2.1.2活化能课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第二章

化学反应速率与化学反应平衡第二课时第一节化学反应速率相同条件下，由于反应物的组成、结构和性质等因素，不同的化学反应会有不同的速率，而外界条件(浓度、压强、温度及催化剂等因素)也会影响反应速率。铁丝在氧气中燃烧镁条在空气中燃烧氢气在氯气中燃烧定量角度分析温度、浓度对化学反应速率是如何影响的？定量探究浓度、温度对反应速率的影响:H202+2HI===2H20+I2（1）为了有更明显的现象，还需要加入什么试剂？（2）对比实验的数据是？淀粉，用于显色溶液由无色变为蓝色的时间

在298K时，实验测得溶液中的反应H202+2HI===2H20+I2在不同浓度时的化学反应速率见表。

实验编号12345c(HI)／mol·L一10.1000.2000.3000．1000.100c(H202)／mol·L一10.1000.1000.1000.2000.300显色时间

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101．请你找出化学反应速率与H202浓度及HI浓度之间的关系，并尝试写出相应的数学表达式。2．请针对“化学反应速率与反应物浓度的关系”谈谈你的看法。在HI浓度一定时，H202浓度每增大一倍，反应速率就提高一倍；在H202浓度一定时，HI浓度每增大一倍，反应速率就提高一倍定量探究浓度、温度对反应速率的影响:H202+2HI===2H20+I2V=kc(H2O2)c(HI)k：反应速率常数，与温度、催化剂正相关v：反应速率不能直接根据化学方程式写出反应速率与反应物浓度的关系，而必须通过实验来测定。阿伦尼乌斯公式定量探究浓度、温度对反应速率的影响:H202+2HI===2H20+I2V=kc(H2O2)c(HI)阿伦尼乌斯公式得出什么结论？大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。催化剂也可以改变化学反应速率。对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。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？为什么说化学反应是有历程的？反应历程(反应机理)（其中四步）：每一步反应称为基元反应总反应：2H2(g)+O2(g)

