化学反应原理绪言.pptx

纯碱（纯碱（NaNa2 2COCO3 3）明明是盐却显碱性的原因么？）明明是盐却显碱性的原因么？制备金铝为什么不是电解制备金铝为什么不是电解AlClAlCl3 3而是电解而是电解AlAl2 2O O3 3？为什么有些反应明明是放热的却需要点燃？为什么有些反应明明是放热的却需要点燃？为什么工业合成氨需要在高温高压下进行？为什么工业合成氨需要在高温高压下进行？你想知道你想知道 让我们一起进入让我们一起进入“化学反应原理化学反应原理”的殿堂，的殿堂，为实现高效的工业生产，创造新型的分子打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！下坚实的理论基础！绪绪 言言那么那么研究化学反应原理包含哪些基本内容？研究化学反应原理包含哪些基本内容？情景情景1氢气与其他物质的反应氢气与其他物质的反应反应条件反应条件难易程度难易程度H2 +O2H2 +CuOH2 +N2问题问题:为什么难易程度不同，与什么有关系？为什么难易程度不同，与什么有关系？结论：结论：影响化学反应速率的根本原因是影响化学反应速率的根本原因是 反应物本身的性质。反应物本身的性质。内因内因点燃点燃加热加热高温、高压、高温、高压、催化剂催化剂易易易易难难情景情景2 2将将H H2 2与与O O2 2混合，在室温条件下可以稳定混合，在室温条件下可以稳定存在数百年，但存在数百年，但点燃后点燃后却会发生剧烈的却会发生剧烈的爆炸反应，而且只要配比相当，可以完爆炸反应，而且只要配比相当，可以完全转化成生成物。全转化成生成物。这说明了什么这说明了什么？结论结论:内部因素已经具备了，内部因素已经具备了，不同不同的外界条件都能够不同程度的外界条件都能够不同程度的的改变化学反应的速率改变化学反应的速率。情景情景3 3H H2 2与与N N2 2即使在高温、高压、催化剂的即使在高温、高压、催化剂的条件下反应条件下反应也不能完全转化也不能完全转化为生成物，为生成物，这又说明了什么？这又说明了什么？有些反应是有些反应是有一定限度有一定限度的的结论：结论：化学反应原理化学反应原理所研究的范围是所研究的范围是综综 上上 所所 述述1 1、基本的、基本的化学反应原理：化学反应原理：包括反应速率、反应方向及反应限度。包括反应速率、反应方向及反应限度。3 3、从、从理论的高度理论的高度来认识酸、碱、盐的本质及其来认识酸、碱、盐的本质及其在溶液中的反应。在溶液中的反应。4 4、电化学基础电化学基础富有时代气息和应用广泛的富有时代气息和应用广泛的一个领域。一个领域。2 2、从、从能量变化能量变化的角度来探讨化学变化。的角度来探讨化学变化。新课展望新课展望 那么 如何来研究一个反应，研究化学反应原理如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本的基本方法和思路方法和思路是怎样？是怎样？即即:我们从哪些方面来认识一个反应我们从哪些方面来认识一个反应!先认识几个先认识几个概念概念:1 1、有效碰撞、有效碰撞2 2、活化分子和活化能、活化分子和活化能3 3、催化剂、催化剂1 1、有效碰撞、有效碰撞2 2、活化分子和活化能、活化分子和活化能分子相互碰撞是引发反应的必要条件。分子相互碰撞是引发反应的必要条件。3 3、是不是所有的碰撞都能引发反应？、是不是所有的碰撞都能引发反应？2 2、分子间发生化学反应的必要条件是什么？、分子间发生化学反应的必要条件是什么？1 1、化学反应的本质是什么、化学反应的本质是什么问题探讨问题探讨 反应物中旧化学键的断裂反应物中旧化学键的断裂生成物中新的化学键的形成生成物中新的化学键的形成阅读课文阅读课文P2 P2 简化后的简化后的有效碰撞模型有效碰撞模型一、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，因此，在常本身的体积要大得多的空间，因此，在常温常压下，可以认为气体分子的温常压下，可以认为气体分子的运动是运动是 自由的自由的，因而，它们之间的，因而，它们之间的碰撞可以视为碰撞可以视为是是随机的随机的。1、设想注：注：忽略了分子与分子之间的相互作用力，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，故为分子之间不存在牵制关系，故为“自由自由”。一、简化后的有效碰撞模型 在一个洁净的容器中，使在一个洁净的容器中，使H H2 2和和O O2 2按体积比按体积比2 2：1 1的比例的比例混合，气体分子混合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞因自由运动而不断相互碰撞(互相接触互相接触)这是发生化学反应的这是发生化学反应的必要条件必要条件。2、模型的基本构架假设与事实：假设与事实：研究结果表明，从分子的热运动看，分子研究结果表明，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发生碰撞的机会很多。如在常温常压下每个H H2 2、O O2 2自身或自身或它们之间的碰撞频率为它们之间的碰撞频率为2.355102.355101010次次/s/s。