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1、化学反应原理,第一课时 绪言,1、为什么Na2CO3明明是盐却被叫做纯碱、显碱性？ 2、制备金属铝为什么不是电解AlCl3而是电解Al2O3？ 3、为什么有些反应明明是放热的却需要点燃？ 4、为什么工业合成氨需要在高温高压下进行？,课题引入,让我们一起进入“化学反应原理”的殿堂，为实现高 效的工业生产，创造新型的分子打下坚实的理论基础！,同学们你想知道以下问题的答案吗？,这些问题均可以在这本选修4（化学反应原理）中找到答案。,5、化学反应是怎样发生的? 6、为什么有的反应快、有的反应慢? 7、它遵循怎样的规律? 8、如何控制化学反应才能为人所用?,1、化学研究的核心问题是：,2、化学中最具有创
2、造性的工作是：,3、如何实现这个过程？,化学反应的原理和过程,设计和创造新的分子造福人类,利用已发现的原理、理论来进行设计并实现这个过程,思考问题 打开思路,（一）请同学们仔细阅读以下几句话，了解一下学习化学 反应原理的必要性。,4、所以我们必须对 清楚才能做到。,必须知道：化学反应是怎样发生的，经历的过程，遵循的规律，如何有效去控制生产和化学污染，只有解决好这些，才能使化学研究和化学工业生产获得最高的效益！,这就是学习化学反应原理的目的,1、为什么难易程度不同，与什么有关系？,结论1：影响化学反应速率根本原因是反应物本身性质。,点燃,加热,高温、高压、 催化剂,易,易,难,（二）请同学们仔细
3、思考以下几个问题，然后得出相应的结论， 最后总结出化学反应原理所研究的范围包括什么？先独立思考然后 举手回答，感觉自己总结不全的可以参照课本绪言P2。,2、将H2 +O2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爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。这说明了什么？,结论2：不同的外界条件都能够改变化学反应的 速率。,3、H2+N2即使在高温、高压、催化剂的条件下反应也不能完全转化为生成物，这又说明了什么？,结论3：有些反应是有一定限度的。,选修4化学反应原理的基本内容:,2、基本的化学反应原理：包括反应速 速率、反应方向及反应限度。,3、从理论的高度来认识酸、碱
4、、盐的本质及其在溶液中的反应。,1、从能量变化的角度来探讨化学变化。,4、电化学的基础知识（原电池、电解池、化学电源、金属电化腐蚀和防护）。,化学反应与能量 化学反应速率和化学平衡 水溶液中的离子平衡 电化学基础,1、有效碰撞,2、活化分子,3、活化能,4、催化剂,理解概念 深入探究,（一）如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本方法和思路是怎样？即我们从哪些方面来认识一个反应 概念模型法，请同学们阅读课本P3-4，找出以下几个概念:,2、活化分子和有效碰撞之间的关系？,1、你如何理解“有效碰撞是发生化学反应的充要条件”这句话？,5、一个化学反应发生一般要经历哪些过程？,3、活化能和反应热有
5、什么关系？,4、化学反应速率和有效碰撞、活化分子、活化能的关系？,（二）请同学们仔细思考以下几个问题，只要求独立思考，不要求回答。,简化后的有效碰撞模型,气体分子之间通常存在着比气体分子本身的体积要大得多的空间，忽略了分子与分子之间的相互作用力，分子之间不存在牵制关系，因此，在常温常压下，可以认为气体分子的运动是自由的，因而，它们之间的碰撞可以视为是随机的。,1、设想,在一个洁净的容器中，使H2和O2按体积比2：1的比例混合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞(互相接触)这是发生化学反应的必要条件。,2、模型的基本构架,假设与事实：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
6、常压下每个H2、O2自身或它们之间的碰撞频率为2.3551010次/s。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，但事实并非如此。,结论：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只有其中部分的气体分子碰撞是有效的，即有效碰撞这是发生化学反应的充分条件。,一、有效碰撞,有效碰撞能够导致分子中化学键断裂，引起化学反应的碰撞。,分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件,有效碰撞是发生化学反应的充分条件,推论：某一个化学反应的速率大小与 c 有关,与单位时间内分子有效碰撞的次数,为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应?,问题：,一、发生碰撞的分子必须有足够高的能量,二、分子发生碰撞时必
7、须有合理的取向,以HI为例探讨一下: 2HI H2 + I2 与哪些因素有关系？,问题：为什么有的碰撞可以发生反应(有效碰撞)，而有的不能发生反应(无效碰撞)?,推断：一定与分子本身的性质和能量有关。,结论, 能发生有效碰撞的分子一定是活化分子,但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，还与 碰撞的角度有关。,化学反应是活化分子间的有效碰撞引起,（活化分子间的碰撞只有取向正确的才是有效碰撞，才能引起化学变化）,有效碰撞一定能引起化学变化,化学变化一定是有效碰撞引起的,有效碰撞：能引起化学变化的碰撞,理解：,推论,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。,单位体积中的活化分子数的多少
8、又与什么有关？,问题:,三、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,看图：,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,活化能,反应热,该反应是吸热反应还是放热反应?,活化能,活化分子平均能量高出反应物分子平均能量的部分。,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热 = E2 - E1,单位体积中的活化分子数的多少又与什么有关？,回答问题:,结论：,活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，,活化能的大小是由反应物分子的性质决定。,内因,推论1:,活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，,则活化分子越多，,则单位时间内有效碰撞越多，,则反应速率越快。,推论2:,
