1、 緒緒 言言1、化學(xué)研究的核心問題是：、化學(xué)研究的核心問題是：2、化學(xué)中最具有創(chuàng)造性的工作是：、化學(xué)中最具有創(chuàng)造性的工作是：3、如何實現(xiàn)這個過程？、如何實現(xiàn)這個過程？化學(xué)反應(yīng)的原理和過程化學(xué)反應(yīng)的原理和過程設(shè)計和創(chuàng)造新的分子造福人類設(shè)計和創(chuàng)造新的分子造福人類 利用已發(fā)現(xiàn)的原理、理論來進行利用已發(fā)現(xiàn)的原理、理論來進行設(shè)計并實現(xiàn)這個過程設(shè)計并實現(xiàn)這個過程化學(xué)反應(yīng)的原理的理解化學(xué)反應(yīng)的原理的理解4、所以我們必須對、所以我們必須對 清楚才能清楚才能做到。做到。必須知道：必須知道：化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的怎樣發(fā)生的，經(jīng)經(jīng)歷的過程歷的過程，遵循的規(guī)律遵循的規(guī)律，如何有效去控制，如何有效去控制生產(chǎn)和化

2、學(xué)污染生產(chǎn)和化學(xué)污染，只有解決好這些，只有解決好這些，才能使化學(xué)研究和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)獲得最高才能使化學(xué)研究和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)獲得最高的效益！的效益！這就是學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的目的這就是學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的目的情景情景1 氫氣的一些反應(yīng)氫氣的一些反應(yīng) 反應(yīng)條件反應(yīng)條件難易程度難易程度 H2 + O2 H2 + CuO H2 + N2問題問題: :同是有氫氣參與的反應(yīng)為什么難易程度不同，同是有氫氣參與的反應(yīng)為什么難易程度不同，與什么有關(guān)系？與什么有關(guān)系？推斷：推斷：影響反應(yīng)速率的根本原因是影響反應(yīng)速率的根本原因是 反應(yīng)物本身的性質(zhì)。反應(yīng)物本身的性質(zhì)。內(nèi)因內(nèi)因 點燃點燃加熱加熱高溫、高壓、催化劑高溫、高壓、催

3、化劑較易較易易易難難中學(xué)研究的化學(xué)反應(yīng)原理有哪些基本內(nèi)容？中學(xué)研究的化學(xué)反應(yīng)原理有哪些基本內(nèi)容？情景情景2 2 將將H2 、O2混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定混合，在室溫條件下可以穩(wěn)定存在數(shù)千年而不反應(yīng)，但點燃后卻立刻發(fā)生存在數(shù)千年而不反應(yīng)，但點燃后卻立刻發(fā)生劇烈的爆鳴，轉(zhuǎn)化成水。劇烈的爆鳴，轉(zhuǎn)化成水。而且只要配比相當(dāng)，而且只要配比相當(dāng)，可以完全轉(zhuǎn)化成生成物?？梢酝耆D(zhuǎn)化成生成物。這說明了什么這說明了什么？推斷：推斷：外界條件能夠外界條件能夠改變化學(xué)反應(yīng)改變化學(xué)反應(yīng)的速率。的速率。結(jié)論結(jié)論:內(nèi)部因素已經(jīng)具備了，內(nèi)部因素已經(jīng)具備了，不同的外不同的外界條件能夠不同程度的界條件能夠不同程度的改變化學(xué)反應(yīng)

4、改變化學(xué)反應(yīng)的速率的速率。情景情景3 3 H2和和N2即使在高溫、高壓、催化劑即使在高溫、高壓、催化劑的條件下反應(yīng)的條件下反應(yīng)也不能完全轉(zhuǎn)化也不能完全轉(zhuǎn)化為生成物為生成物（氨）。（氨）。這又說明了什么？這又說明了什么？問題：能問題：能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，為什么反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，為什么反應(yīng)不能進行到底？能進行到底？推斷：推斷：有些反應(yīng)是有些反應(yīng)是有一定限度有一定限度的（化學(xué)平的（化學(xué)平衡）。衡）。情景情景4 4、情景、情景5 5 、等等等等選修選修4化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理的基本內(nèi)容的基本內(nèi)容:2 2、基本的基本的化學(xué)反應(yīng)原理：化學(xué)反應(yīng)原理：包括反應(yīng)速包括反應(yīng)速速率、反應(yīng)方向及反應(yīng)限度。速率、反

5、應(yīng)方向及反應(yīng)限度。3 3、從從理論的高度理論的高度來認識酸、堿、鹽的本來認識酸、堿、鹽的本質(zhì)及其在溶液中的反應(yīng)。質(zhì)及其在溶液中的反應(yīng)。1 1、從從能量變化能量變化的角度來探討化學(xué)變化。的角度來探討化學(xué)變化。4 4、電化學(xué)電化學(xué)的基礎(chǔ)知識（的基礎(chǔ)知識（原電池、電解池、原電池、電解池、化學(xué)電源、金屬電化腐蝕和防護化學(xué)電源、金屬電化腐蝕和防護）富富有時代氣息和應(yīng)用廣泛的一個領(lǐng)域。有時代氣息和應(yīng)用廣泛的一個領(lǐng)域。那么 如何來研究一個反應(yīng)，研究化學(xué)反應(yīng)原理如何來研究一個反應(yīng)，研究化學(xué)反應(yīng)原理的基本的基本方法和思路方法和思路是怎樣？是怎樣？認識幾個認識幾個重要重要概念概念: :1 1、有效碰撞、有效碰撞2