假如每次碰撞。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。并非如此。立论：立论：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只有其中有其中部分的气体分子碰撞是有效的部分的气体分子碰撞是有效的，即有效碰撞，即有效碰撞这是发生化学反应的这是发生化学反应的充要条件充要条件。有效碰撞有效碰撞什么是有效碰撞？什么是有效碰撞？引起分子间的发生化学反应的碰撞引起分子间的发生化学反应的碰撞注：注：1 1、有效碰撞应当是那些本身具有、有效碰撞应当是那些本身具有较高能量的分子较高能量的分子(活化分子活化分子)之间的碰撞；之间的碰撞；2 2、分子间的碰撞是发生化学反应的、分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件必要条件；3 3、而有效碰撞是发生化学反应的、而有效碰撞是发生化学反应的充要条件充要条件。推论：推论：某一化学反应速率大小与某一化学反应速率大小与单位时间内单位时间内有效碰撞的次数有效碰撞的次数有关有关问题：问题：为什么有的碰撞可以发生反应为什么有的碰撞可以发生反应(有效有效碰撞碰撞)，而有的不能发生反应，而有的不能发生反应(无效碰撞无效碰撞)?)?推断：一定与分子本身的性质和能量有关。推断：一定与分子本身的性质和能量有关。活化分子活化分子 什么是活化分子？什么是活化分子？结论：结论：1 1、发生有效碰撞的分子、发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子；活化分子；2 2、但活化分子的碰撞、但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞；有效碰撞；推论：推论：具有具有较高能量较高能量，能够，能够发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积内反应物中单位体积内反应物中活化分子的多少活化分子的多少有关。有关。结论：结论：能发生有效碰撞的分子能发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分子活化分子，但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞，还有效碰撞，还与碰撞的角度有关与碰撞的角度有关。推论：推论：有效碰撞次数的有效碰撞次数的多少多少与与单位体积单位体积内反应物中内反应物中活化分子数的多少活化分子数的多少有有关。关。单位体积中的单位体积中的活化分子数的多少活化分子数的多少又又与与什么有关什么有关？问题问题:活化分子的多少又与什么有关？活化分子的多少又与什么有关？问题：活化能活化能 什么是活化能？什么是活化能？活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部分 阅读教材阅读教材P4，思考下面问题，思考下面问题问题问题1：活化能的作用是什么？活化能的作用是什么？问题问题2：提供提供“活化能活化能”的途径是什么？的途径是什么？活化分子活化分子活化分子：能够发生有效碰撞的分子活化分子：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活化能：活化分子所多出的那部分能量E1E1能能量量反应过程反应过程生成物生成物反应物反应物反应热反应热E E1 1E E2 2活化分子活化分子该反应是放该反应是放热反还是吸热反还是吸热反应？热反应？活化能与反应热有关吗活化能与反应热有关吗？科学探究1 1、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？、活化能的大小与反应的速率有何关系？为什么？2 2、有没有活化能为、有没有活化能为0 0的反应？举例说明？的反应？举例说明？活化能越活化能越小小,相同条件下相同条件下活化分子百分数活化分子百分数越多越多,单单位体积内位体积内活化分子的数目活化分子的数目越多越多,单位时间单位体积内单位时间单位体积内有效碰撞的次数有效碰撞的次数就越多就越多,反应的反应的速率速率就越大。就越大。有。有。如如离子之间的反应离子之间的反应 距离地面距离地面5085km5085km的大气层的大气层中的中的自由原子自由原子之间的反应之间的反应 参阅课文参阅课文P4P4第一段。第一段。问题探究结论：结论：活化分子的活化分子的多少多少与该反应的与该反应的活化能的大小活化能的大小有关，有关，活化能的活化能的大小大小是由反应物分子的是由反应物分子的性质决定性质决定，内因起主要决定作用内因起主要决定作用推论推论:活化能活化能越小越小则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，则活化分子则活化分子越多越多，则单位时间内有效碰撞则单位时间内有效碰撞越多越多，则反应速率则反应速率越快。越快。