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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
課時3 活化能
人教版2019選擇性必修1
新課導入
我們知道，不同化學反應速率不同，濃度、溫度、壓強、催化劑也會影響化學反應速率。
如何從微觀上我們解釋外界條件因素對化學反應速率的影響呢？
基元反應與反應歷程
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。
由反應物分子直接碰撞發生相互作用一步生成生成物分子的反應都稱為一個基元反應。
第一步：2HI → H2＋2I·
第二步：2I· → I2
自由基：帶有單電子的原子或原子團。
反應活性很強，
壽命極短。
基元反應與反應歷程
第一步：2HI → H2＋2I·
第二步：2I· → I2
總反應速率由速率最慢的一步基元反應決定。
快反應
慢反應
反應歷程：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。
【注意】：
①與某化學反應有關的一組基元反應反應了該組反應的反應機理；
②化學反應不同，反應歷程不同；
③同一化學反應在不同條件下的反應歷程也可能不同。
基元反應與反應歷程
圖示歷程包含 個基元反應。
3
碰撞理論與活化能
基元反應發生的先決條件：反應物的分子必須發生碰撞
思考： 是否每一次碰撞都可以發生反應？
任何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1mol/L時，在每立方厘米、每秒內反應物分子的可發生約1028次碰撞。
在1028次碰撞其中發生反應的碰撞只有1015 次，可見，差不多在1013次碰撞中僅有一次發生反應。
碰撞理論與活化能
有效碰撞
——能夠發生化學反應的碰撞。
1、反應物分子必須具有一定的能量；2、合適的取向。
有效碰撞 = 一定的能量 + 合適取向
碰撞理論與活化能
活化分子：具有足夠高的能量，能夠發生有效碰撞的分子。
活化能：活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差。
有效碰撞的過程：
吸收足夠能量
合適取向的碰撞
普通反應物分子
活化分子
有效碰撞，發生反應
碰撞理論與活化能
反應物、生成物的能量與活化能的關系圖
正反應活化能
活化分子變成生成物分子放出的能量；
即：逆反應的活化能
碰撞理論與活化能
反應物、生成物的能量與活化能的關系圖
活化能
【結論】
1、活化能高，反應難；
活化能低，反應易。
2、物質能量越低越穩定，
發生反應的活化能越高。
3、活化能低，活化分子數目增加，化學反應速率增大
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
已知H2O2分解反應為：2H2O2=2H2O+O2 ΔH<0。
在含少量I-的溶液中，H2O2的分解機理為：
① H2O2＋ I- = H2O ＋IO- ΔH>0 慢
② ΔH<0 快
H2O2+IO- =H2O+O2+ I-
思考與交流
（1）此過程機理中 為催化劑， 為中間產物。
（2）I-的濃度能否影響反應速率？
IO-
I-
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
濃度加倍
分析：
其它條件相同時，增大反應物濃度
單位體積內活化分子數增加
（活化分子百分數不變）
單位時間內有效碰撞次數增加
化學反應速率增大
單位體積內活化分子數：3
活化分子百分數：30%
單位體積內活化分子數：6
活化分子百分數：30%
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
單位體積內活化分子數：3
活化分子百分數：30%
升高溫度
單位體積內活化分子數：7
活化分子百分數：70%
分析：
其它條件相同時， 升高溫度，提供能量
分子總數目不變，活化分子數增加,活化分子百分數增加
單位時間內有效碰撞次數增加
化學反應速率增大
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
壓縮體積
增大壓強
分析：
其它條件相同時， 增大壓強
單位體積內活化分子數增加
（活化分子百分數不變）
單位時間內有效碰撞次數增加
化學反應速率增大
1、通過改變體積改變壓強
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
恒容充入
惰性氣體
分析：
其它條件相同時， 恒容充惰
單位體積內活化分子數不變
（濃度未改變）
單位時間內有效碰撞次數不變
化學反應速率不變
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
恒壓充入
惰性氣體
分析：
其它條件相同時， 恒壓充惰
單位體積內活化分子數減小
（濃度減小）
單位時間內有效碰撞次數減小
化學反應速率減小
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
單位體積內活化分子數：3
活化分子百分數：30%
加催化劑
單位體積內活化分子數：7
活化分子百分數：70%
分析：
其它條件相同時， 加入催化劑降低活化能
活化分子數增加,
活化分子百分數增加
單位時間內有效碰撞次數增加
化學反應速率增大
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
總結：
條件變化 單位體積分子總數 活化分子百分數 單位體積內活化分子數目 單位時間/體積內有效碰撞次數 化學反應速率
增大濃度
增大壓強
升高溫度
使用催化劑
↑
不變
↑
↑
↑
↑
不變
↑
↑
↑
不變
↑
↑
↑
↑
不變
↑
↑
↑
↑
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
下列對化學反應速率增大原因的分析錯誤的是( )
A.對于有氣體參加的化學反應，增大壓強使容器體積減小，單位體積內活化分子數增多
B.向反應體系中加入相同濃度的反應物，使活化分子百分數增大
C.升高溫度，使反應物分子中活化分子百分數增大
D.加入適宜的催化劑，使反應物分子中活化分子百分數增大
B
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
D
碰撞理論解釋影響化學反應速率的因素
C

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