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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
第三课时 活化能
新课导入
问：为什么不同反应速率千差万别，同一反应，条件不同，速率也不同
绝大多数的化学反应，并不是简单一步(一蹴而就)就完成的，化学反应是有历程的。
新课导入
你对“化学反应是有历程的”这一说法有哪些理解
分步进行，反应时间较长
化学反应的碰撞理论
1.化学反应的实质是什么？
2.是否所有的碰撞都能使旧键断裂新键形成？
3.如何理解反应机理、有效碰撞、活化分子、活化能？
化学反应的碰撞理论
1、基元反应与反应历程
(1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应如：2HI=H2＋I2的2个基元反应为2HI→H2＋2I·、2I·―→I2
注意：I·，叫自由基（带有单电子的原子或原子团）
(2)反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理
化学反应的碰撞理论
(3)许多化学反应都不是基元反应，而是由两个或多个基元步骤完成的。
假设反应：A2＋B=A2B是分两个基元步骤完成的
第一步 A2＋c→2A (慢反应)
第二步 2A+B→A2B+c (快反应)
对于总反应来说，决定反应速率的肯定是第一个基元步骤，即这种前一步的产物作为后一步的反应物的连串反应的。
问：总反应速率的快慢由那一步决定？
决定速率的步骤是最慢的一个基元步骤
反应机理中间体、催化剂的判断
(1)中间体:只在过程中出现[比如A];
(2)催化剂:反应前后存在，过程中不存在[比如c]。
催化剂直接和原料反应，可循环再生
化学反应的碰撞理论
（4）基元反应发生的先决条件：
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，
但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应
在某个化学反应中，那么多的反应物分子，其能量高低各不相同。并且，在通常状况下，能量相对较高的分子所占的比例较小，能量相对较低的分子所占的比例较大。研究证明，只有能量高度达到某一定值的分子，才能在碰撞以后有可能使原子间的化学键断裂，从而导致化学反应的发生。我们把能够发生化学反应的分子碰撞叫做有效碰撞，把能够发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学反应的发生)
化学反应的碰撞理论
2、有效碰撞与活化能
(1)化学反应与有效碰撞
化学反应的碰撞理论
没足够的能量
足够的能量
合适的取向
借鉴投篮——获得灵感
没合适的取向
化学反应的碰撞理论
（2）活化分子：具有足够能量能发生有效碰撞的分子。
3）活化分子的有效碰撞
2）碰撞时
取向不合适
1）碰撞时
能量不足
HI分子的几种可能的碰撞模式
注意：某化学反应一定条件下，反应物分子中活化分子百分数是一定的
化学反应的碰撞理论
4.活化能：具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差称为活化能。
活化能
反应的活化能
反应热(焓变)
反应物、生成物的能量与活化能的关系图
化学反应的碰撞理论
问：化学反应速率与活化分子、有效碰撞有什么关系
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
该反应是吸热反应还是放热反应
反应热
活化能与
反应热有关吗
ΔH＝E1－E2
活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子。
化学反应的碰撞理论
不发生化学反应
无效碰撞
普通分子
发生化学反应
有效碰撞
活化分子
取向合适
取向不合适
活
化
能
单位体积内
活化分子数
单位体积内
分子总数
活化分子
百分数
＝
×
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
1.浓度对反应速率的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞 次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大浓度
增加
增加
增加
加快
不变
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
2.压强对反应速率的影响
影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大压强
增加
增加
增加
加快
不变
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
3.温度对反应速率的影响
升高温度
→
反应物分子的能量增加
单位体积活化分子数增多
活化分子的百分数增加
单位时间内有效碰撞次数增多
化学反应速率加快
→
→
→
→
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
4.催化剂对反应速率的影响
催化剂能改变反应的历程
改变反应的活化能
单位体积活化分子数增多
活化分子的百分数增加
单位时间内有效碰撞次数增多
化学反应速率加快
↓
↓
↓
↓
↓
用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
总结归纳
影响化学反应速率的外因
影响因素 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度
增大压强
升高温度
加催化剂
增加
增加
不变
增加
增大
增加
增加
不变
增加
增大
不变
增加
增加
增加
增大
增大
增加
增加
增加
不变
随堂训练
1.反应C(s，石墨)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)
A．用纳米石墨代替普通石墨
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容积不变，充入Ne使体系压强增大
D．保持压强不变，充入Ne使容器容积增大
C
随堂训练
2.下列说法错误的是（ ）
①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应
②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能
④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率
⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加
A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤
B
随堂训练
3.某实验探究小组研究340 K时N2O5的分解反应：2N2O5 4NO2＋O2。该小组同学根据表中的实验数据绘制下图。下列说法中正确的是(　　)
A．曲线Ⅰ是N2O5的变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的变化曲线
C．N2O5的浓度逐渐减小，反应速率越小
D．O2的浓度逐渐增大，反应速率越大
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
随堂训练
5．在一密闭容器中，充入1 mol N2和3 mol H2，并在一定温度和压强条件下，使其发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。
(1)若保持容器容积不变，再向其中充入1 mol N2，反应速率会 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)，理由是 。
(2)若保持容器容积不变，再向其中充入1 mol氩气，反应速率会_____，理由是 。
(3)若保持容器内气体压强不变，再向其中充入1 mol N2和3 mol H2，反应速率会_____，理由是
。
(4)使用催化剂，反应速率会_____，理由是
。
加快
增大了反应物的浓度，活化分子数目增多，反应速率加快
不变
反应物的浓度没有改变，反应速率不变
不变
在一定温度和压强条件下，气体体积和气体的物质的量成正比，容器的容积增大，反应物的浓度没有改变，反应速率就不会改变
加快
催化剂可以降低反应的活化能，提高活化分子的百分数，反应速率加快
THANKS

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