化学选修4《绪言》.ppt

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1、问题问题 为什么有的反应快、有的反应慢，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的这就是学习化学反应原理的目的绪绪 言言那么那么研究化学反应原理包含哪些基本内容？研究化学反应原理包含哪些基本内容？情景情景1氢气与其他物质的反应氢气与其他物质的反应反应条件反应条件难易程度难易程度H2 + O2H2 + CuOH2 + N2问题问题:为什么难易程度不同，与什么有关系？为什么难易程度不同，与什么有关系？结论：结论：影响化学反应及其速率的根影响化学反应及其速率的根本原因是本原因是反应物本身的

2、结构和性质。反应物本身的结构和性质。内因内因点燃点燃加热加热高温、高压、高温、高压、催化剂催化剂易易易易难难情景情景2 2将将H2 +O2混合，在室温条件下可以稳定混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的存在数百年，但点燃后却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比相当，可以完爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。全转化成生成物。这说明了什么？这说明了什么？不同的外界条件都能够不同的外界条件都能够改变化学反应改变化学反应的速率。的速率。结论结论: :情景情景3 3H2+N2即使在高温、高压、催化剂的即使在高温、高压、催化剂的条件下反应条件下反应也不能完全转化也不能完全

3、转化为生成物，为生成物，这又说明了什么？这又说明了什么？有些反应是有些反应是有一定限度有一定限度的的结论：结论：研究一个反应，应研究化学反应发生的原理。研究一个反应，应研究化学反应发生的原理。我们从哪些方面来认识一个反应呢？我们从哪些方面来认识一个反应呢？先认识几个先认识几个概念概念:1.有效碰撞有效碰撞2.活化分子活化分子3.活化能活化能4.催化剂催化剂综综 上上 所所 述述一、简化后的有效碰撞模型 在一个洁净的容器中，使在一个洁净的容器中，使H H2 2和和O O2 2按体积比按体积比2 2：1 1的比的比例混合，气体分子因自由运动而不断例混合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞相互碰撞(

4、(互相接互相接触触) )这是发生化学反应的这是发生化学反应的必要条件必要条件。假设与事实：假设与事实：研究结果表明，从分子的热运动看，分子研究结果表明，从分子的热运动看，分子发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个H H2 2、O O2 2自身或自身或它们之间的碰撞频率为它们之间的碰撞频率为2.3552.35510101010次次/s/s。假如每次碰撞。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化学变化瞬间即可完成，但事实都能发生化学反应，则化学变化瞬间即可完成，但事实并非如此。并非如此。立论：立论：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反并不是每次分子间的碰撞都会引起化

5、学反应，只有其中应，只有其中部分的气体分子碰撞是有效的部分的气体分子碰撞是有效的，即，即有效碰撞有效碰撞这是发生化学反应的这是发生化学反应的充分条件充分条件。有有 效效 碰碰 撞撞1.什么是有效碰撞？什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞引起分子间的化学反应的碰撞结论：结论：分子间的分子间的碰撞碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的必要条件必要条件而而有效碰撞有效碰撞是发生化学反应的是发生化学反应的充要条件充要条件推论：推论：某一化学反应的速率大小与某一化学反应的速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有效碰撞的次数有关有关为什么有的碰撞可以发生反应，为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不

6、能发生反应而有的不能发生反应?与哪些因与哪些因素有关系？素有关系？问题：问题： 2、发生发生有效碰撞的条件有效碰撞的条件活活 化化 分分 子子2. 什么是什么是活化分子？活化分子？具有具有较高能量较高能量，能，能发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子结论：结论：发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子，活化分子，但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞。有效碰撞。推论：推论：有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反应物中单位体积内反应物中活化分子活化分子的多少的多少有关。有关。能量能量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化

7、能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出的能量出的能量该反应是该反应是吸热反吸热反应应还是还是放热放热反应反应?活化能与反活化能与反应热有关吗应热有关吗?反应热反应热活化分子的多少又与活化分子的多少又与什么有关什么有关？问题问题:活活 化化 能能3. 什么是什么是活化能？活化能？活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部分1 1、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？2 2、有没有活化能为、有没有活化能为0 0的反应？举例说明？的反应？举例说明？ 活化能越活化能越小小, ,相同条件下相同条件下活化分子

