化学人教版（2019）选择性必修1 2.1.4活化能 课件（共20张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修1 2.1.4活化能 课件（共20张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-14 07:52:52 | ||
图片预览
文档简介
(共20张PPT)
下列说法正确的是（ ）
A.0.1 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硫酸分别与2 mol·L－1NaOH溶液反应，其反应速率相同
B.相同质量的大理石块与大理石粉分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，反应速率相同
C.Mg、Al在相同条件下分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，反应速率相同
D.0.1 mol·L－1HCl溶液和0.1 mol·L－1HNO3溶液分别与相同形状和大小的大理石块反应，反应速率相同
D
课
前
检
查
影响因素 规 律
内因 反应物本 身的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢
外因 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度 升高温度，化学反应速率增大；
降低温度，化学反应速率减小
催化剂 一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率
知识回顾
如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢？
第一节 化学反应速率
第二章 化学反应速率与化学平衡
教
学
目
标
1.知道化学反应是有历程的，认识基元反应和活化能。
2.知道催化剂可以改变反应历程。
3.能用简单碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响。
第4课时 活化能
一、基元反应和反应历程
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。
如：总反应：2HI =H2 + I2 实际上是经过下列两步反应完成的
这两个先后进行的基元反应反映了2HI=H2+I2的反应历程。
第一步： 2HI → H2+2 I
第二步： 2I → I2
自由基：带有单电子的原子或原子团
2.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。
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。
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞！
以气体为例，任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1 mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到1028次。
如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。这说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。
反应物分子的每一次碰撞都能发生化学反应吗？
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
发生反应
不发生反应
1.碰撞是发生反应的先决条件
2.并不是每一次碰撞都能发生反应
3.能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞
某一化学反应的速率大小与单位时间、单位体积内有效碰撞的次数有关，
有效碰撞的次数越多，该反应的速率越快 。
简化的碰撞模型
1．有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。
二、简单碰撞理论
HI分解反应中分子碰撞示意图
2．发生有效碰撞必须满足的条件：
（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理的取向（这样才能使化学键断裂）
无效碰撞
有效碰撞
力量不够
取向不好
好球！
有效碰撞
3、活化分子和活化能
①活化分子：具有足够能量、能够发生有效碰撞的分子
思考：活化分子具有的高能量从何来
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。
活化分子百分数=
活化分子数
反应物分子总数
×100%
化学反应速率与单位体积内的活化分子数成正比！
单位体积内
活化分子数
单位体积内
反应物分子总数
活化分子
百分数
＝
×
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
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
反应热
E1：反应的活化能
E2：活化分子变成生成物分子放出的能量
E1－E2：反应热
③反应物、生成物的能量与活化能的关系
特别提示：活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。
也可认为是逆反应的活化能
④化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系
反应物分子中活化分子的百分数越大、单位体积内活化分子数越多，
单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。
不发生化学反应
无效碰撞
普通分子
发生化学反应
