反应速率一定减小 (5)催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，使用催化剂可增大化学反应速率 × √ √ √ √ 【正误判断】 (6)在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快 (7)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH) (8)化学反应中反应速率最慢的一步基元反应决定了整个反应速率 × √ × 19 1.如图是表示某化学反应历程图像，其中TS表示中间过渡态(活化分子)。 回答下列问题： (1)A+B―→E+F的反应机理可表示为 第一步：　　　 　，第二步：　 　　　。 (2)A+B―→E+F的焓变ΔH＝　　 kJ·mol-1， 中间产物是　　。 A+B―→C C―→E+F E3-E1 C (3)通常用Ea表示基元反应的活化能。第一步反应的活化能 Ea1＝　　　 kJ·mol-1；第二步反应的活化能Ea2＝　　 kJ·mol-1。 (4)一般认为，活化能越大，基元反应的反应速率越小。观察右图判断，决定总反应快慢的步骤是　　　　。 E4-E1 E5-E2 第一步 2.一定温度下，反应N2(g)+O2(g)　　2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 (1)缩小体积使压强增大：　　　，原因是________________________ 　　　　　 　　　。 (2)恒容充入He：　 　，原因是　 　　　　　　　。 增大 单位体积内活化分子数目增 多，有效碰撞的次数增加 不变 单位体积内活化分子数不变 $