2.1.3 活化能-2026‑2027 学年高二上学期化学新课标同步教学课件（人教版新教材选择性必修 1）

该高中化学课件聚焦活化能核心内容，涵盖基元反应与反应历程、有效碰撞理论、活化分子及外界条件对反应速率影响，通过篮球比赛“合理碰撞”类比导入，结合飞秒化学前沿，搭建宏观现象与微观机理的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与模型认知，以投篮类比有效碰撞条件，用能量关系图构建“活化分子-有效碰撞-反应速率”推理模型，结合针对性习题强化理解。既助学生深化微观探析能力，又为教师提供情境化、结构化的教学支持。

第二章 化学反应速率 第一节 化学反应速率 人教版·选择性必修一 第3课时 活化能 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 出处： 《普通高中化学课程标准（2017 年版 2025 年修订）》选择性必修 1 化学反应原理，主题 2 化学反应的方向、限度和速率，2.2 化学反应速率 内容要求： 知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 学业要求： 能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。 课标要求 素养目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 科学态度与社会责任： 了解飞秒化学等前沿研究对反应速率微观机理的探索价值，以严谨、求真的态度理解活化能、有效碰撞等理论，认识其对化学工业、科技发展的重要意义，增强科学态度。 证据推理与模型认知： 依据有效碰撞理论、活化能模型，推理浓度、温度、催化剂对反应速率的影响规律，构建 “活化分子 - 有效碰撞 - 反应速率” 的推理模型，运用模型解释或预测不同条件下的反应速率变化。 宏观辨识与微观探析： 能从宏观反应速率的变化，关联微观活化分子、有效碰撞、活化能的概念，理解外界条件影响反应速率的微观本质，构建 “宏观现象 - 微观机理” 的深度认知。 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 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 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 化学反应速率的差异，背后隐藏着微观粒子的 “神秘互动”。为什么增大浓度、升高温度能加快反应？催化剂为何能 “四两拨千斤” 改变反应速率？ 从有效碰撞的发生，到活化分子的 “冲锋陷阵”，再到活化能的 “能量门槛”，微观世界的反应机理决定着宏观反应的快慢。 本节课将借助活化能、有效碰撞理论，解码浓度、温度、催化剂影响反应速率的微观密码，还将结合飞秒化学等前沿研究，探寻化学反应速率调控的本质规律，理解其对化学科学、工业生产的深远意义 。 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节一：认识基元反应与反应历程 思考：分子间发生化学反应的必要条件是什么呢？ 1918年，美国化学家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发生化学反应的先决条件。反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。 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 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节一：认识基元反应与反应历程 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。 例如，2HI=H2 + I2实际上是经过下列两步反应完成的： 2HI → H2 + 2I· 2I· → I2 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。反应历程又称反应机理。 注意：I·，叫自由基（带有单电子的原子或原子团） 是自由基（带有单电子的原子或原子团） 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节一：认识基元反应与反应历程 基元反应： 由反应物分子直接碰撞发生相互作用一步生成分子的反应 反应历程： 含义：某化学反应有关的一组先后进行的基元反应反映了该反应的反应历程（又称反应机理） 特点：化学反应不同，反应历程不同；同一化学反应在不同条件下的反应历程也可能不同 非基元反应（复杂反应）： 由两个或两个意思的基元反应组合而成的复杂反应。通过实验方法可检测到中间产物，但中间产物在后续反应中被消耗掉。 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节一：认识基元反应与反应历程 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。 总反应速率的快慢由哪一步决定？ 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节一：认识基元反应与反应历程 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) 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。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。说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。 环节二：体会有效碰撞理论 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节二：体会有效碰撞理论 HI 分解反应中分子碰撞示意图 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 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节二：体会有效碰撞理论 力道不足 (进不去球) 取向不对 (进不去球) 力道、取向恰好 (进球) 类比投篮 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节二：体会有效碰撞理论 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节二：体会有效碰撞理论 发生碰撞的分子具有较高的能量 活化分子 分子在一定方向上发生碰撞 合理取向 有效碰撞必须满足两个条件 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 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% 环节三：认识活化分子与活化能 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 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 环节三：认识活化分子与活化能 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节三：认识活化分子与活化能 反应物 生成物 能量 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 活化分子具有的平均能量与反应物分子平均具有的能量之差 具有足够高的能量，能发生有效碰撞的分子 活化分子 反应物分子 平均能量 ΔH 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 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。 环节三：认识活化分子与活化能 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节三：认识活化分子与活化能 活化能与反应速率的关系 ①一般地，活化能越低,活化分子所占的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，化学反应速率越大 ②对于由多个基元反应组成的化学反应，其总反应的反应速率是由反应速率最慢的（活化能最大的）一步基元反应决定。 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节三：认识活化分子与活化能 活化分子： 发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。 活化能： 活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差（或过渡态的平均能量与反应物分子的平均能量的差）称为活化能。 活化分子 有效碰撞 普通分子 新物质 能量 活化能 取向合适 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 （1）浓度对反应速率的影响 其它条件不变时 增大反应物浓度 活化分子 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 其他条件不变时，同一反应的活化分子百分数是一定的。 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 （2）压强对反应速率的影响 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 增大压强 增加 增加 增加 加快 不变 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 （3）温度对反应速率的影响 升高温度 → 反应物分子的能量增加 单位体积活化分子数增多 活化分子的百分数增加 单位时间内有效碰撞次数增多 化学反应速率加快 → → → → 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 ①无论吸热反应、还是放热反应，升高温度，速率都加快，只是加快的程度不一样 ②反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，只是加快的程度不一样 ③实验测定，温度每升高10K，化学反应速率通常增大到原来2～4倍 特别说明 （3）温度对反应速率的影响 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 （4）催化剂对反应速率的影响 使用催化剂 单位体积内活化分子数增加 (活化分子百分数增大) 单位时间有效碰撞次数增加 反应速率加快 改变反应历程，降低活化能 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 在其它条件不变时，使用适当催化剂可较大程度地加快反应速率 特别说明 ①没特别指明一般指正催化剂 ②催化剂只能改变反应速率，不能将不能发生的反应变成发生的 ④催化剂具有一定的选择性，催化剂不能改变反应热的大小 ⑤催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭 到破坏，这种现象叫催化剂中毒 （4）催化剂对反应速率的影响 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 （4）催化剂对反应速率的影响 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 可逆反应中催化剂对正、逆反应的速率改变程度相同 02 不同催化剂的活化温度不同 03 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 环节四：用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 总之，向反应体系输人能量，都有可能改变化学反应速率 光辐照 电弧 放射线辐照 强磁场 超声波 高速研磨 （5）其他因素对反应速率的影响 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 D 1.下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越大 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越大 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 2．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 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 3.反应C(s，石墨)＋H2O(g) ⇌CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)A．用纳米石墨代替普通石墨B．将容器的容积缩小一半C．保持容积不变，充入Ne使体系压强增大D．保持压强不变，充入Ne使容器容积增大 C 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 4.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 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 5.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 课标要求 学习目标 情境创设 教学实施 知识建构 评价反馈 6.某实验探究小组研究340 K时N2O5的分解反应：2N2O5 ⇌4NO2＋O2。该小组同学根据表中的实验数据绘制下图。下列说法中正确的是(　　) A．曲线Ⅰ是N2O5的变化曲线B．曲线Ⅱ是O2的变化曲线C．N2O5的浓度逐渐减小，反应速率越小D．O2的浓度逐渐增大，反应速率越大 t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/mol·L－1 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/mol·L－1 0 0.023 0.040 0.052 0.060 C THANK YOU Thank you $