有效碰撞
活化分子
取向合适
取向不合适
活
化
能
小结：简单碰撞理论
单位体积内活化分子数越多，
单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。
单位体积内
活化分子数
单位体积内
反应物分子总数
活化分子
百分数
＝
×
下列说法正确的是（ ）
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
③活化分子比普通分子具有较高的能量
④化学反应的实质是原子的重新组合
⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞
③④⑤
课
堂
练
习
分子总数:10
活化分子数:3
活化分子百分数:30%
1、浓度对反应速率的影响
反应物浓度增大，即单位体积内反应物分子总数增大
单位时间内有效碰撞次数增多
反应速率加快
分子总数:20
活化分子数:6
活化分子百分数:30%
单位体积内活化分子数增加
活化分子
百分比不变
三、用简单碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
2、温度对反应速率的影响
升温
升高温度
单位时间内有效碰撞次数增多
反应速率加快
单位体积内活化分子数（活化分子百分数增大）增多
分子运动加快，碰撞频率增加
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%
3、压强对反应速率的影响
活化分子
百分比不变
增大压强
单位时间有效碰撞次数增多
反应速率加快
单位体积内活化分子数增加
增大浓度
4、催化剂对反应速率的影响
（1）催化剂参与化学反应（生成中间产物），改变反应历程，但反应前后质量和化学性质不变的物质。
（2）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。
催化剂
单位时间有效碰撞次数增多
反应速率加快
活化分子百分数增加（活化分子的百分数增大）
降低反应所需的活化能
4、影响化学反应速率的其他因素
光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等
总之，向反应体系输入能量，都有可能影响化学反应速率
影响化学反应速率因素的解释
单位时间内、单位体积内有效碰撞次数改变
改变化学反应速率
课堂小结
简单碰撞理论
单位体积内活化分子总数增加
浓度、压强
活化分子的百分数增大
温度、催化剂
单位体积内活化分子数增多
单位体积内活化分子数增多
未使用催化剂时：反应A+B=AB的活化能为Ea
使用催化剂K后：反应分两步（反应历程改变）
第一步：A+K=AK， 活化能为Eal
K是催化剂，前后质量不变；AK是中间产物
第二步：AK+B=AB+K 活化能为Ea2
总反应：A+B=AB
这两个分步反应的活化能都比原来的Ea要小，因此反应速率加快。
又因为Ea1>Ea2,所以第一步是慢反应，第二步是快反应。而整个反应的速率是由慢反应决定的，也叫“决速步骤”。所以第一步的活化能Eal就是在催化剂条件下，整个反应的活化能。
艾哈迈德·泽维尔（ ，Ahmed Hassan Zewail），埃及化学家，飞秒化学专家。他研究的技术能将研究化学反应的时间尺度缩减至飞秒，透过摄影将化学反应中每个微细变化忠实地纪录。
飞秒化学 —— 参照课本 P28
下列说法正确的是（ ）
A.0.1 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硫酸分别与2 mol·L－1NaOH溶液反应，其反应速率相同
B.相同质量的大理石块与大理石粉分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，反应速率相同
C.Mg、Al在相同条件下分别与0.1 mol·L－1盐酸反应，反应速率相同
D.0.1 mol·L－1HCl溶液和0.1 mol·L－1HNO3溶液分别与相同形状和大小的大理石块反应，反应速率相同
D
课
前
检
查
影响因素 规 律
内因 反应物本 身的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢
外因 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度 升高温度，化学反应速率增大；
降低温度，化学反应速率减小
催化剂 一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率
知识回顾
如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢？
第一节 化学反应速率
第二章 化学反应速率与化学平衡
教
学
目
标
1.知道化学反应是有历程的，认识基元反应和活化能。
2.知道催化剂可以改变反应历程。
3.能用简单碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响。
第4课时 活化能
一、基元反应和反应历程
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。
如：总反应：2HI =H2 + I2 实际上是经过下列两步反应完成的
这两个先后进行的基元反应反映了2HI=H2+I2的反应历程。
第一步： 2HI → H2+2 I
第二步： 2I → I2
自由基：带有单电子的原子或原子团
2.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。
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。
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞！
以气体为例，任何气体中分子间的碰撞次数都是非常巨大的。通常情况下，当气体的浓度为1 mol/L时，在每立方厘米、每秒内反应物分子间的碰撞可达到1028次。
