第一节 第3课时　活化能教学设计.docx

第3课时活化能

[课程标准]1.了解有效碰撞理论。2.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。3.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

知识点一有效碰撞理论

1．基元反应

大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。

2．反应机理

先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。

3．基元反应发生的先决条件

基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。

4．有效碰撞

5．活化分子

能够发生有效碰撞的分子。对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。

6．活化能

活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。

【微自测】判断正误

1．活化能大的反应一定是吸热反应()

2．发生有效碰撞的分子一定是活化分子()

3．一般情况下，反应的活化能越小，反应速率越快()

4．能发生有效碰撞的分子必须具有足够高的能量()

答案：1.×2.√3.√4.√

某反应过程的能量变化关系如图所示，按要求回答下列问题：

(1)已知热化学方程式H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为_______________________________。

(2)已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.5kJ·mol－1，某同学根据该反应吸收的热量较小，认为由石墨变为金刚石的反应很容易进行，但事实上该反应却很难发生，需要很高的温度和很大的压强，请你分析造成这种现象的主要因素是________________________________________________________________________。

(3)对于同一反应，图中虚线Ⅱ与实线Ⅰ相比，活化能降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是___________________

____________________________________________________。

解析：(1)该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能＝正反应活化能－反应焓变＝167.2kJ·mol－1－(－241.8kJ·mol－1)＝409.0kJ·mol－1。(2)虽然石墨和金刚石的能量相差不大，但该反应的活化能很高，因此引发该反应需要很高的温度和很大的压强。(3)催化剂能够降低反应的活化能，提高活化分子百分数，加快反应速率，因此虚线Ⅱ中改变的条件是使用了催化剂。

答案：(1)409.0kJ·mol－1(2)该反应的活化能很高(3)使用了催化剂

归纳总结

1.过渡态理论中的活化能

过渡态理论认为，反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。如下图，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。

2．活化能与反应速率

化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率越大。

1．已知反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反应机理如下：

①2NO(g)N2O2(g)(快)

②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢)

③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快)

下列有关说法错误的是()

A．①的逆反应速率大于②的正反应速率

B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效

C．N2O2和N2O是该反应的催化剂

D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大

答案：C

2．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下：

①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)快

②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)慢

下列有关该反应的说法正确的是()

A．该反应的速率主要取决于①的快慢

B．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率

C．NOBr2是该反应的催化剂

D．正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ·mol－1

答案：D

知识点二有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释

1．浓度

反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。

2．压强

增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多