2.1.2活化能課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)平衡第二課時(shí)第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率相同條件下，由于反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等因素，不同的化學(xué)反應(yīng)會(huì)有不同的速率，而外界條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等因素)也會(huì)影響反應(yīng)速率。鐵絲在氧氣中燃燒鎂條在空氣中燃燒氫氣在氯氣中燃燒定量角度分析溫度、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率是如何影響的？定量探究濃度、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響:H202+2HI===2H20+I2（1）為了有更明顯的現(xiàn)象，還需要加入什么試劑？（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)是？淀粉，用于顯色溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色的時(shí)間

在298K時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液中的反應(yīng)H202+2HI===2H20+I2在不同濃度時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率見表。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)12345c(HI)／mol·L一10.1000.2000.3000．1000.100c(H202)／mol·L一10.1000.1000.1000.2000.300顯色時(shí)間

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101．請(qǐng)你找出化學(xué)反應(yīng)速率與H202濃度及HI濃度之間的關(guān)系，并嘗試寫出相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2．請(qǐng)針對(duì)“化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系”談?wù)勀愕目捶?。在HI濃度一定時(shí)，H202濃度每增大一倍，反應(yīng)速率就提高一倍；在H202濃度一定時(shí)，HI濃度每增大一倍，反應(yīng)速率就提高一倍定量探究濃度、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響:H202+2HI===2H20+I2V=kc(H2O2)c(HI)k：反應(yīng)速率常數(shù)，與溫度、催化劑正相關(guān)v：反應(yīng)速率不能直接根據(jù)化學(xué)方程式寫出反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系，而必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定。阿倫尼烏斯公式定量探究濃度、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響:H202+2HI===2H20+I2V=kc(H2O2)c(HI)阿倫尼烏斯公式得出什么結(jié)論？大量實(shí)驗(yàn)證明，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大為原來(lái)的2~4倍。這表明溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響非常顯著。催化劑也可以改變化學(xué)反應(yīng)速率。對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強(qiáng)同樣可以改變化學(xué)反應(yīng)速率。如何解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響呢？為什么說(shuō)化學(xué)反應(yīng)是有歷程的？反應(yīng)歷程(反應(yīng)機(jī)理)（其中四步）：每一步反應(yīng)稱為基元反應(yīng)總反應(yīng)：2H2(g)+O2(g)

