
1.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的,認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程,能從調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率的角度分析和選擇反應(yīng)條件。3.能用簡單碰撞理論模型說明反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,體會理論模型的構(gòu)建過程,強(qiáng)化模型認(rèn)知意識。
通過活化能和簡單碰撞理論對問題進(jìn)行討論。
【思考】如何解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度及催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速度的影響呢?為什么許多化學(xué)反應(yīng)需要滿足一定的條件才能夠發(fā)生?
1.基元反應(yīng)與反應(yīng)機(jī)理研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單碰撞就能完成的,而往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實現(xiàn)。
一、化學(xué)反應(yīng)的碰撞理論
第一步: 2HI → H2 + 2I·
第二步: 2I· → I2
每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng),這兩個先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了2HI=H2+I2的反應(yīng)歷程。反應(yīng)歷程又稱反應(yīng)機(jī)理。
例如: 2HI=H2 + I2
(課本P25)以氣體的反應(yīng)為例,任何氣體中分子間的碰撞次數(shù)都是非常巨大的。通常情況下,當(dāng)氣體的濃度為1ml/L時,在每立方厘米、每秒內(nèi)反應(yīng)物分子的碰撞可達(dá)到1028次。如果反應(yīng)物分子間的任何一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)的話,反應(yīng)只需10-5s就可以完成。任何氣體的反應(yīng)均可瞬間完成。但實際并非如此。這就說明并不是反應(yīng)物分子的每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)。我們把能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。
能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。
(1)反應(yīng)物分子必須具有一定的能量(2)碰撞時有合適的取向
具有足夠能量能發(fā)生有效碰撞的分子。
如圖所示E1表示反應(yīng)的活化能,E2表示活化分子變成生成物分子放出的能量,E1-E2表示反應(yīng)熱。
4.活化能:活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差稱為活化能。
【總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件:
化學(xué)反應(yīng)速率與單位時間內(nèi)分子間的有效碰撞次數(shù)有關(guān);
有效碰撞次數(shù)越多,反應(yīng)速率越快。
1.下列有關(guān)有效碰撞的說法不正確的是( )A. 能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子B. 有效碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充要條件C. 只要條件合適,普通分子之間的碰撞也可能是有效碰撞D. 活化分子間的碰撞不一定是有效碰撞
【解析】物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是活化分子發(fā)生有效碰撞,二者缺一不可。
二、用碰撞理論解釋外界條件對反應(yīng)速率的影響
【思考】有效碰撞的頻率越高反應(yīng)速率一定就越大嗎?
例如:在一定條件(1)時,1ml 某反應(yīng)體系中有效碰撞的頻率為10;同一反應(yīng),在另一條件(2)時,100ml 反應(yīng)體系中有效碰撞的頻率為100。則條件(1)的反應(yīng)速率大于條件(2)。
結(jié)論:單位體積內(nèi)有效碰撞頻率越高,反應(yīng)速率越大。
1.濃度對反應(yīng)速率的影響
2.壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響
【思考】增大壓強(qiáng)是否一定會提高化學(xué)反應(yīng)速率呢?請用碰撞理論解釋。
【不同加壓方式對反應(yīng)速率影響的微觀解析】
【結(jié)論】有氣體參與的反應(yīng),改變壓強(qiáng)的本質(zhì)為改變濃度,速率才會改變。
3.溫度對反應(yīng)速率的影響
4.催化劑對反應(yīng)速率的影響
2.下列說法正確的是( )A. 增大反應(yīng)物濃度,可增大活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使有效碰撞次數(shù)增大B. 有氣體參加的化學(xué)反應(yīng),若壓縮反應(yīng)容器體積增大壓強(qiáng),可增加活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使反應(yīng)速率增大C. 升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大,主要原因是增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)D. 催化劑不影響反應(yīng)活化能但能增大活化分子百分?jǐn)?shù),從而增大反應(yīng)速率
【總結(jié)】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素微觀解析
已知分解1 ml H2O2放出熱量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為:H2O2+I(xiàn)-= H2O+I(xiàn)O-(慢)、H2O2+I(xiàn)O-= H2O+O2+I(xiàn)-(快)。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是( )A.總反應(yīng)中v(H2O2)∶v(O2)=2∶1B.H2O2的分解速率與I-的濃度有關(guān)C.該反應(yīng)的催化劑是I-,而不是IO-D.由于催化劑的加入降低了反應(yīng)的活化能,使該反應(yīng)活化能低于98 kJ·ml-1
【解析】總反應(yīng)為:2H2O2=2H2O+O2↑,催化劑是I-,降低了活化能。
在含F(xiàn)e3+的S2O82-和I-的混合溶液中,反應(yīng)S2O82-(aq)+2I-(aq)=2SO42-(aq)+I(xiàn)2(aq)的分解機(jī)理及反應(yīng)過程中的能量變化如圖:步驟①:2Fe3+(aq)+2I-(aq)=I2(aq)+2Fe2+(aq)步驟②:2Fe2+(aq)+S2O82-(aq)===2Fe3+(aq)+2SO42-(aq)下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是( )A.反應(yīng)速率與Fe3+的濃度有關(guān)B.Fe2+是該反應(yīng)的催化劑C.v(S2O82-)=v(I-)=v(I2)D.若不加Fe3+,則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大
【解析】該放熱反應(yīng)中,F(xiàn)e3+為催化劑,反應(yīng)速率與Fe3+的濃度有關(guān)。
高二—人教版—化學(xué)選擇性必修1—第二章
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率(第3課時)答疑
化學(xué)反應(yīng)是有歷程的,下列有關(guān)敘述錯誤的是( )? ? A. 所有的化學(xué)反應(yīng)都由多個基元反應(yīng)構(gòu)成B. 化學(xué)反應(yīng)不同,反應(yīng)歷程就不相同C. 反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件決定著一個反應(yīng)的反應(yīng)歷程D. 由多個基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)中,其快慢取決于反應(yīng)歷程中的慢反應(yīng)
【注意】大多數(shù)反應(yīng)是由多個基元反應(yīng)構(gòu)成的,化學(xué)反應(yīng)不同,反應(yīng)歷程一定不相同,反應(yīng)速率主要取決于慢反應(yīng)的速率。
下列說法不正確的是( )A.增大反應(yīng)物濃度,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞次數(shù)增多B.增大壓強(qiáng),單位體積內(nèi)氣體的活化分子數(shù)增多,有效碰撞次數(shù)增多C.升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增加,分子運(yùn)動速度加快,有效碰撞次數(shù)增多D.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,提高活化分子百分?jǐn)?shù),有效碰撞次數(shù)增多
活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
某反應(yīng)過程的能量變化如右圖所示。請?zhí)顚懴铝锌瞻住?1)反應(yīng)過程______(填“a”或“b”)有催化劑參與。(2)該反應(yīng)為_____反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。反應(yīng)熱為____________。(3)使用催化劑______(填“能”或“不能”)影響該反應(yīng)的反應(yīng)熱。
【注意】催化劑只改變活化能,不改變反應(yīng)熱。
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