8、百分数活化分子百分数越越多多, ,单位体积内单位体积内活化分子的数目活化分子的数目越多越多, ,单位时间单位时间单位体积内单位体积内有效碰撞的次数有效碰撞的次数就越多就越多, ,反应的反应的速速率率就越大。就越大。有：有：如如离子之间的反应离子之间的反应 距离地面距离地面5085km5085km的大气层的大气层中的中的自由原子自由原子之间的反应之间的反应 参阅课文参阅课文P4P4第一段。第一段。问题探究结论：结论：活化分子的活化分子的多少多少与该反应的活化能的与该反应的活化能的大小大小有关，有关，活化能的活化能的大小大小是由反应物分子的是由反应物分子的性质决定性质决定，催化剂可以改变活化能的大

9、小。催化剂可以改变活化能的大小。推论推论:活化能活化能越小越小则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，则活化分子则活化分子越多越多，则单位时间内有效碰撞则单位时间内有效碰撞越多越多，则反应速率则反应速率越快。越快。反之，反应速度越小反之，反应速度越小归归 纳纳 总总 结结一个反应要发生一般要经历哪些过程？一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通普通分子分子活化活化能能活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量能量能量反应过程反应过程E1E2反应物反应物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子变成生成变成生成物分子放物分子放出

10、的能量出的能量反应热反应热3. 怎样改变反应的活化能为来加快反应的速怎样改变反应的活化能为来加快反应的速率？是何措施？率？是何措施？没加催没加催化剂化剂加了催化剂加了催化剂随堂练习随堂练习下列说法错误的是下列说法错误的是A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化才能发生化学反应学反应B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子发生有效碰撞的分子一定是活化分子C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞活化分子间的碰撞一定是有效碰撞D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应活化分子间每次碰撞都发生化学反应E.能发生有效碰撞的分子必须具有较高的能量能发生有效碰撞的分子

11、必须具有较高的能量F.活化能指活化分子多出反应物分子能量的那部分能量活化能指活化分子多出反应物分子能量的那部分能量G.使用催化剂能改变分子的活化能使用催化剂能改变分子的活化能H.催化剂能使不起反应的物质间发生反应催化剂能使不起反应的物质间发生反应练习练习1.实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应中硫酸铜中硫酸铜 催化剂（填：是、不是）。催化剂（填：是、不是）。2.单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而将少量高锰酸钾和氯酸钾混合共热制氧气，将少量高锰酸钾

12、和氯酸钾混合共热制氧气，产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾钾 催化剂（填：是、不是）。催化剂（填：是、不是）。不是不是不是不是练习 3. 是发生化学反应的必要条件，是发生化学反应的必要条件， 是发生化学反应的充分条件。是发生化学反应的充分条件。 4.活化分子指的是能够活化分子指的是能够 。 5.活化能的大小意味着一般分子成为活化分活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的子的 ，活化能的大小不影，活化能的大小不影响响 ，活化能的作用在于，活化能的作用在于 使使 。 6.常用的提供活化能的方法有常用的提供活化能的方法有 等。等。 碰撞碰撞有效碰撞有效碰撞

13、发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子难易难易反应前后的能量变化反应前后的能量变化反应物活化反应物活化加热加热、光照光照、超声波超声波、核辐射核辐射 、 外加碰场外加碰场7.什么是有效碰撞？什么是有效碰撞？8.某一化学反应的速率大小与单位时间某一化学反应的速率大小与单位时间内内 有关有关 。9.什么是活化分子？什么是活化分子？ 引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞 有效碰撞的次数有效碰撞的次数 具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分

14、子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关单位体积内反应物中活化分子的多少有关 10. 10.什么是活化能？什么是活化能？ 活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能。如图：活化能。如图：活化能的大小是由反应物活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应内有效碰撞越多，则反应速率越快。速率越快。 11.11.什么是催化剂？什么是催化剂？ 催化剂是能改变化学反应的速率，但反催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质。应前后本身性质和质量都不改变的物质。 催化剂作用催化剂作用: :可以降低化学反应所需的可以降低化学反应所需的活化能活化能, ,也就等于提高了活化分子的百分数也就等于提高了活化分子的百分数, ,从而提高了有效碰撞的频率从而提高了有效碰撞的频率, ,反应速率大幅反应速率大幅提高。提高。