=2H2O(l)基元反應(yīng)和反應(yīng)歷程一些說(shuō)明從微觀上看，反應(yīng)物分子一般總是經(jīng)過(guò)若干個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)步驟才最終轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子的。每一個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)都稱為一個(gè)基元反應(yīng)。反應(yīng)歷程是化學(xué)中用來(lái)描述某一化學(xué)變化所經(jīng)由的全部基元反應(yīng)，反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理?；磻?yīng)例如：反應(yīng)2HIH2+I2反應(yīng)歷程第一步：2HIH2+2I·第二步：2I·I2基元反應(yīng)和反應(yīng)歷程一些說(shuō)明任何氣體中分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。通常情況下，當(dāng)氣體的濃度為1mol/L時(shí)，在每立方厘米、每秒內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞可達(dá)到1028次。如果反應(yīng)物分子間的任何一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)的話，任何氣體的反應(yīng)均可以瞬間完成。但實(shí)際并非如此。氣體分子的碰撞頻率請(qǐng)同學(xué)們查看教材P26-HI分解反應(yīng)中分子碰撞示意圖簡(jiǎn)單碰撞理論：反應(yīng)物分子間的相互碰撞是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應(yīng)，只有少數(shù)分子碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱之為有效碰撞，反應(yīng)物分子間有效碰撞的頻率越高，化學(xué)反應(yīng)速率越大。吉爾伯特·牛頓·路易斯如何使分子之間都發(fā)生有效碰撞？投籃那些事力道不足——進(jìn)不去球取向不對(duì)——進(jìn)不去球力道、取向恰好——進(jìn)球基元反應(yīng)和反應(yīng)歷程示例：HI分解反應(yīng)中分子碰撞示意圖能量不足，碰撞無(wú)法發(fā)生反應(yīng)HIHIHIHI取向不對(duì)，碰撞無(wú)法發(fā)生反應(yīng)HIHIHIHI有效碰撞，發(fā)生反應(yīng)H2I2HIHI基元反應(yīng)和反應(yīng)歷程有效碰撞有效碰撞必須滿足兩個(gè)條件發(fā)生碰撞的分子具有較高的能量活化分子分子在一定方向上發(fā)生碰撞合理取向單位時(shí)間內(nèi)，發(fā)生有效碰撞的次數(shù)越多，反應(yīng)速率越快活化分子與活化能能量反應(yīng)物生成物反應(yīng)過(guò)程活化能E1E2活化分子變成生成物分子放出的能量活化分子比普通分子多具有的能量具有足夠高的能量，能發(fā)生有效碰撞的分子活化分子反應(yīng)物分子平均能量ΔH有效碰撞E1：正反應(yīng)活化能E2：逆反應(yīng)活化能達(dá)到活化能才能發(fā)生反應(yīng)，通常需要條件引發(fā)活化分子與活化能能量反應(yīng)物生成物反應(yīng)過(guò)程活化能E1活化能越低越有可能發(fā)生有效碰撞活化分子ΔH有效碰撞反應(yīng)越容易發(fā)生反應(yīng)速率越快反應(yīng)有多個(gè)基元反應(yīng)組成，其反應(yīng)速率由速率最慢的決定,即活化能最大的——慢反應(yīng)決速步簡(jiǎn)單碰撞理論解釋溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響其它條件不變時(shí)升高溫度活化分子其它條件不變時(shí)，升高溫度，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增大，單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之則慢其它條件不變時(shí)增大反應(yīng)物濃度活化分子解釋濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在其它條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增大，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之則慢簡(jiǎn)單碰撞理論【例1】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容積不變，增加水蒸氣的通入量_____，理由________________________________。不變純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率高溫(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。解釋壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響容器的容積不變壓縮體積或充入氣態(tài)反應(yīng)物活化分子在其它條件不變時(shí)，增大氣體反應(yīng)體系壓強(qiáng)，相當(dāng)于壓縮體積，反應(yīng)物的濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快；反之則慢。(有氣體反應(yīng))簡(jiǎn)單碰撞理論【例1】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容積不變，增加水蒸氣的通入量_____，理由________________________________。不變純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率變大增大反應(yīng)物濃度加快化學(xué)反應(yīng)速率高溫(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。解釋壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在其它條件不變時(shí)，充入非反應(yīng)氣體，壓強(qiáng)不變，體積增大，各物質(zhì)濃度減小，反應(yīng)速率減慢活化分子容器內(nèi)壓強(qiáng)不變充入非反應(yīng)氣體簡(jiǎn)單碰撞理論【例1】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容積不變，增加水蒸氣的通入量_____，理由________________________________。不變純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率變大增大反應(yīng)物濃度加快化學(xué)反應(yīng)速率高溫(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。變小保持壓強(qiáng)不變，充入氬氣，容器體積增大，水蒸氣的濃度變小，因而化學(xué)反應(yīng)速率變小【例1】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容積不變，增加水蒸氣的通入量_____，理由________________________________。高溫(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。不變純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率變大增大反應(yīng)物濃度加快化學(xué)反應(yīng)速率變小保持壓強(qiáng)不變，充入氬氣，容器體積增大，水蒸氣的濃度變小，因而化學(xué)反應(yīng)速率變小解釋壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響活化分子在其它條件不變時(shí)，充入非反應(yīng)氣體，壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變?nèi)萜鞯娜莘e不變充入非反應(yīng)氣體簡(jiǎn)單碰撞理論【例1】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容積不變，增加水蒸氣的通入量_____，理由________________________________。高溫(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________________________________________________________。不變純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率變大增大反應(yīng)物濃度加快化學(xué)反應(yīng)速率變小保持壓強(qiáng)不變，充入氬氣，容器體積增大，水蒸氣的濃度變小，因而化學(xué)反應(yīng)速率變小不變充入氬氣，反應(yīng)物和生成物的濃度均不改變，因而化學(xué)反應(yīng)速率不變?nèi)萜鞯娜莘e不變，觀察下圖，思考：為什么催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有顯著影響？解釋催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響能量反應(yīng)物生成物活化分子反應(yīng)過(guò)程活化能E1E2活化分子變成生成物分子放出的能量E3E3：加入催化劑后反應(yīng)物的活化能當(dāng)其他條件相同時(shí)，使用催化劑，改變反應(yīng)歷程，活化能降低，活化分子百分?jǐn)?shù)增多，單位體積、單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學(xué)反應(yīng)速率增大簡(jiǎn)單碰撞理論解釋催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響能量反應(yīng)物生成物活化分子反應(yīng)過(guò)程活化能E1E2活化分子變成生成物分子放出的能量E3E3：加入催化劑后反應(yīng)物的活化能簡(jiǎn)單碰撞理論由圖像還可以看出，催化劑的存在并不改變反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量，即不改變反應(yīng)熱解釋催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響簡(jiǎn)單碰撞理論催化劑的特性催化劑具有選擇性，不同反應(yīng)有不同的催化劑01可逆反應(yīng)中催化劑對(duì)正、逆反應(yīng)的速率改變程度相同02催化劑有一定的活化溫度，不同催化劑的活化溫度不同03其他因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響光輻照電弧放射線輻照強(qiáng)磁場(chǎng)超聲波高速研磨總之，向反應(yīng)體系輸人能量，都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率飛秒化學(xué)飛秒化學(xué)是物理化學(xué)的一支，研究在極小的時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程和機(jī)理。這一領(lǐng)域涉及的時(shí)間間隔短至約千萬(wàn)億分之一秒，即1飛秒(fs，1fs=10-15s)。在這個(gè)極小的時(shí)間段里，產(chǎn)生的飛秒激光可以用于檢測(cè)分子、原子、離子的結(jié)構(gòu)、組成、運(yùn)動(dòng)等形成飛秒檢測(cè)范疇。始態(tài)、過(guò)渡態(tài)、終態(tài)飛秒激光器沖刺時(shí)間分辨技術(shù)1．控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的常用方法之一。下圖實(shí)驗(yàn)探究影響反應(yīng)速率的因素是(

)

A．濃度B．溫度C．催化劑D．固體質(zhì)量2．下列事實(shí)能說(shuō)明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是反應(yīng)物本身性質(zhì)的是(

)A．大小、形狀相同的鎂片、鐵片，前者與鹽酸反應(yīng)放出H2的速率比后者大B．Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快C.N2與O2在常溫、常壓下不反應(yīng)，放電時(shí)可反應(yīng)D．Cu與濃硫酸能反應(yīng)，而不與稀硫酸反應(yīng)BA3．在一密閉容器中充入1molH2和1molI2，在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)

ΔH＜0。下列說(shuō)法正確的是(

)A．保持容器容積不變，向其中加入1molH2(g)，反應(yīng)速率加快B．保持容器容積不變，向其中加入1molN2(N2不參加反應(yīng))，反應(yīng)速率一定加快C．保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中加入1mol