=2H2O(l)基元反应和反应历程一些说明从微观上看，反应物分子一般总是经过若干个简单的反应步骤才最终转化为产物分子的。每一个简单的反应都称为一个基元反应。反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应，反应历程又称反应机理。基元反应例如：反应2HIH2+I2反应历程第一步：2HIH2+2I·第二步：2I·I2基元反应和反应历程一些说明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1mol/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。气体分子的碰撞频率请同学们查看教材P26-HI分解反应中分子碰撞示意图简单碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数分子碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞，反应物分子间有效碰撞的频率越高，化学反应速率越大。吉尔伯特·牛顿·路易斯如何使分子之间都发生有效碰撞？投篮那些事力道不足——进不去球取向不对——进不去球力道、取向恰好——进球基元反应和反应历程示例：HI分解反应中分子碰撞示意图能量不足，碰撞无法发生反应HIHIHIHI取向不对，碰撞无法发生反应HIHIHIHI有效碰撞，发生反应H2I2HIHI基元反应和反应历程有效碰撞有效碰撞必须满足两个条件发生碰撞的分子具有较高的能量活化分子分子在一定方向上发生碰撞合理取向单位时间内，发生有效碰撞的次数越多，反应速率越快活化分子与活化能能量反应物生成物反应过程活化能E1E2活化分子变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够高的能量，能发生有效碰撞的分子活化分子反应物分子平均能量ΔH有效碰撞E1：正反应活化能E2：逆反应活化能达到活化能才能发生反应，通常需要条件引发活化分子与活化能能量反应物生成物反应过程活化能E1活化能越低越有可能发生有效碰撞活化分子ΔH有效碰撞反应越容易发生反应速率越快反应有多个基元反应组成，其反应速率由速率最慢的决定,即活化能最大的——慢反应决速步简单碰撞理论解释温度对化学反应速率的影响其它条件不变时升高温度活化分子其它条件不变时，升高温度，单位体积内活化分子的数目增大，单位体积内活化分子百分数增多，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快；反之则慢其它条件不变时增大反应物浓度活化分子解释浓度对化学反应速率的影响在其它条件不变时，增大反应物浓度，单位体积内活化分子的数目增大，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快；反之则慢简单碰撞理论【例1】在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容积不变，增加水蒸气的通入量_____，理由________________________________。不变纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率高温(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。解释压强对化学反应速率的影响容器的容积不变压缩体积或充入气态反应物活化分子在其它条件不变时，增大气体反应体系压强，相当于压缩体积，反应物的浓度增大，单位体积内活化分子数目增大，化学反应速率加快；反之则慢。(有气体反应)简单碰撞理论【例1】在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容积不变，增加水蒸气的通入量_____，理由________________________________。不变纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率变大增大反应物浓度加快化学反应速率高温(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。解释压强对化学反应速率的影响在其它条件不变时，充入非反应气体，压强不变，体积增大，各物质浓度减小，反应速率减慢活化分子容器内压强不变充入非反应气体简单碰撞理论【例1】在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容积不变，增加水蒸气的通入量_____，理由________________________________。不变纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率变大增大反应物浓度加快化学反应速率高温(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。变小保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，因而化学反应速率变小【例1】在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容积不变，增加水蒸气的通入量_____，理由________________________________。高温(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。不变纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率变大增大反应物浓度加快化学反应速率变小保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，因而化学反应速率变小解释压强对化学反应速率的影响活化分子在其它条件不变时，充入非反应气体，压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变容器的容积不变充入非反应气体简单碰撞理论【例1】在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)_____，理由___________________________________________________。(2)保持容器的容积不变，增加水蒸气的通入量_____，理由________________________________。高温(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气_____，理由_____________________________________________________________________________。不变纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率变大增大反应物浓度加快化学反应速率变小保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，因而化学反应速率变小不变充入氩气，反应物和生成物的浓度均不改变，因而化学反应速率不变容器的容积不变，观察下图，思考：为什么催化剂对化学反应速率有显著影响？解释催化剂对化学反应速率的影响能量反应物生成物活化分子反应过程活化能E1E2活化分子变成生成物分子放出的能量E3E3：加入催化剂后反应物的活化能当其他条件相同时，使用催化剂，改变反应历程，活化能降低，活化分子百分数增多，单位体积、单位时间内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大简单碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响能量反应物生成物活化分子反应过程活化能E1E2活化分子变成生成物分子放出的能量E3E3：加入催化剂后反应物的活化能简单碰撞理论由图像还可以看出，催化剂的存在并不改变反应物和生成物的相对能量，即不改变反应热解释催化剂对化学反应速率的影响简单碰撞理论催化剂的特性催化剂具有选择性，不同反应有不同的催化剂01可逆反应中催化剂对正、逆反应的速率改变程度相同02催化剂有一定的活化温度，不同催化剂的活化温度不同03其他因素对化学反应速率的影响光辐照电弧放射线辐照强磁场超声波高速研磨总之，向反应体系输人能量，都有可能改变化学反应速率飞秒化学飞秒化学是物理化学的一支，研究在极小的时间内化学反应的过程和机理。这一领域涉及的时间间隔短至约千万亿分之一秒，即1飞秒(fs，1fs=10-15s)。在这个极小的时间段里，产生的飞秒激光可以用于检测分子、原子、离子的结构、组成、运动等形成飞秒检测范畴。始态、过渡态、终态飞秒激光器冲刺时间分辨技术1．控制变量法是化学实验的常用方法之一。下图实验探究影响反应速率的因素是(

)

A．浓度B．温度C．催化剂D．固体质量2．下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(

)A．大小、形状相同的镁片、铁片，前者与盐酸反应放出H2的速率比后者大B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C.N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应D．Cu与浓硫酸能反应，而不与稀硫酸反应BA3．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)

ΔH＜0。下列说法正确的是(

)A．保持容器容积不变，向其中加入1molH2(g)，反应速率加快B．保持容器容积不变，向其中加入1molN2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol