化学人教版（2019）选择性必修1 2.1.3 活化能及有效碰撞理论（共33张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修1 2.1.3 活化能及有效碰撞理论（共33张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-12 14:00:10 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第3课时：活化能
外 因
其他因素
催化剂
压 强
浓 度
温 度
回顾旧知——影响化学反应速率的因素
如何解释c、P、T、催化剂对化学反应速率的影响呢？
极短时间内
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？
2 mol H2、
1 mol O2
如果每一次碰撞都能引发反应，整个容器中的H2和O2将在极短的时间内全部变成H2O。
一、活化能和有效碰撞
1、基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。
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。
举个例子
总反应：2HI ==== H2 + I2
基元反应：2HI → H2 + 2I· 2I·→ I2
(1)每一步反应称为基元反应
(2)多步基元反应反映了反应历程
反应历程(反应机理)：
再比如总反应：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)
每一步反应称为基元反应
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
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
3、有效碰撞
思考：是不是所有的碰撞都能引发反应？
力量不够
取向不好
好球！有效碰撞
化学反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
3、有效碰撞
分子不停运动
接触
碰撞
有效碰撞
无效碰撞
有效碰撞的频率越高，反应速率越快
发生有效碰撞的条件：
（1）发生碰撞的分子必须有足够高的能量；
（2）分子发生碰撞时必须有合适的取向。
碰撞时能量不足
碰撞时取向不合适
有效碰撞
4、活化分子
定义：具有足够能量，能够发生有效碰撞的分子。
注意：
(1)发生有效碰撞的分子一定是活化分子；
(2)活化分子的碰撞不一定是有效碰撞(由于取向问题)
(3)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。
(4)有效碰撞的次数与单位体积内活化分子数有关。
HI
HI
能量（活化能）
普通分子
活化分子
比较普通分子与活化分子
5、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
反应物平均能量
活化分子平均能量
正反应的活化能
逆反应的活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
活化能(正反应的活化能)
活化分子变成生成物分子放出的能量(逆反应活化能)
反应热：ΔH=E1﹣E2
即：正反应的活化能-逆反应活化能
E1：
E2：
注意：
(1)活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子。
(2)活化能和反应速率的关系:
活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率越快。
活化分子百分数 =
活化分子数
反应物分子数
×100%
(3)活化分子百分数的判断
6、有效碰撞理论
反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件；反应物分子间有效碰撞的频率（单位时间内的有效碰撞次数）越高，即应提高单位体积内活化分子数（活化分子百分数），化学反应速率越大。
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。
普通分子
吸收
能量
活化分子
有效碰撞
发生反应
取向合适
思考与讨论（P28）：
如何用碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响？
二、用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
1、浓度的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大浓度
增加
增加
增加
加快
不变
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
1、浓度的影响
2、压强的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大压强
增加
增加
增加
加快
不变
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
2、压强的影响
1.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大
AC
引起了反应物浓度变化的压强变化才影响速率。具体情况具体分析！
对于非气体反应，压强对速率无影响（影响忽略不计）。
关键：
如：恒容/恒压充不相关气体：
恒容充不相关气
恒压充不相关气
不变
减小
措施
单位体积活化分子数
不变
减少
速率
反应物浓度
不变
减小
2.在体积可变的容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是（ ）
A.分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
C
3、温度的影响
升温
T1
T2
影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
升高温度
不变
增加
增加
加快
增加
3. 设NO+CO2 2CO H＞0 正反应速率为v1；逆反应速率为v2
N2+3H2 2NH3 H＜0 正反应速率为v3；逆反应速率为v4 。对于这两个反应，当温度均升高时，v1、v2、v3和v4变化情况为（ ）
A.同时增大 B.同时减小 C.v1减少，v2增大 D.v1增大，v2减小
A
4. 对于反应M+N→P，如果温度每升高10℃，反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min，将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为（ ）
A.2min B.3min C.6min D.9min
A
4、催化剂对反应速率的影响
影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
催化剂
不变
增加
增加
加快
增加
催化剂改变反应的路径，降低反应的活化能，但反应热没变。
5.参照反应Br2 + H2 → HBr 的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的（ ）
A. 正反应为放热反应
B. 加入催化剂，该化学反应的反应热不改变
C. 正反应为放热反应
D. 加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率
B
能量kJ/mol
反应历程
Br2 + H2
HBr
E1
E2
6.①增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）
②对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ）
③升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）
④使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ）
A.活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数
B.增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C.升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加
D.降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加
A
A
C
D
5.在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题：
(1)降低反应活化能的是______(填序号，下同)。
(2)增加活化分子百分比的是________。
(3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是________。
(4)增加单位体积内活化分子数的是__________。
④
②④
①③
①②③④
6.一定条件下，密闭容器中发生反应M(g) N(g)，反应过程中的能量变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法错误的是（ ）
A.曲线Ⅱ表示其他条件不变，升高温度时的能量变化
B.曲线Ⅲ表示其他条件不变，加入催化剂时的能量变化
C.该反应中正反应的活化能为(E3－E2) kJ·mol－1
D.该反应的反应热为(E1－E2) kJ·mol－1
A
7.下列说法错误的是（ ）
①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应
②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能
④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率
⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加
