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(共25張PPT)
第二章 化學反應速率與化學平衡
第一節 化學反應速率
第三課時 活化能
新課導入
問：為什么不同反應速率千差萬別，同一反應，條件不同，速率也不同
絕大多數的化學反應，并不是簡單一步(一蹴而就)就完成的，化學反應是有歷程的。
新課導入
你對“化學反應是有歷程的”這一說法有哪些理解
分步進行，反應時間較長
化學反應的碰撞理論
1.化學反應的實質是什么？
2.是否所有的碰撞都能使舊鍵斷裂新鍵形成？
3.如何理解反應機理、有效碰撞、活化分子、活化能？
化學反應的碰撞理論
1、基元反應與反應歷程
(1)基元反應：大多數的化學反應往往經過多個反應步驟才能實現。其中每一步反應都稱為基元反應如：2HI=H2＋I2的2個基元反應為2HI→H2＋2I·、2I·―→I2
注意：I·，叫自由基（帶有單電子的原子或原子團）
(2)反應機理：先后進行的基元反應反映了化學反應的反應歷程，反應歷程又稱反應機理
化學反應的碰撞理論
(3)許多化學反應都不是基元反應，而是由兩個或多個基元步驟完成的。
假設反應：A2＋B=A2B是分兩個基元步驟完成的
第一步 A2＋c→2A (慢反應)
第二步 2A+B→A2B+c (快反應)
對于總反應來說，決定反應速率的肯定是第一個基元步驟，即這種前一步的產物作為后一步的反應物的連串反應的。
問：總反應速率的快慢由那一步決定？
決定速率的步驟是最慢的一個基元步驟
反應機理中間體、催化劑的判斷
(1)中間體:只在過程中出現[比如A];
(2)催化劑:反應前后存在，過程中不存在[比如c]。
催化劑直接和原料反應，可循環再生
化學反應的碰撞理論
（4）基元反應發生的先決條件：
基元反應發生的先決條件是反應物的分子必須發生碰撞，
但是并不是每一次分子碰撞都能發生化學反應
在某個化學反應中，那么多的反應物分子，其能量高低各不相同。并且，在通常狀況下，能量相對較高的分子所占的比例較小，能量相對較低的分子所占的比例較大。研究證明，只有能量高度達到某一定值的分子，才能在碰撞以后有可能使原子間的化學鍵斷裂，從而導致化學反應的發生。我們把能夠發生化學反應的分子碰撞叫做有效碰撞，把能夠發生有效碰撞的分子叫做活化分子。(但是活化分子也并不是每次碰撞都能引起化學反應的發生)
化學反應的碰撞理論
2、有效碰撞與活化能
(1)化學反應與有效碰撞
化學反應的碰撞理論
沒足夠的能量
足夠的能量
合適的取向
借鑒投籃——獲得靈感
沒合適的取向
化學反應的碰撞理論
（2）活化分子：具有足夠能量能發生有效碰撞的分子。
3）活化分子的有效碰撞
2）碰撞時
取向不合適
1）碰撞時
能量不足
HI分子的幾種可能的碰撞模式
注意：某化學反應一定條件下，反應物分子中活化分子百分數是一定的
化學反應的碰撞理論
4.活化能：具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差稱為活化能。
活化能
反應的活化能
反應熱(焓變)
反應物、生成物的能量與活化能的關系圖
化學反應的碰撞理論
問：化學反應速率與活化分子、有效碰撞有什么關系
能量
反應過程
E1
E2
反應物
生成物
活化分子
活化能
活化分子變成生成物分子放出的能量
該反應是吸熱反應還是放熱反應
反應熱
活化能與
反應熱有關嗎
ΔH＝E1－E2
活化能越小，普通分子就越容易變成活化分子。
化學反應的碰撞理論
不發生化學反應
無效碰撞
普通分子
發生化學反應
有效碰撞
活化分子
取向合適
取向不合適
活
化
能
單位體積內
活化分子數
單位體積內
分子總數
活化分子
百分數
＝
×
用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應速率的影響
1.濃度對反應速率的影響
影響 外因 單位體積內 有效碰撞 次數 化學反應速率
分子總數 活化分子數 活化分子百分數 增大濃度
增加
增加
增加
加快
不變
用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應速率的影響
2.壓強對反應速率的影響
影響 外因 單位體積內 有效碰撞次數 化學反應速率
分子總數 活化分子數 活化分子百分數 增大壓強
增加
增加
增加
加快
不變
用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應速率的影響
3.溫度對反應速率的影響
升高溫度
→
反應物分子的能量增加
單位體積活化分子數增多
活化分子的百分數增加
單位時間內有效碰撞次數增多
化學反應速率加快
→
→
→
→
用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應速率的影響
用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應速率的影響
4.催化劑對反應速率的影響
催化劑能改變反應的歷程
改變反應的活化能
單位體積活化分子數增多
活化分子的百分數增加
單位時間內有效碰撞次數增多
化學反應速率加快
↓
↓
↓
↓
↓
用有效碰撞理論解釋外界條件對化學反應速率的影響
總結歸納
影響化學反應速率的外因
影響因素 單位體積內 有效碰撞次數 化學反應速率
分子總數 活化分子數 活化分子百分數 增大反應物濃度
增大壓強
升高溫度
加催化劑
增加
增加
不變
增加
增大
增加
增加
不變
增加
增大
不變
增加
增加
增加
增大
增大
增加
增加
增加
不變
隨堂訓練
1.反應C(s，石墨)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是(　　)
A．用納米石墨代替普通石墨
B．將容器的容積縮小一半
C．保持容積不變，充入Ne使體系壓強增大
D．保持壓強不變，充入Ne使容器容積增大
C
隨堂訓練
2.下列說法錯誤的是（ ）
①碰撞理論認為，反應物分子間進行碰撞才可能發生化學反應
②活化分子間的碰撞一定是有效碰撞
③催化劑加快反應速率的本質是降低了反應的活化能
④只有增加活化分子的百分含量才能加快反應速率
⑤對于基元反應而言，溫度升高，反應速率一定增加
A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤
B
隨堂訓練
3.某實驗探究小組研究340 K時N2O5的分解反應：2N2O5 4NO2＋O2。該小組同學根據表中的實驗數據繪制下圖。下列說法中正確的是(　　)
A．曲線Ⅰ是N2O5的變化曲線
B．曲線Ⅱ是O2的變化曲線
C．N2O5的濃度逐漸減小，反應速率越小
D．O2的濃度逐漸增大，反應速率越大
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/mol·L－1 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/mol·L－1 0 0.023 0.040 0.052 0.060
C
隨堂訓練
5．在一密閉容器中，充入1 mol N2和3 mol H2，并在一定溫度和壓強條件下，使其發生反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。
(1)若保持容器容積不變，再向其中充入1 mol N2，反應速率會 (填“加快”“減慢”或“不變”，下同)，理由是 。
(2)若保持容器容積不變，再向其中充入1 mol氬氣，反應速率會_____，理由是 。
(3)若保持容器內氣體壓強不變，再向其中充入1 mol N2和3 mol H2，反應速率會_____，理由是
。
(4)使用催化劑，反應速率會_____，理由是
。
加快
增大了反應物的濃度，活化分子數目增多，反應速率加快
不變
反應物的濃度沒有改變，反應速率不變
不變
在一定溫度和壓強條件下，氣體體積和氣體的物質的量成正比，容器的容積增大，反應物的濃度沒有改變，反應速率就不會改變
加快
催化劑可以降低反應的活化能，提高活化分子的百分數，反應速率加快
THANKS

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