内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第1节 化学反应速率
第2课时 活化能
高二化学备课组
二、化学反应速率的影响因素
不同的化学反应,具有不同的反应速率,这说明化学反应速率的大小主要取于 。
反应物的组成、结构和性质
1.内因
2.外因
条件 改变 对化学反应速率的影响
浓度 增大反应物的浓度
减小反应物的浓度
温度 升高温度
降低温度
催化剂 多数情况下,使用催化剂能够 化学反应速率
压强(对有气体参加的化学反应) 增大压强
减小压强
接触面积 块状固体变为粉末状
加快
加快
加快
加快
减慢
减慢
减慢
加快
大量实验证明,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著
如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢?
模块三 活化能
有效碰撞理论
1. 基元反应和反应机理
自由基
带有单电子的原子或原子团
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
基元反应:每一步反应都称为基元反应。
反应机理:先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程,反应历程又称反应机理。
2HI→H2+2 I∙
2I∙→I2
例如:2HI=H2+I2,实际上是经过下列两步反应完成的:
基元反应
基元反应
反应历程
或反应机理
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2.非基元反应
由两个或两个以上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
(复合反应)
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由反应速率最慢的一步基元反应决定
绝大多数化学反应为非基元反应
三、基元反应与反应历程
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
基元反应和反应历程
一些说明
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。
气体分子的碰撞频率
请同学们查看教材P28-HI 分解反应中分子碰撞示意图
示例: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
基元反应和反应历程
知识梳理
投篮那些事
力道不足
——进不去球
取向不对
——进不去球
力道、取向恰好
——进球
基元反应和反应历程
知识梳理
基元反应和反应历程
一些说明
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。
气体分子的碰撞频率
这说明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
知识梳理
能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞
1.有效碰撞
含义
条件
①反应物分子必须具有一定能量
②碰撞时要有合适的取向
实质
有效碰撞能使化学键断裂,从而发生化学反应
某一个化学反应的速率大小与单位时间内分子有效碰撞的次数有关,单位时间内有效碰撞的次数越多,该反应的速率越快。
四、有效碰撞与活化能
具有足够的能量,可能发生有效碰撞的分子
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.活化分子
3.活化能
四、有效碰撞与活化能
4.活化能与反应热
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
ΔH = Ea正反应活化能- Ea逆反应活化能
5.活化能与化学反应速率
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。
五、运用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
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%
增大浓度
单位体积内活化分子数增加
单位时间有效碰撞次数增加
反应速率加快
活化分子百分数不变
2.压强对反应速率的影响
分子总数:10
活化分子数:3
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%
压缩体积,压强增大
增大压强
浓度增大
单位时间有效碰撞次数增加
反应速率加快
单位体积内活化分子数增加
活化分子
百分数不变
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响
恒温恒容,充入惰性气体
恒温恒容充惰气
体积不变
浓度c不变
反应物物质的量不变
v不变
单位体积活化分子数不变
单位时间有效碰撞次数不变
惰性气体
普通分子
活化分子
恒温恒压充惰气
体积变大
浓度c↓
v↓
反应物物质的量不变
惰性气体
普通分子
活化分子
单位体积活化分子数↓
单位时间有效碰撞次数↓
恒温恒压,充入惰性气体
3.温度对反应速率的影响
分子总数:10
活化分子数:3
活化分子百分数:30%
温度升高,分子能量提高
分子总数:10
活化分子数:5
活化分子百分数:50%
温度升高
活化分子百分数提高
单位时间有效碰撞次数增加
反应速率加快
4.催化剂对反应速率的影响
能量
反应过程
生成物
反应物
反应热
E1
E2
活化分子
加了催化剂
没加催化剂
加入
催化剂
活化分子百分数提高
单位时间有效碰撞次数增加
反应速率加快
降低化学反应所需的活化能
增大反应物的浓度
单位体积内分子总数
活化分子百分数
单位体积内活化分子总数
单位体积内有效碰撞次数增加
增多
不变
增大压强
升高温度
单位体积内分子总数
活化分子百分数
不变
增大
增加
加催化剂
反应速率加快
课堂总结
条件 改变 对化学反应速率的影响
浓度 增大反应物的浓度
减小反应物的浓度
温度 升高温度
降低温度
催化剂 多数情况下,使用催化剂能够 化学反应速率
压强(对有气体参加的化学反应) 增大压强
减小压强
接触面积 块状固体变为粉末状
加快
加快
加快
加快
减慢
减慢
减慢
加快
1.化学反应速率影响因素
课堂检测
1.在C(s)+CO2(g)===2CO(g)的反应中,现采取下列措施,能够使反应速率增大的措施是( )
①缩小体积,增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒容下充入N2 ⑤恒压下充入N2
A.①④ B.②③⑤ C.①③ D.①②④
答案 C
课堂检测
2.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂在反应前后质量不变,故催化剂不参与化学反应
B.降低反应活化能,使反应速率加快
C.催化剂能够改变反应的反应热
D.催化剂只改变反应的正反应速率
答案 B
3,(2019·全国卷Ⅰ)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。 该历程中最大能垒(活化能)E正=________eV。
小于 2.02
4,[2022·天津河西区期中] 已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2的分解分两步:
ⅰ.H2O2+I- →H2O+IO- 慢反应
ⅱ.H2O2+IO- → H2O+O2+I- 快反应
下列有关反应的说法正确的是 ( )
A.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
B.反应ⅰ比反应ⅱ的活化能小
C.H2O2分解速率与I-的浓度无关
D.H2O2(l)= H2O(l)+O2(g) ΔH=-98 kJ·mol-1
D
5,[2022·新疆乌鲁木齐八中期中] 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示。下列有关叙述不正确的是 ( )
A.该反应中,反应物断键所需的总能量小于生成物成键所释放的总能量
B.该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
C.使用催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热
D.恒温恒容条件下通入氦气,使单位体积内O2的活化分子数增大
D
meiyangyang8602
meiyangyang8602
好好学习,天天向上
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