《2.1.3 活化能》参考课件

第一节

化学反应速率第3课时活化能

以下是投篮球的三种情况：第一种，能量不够；第二种，方向不合适；第三种，足够的能量和合适的方向。通过生活经验和之前所学知识，我们知道，不同化学反应速率不同，浓度、温度、压强、催化剂也会影响化学反应速率。这些从宏观上都已得到证实，从微观上我们怎么理解这些反应速率不同？

学习

目标第3课时活化能PART01PART02知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。一.简单有效碰撞理论自主学习通过生活经验和之前所学知识，我们知道，不同化学反应速率不同，浓度、温度、压强、催化剂也会影响化学反应速率。这些从宏观上都已得到证实，从微观上我们怎么理解这些反应速率不同？如何从微观角度理解化学反应机理？请仔细阅读教材29-30页，思考以下问题。1.思考有效碰撞和化学反应的联系；2.思考有效碰撞的前提条件；3.思考活化分子、活化能及活化分子百分数概念。

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，

这其中的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。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。2HI==H2+I2

第一步：2HI→2I•+H2

第二步：2I•→

I2微粒I·存在未成对电子，它称为自由基，自由基的反应活性很强，寿命极短。资料卡片基元反应:通过碰撞一步直接转化为产物的反应。反应历程（反应机理）:基元反应构成的反应序列称为反应历程。基元反应的总和称为总反应。化学反应是有历程的，化学反应速率与反应历程密切相关。1.基元反应反应历程在运动中会发生碰撞在一个洁净的容器中，将H2和O2按物质的量之比为2：1混合据计算，在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1028次简化的有效碰撞模型分子无规则高速运动彼此碰撞（每秒约1028次）有效碰撞无效碰撞思考：分子间的每次碰撞都是能发生化学反应的碰撞吗？思考：那么有效碰撞应该满足哪些条件呢？1.化学反应发生的条件旧化学键就是被分子“有效碰撞”给撞断裂的。条件一：分子必须具有足够的能量分子能量不够，碰撞无效分子能量足够，碰撞有效高速碰撞：活化分子具有足够的能量，能够发生有效碰撞的分子。条件二：比如：NO2+CO===NO+CO2这个反应其实就是氧原子转移2、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。活化分子碰撞时必须具有合适的取向发生有效碰撞的条件足够能量

合理取向推论：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，单位时间内有效碰撞的次数越多，该反应的速率越快。有效碰撞=活化分子（普通分子+活化能）+合适取向

方向不好能量不够反应速率与活化分子的百分率（活%）成正比2、活化分子和活化能①活化分子能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高能量。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。（碰撞时的取向合适不合适）

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。其他条件不变时，同一反应活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。活化分子百分数=×100%活化分子数反应物分子总数②活化能活化分子平均能量与反应物分子平均能量差值。活化能的大小是由反应物分子的性质决定。活化分子反应热Ea表示反应的活化能Ea1

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。活化能活化分子活化能作用：使反应物活化，从而启动反应或改变反应速率从上图可知：活化能与化学反应难易的关系是

活化能高，反应难；活化能低，反应易。活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，推论1:活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，单位时间内有效碰撞越多，反应速率越快。推论2: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。有没有活化能为0的化学反应？案例1：AgNO3溶液与NaCl溶液混合离子间的反应瞬间完成可看作活化能为0案例2：在高空50~85Km的大气层，平均温度只有-50℃，存在大量自由原子之间的反应，不需要活化能的推动。

反应活化能为0的反应：自由移动的原子或离子之间的反应4.化学反应发生所经历的过程碰撞频率越高，反应速率越快普通分子活化能有没有活化能为0的化学反应？案例1：AgNO3溶液与NaCl溶液混合离子间的反应瞬间完成可看作活化能为0案例2：在高空50~85Km的大气层，平均温度只有-50℃，存在大量自由原子之间的反应，不需要活化能的推动。

