活化能【知识架构+精讲精练】 人教2019选择性必修1 高二化学课件

第07讲活化能2molH2和1molO2混合于一个洁净的容器内，已知常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒钟平均碰撞2.355×1010次，如果每一次碰撞都能够引发反应，试想会有什么样的现象？如果每一次碰撞都能引发反应，整个容器中的氢气和氧气将在极短的时间内全部变成水。然而事实并非如此，为什么呢？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。要发生反应，对于碰撞也是有要求的。知识导图一、基元反应与反应历程1.基元反应：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。每一步反应都称为基元反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。2.自由基：带有单电子的原子或原子团叫自由基，如I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强，寿命极短。举个例子总反应：2HI====H2+I2基元反应：2HI→H2+2I·

2I·→I2总反应：2HI====H2+I2基元反应：2HI→H2+2I·

2I·→I23.反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。反应不同，反应历程也不相同同一反应，在不同条件下，反应历程也可能不同反应历程的差别造成了化学反应速率的不同对于由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最慢的一步基元反应决定分子间发生怎样的碰撞，才会发生化学反应？二、有效碰撞理论1．有效碰撞的概念：能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。2．有效碰撞必须满足的条件：（1）分子具有足够的_______；（即_____分子）（2）分子在碰撞时具有合适的_______。3．有效碰撞与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率_______。能量活化取向越快三、活化分子与活化能活化分子：具有足够能量、能够发生_________的分子。有效碰撞对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。三、活化分子与活化能活化分子：具有足够能量、能够发生_________的分子。2.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，叫做反应的活化能。有效碰撞E1：正反应的活化能E2：活化分子变成生成物分子放出的能量（逆反应活化能）E1﹣E2：反应热（△H）结合生物学科所学，催化剂的作用原理是什么？降低反应的活化能前面我们通过实验，得出浓度、压强等因素对反应速率的影响。这节课，试着用有效碰撞理论，对其进行解释。四、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释反应物浓度增大→反应物中活化分子百分数______→单位体积内分子总数_____→活化分子总数______→单位时间内有效碰撞次数______→反应速率______；反之，反应速率_______。不变增多增多增多增大减慢增大压强（压缩体积）→反应物中活化分子百分数______→单位体积内活化分子总数______→单位时间内有效碰撞次数______→反应速率______；反之，反应速率_______。不变增多增多增大减慢四、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释升高温度→活化分子百分数______→单位体积内分子总数______→活化分子总数______→单位时间内有效碰撞次数______→反应速率______；反之，反应速率_______。不变增多增多增大减慢增大加入催化剂→活化分子百分数______→单位体积内活化分子总数______→单位时间内有效碰撞次数______→反应速率______；反之，反应速率_______。增多增多增大减慢增大化学反应速率一般表示的是平均速率，能否求出瞬时速率呢？五、化学反应的速率常数和速率方程1.化学反应速率通常指一定时间内反应的平均速率。2.在化学反应进程中，未达平衡时，瞬时反应速率一般是不断变化的。3.对于基元反应，化学反应速率通常与各反应物浓度的幂之积成正比。4.速率常数和速率方程对于反应：aA+bB+…→产物速率方程为v=k·cx(A)·cy(B)·…，式中的k称为速率常数。

举个例子知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~【变1-4】下列关于化学反应速率的说法正确的是①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快②其他条件不变，温度越高，化学反应速率越快③使用催化剂可改变反应速率，从而改变该反应过程中吸收或放出的热量④升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数⑤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⑥增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多⑦催化剂不参与反应，但能降低活化能增大活化分子的百分数，从而增大反应速率A．②⑥ B．②④ C．②③⑤⑦ D．①②④⑤B题型一：有效碰撞理论【变2】对于反应2NO(g)＋2H2(g)→N2(g)＋2H2O(g)，科学家根据光谱学研究提出如下反应历程：第一步：2NO⇌N2O2快速平衡第二步：N2O2＋H2→N2O＋H2O慢反应第三步：N2O＋H2→N2＋H2O快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是A．若第一步反应△H<0，则升高温度，v正减小，v逆增大B．第二步反应的活化能大于第三步的活化能C．第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞都是有效碰撞D．反应的中间产物只有N2O2B题型二：基元反应与反应历程【变3-1】卤代烃与端基炔(R＇C≡CH)催化偶联反应的一种机理如图所示。下列说法错误的是A．偶联反应中起催化作用的是M和CuIB．R＇C≡CCu为该催化过程的中间产物C．该偶联反应的原理为R＇C≡CH+RI→R＇C≡CR+HID．该催化机理改变了反应路径和反应热D题型二：基元反应与反应历程【例4】如图(Ea表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图，下列说法正确的是A．Cl·可由Cl2在高温条件下生成，是CH4与Cl2反应的催化剂B．升高温度，活化分子的百分数不变，但反应速率加快C．增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响△H的大小D．第一步反应的速率大于第二步反应C题型三：反应进程与能量变化图【例5】金属插入CH4的C-H键形成高氧化态过渡金属化合物的反应频繁出现在光分解作用、金属有机化学等领域，如图是CH4与Zr形成过渡金属化合物的过程。下列说法不正确的是A．整个反应快慢，由CH2—Zr···H2→状态2反应决定B．CH3—Zr···H→CH2—Zr···H2ΔH=+8.32kJ•mol-1C．在中间产物中CH3—Zr···H状态最稳定D．Zr+CH4→CH—Zr···H3活化能为201.84kJ•mol-1C题型三：反应进程与能量变化图【变6】已知Cl2(g)+CO(g)⇌COCl2(g)的速率方程[k为速率常数，只受温度影响]，该反应可认为经过以下反应历程：第一步：Cl2⇌2Cl快速平衡第二步：Cl+CO⇌COC