2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修1第二章 第一节 化学反应速率第3课时 活 化 能(21张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修1第二章 第一节 化学反应速率第3课时 活 化 能(21张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-08-10 19:51:31 | ||
图片预览
文档简介
第一节 化学反应速率第3课时 活 化 能
化学1 必修 人民教育出版社
化学2 必修 人民教育出版社
教 学 目 标
核 心 素 养
1．知道化学反应是有历程的；
2．认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；
3．能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
1．证据推理与模型认知：能根据碰撞理论模型推断温度、浓度、催化剂等是如何影响化学反应速率的。
2．科学探究与创新意识：初步形成探究化学规律的思路与方法，发展创造性体验和想象创新能力。
引入新课
不同的化学反应，反应速率千差万别。
例如溶洞的形成、气体的爆炸。
绝大多数的化学反应，并不是简单一步就完成的，化学反应是有历程的。
同一反应，条件不同，反应速率也会有很大不同。
你对“化学反应是有历程的”这一说法有哪些认识？
分步进行
时间
研究发现大多数化学反应不是经过简单碰撞完成的，而是经过多个反应步骤。
问题思考
2HI===H2＋I2
2HI → H2＋2I·
2I· → I2
一、有效碰撞理论
基元反应
大多数的化学反应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。
反应机理
先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。
1．基元反应和反应历程
自由基
带有单电子的原子或原子团
分两步
2．基元反应发生的条件
是什么启动了“基元反应” ？
※ 先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 。
反应分子的每一次碰撞都能发生化学反应吗？
※ 反应物分子必须具有一定的能量；
※ 碰撞时有合适的取向。
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，反应只需10-5 s就可以完成。换言之，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。
一、有效碰撞理论
HI分解反应中分子碰撞示意图
3．有效碰撞
碰撞时能量不足
碰撞时取向不合适
有效碰撞
①概念：能够发生化学反应的碰撞
②条件：足够的能量；合适的取向
③与反应速率的关系：
碰撞的频率越高，反应速率越快
活化分子
一、有效碰撞理论
4．活化分子和活化能
①活化分子：能够发生有效碰撞的分子
注意：某化学反应一定条件下，反应物分子中活化分子百分数是一定的
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
思考讨论：
反应物、生成物的能量与活化能有什么关系？
化学反应速率与活化分子、有效碰撞有什么关系？
一、有效碰撞理论
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
(1)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。
也可认为逆反应的活化能
4．活化分子和活化能
一、有效碰撞理论
(2)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。
4．活化分子和活化能
一、有效碰撞理论
能否用碰撞理论解释：
当其他条件相同时，为什么增大反应物浓度化学反应速率增大，而反之速率减小?
升温会使化学反应速率增大，而降温使速率减小?
探究分析
应结合外界条件改变后，反应物中单位体积内活化分子数目、
单位体积内活化分子百分数及单位时间内有效碰撞的次数来讨论。
1．浓度
(1)规律：其他条件不变时，反应物浓度增大，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
某化学反应，一定条件，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
1．浓度
(1)规律：其他条件不变时，反应物浓度增大，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
1．浓度
(1)规律：其他条件不变时，反应物浓度增大，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
单位体积内活化分子数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
增大
浓度
同理，可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
反应速率增大
思考：反应物分子中活化分子百分数变了吗？
2．压强（有气体参加，压强变化仅由容器容积变化引起的反应）
(1)规律：其他条件不变时，压强增大，反应速率增大；反之则速率减小。
气体体积
缩小
压强增大
单位体积内活化分子数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
浓度
增大
反应速率增大
即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。
(2)解释：
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
3．温度
(1)规律：其他条件不变时，升温，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
反应物分子能量增加
活化分子百分数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
升高温度
反应速率增大
同理，可以解释降低温度会使化学反应速率减小。
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
4．催化剂
(1)规律：其他条件不变，催化剂可以加快化学反应速率。(通常指正催化剂)
(2)解释：
改变了反应历程，降低了活化能
活化分子百分数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
催化剂
反应速率增大
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
知识拓展
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
一、有效碰撞理论
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
增大反应物浓度
单位体积内分子总数增多，百分数不变，活化分子数增多
单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多
增大气体压强
增大化学反应速率
单位体积内分子总数不变，活化分子百分数增多，活化分子数增多
升高温度
吸收能量
降低活化能
加入催化剂
课堂小结
1．下列有关活化分子的说法正确的是 ( )
A．增大反应物浓度可以提高活化分子百分数
B．增大体系的压强一定能提高活化分子百分数
C．使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量
D．升高温度能提高活化分子百分数
当堂训练
D
解析：升高温度、加入催化剂能提高活化分子百分数，且加入催化剂可降低反应的活化能；增加反应物浓度、增大体系压强只增大单位体积活化分子的数目，活化分子百分数不变；只有D正确。
2．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：
2X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s) ΔH>0，下列叙述正确的是 ( )