碰撞碰撞 有效碰撞有效碰撞 活化分子活化分子 活化能活化能 就下列的每个词说句话，试试看：就下列的每个词说句话，试试看：常温常压下，常温常压下，每个氢分子和氧每个氢分子和氧分子自身或它们分子自身或它们之间每秒平均碰之间每秒平均碰撞撞2.355*102.355*101010次次,如如果每一次碰撞都果每一次碰撞都能发生反应能发生反应,那么那么整个容器内的氢整个容器内的氢气和氧气将在瞬气和氧气将在瞬间变成水。间变成水。能发生化学能发生化学反应的碰撞叫反应的碰撞叫有效碰撞。有效碰撞。碰撞是发生化碰撞是发生化学反应的必要学反应的必要条件条件，有效碰有效碰撞才是发生化撞才是发生化学反应的充分学反应的充分条件条件。具有足够的能具有足够的能量能发生有效量能发生有效碰撞的分子叫碰撞的分子叫活化分子。活化分子。活化分子间活化分子间要发生有效碰要发生有效碰撞，还要有合撞，还要有合适的取向。适的取向。活化分子所活化分子所多出的那部分多出的那部分能量叫活化能。能量叫活化能。在相同条件在相同条件下，反应的活下，反应的活化能越大，则化能越大，则该反应的速率该反应的速率越小。越小。归归 纳纳 总总 结结一个反应要发生一般要经历哪些过程？一个反应要发生一般要经历哪些过程？普通普通分子分子得到能量得到能量活化活化分子分子合理合理取向的取向的碰撞碰撞有效有效碰撞碰撞新物质新物质能量能量活化能活化能1 1、为什么可燃物有氧气参与，还必须、为什么可燃物有氧气参与，还必须达到着火点才能燃烧？达到着火点才能燃烧？2 2、催化剂在我们技术改造和生产中起、催化剂在我们技术改造和生产中起关键作用，它主要作用是提高化学反应关键作用，它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速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？应速率？解释问题解释问题怎样改变反应的活化能才能加快反应的速率？怎样改变反应的活化能才能加快反应的速率？能能量量反应过程反应过程生成物生成物反应物反应物反应热反应热E E1 1E E2 2活化分子活化分子加了催化剂加了催化剂没加催化剂没加催化剂问题研究问题研究练习练习1.实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应中硫酸铜中硫酸铜 催化剂（填：是、不是）。催化剂（填：是、不是）。2.单独加热氯酸钾，产生氧气的速率小，而单独加热氯酸钾，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，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，该实验中高锰酸产生氧气的速率明显加快，该实验中高锰酸钾钾 催化剂（填：是、不是）。催化剂（填：是、不是）。不是不是练习 3.是发生化学反应的必要条件，是发生化学反应的必要条件，是发生化学反应的充分条件。是发生化学反应的充分条件。4.活化分子指的是能够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活化能的大小意味着一般分子成为活化分子的子的 ，活化能的大小不影响，活化能的大小不影响 ，活化能的作用在于，活化能的作用在于 使使 。6.常用的提供活化能的方法有常用的提供活化能的方法有 等。等。碰撞碰撞有效碰撞有效碰撞发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子难易难易反应前后的能量变化反应前后的能量变化反应物活化反应物活化加热加热、光照光照、超声波超声波、核辐射核辐射 、外加磁场外加磁场7.什么是有效碰撞？什么是有效碰撞？8.某一化学反应的速率大小与单位时间某一化学反应的速率大小与单位时间内内 有关有关。9.什么是活化分子？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，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单位体积内反应物中活化分子的多少有关 10.10.什么是活化能？什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化分子高出反应物分子平均能量的部分是活化能。活化能。如图：如图：活化能的大小是由反应物活化能的大小是由反应物分子的性质决定，（内因）分子的性质决定，（内因）活化能越小则一般分子成活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应内有效碰撞越多，则反应速率越快。速率越快。11.11.什么是催化剂？什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，性质和质量都不改变的物质，催化剂作用催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能可以降低化学反应所需的活化能,也就也就等于提高了活化分子的百分数等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的从而提高了有效碰撞的频率频率.反应速率大幅提高反应速率大幅提高.