反应活化能为0的反应：自由移动的原子或离子之间的反应4.化学反应发生所经历的过程【例1】下列说法错误的是（）①具有较高能量的分子发生有适当取向的碰撞，才能发生化学反应。②发生有效碰撞的分子都是活化分子。③活化分子间的碰撞都是有效碰撞。④水溶液中的化学反应的活化能都接近于0。⑤反应热△H=正反应的活化能—逆反应的活化能。⑥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。⑦普通分子间的碰撞有时候也能发生化学反应。A.①④B.③④⑦C.④⑤⑥D.②⑤B反应物本身的性质活化能的大小单位体积内活化分子的多少单位时间内有效碰撞次数的多少化学反应速率的快慢决定决定决定决定内因外因二.碰撞理论与影响化学反应速率快慢的因素结合碰撞理论，探讨外因的改变影响化学反应速率的原因：分子总数:20活化分子数:6活化分子百分数:30%增大浓度化分子数增加单位体积内活（活化分子百分比不变）单位时间有效碰撞次数增加反应速率加快分子总数:10活化分子数:3活化分子百分数:30%1.浓度对化学反应速率的影响【思考与讨论】

请尝试用碰撞理论解释:当其他条件相同时，为什么增大反应物的浓度会使化学反应速率增大，而降低反应物的浓度会使化学反应速率减小?浓度↑→单位体积内N总↑→单位体积内N活↑→有效碰撞↑【思考与讨论】

请尝试用碰撞理论解释:当其他条件相同时，为什么升高温度会使化学反应速率增大，而降低温度会使化学反应速率减小?温度↑活化分子百分数↑运动加快，碰撞频率↑有效碰撞次数↑v↑2.温度对化学反应速率的影响对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加反应物各气体物质的浓度。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%浓度增大压强增大化分子数增加单位体积内活（活化分子百分比不变）单位时间有效碰撞次数增加反应速率加快结论：压强改变的实质：是对反应物各气体物质浓度产生了影响，而引起反应速率发生变化。3.压强对化学反应速率的影响气体P↑，V体↓，气体浓度↑即单位体积内反应物分子总数↑单位体积内活化分子数↑有效碰撞次数↑v

↑请尝试用碰撞理论解释:当其他条件相同时，为什么增大压强会使化学反应速率增大，而减小压强会使化学反应速率减小?【思考与讨论】

恒温恒容通入少量惰性气体反应速率如何变化？Ar总气压增大反应物浓度不变单位体积活化分子数不变化学反应速率不变单位时间有效碰撞次数不变恒温恒压通入少量惰性气体反应速率如何变化？总气压不变密闭容器体积增大反应物浓度减小单位体积活化分子数减小单位时间有效碰撞次数减小化学反应速率减小使用催化剂降低了反应活化能活化分子百分数增大，活化分子数增多化学反应速率加快单位时间有效碰撞次数增大E1E2催化剂：参与化学反应，改变反应途径，但反应前后质量和化学性质不变的物质催化剂作用：可以降低化学反应所需的活化能，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率，反应速率大幅提高。注意（1）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。（2）同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。活化能没加催化剂加了催化剂催化剂可以改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的热效应。4.催化剂对化学反应速率的影响

归纳总结：影响化学反应速率的外界因素

⑴增大反应物的浓度（压强），可以加快反应速率。⑵升高温度，可以加快反应速率。⑶使用催化剂采用适当的催化剂可以加快化学反应速率。外界条件对化学反应速率的影响（总结）影响因素单位体积内反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度（增大压强）升高温度正催化剂增加不变不变不变增加增加增加增加增加增加增加增加题目解析浓度变化能改变单位体积内分子的总数，活化分子的百分数不变压强的变化能改变单位体积内分子的总数，活化分子的百分数不变温度能改变活化分子的百分数，但单位体积内分子总数不变。D2.已知H2O2分解反应为：2H2O2=2H2O+O2△H<0。在含少量I-的溶液中，H2O2的分解机理为：①

H2O2＋I-=H2O＋IO-△H>0慢

②

△H<0快H2O2+IO-=H2O+O2+I-思考与交流（1）此过程机理中

催化剂，

中间产物。（2）I-的浓度能否影响反应速率？（3）画出此反应过程中的能量变化图像E1>E2解决问题1.反应热大小2.活化能大小思路分析1.如何体现总反应是放热的？2.如何体现第①步反应是吸热的？3.如何体现第②步反应是放热的？4.如何体现总反应第①步与第②步活化能大小？I-I