9、活化能 是决定化学反应难易的关键,活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，则反应条件越简单。,活化能高，活化分子的百分数低，反应难； 活化能低，活化分子的百分数高，反应易。,常用的提供活化能的方法有 等,加热、光照、超声波、核辐射、外加磁场,若把活化能降低，降低一般分子成为活化分子的“门槛”，那么可否让活化分子数增加，活化分子百分数增加，从而加快反应速率？,问题,4、活化能为“0”的例子是怎么回事？（提示可以参考课本第4页上面一段话）,1、对于“活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响”这一句话如何理解？,3、为什么可燃物有氧气参与，
10、还必须达到着火点才能燃烧？,2、催化剂主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？,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,反应热,没加催化剂,加了催化剂,催化剂通过降低反应的活化能来加快反应速率,反应热有无改变?,活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化（反应热）并不产生任何影响,在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。,三、催 化 剂（触媒）,催化剂有正催化剂(默认)和负催化剂之分。,催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能，也就等
11、于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率，反应速率大幅提高。,加入催化剂能降低活化分子的“门槛”，所以活化分子数增加，活化分子百分数增加。,碰撞 有效碰撞 活化分子 活化能,就下列的每个词说句话，试试看：,常温常压下，每个氢分子和氧分子自身或它们之间每秒平均碰撞2.355*1010次,如果每一次碰撞都能发生反应,那么整个容器内的氢气和氧气将在瞬间变成水。,能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞才是发生化学反应的充分条件。,具有足够的能量能发生有效碰撞的分子叫活化分子。 活化分子间要发生有效碰撞，还要有合适的取向。,活化分子所多出的那部分能量叫活化能。
12、 在相同条件下，反应的活化能越大，则该反应的速率越小。,归纳总结,一个反应要发生一般要经历哪些过程？,普通 分子,活化 能,活化 分子,合理 取向的 碰撞,有效 碰撞,随堂练习,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,才能发生化学反应 B.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 D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应,有效碰撞,正确取向的碰撞,E.能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量 F.活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量 G.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,2、参照反应Br + H2
13、 HBr +H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的（ ）,BC,A. 正反应为放热反应,D. 加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率,C. 加入催化剂，该化学反应的反应热不改变,B. 正反应为吸热反应,学习化学的方法,1.加强预习，做有准备的学习； 2.专心上课，做有时效的学习； 3.及时练习，做有基础的学习； 4.会提问题，做有反思的学习； 5.乐于动手，做有生活的学习。,单位体积活化分子百分数,的反应物分子性质,该反应活化能的大小,分子的内部结构,某一化学反应的速率大小与 有关; 而有效碰撞次数的多少与 有关; 活化分子的多少又与 有关。 活化能的大小是由该反应 决定的, 而反应
14、物分子的性质又与 密切相关。,通过绪言的学习,初步了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型，认识催化剂对于化学科学研究和化工生产的巨大作用，为其后的学习打下基础。,还知道:,单位时间内分子的有效碰撞次数,主要可采用什么措施加快反应速率？,加入催化剂，降低活化能，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，反应速率大幅提高。 利用加热等方法，给反应物提供能量，使更多反应物分子获得活化能，从而增大活化分子数目，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、加快反应速率。,思路： 想办法提高有效碰撞的频率,练习 填：是、不是 1.实验室制氢气,若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，
15、则产生H2的速率加快,该反应中硫酸铜 催化剂 2.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，产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾 催化剂,不是,不是,Cu-Zn-H2SO4原电池,一部分是KMnO4本身产生的O2， 一部分是是因为KMnO4发生分解生成了MnO2，做为氯酸钾的催化剂促使其快速分解. 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2() 2KClO3=2KCl+3O2（催化剂，）,3. 是发生化学反应的必要条件， 是发生化学反应的充分条件。 4.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子的 ， 活化能的大小不影响 ， 活化能的
16、作用在于使 。 6.常用的提供活化能的方法有 等。,碰撞,有效碰撞,发生有效碰撞的分子,难易,反应前后的能量变化,反应物活化,加热、光照、超声波、核辐射、外加磁场,7.什么是有效碰撞？ 8.某一化学反应的速率大小与单位时间 内 有关 。 9.什么是活化分子？,引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞,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子,发生有效碰撞的分子一定是活化分子， 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单位体积内反应物中活化分子的多少有关,本学期研究性学习课题,请尝试应用“活化分子”、“活化能”以及“有效碰撞”等化学反应概念模型解释： H2O2的在各种条件下的分解实验：常温常压、催化剂（FeCl3、MnO2
