选修4绪言讲义.ppt

高中化学 选修4 化学反应原理 绪言 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。 请思考下列问题 1.化学反应的实质是什么？ 2.旧化学键的断裂和新化学键的形成通过什么来实现？ 氢气的一些反应 反应条件 难易程度 H2 + O2 H2 + CuO H2 + N2 问题:同是有氢气参与的反应为什么难易程度不同，与什么有关系？ 结论1： 影响反应速率的根本原因是反应物本身的性质。 点燃 加热 高温、高压、催化剂 较易 易 难 将H2 、O2混合，在室温条件下可以稳定存在数千年而不反应，但点燃后却立刻发生剧烈反应。而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。这说明了什么？ 外界条件能够改变化学反应的速率。 结论2: 内部因素已经具备了，不同的外界条件能够不同程度的改变化学反应的速率。 H2和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（氨）。这又说明了什么？ 能发生反应的物质，为什么反应不能进行到底？ 结论3： 有些反应是有一定限度的（化学平衡）。 化学反应是怎样发生的，经历什么样的过程，遵循什么样的规律，如何有效去控制生产和化学污染等，这是学习化学反应原理的目的。 化学研究的核心问题是化学反应的原理和过程 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 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？ 认识几个重要概念模型: 简化后的有效碰撞模型 活化分子和活化能 催化剂 概念模型法 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，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。 一、简化后的有效碰撞模型 1.模型假设 在洁净的容器中，混有物质的量比率为2：1的H2和O2，气体分子因自由运动而不断相互碰撞（发生化学反应的必要条件）。 根据计算，常温常压下每个H2、O2自身或它们之间的碰撞频率为2.355×1010次/s。假如每次碰撞都能引发化学反应，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要条件。 2、模型的基本构架 3、什么是有效碰撞？ 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要条件 推论：化学反应的速率与单位时间内分子有效碰撞的次数有关 能够导致分子中化学键断裂，引起化学反应的碰撞。 4、有效碰撞的条件 互相碰撞的反应物分子必须具有足够的能量 互相碰撞的反应物分子应有合适的碰撞取向 二、活化分子和活化能 能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子 活化分子所多出的那部分能量叫做活化能 即活化分子平均能量高出反应物分子平均能量的部分。 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? 活化能与反应热有关吗? 反应热 活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的难易，但是对化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。 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，还与碰撞的取向有关。 有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子数的多少有关。 活化能是决定化学反应难易的关键 活化能大小是由反应物分子的性质决定的。 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。 活化能越小，则单位体积中活化分子数越多，单位时间内的有效碰撞越多，反应速率越快。 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。 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。 单位体积中的活化分子数的多少又与什么有关？ 不同的化学反应所需的活化能差别很大，通常只能用实验方法测得，并以测量温度对反应速率的影响为主要方法。因此温度对某反应的速率的影响程度，大致反映了该反应的活化能的大小。 H+和OH-、Ag+和Cl-在水溶液中反应几乎瞬间完成；50~85km大气层，平均温度只有-50℃，但其中大量自由原子反应却不需要活化能推动。 岩石风化、溶洞形成、矿物的形成等变化极慢，这是一些在自然条件下活化能较高的反应。 这两类反应几乎