人教版高中化学选修4 绪言(课件) (共32张PPT).ppt

高二化学学什么 高二化学选修学习内容 化学反应原理 有机化学基础 实验化学 物质结构与性质 化学与技术 化学与生活 六个选修模块 自学为主 穿插在其他模块中 化学反应原理 绪言 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 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 研究情景 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1 反应物分子之间只要相互碰撞就能发生化学反应 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2 355 1010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 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 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 结论 分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 而有效碰撞是发生化学反应的充要条件 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 1 发生碰撞的分子具有较高的能量 2 分子在一定的方向上发生碰撞 即合适的取向 2 发生有效碰撞的条件 1 什么是活化分子 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 具有较高能量 能够发生有效碰撞的分子 二 活化分子和活化能理论 二 活化分子和活化能理论 1 什么是活化分子 具有较高能量 能够发生有效碰撞的分子 结论 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 活化分子的多少又与什么有关 问题 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 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 其中E1为活化能 E2 E1是反应热 结论 1 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关 2 活化能的大小是由反应物分子的性质决定 内因 推论 活化能越小则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 单位时间内有效碰撞越多 则反应速率越快 活化能是决定化学反应难易的关键 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 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 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 思考 催化剂在我们提高生产效率和经济效益中起关键作用 试想一下为什么催化剂能提高反应速率 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 三 催化剂 触媒 降低反应的活化能来加快反应的速率 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 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 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平均能量的那部分能量G 使用催化剂能改变分子的活化能