A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤
B
下课，记得复习哦~
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第3课时：活化能
外 因
其他因素
催化剂
压 强
浓 度
温 度
回顾旧知——影响化学反应速率的因素
如何解释c、P、T、催化剂对化学反应速率的影响呢？
极短时间内
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？
2 mol H2、
1 mol O2
如果每一次碰撞都能引发反应，整个容器中的H2和O2将在极短的时间内全部变成H2O。
一、活化能和有效碰撞
1、基元反应：通过碰撞一步直接转化为产物的反应。
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。
举个例子
总反应：2HI ==== H2 + I2
基元反应：2HI → H2 + 2I· 2I·→ I2
(1)每一步反应称为基元反应
(2)多步基元反应反映了反应历程
反应历程(反应机理)：
再比如总反应：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)
每一步反应称为基元反应
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
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
3、有效碰撞
思考：是不是所有的碰撞都能引发反应？
力量不够
取向不好
好球！有效碰撞
化学反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
3、有效碰撞
分子不停运动
接触
碰撞
有效碰撞
无效碰撞
有效碰撞的频率越高，反应速率越快
发生有效碰撞的条件：
（1）发生碰撞的分子必须有足够高的能量；
（2）分子发生碰撞时必须有合适的取向。
碰撞时能量不足
碰撞时取向不合适
有效碰撞
4、活化分子
定义：具有足够能量，能够发生有效碰撞的分子。
注意：
(1)发生有效碰撞的分子一定是活化分子；
(2)活化分子的碰撞不一定是有效碰撞(由于取向问题)
(3)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。
(4)有效碰撞的次数与单位体积内活化分子数有关。
HI
HI
能量（活化能）
普通分子
活化分子
比较普通分子与活化分子
5、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
反应物平均能量
活化分子平均能量
正反应的活化能
逆反应的活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
活化能(正反应的活化能)
活化分子变成生成物分子放出的能量(逆反应活化能)
反应热：ΔH=E1﹣E2
即：正反应的活化能-逆反应活化能
E1：
E2：
注意：
(1)活化能越小,普通分子就越容易变成活化分子。
(2)活化能和反应速率的关系:
活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率越快。
活化分子百分数 =
活化分子数
反应物分子数
×100%
(3)活化分子百分数的判断
6、有效碰撞理论
反应物分子间的碰撞是化学反应的先决条件；反应物分子间有效碰撞的频率（单位时间内的有效碰撞次数）越高，即应提高单位体积内活化分子数（活化分子百分数），化学反应速率越大。
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。
普通分子
吸收
能量
活化分子
有效碰撞
发生反应
取向合适
思考与讨论（P28）：
如何用碰撞理论解释反应条件对化学反应速率的影响？
二、用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
1、浓度的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大浓度
增加
增加
增加
加快
不变
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
1、浓度的影响
2、压强的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大压强
增加
增加
增加
加快
不变
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
2、压强的影响
1.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大
AC
引起了反应物浓度变化的压强变化才影响速率。具体情况具体分析！
对于非气体反应，压强对速率无影响（影响忽略不计）。
关键：
如：恒容/恒压充不相关气体：
恒容充不相关气
恒压充不相关气
不变
减小
措施
单位体积活化分子数
不变
减少
速率
反应物浓度
不变
减小
2.在体积可变的容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是（ ）
A.分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B.反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C.活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
D.分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
C
3、温度的影响
升温
T1
T2
影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
升高温度
不变
增加
增加
加快
增加
3. 设NO+CO2 2CO H＞0 正反应速率为v1；逆反应速率为v2
N2+3H2 2NH3 H＜0 正反应速率为v3；逆反应速率为v4 。对于这两个反应，当温度均升高时，v1、v2、v3和v4变化情况为（ ）
A.同时增大 B.同时减小 C.v1减少，v2增大 D.v1增大，v2减小
A
4. 对于反应M+N→P，如果温度每升高10℃，反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min，将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为（ ）
A.2min B.3min C.6min D.9min
A
4、催化剂对反应速率的影响
影响 外因 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 有效碰撞次数 化学反应速率
催化剂
不变
增加
增加
加快
增加
催化剂改变反应的路径，降低反应的活化能，但反应热没变。
5.参照反应Br2 + H2 → HBr 的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的（ ）
A. 正反应为放热反应
B. 加入催化剂，该化学反应的反应热不改变
C. 正反应为放热反应
D. 加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率
B
能量kJ/mol
反应历程
Br2 + H2
HBr
E1
E2
6.①增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）
②对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ）
③升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）
④使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ）
A.活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数
B.增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C.升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加
D.降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加
A
A
C
D
5.在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题：
(1)降低反应活化能的是______(填序号，下同)。
(2)增加活化分子百分比的是________。
(3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是________。
(4)增加单位体积内活化分子数的是__________。
④
②④
①③
①②③④
6.一定条件下，密闭容器中发生反应M(g) N(g)，反应过程中的能量变化如图中曲线Ⅰ所示。下列说法错误的是（ ）
A.曲线Ⅱ表示其他条件不变，升高温度时的能量变化
B.曲线Ⅲ表示其他条件不变，加入催化剂时的能量变化
C.该反应中正反应的活化能为(E3－E2) kJ·mol－1
D.该反应的反应热为(E1－E2) kJ·mol－1
A
7.下列说法错误的是（ ）
①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应
②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能
④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率
⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加
A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤
B
下课，记得复习哦~