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第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第3课时 活化能 理论解释外因对化学反应速率的影响
学习目标
1.了解化学反应是有历程的，认识基元反应、活化能对化学反应速率的影响。
2.构建简单碰撞理论，并能用简单碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响(微观角度)，体会理论模型的建构过程，强化模型意识。
影响化学反应速率的因素
内因
外因
反应物本身的性质（主要因素）
温度、浓度、压强、催化剂、接触面积等
知识回顾
1.为什么增大浓度、增大压强、升高温度、使用催化剂等会加快化学反应速率？
2.外界条件是如何影响化学反应速率的？能否从理论上加以解释？
新课导入
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 步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2HI===H2+I2
反应历程 / 反应机理
第一步：2HI H2+2I·
第二步：2I· I2
（快反应）
（慢反应）
新知讲授
1.每一步反应称为基元反应
2.多步基元反应反映了反应历程
3.基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞
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1 mol/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
注意
新知讲授
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
思考：为什么分子的碰撞时有的能发生化学反应，有的不能？
新知讲授
投篮举例
力道不足
——进不去球
取向不对
——进不去球
力道、取向恰好
——进球
新知讲授
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
HI
HI
HI
HI
取向不对，
碰撞无法发生反应
HI
HI
HI
HI
有效碰撞，发生反应
H2
I2
HI
HI
新知讲授
①必须是活化分子间的碰撞
②碰撞时要有合适的取向
有效碰撞
能够引发化学反应的碰撞
能量较高、能够发生有效碰撞的分子。
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。
新知讲授
反应物、生成物的能量与活化能之间的关系图
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
反应热
反应热 = E1 - E2
活化分子变成生成物分子放出的能量
活化能
新知讲授
思考：一个反应的发生一般要经历哪些过程？
普通
分子
得到
能量
活化
分子
合理
取向的
碰撞
有效
碰撞
新物质
能量
活化能
新知讲授
增大反应物浓度，即单位体积内反应物分子总数增大
单位体积内活化分子数增加
有效碰撞次数增多
反应速率加快
浓度对反应速率的影响
新知讲授
增大压强
反应物浓度增大
单位体积内活化分子数增加
反应速率加快
有效碰撞次数增多
压强对反应速率的影响
新知讲授
温度升高
有效碰撞次数增多
反应速率加快
分子获得更高能量
单位体积内活化分子数增多（活化分子百分数增大）
温度对反应速率的影响
新知讲授
使用催化剂
降低活化能
活化分子百分数增大（活化分子数目增多）
反应速率加快
有效碰撞次数增多
生成物平均能量
活化分子具有能量
反应物平均能量
能量
无催化剂
活化分子能量
反应物平均能量
生成物平均能量
有催化剂
催化剂对反应速率的影响
新知讲授
条件变化 微观因素变化 化学
反应
速率
变化
分子 总数 活化分子百分数 活化分 子数目 分子平 均运动 速率 单位体积内活化分子数目 有效 碰撞 浓度 增大 增加 不变 增加 不变 增加 增加 加快
压强 增大 不变 不变 不变 不变 增加 增加 加快
温度 升高 不变 增加 增加 增加 增加 增加 加快
催化剂 使用 不变 增加 增加 不变 增加 增加 加快
总结有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释
归纳总结
增大反应物的浓度
单位体积内分子总数增加，活化分子百分数不变，活化分子数增加
增大气体压强
单位时间、单位体积内有效碰撞次数增多
化学反应速率增大
单位体积内分子总数不变，活化分子百分数增加，活化分子数增加
升高反应体系的温度
使用催化剂
归纳总结
1.下列说法不正确的是 (　　)
A．增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C．加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C
课堂练习
2.氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。
下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是(　　)
A．④③①②　　　　　　 B．③④①②
C．③④②① D．④③②①
A
课堂练习
3.下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系不正确的是 (　　)
A．活化分子间所发生的部分碰撞为有效碰撞
B．增大反应物浓度能够增大活化分子数，化学反应速率增大
C．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D．选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故反应速率增大
D
课堂练习
4.反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C。反应过程的能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。按要求回答下列问题：
(1)整个反应中ΔH＝________________。
(2)使用催化剂________(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。
(3)三种化合物中________最稳定。
E1－E2＋E3－E4
不能
C
课堂练习
本节内容结束

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