化学选修4-化学反应原理《绪言》

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1、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 1、化学研究的核心问题是：、化学研究的核心问题是：2 2、化学中最具有

2、创造性的工作是：、化学中最具有创造性的工作是：3 3、如何实现这个过程？、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。化学反应的原理的理解4 4、所以我们必须对、所以我们必须对 清楚清楚 才能做到。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 ！这这就是学习化学反应原理的目的就是学习化学反应原理的目的氢氢气与其他物质质的反应应

3、反应应条件难难易程度 H2 + O2 H2 + CuO H2 + N21、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

4、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、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

5、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

6、 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

7、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

8、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 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

9、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:活化能活化能 是决定化学反应难易的关键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

10、）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，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，

11、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

12、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 。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 碰撞新物 质能 量随堂练习 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

13、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 HBr +H的能量对反应 历程的示意图，下列叙述中正确的（ ）能量kJ/mol反应历程Br + H2HBr +HH1H2BCA. 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

14、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

15、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， 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