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第二章 化學反應速率與化學平衡
第一節 化學反應速率
第3課時 活化能 理論解釋外因對化學反應速率的影響
學習目標
1.了解化學反應是有歷程的，認識基元反應、活化能對化學反應速率的影響。
2.構建簡單碰撞理論，并能用簡單碰撞理論說明反應條件對化學反應速率的影響(微觀角度)，體會理論模型的建構過程，強化模型意識。
影響化學反應速率的因素
內因
外因
反應物本身的性質（主要因素）
溫度、濃度、壓強、催化劑、接觸面積等
知識回顧
1.為什么增大濃度、增大壓強、升高溫度、使用催化劑等會加快化學反應速率？
2.外界條件是如何影響化學反應速率的？能否從理論上加以解釋？
新課導入
從微觀上看，反應物分子一般總是經過若干個簡單的反應步驟才最終轉化為產物分子的。每一 步簡單的反應都稱為一個基元反應。
反應歷程是化學中用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應，反應歷程又稱反應機理。
基元反應
例如：反應2HI===H2+I2
反應歷程 / 反應機理
第一步：2HI H2+2I·
第二步：2I· I2
（快反應）
（慢反應）
新知講授
1.每一步反應稱為基元反應
2.多步基元反應反映了反應歷程
3.基元反應發生的先決條件是反應物的分子必須發生碰撞
任何氣體中分子間的碰撞次數都是非常巨大的。通常情況下，當氣體的濃度為1 mol/L 時，在每立方厘米、每秒內反應物分子間的碰撞可達到 1028 次。如果反應物分子間的任何一次碰撞都能發生反應的話，任何氣體的反應均可以瞬間完成。但實際并非如此。
氣體分子的碰撞頻率
注意
新知講授
簡單碰撞理論：反應物分子間的相互碰撞是反應進行的必要條件，但并不是每次碰撞都能引起反應，只有少數分子碰撞才能發生化學反應。能引發化學反應的碰撞稱之為有效碰撞，反應物分子間有效碰撞的頻率越高，化學反應速率越大。
吉爾伯特·牛頓·路易斯
思考：為什么分子的碰撞時有的能發生化學反應，有的不能？
新知講授
投籃舉例
力道不足
——進不去球
取向不對
——進不去球
力道、取向恰好
——進球
新知講授
示例：HI 分解反應中分子碰撞示意圖
能量不足，
碰撞無法發生反應
HI
HI
HI
HI
取向不對，
碰撞無法發生反應
HI
HI
HI
HI
有效碰撞，發生反應
H2
I2
HI
HI
新知講授
①必須是活化分子間的碰撞
②碰撞時要有合適的取向
有效碰撞
能夠引發化學反應的碰撞
能量較高、能夠發生有效碰撞的分子。
活化分子
活化能
活化分子比普通分子所多出的那部分能量。
新知講授
反應物、生成物的能量與活化能之間的關系圖
能量
反應過程
E1
E2
反應物
生成物
活化分子
反應熱
反應熱 = E1 - E2
活化分子變成生成物分子放出的能量
活化能
新知講授
思考：一個反應的發生一般要經歷哪些過程？
普通
分子
得到
能量
活化
分子
合理
取向的
碰撞
有效
碰撞
新物質
能量
活化能
新知講授
增大反應物濃度，即單位體積內反應物分子總數增大
單位體積內活化分子數增加
有效碰撞次數增多
反應速率加快
濃度對反應速率的影響
新知講授
增大壓強
反應物濃度增大
單位體積內活化分子數增加
反應速率加快
有效碰撞次數增多
壓強對反應速率的影響
新知講授
溫度升高
有效碰撞次數增多
反應速率加快
分子獲得更高能量
單位體積內活化分子數增多（活化分子百分數增大）
溫度對反應速率的影響
新知講授
使用催化劑
降低活化能
活化分子百分數增大（活化分子數目增多）
反應速率加快
有效碰撞次數增多
生成物平均能量
活化分子具有能量
反應物平均能量
能量
無催化劑
活化分子能量
反應物平均能量
生成物平均能量
有催化劑
催化劑對反應速率的影響
新知講授
條件變化 微觀因素變化 化學
反應
速率
變化
分子 總數 活化分子百分數 活化分 子數目 分子平 均運動 速率 單位體積內活化分子數目 有效 碰撞 濃度 增大 增加 不變 增加 不變 增加 增加 加快
壓強 增大 不變 不變 不變 不變 增加 增加 加快
溫度 升高 不變 增加 增加 增加 增加 增加 加快
催化劑 使用 不變 增加 增加 不變 增加 增加 加快
總結有效碰撞理論影響化學反應速率因素的解釋
歸納總結
增大反應物的濃度
單位體積內分子總數增加，活化分子百分數不變，活化分子數增加
增大氣體壓強
單位時間、單位體積內有效碰撞次數增多
化學反應速率增大
單位體積內分子總數不變，活化分子百分數增加，活化分子數增加
升高反應體系的溫度
使用催化劑
歸納總結
1.下列說法不正確的是 (　　)
A．增大壓強，活化分子百分數不變，化學反應速率增大
B．升高溫度，活化分子百分數增大，化學反應速率增大
C．加入反應物，活化分子百分數增大，化學反應速率增大
D．使用催化劑，活化分子百分數增大，化學反應速率增大
C
課堂練習
2.氮氣與氫氣在催化劑表面發生合成氨反應的微粒變化歷程如圖所示。
下列關于反應歷程的先后順序排列正確的是(　　)
A．④③①②　　　　　　 B．③④①②
C．③④②① D．④③②①
A
課堂練習
3.下列關于有效碰撞理論與影響速率因素之間關系不正確的是 (　　)
A．活化分子間所發生的部分碰撞為有效碰撞
B．增大反應物濃度能夠增大活化分子數，化學反應速率增大
C．升高溫度，活化分子百分數增大，化學反應速率增大
D．選用適當的催化劑，分子運動加快，增加了碰撞頻率，故反應速率增大
D
課堂練習
4.反應A→C分兩步進行：①A→B，②B→C。反應過程的能量變化曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。按要求回答下列問題：
(1)整個反應中ΔH＝________________。
(2)使用催化劑________(填“能”或“不能”)影響該反應的反應熱。
(3)三種化合物中________最穩定。
E1－E2＋E3－E4
不能
C
課堂練習
本節內容結束

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