如果反应物分子间的任何一次碰撞都能发生反应的话，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。这说明并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生反应。
反应物分子的每一次碰撞都能发生化学反应吗？
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
发生反应
不发生反应
1.碰撞是发生反应的先决条件
2.并不是每一次碰撞都能发生反应
3.能够发生化学反应的碰撞才是有效碰撞
某一化学反应的速率大小与单位时间、单位体积内有效碰撞的次数有关，
有效碰撞的次数越多，该反应的速率越快 。
简化的碰撞模型
1．有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。
二、简单碰撞理论
HI分解反应中分子碰撞示意图
2．发生有效碰撞必须满足的条件：
（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理的取向（这样才能使化学键断裂）
无效碰撞
有效碰撞
力量不够
取向不好
好球！
有效碰撞
3、活化分子和活化能
①活化分子：具有足够能量、能够发生有效碰撞的分子
思考：活化分子具有的高能量从何来
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。
活化分子百分数=
活化分子数
反应物分子总数
×100%
化学反应速率与单位体积内的活化分子数成正比！
单位体积内
活化分子数
单位体积内
反应物分子总数
活化分子
百分数
＝
×
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
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
反应热
E1：反应的活化能
E2：活化分子变成生成物分子放出的能量
E1－E2：反应热
③反应物、生成物的能量与活化能的关系
特别提示：活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。
也可认为是逆反应的活化能
④化学反应速率与活化分子、有效碰撞的关系
反应物分子中活化分子的百分数越大、单位体积内活化分子数越多，
单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。
不发生化学反应
无效碰撞
普通分子
发生化学反应
有效碰撞
活化分子
取向合适
取向不合适
活
化
能
小结：简单碰撞理论
单位体积内活化分子数越多，
单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。
单位体积内
活化分子数
单位体积内
反应物分子总数
活化分子
百分数
＝
×
下列说法正确的是（ ）
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应
③活化分子比普通分子具有较高的能量
④化学反应的实质是原子的重新组合
⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞
③④⑤
课
堂
练
习
分子总数:10
活化分子数:3
活化分子百分数:30%
1、浓度对反应速率的影响
反应物浓度增大，即单位体积内反应物分子总数增大
单位时间内有效碰撞次数增多
反应速率加快
分子总数:20
活化分子数:6
活化分子百分数:30%
单位体积内活化分子数增加
活化分子
百分比不变
三、用简单碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
2、温度对反应速率的影响
升温
升高温度
单位时间内有效碰撞次数增多
反应速率加快
单位体积内活化分子数（活化分子百分数增大）增多
分子运动加快，碰撞频率增加
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%
3、压强对反应速率的影响
活化分子
百分比不变
增大压强
单位时间有效碰撞次数增多
反应速率加快
单位体积内活化分子数增加
增大浓度
4、催化剂对反应速率的影响
（1）催化剂参与化学反应（生成中间产物），改变反应历程，但反应前后质量和化学性质不变的物质。
（2）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。
催化剂
单位时间有效碰撞次数增多
反应速率加快
活化分子百分数增加（活化分子的百分数增大）
降低反应所需的活化能
4、影响化学反应速率的其他因素
光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等
总之，向反应体系输入能量，都有可能影响化学反应速率
影响化学反应速率因素的解释
单位时间内、单位体积内有效碰撞次数改变
改变化学反应速率
课堂小结
简单碰撞理论
单位体积内活化分子总数增加
浓度、压强
活化分子的百分数增大
温度、催化剂
单位体积内活化分子数增多
单位体积内活化分子数增多
未使用催化剂时：反应A+B=AB的活化能为Ea
使用催化剂K后：反应分两步（反应历程改变）
第一步：A+K=AK， 活化能为Eal
K是催化剂，前后质量不变；AK是中间产物
第二步：AK+B=AB+K 活化能为Ea2
总反应：A+B=AB
这两个分步反应的活化能都比原来的Ea要小，因此反应速率加快。
又因为Ea1>Ea2,所以第一步是慢反应，第二步是快反应。而整个反应的速率是由慢反应决定的，也叫“决速步骤”。所以第一步的活化能Eal就是在催化剂条件下，整个反应的活化能。
艾哈迈德·泽维尔（ ，Ahmed Hassan Zewail），埃及化学家，飞秒化学专家。他研究的技术能将研究化学反应的时间尺度缩减至飞秒，透过摄影将化学反应中每个微细变化忠实地纪录。
飞秒化学 —— 参照课本 P28