高中化学选修四绪言课堂.ppt

1 绪言 2 绪 言 1 、化学研究的核心问题是： 2 、化学中最具有创造性的工作是： 3 、如何实现这个过程？ 化学反应 设计和创造新的分子 通常是利用已发现的原理来进 行设计并实现这个过程 3 4 、我们必须弄清楚些什么才能使 化学为人类服务？ 对化学反应的原理要清楚 我们 只有知道 化学反应是怎样发生的， 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能 为人所用！ 这就是学习化学反应原理的目的 4 研究化学反应原理包含哪些基本内容？ 氢气与其他物质的反应 反应条件 难易程度 H 2 + O 2 H 2 + CuO H 2 + N 2 问题 : 为什么化学反应难易程度不同，与什 么有关系？ 结论： 影响化学反应速率的根本原因 是 反应物本身的性质。 内因 点燃 加热 高温、高压、 催化剂 易 易 难 5 情景 2 将 H 2 +O 2 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？ 不同的外界条件能够 改变化学反应 的速率。 结论 : 6 情景 3 H 2 +N 2 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？ 有些反应是 有一定限度 的！ 结论 综上 7 化学反应原理所研究的范围是： 1 、化学反应的 速率、方向及限度 的 问题 2 、水溶液中的 离子反应 的问题 3 、化学 反应与能量 的问题 4 、 电化学 的基础知识 8 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 9 那么 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 ! 先认识几个 概念 : 1. 有效碰撞 2. 活化分子 3. 活化能 4. 催化剂 —— 概念模型法 10 一、简化后的有效碰撞模型 在一个洁净的容器中，使 H 2 和 O 2 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 。 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 H 2 、 O 2 自身 或它们之间的碰撞频率为 2.355 × 10 10 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。 立论： 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 。 11 ★ 有效碰撞 什么是有效碰撞？ 引起分子间的发生化学反应的碰撞 1 、有效碰撞应当是那些本身具有 较高能量的分子 ( 活 化分子 ) 之间的碰撞； 2 、分子间的碰撞是发生化学反应的 必要条件 ； 3 、有效碰撞是发生化学反应的 充分条件 。 推论 ： 某一化学反应速率大小与 与单位时间内 有效碰撞的次数 有关 12 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 。 13 活 化 分 子 1 、 什么是 活化分子？ 具 较高能量 ，有可能 发生有效碰撞 的分子 ①吸收外界能量 （如加热、光照等） ②分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现较高能量的 分子。 活化分子具有的高能量从何来 ? 14 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 。 推论： 有效碰撞次数的 多少 与单位体积内反 应物中 活化分子数的多少 有关 。 单位体积中的 活化分子数的多少 又与 什 么有关 ？ 问题 : 15 ★ 活化能 什么是活化能？ 1 、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。 2 、 向系统提供活化能的方法： 加热、光照、 超声波、核辐射、外加磁场、摩擦 …… 活化分子高出 反应物分 子平均能量 的部分 16 活化分子 活化分子：能够发生有效碰撞的分子 活化能：活化分子所多出的那部分能量 E1 能 量 反应过程 生成物 反应物 E 1 E 2 活化分子 科学探究 17 1 、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？ 2 、有没有活化能为 0 的反应？举例说明？ 活化能越 小 , 相同条件下 活化分子百分数 越 多 , 单位体积内 活化分子的数目 越多 , 单位时间 单位体积内 有效碰撞的次数 就越多 , 反应的 速 率 就越大。 有。 如 ①离子之间的反应 ②距离地面 50~85km 的大气层 中的 自由原子 之间的反应 参阅课文