A．在容器中通入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的体积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
A
解析：通入氩气，容器中压强增大，但各物质浓度不变，所以反应速率不变，A正确；W是固体，固体量的增减不会引起化学反应速率的改变，所以加入少量固体W，正、逆反应速率均不变，B不正确；升温，正逆反应速率均增大，C不正确；容器的体积缩小，活化分子的百分数不变，D不正确。
当堂训练
化学1 必修 人民教育出版社
化学2 必修 人民教育出版社
教 学 目 标
核 心 素 养
1．知道化学反应是有历程的；
2．认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；
3．能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
1．证据推理与模型认知：能根据碰撞理论模型推断温度、浓度、催化剂等是如何影响化学反应速率的。
2．科学探究与创新意识：初步形成探究化学规律的思路与方法，发展创造性体验和想象创新能力。
引入新课
不同的化学反应，反应速率千差万别。
例如溶洞的形成、气体的爆炸。
绝大多数的化学反应，并不是简单一步就完成的，化学反应是有历程的。
同一反应，条件不同，反应速率也会有很大不同。
你对“化学反应是有历程的”这一说法有哪些认识？
分步进行
时间
研究发现大多数化学反应不是经过简单碰撞完成的，而是经过多个反应步骤。
问题思考
2HI===H2＋I2
2HI → H2＋2I·
2I· → I2
一、有效碰撞理论
基元反应
大多数的化学反应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。
反应机理
先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。
1．基元反应和反应历程
自由基
带有单电子的原子或原子团
分两步
2．基元反应发生的条件
是什么启动了“基元反应” ？
※ 先决条件是反应物的分子必须发生碰撞 。
反应分子的每一次碰撞都能发生化学反应吗？
※ 反应物分子必须具有一定的能量；
※ 碰撞时有合适的取向。
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，反应只需10-5 s就可以完成。换言之，任何气体的反应均可以瞬间完成。但实际并非如此。
一、有效碰撞理论
HI分解反应中分子碰撞示意图
3．有效碰撞
碰撞时能量不足
碰撞时取向不合适
有效碰撞
①概念：能够发生化学反应的碰撞
②条件：足够的能量；合适的取向
③与反应速率的关系：
碰撞的频率越高，反应速率越快
活化分子
一、有效碰撞理论
4．活化分子和活化能
①活化分子：能够发生有效碰撞的分子
注意：某化学反应一定条件下，反应物分子中活化分子百分数是一定的
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
思考讨论：
反应物、生成物的能量与活化能有什么关系？
化学反应速率与活化分子、有效碰撞有什么关系？
一、有效碰撞理论
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
(1)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。
也可认为逆反应的活化能
4．活化分子和活化能
一、有效碰撞理论
(2)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。
4．活化分子和活化能
一、有效碰撞理论
能否用碰撞理论解释：
当其他条件相同时，为什么增大反应物浓度化学反应速率增大，而反之速率减小?
升温会使化学反应速率增大，而降温使速率减小?
探究分析
应结合外界条件改变后，反应物中单位体积内活化分子数目、
单位体积内活化分子百分数及单位时间内有效碰撞的次数来讨论。
1．浓度
(1)规律：其他条件不变时，反应物浓度增大，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
某化学反应，一定条件，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
1．浓度
(1)规律：其他条件不变时，反应物浓度增大，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
1．浓度
(1)规律：其他条件不变时，反应物浓度增大，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
单位体积内活化分子数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
增大
浓度
同理，可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
反应速率增大
思考：反应物分子中活化分子百分数变了吗？
2．压强（有气体参加，压强变化仅由容器容积变化引起的反应）
(1)规律：其他条件不变时，压强增大，反应速率增大；反之则速率减小。
气体体积
缩小
压强增大
单位体积内活化分子数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
浓度
增大
反应速率增大
即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。
(2)解释：
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
3．温度
(1)规律：其他条件不变时，升温，反应速率增大；反之则速率减小。
(2)解释：
反应物分子能量增加
活化分子百分数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
升高温度
反应速率增大
同理，可以解释降低温度会使化学反应速率减小。
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
4．催化剂
(1)规律：其他条件不变，催化剂可以加快化学反应速率。(通常指正催化剂)
(2)解释：
改变了反应历程，降低了活化能
活化分子百分数增多
单位时间内有效碰撞次数增多
催化剂
反应速率增大
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
知识拓展
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
一、有效碰撞理论
二、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
增大反应物浓度
单位体积内分子总数增多，百分数不变，活化分子数增多
单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多
增大气体压强
增大化学反应速率
单位体积内分子总数不变，活化分子百分数增多，活化分子数增多
升高温度
吸收能量
降低活化能
加入催化剂
课堂小结
1．下列有关活化分子的说法正确的是 ( )
A．增大反应物浓度可以提高活化分子百分数
B．增大体系的压强一定能提高活化分子百分数
C．使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量
D．升高温度能提高活化分子百分数
当堂训练
D
解析：升高温度、加入催化剂能提高活化分子百分数，且加入催化剂可降低反应的活化能；增加反应物浓度、增大体系压强只增大单位体积活化分子的数目，活化分子百分数不变；只有D正确。
2．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：
2X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s) ΔH>0，下列叙述正确的是 ( )
A．在容器中通入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的体积缩小，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
A
解析：通入氩气，容器中压强增大，但各物质浓度不变，所以反应速率不变，A正确；W是固体，固体量的增减不会引起化学反应速率的改变，所以加入少量固体W，正、逆反应速率均不变，B不正确；升温，正逆反应速率均增大，C不正确；容器的体积缩小，活化分子的百分数不变，D不正确。
当堂训练