化学反应原理-绪言.ppt

化学反应原理,绪 言,1、化学研究的核心问题是：,2、化学中最具有创造性的工作是：,3、如何实现这个过程？,化学反应的原理和过程,设计和创造新的分子造福人类,利用已发现的原理、理论来进行设计并实现这个过程,4、所以我们必须对 清楚才能做到。,必须知道：化学反应是怎样发生的，经历的过程，遵循的规律，如何有效去控制生产和化学污染，只有解决好这些，才能使化学研究和化学工业生产获得最高的效益！,这就是学习化学反应原理的目的,情景1,问题:同是有氢气参与的反应为什么难易程度不同，与什么有关系？,推断：影响反应速率的根本原因是 反应物本身的性质。,内因,中学研究的化学反应原理有哪些基本内容？,情景2,将H2 、O2混合，在室温条件下可以稳定存在数千年而不反应，但点燃后却立刻发生剧烈的爆鸣，转化成水。而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。这说明了什么？,推断：外界条件能够改变化学反应的速率。,结论:内部因素已经具备了，不同的外界条件能够不同程度的改变化学反应的速率。,情景3,H2和N2即使在高温、高压、催化剂的条件下反应也不能完全转化为生成物（氨）。这又说明了什么？,问题：能发生反应的物质，为什么反应不能进行到底？,推断：有些反应是有一定限度的（化学平衡）。,情景4、情景5 、等等,选修4化学反应原理的基本内容:,2、基本的化学反应原理：包括反应速 速率、反应方向及反应限度。,3、从理论的高度来认识酸、碱、盐的本质及其在溶液中的反应。,1、从能量变化的角度来探讨化学变化。,4、电化学的基础知识（原电池、电解池、化学电源、金属电化腐蚀和防护）富有时代气息和应用广泛的一个领域。,那么,如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本方法和思路是怎样？,认识几个重要概念:,1、有效碰撞,2、活化分子,3、活化能,4、催化剂,概念模型法,一、简化后的有效碰撞模型,气体分子之间通常存在着比气体分子本身的体积要大得多的空间，忽略了分子与分子之间的相互作用力，分子之间不存在牵制关系，因此，在常温常压下，可以认为气体分子的运动是自由的，因而，它们之间的碰撞可以视为是随机的。,1、设想,一、简化后的有效碰撞模型,在一个洁净的容器中，使H2和O2按体积比2：1的比例混合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞(互相接触)这是发生化学反应的必要条件。,2、模型的基本构架,假设与事实：研究结果表明，从分子的热运动看，分子发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个H2、O2自身或它们之间的碰撞频率为2.3551010次/s。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化学变化瞬间即可完成，但事实并非如此。,结论：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只有其中部分的气体分子碰撞是有效的，即有效碰撞这是发生化学反应的充分条件。,3、什么是有效碰撞？,有效碰撞 能够导致分子中化学键断裂，引起化学反应的碰撞。,分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,有效碰撞是发生化学反应的充分条件,推论：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,问题：为什么有的碰撞可以发生反应(有效碰撞)，而有的不能发生反应(无效碰撞)?,推断：一定与分子本身的性质和能量有关。,NO2和CO的反应过程,二 、活 化 分 子,1、什么是活化分子？,具较高能量，有可能发生有效碰撞的分子,吸收外界能量 （如加热、光照等） 分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的分子。,结论：,能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，还与碰撞的角度有关。,推论：,有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子数的多少有关。,单位体积中的活化分子数的多少又与什么有关？,问题:,2010年湖北省高考理科一分一统计,2、活 化 能,活化分子平均能量高出反应物分子平均能量的部分。,问题4：活化能为“0”的例子是怎么回事？,问题3:活化能的大小决定了化学反应的难易，它会影响反应热的大小吗？,问题1：活化能的作用是什么？,问题2：提供“活化能”的途径是什么？,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?,活化能与反应热有关吗?,反应热,NO2和CO反应过程中能量的变化,解释:,活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，则反应条件越简单。,活化能越小，则单位体积中活化分子数越多，单位时间内的有效碰撞越多，反应速率越快。,活化能高，活化分子的百分数低，反应难； 活化能低，活化分子的百分数高，反应易。,活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。,活化能是决定化学反应难易的关键,活化能大小是由反应物分子的性质决定的。,内因,碰撞 有效碰撞 活化分子 活化能,就下列的每个词说句话，试试看：,常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒平均碰撞2.355*1010次,如果每一次碰撞都能发生反应,那么整个容器内的氢气和氧气将在瞬间变成水。,能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞才是发生化学反应的充分条件。,具有足够的能量能发生有效碰撞的分子叫活化分子。 活化分子间要发生有效碰撞，还要有合适的取向。,活化分子所多出的那部分能量叫活化能。 在相同条件下，反应的活化能越大，则该反应的速率越小。,一个反应要发生一般经历哪些过程？,普通 分子,活化 分子,有效 碰撞,在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。,三、催 化 剂（触媒）,怎样改变反应的活化能为来加快反应的速率？是何措施？,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,催化剂与反应物结合为中间产物，降低了反应的活化能，使活化分子百分数大大增加，反应速率大大加快。反应结束，中间产物消失，催化剂复原。,催化原理：中间产物理论,催化剂有正催化剂和负催化剂之分。,学习化学的方法,1.加强预习，做有准备的学习； 2.专心上课，做有时效的学习； 3.及时练习，做有基础的学习； 4.会提问题，做有反思的学习； 5.乐于动手，做有生活的学习。,解 释 问 题,1、为什么可燃物有氧气存在时，还必 须达到着火点才能燃烧？,2、催化剂在我们提高生产效率和经济效益中起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么 催化剂能提高反应速率？,通过绪言的学习,初步了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型，认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用，为其后的学习打下基础。,单位体积活化分子百分数,的反应物分子性质,该反应活化能的大小,分子的内部结构,练习 1.实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应中硫酸铜 催化剂（填：是、不是）。 2.单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气，产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾 催化剂（填：是、不是）。,不是,不是,练习,3. 是发生化学反应的必要条件， 是发生化学反应的充分条件。 4.活化分子指的是能够 。 5.活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的 ，活化能的大小不影响 ，活化能的作用在于 使 。 6.常用的提供活化能的方法有 等。,碰撞,有效碰撞,发生有效碰撞的分子,难易,反应前后的能量变化,反应物活化,加热、光照、超声波、核辐射 、 外加碰场,7.什么是有效碰撞？ 8.某一化学反应的速率大小与单位时间 内 有关 。 9.什么是活化分子？,引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞,有效碰撞的次数,具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关,随堂练习,10、下列说法错误的是 A.当碰撞