6、 2、活化分子、活化分子3 3、活化能、活化能4 4、催化劑、催化劑概念模型法概念模型法一、簡化后的有效碰撞模型 氣體分子之間通常存在著比氣體分子氣體分子之間通常存在著比氣體分子本身的體積要大得多的空間，本身的體積要大得多的空間，忽略了分子忽略了分子與分子之間的相互作用力，分子之間不存與分子之間的相互作用力，分子之間不存在牽制關(guān)系，在牽制關(guān)系，因此，在常溫常壓下，可以因此，在常溫常壓下，可以認為氣體分子的認為氣體分子的運動是運動是自由的自由的，因而，它，因而，它們之間的們之間的碰撞可以視為是碰撞可以視為是隨機的隨機的。1、設(shè)想一、簡化后的有效碰撞模型 在一個潔凈的容器中，使在一個潔凈的容器中，

7、使H H2 2和和O O2 2按體積比按體積比2 2：1 1的比的比例混合，氣體分子例混合，氣體分子因自由運動而不斷相互碰撞因自由運動而不斷相互碰撞( (互相接互相接觸觸)這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件必要條件。2、模型的基本構(gòu)架假設(shè)與事實：假設(shè)與事實：研究結(jié)果表明，從分子的熱運動看，分子研究結(jié)果表明，從分子的熱運動看，分子發(fā)生碰撞的機會很多。如在常溫常壓下每個發(fā)生碰撞的機會很多。如在常溫常壓下每個H H2 2、O O2 2自身或自身或它們之間的碰撞頻率為它們之間的碰撞頻率為2.3552.35510101010次次/s/s。假如每次碰撞。假如每次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則化學(xué)變化瞬

8、間即可完成，但事實都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則化學(xué)變化瞬間即可完成，但事實并非如此。并非如此。結(jié)論：結(jié)論：并不是每次分子間的碰撞都會引起化學(xué)反應(yīng)，只并不是每次分子間的碰撞都會引起化學(xué)反應(yīng)，只有其中有其中部分的氣體分子碰撞是有效的部分的氣體分子碰撞是有效的，即有效碰撞，即有效碰撞這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件充分條件。3 3、什么是什么是有效碰撞？有效碰撞？ 有效碰撞有效碰撞 能夠?qū)е路肿又谢瘜W(xué)鍵斷能夠?qū)е路肿又谢瘜W(xué)鍵斷裂，引起化學(xué)反應(yīng)的碰撞。裂，引起化學(xué)反應(yīng)的碰撞。分子間的分子間的碰撞碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件必要條件有效碰撞有效碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分

9、條件充分條件推論：推論：某一個化學(xué)反應(yīng)的速率大小與某一個化學(xué)反應(yīng)的速率大小與單位單位時間內(nèi)分子時間內(nèi)分子有效碰撞的次數(shù)有效碰撞的次數(shù)有關(guān)有關(guān)問題：問題：為什么有的碰撞可以發(fā)生反應(yīng)為什么有的碰撞可以發(fā)生反應(yīng)( (有效有效碰撞碰撞) )，而有的不能發(fā)生反應(yīng)，而有的不能發(fā)生反應(yīng)( (無效碰撞無效碰撞)?)?推斷：一定與分子本身的性質(zhì)和能量有關(guān)。推斷：一定與分子本身的性質(zhì)和能量有關(guān)。NO2和CO的反應(yīng)過程 二二 、活、活 化化 分分 子子1 1、什么是什么是活化分子？活化分子？具具較高能量較高能量，有可能，有可能發(fā)生有效碰撞發(fā)生有效碰撞的分子的分子吸收外界能量吸收外界能量 （如加熱、光照等）（如加熱、

10、光照等） 分子間碰撞時，能量交換不均衡而出現(xiàn)分子間碰撞時，能量交換不均衡而出現(xiàn)較高能量的分子。較高能量的分子。活化分子具有的高能量從何來活化分子具有的高能量從何來? ?結(jié)論：結(jié)論： 能發(fā)生有效碰撞的分子能發(fā)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，還有效碰撞，還與碰撞的角度有關(guān)與碰撞的角度有關(guān)。推論：推論：有效碰撞次數(shù)的有效碰撞次數(shù)的多少多少與與單位體積單位體積內(nèi)反應(yīng)物中內(nèi)反應(yīng)物中活化分子數(shù)的多少活化分子數(shù)的多少有有關(guān)。關(guān)。 單位體積中的單位體積中的活化分子數(shù)的多少活化分子數(shù)的多少又又與與什么有關(guān)什么有關(guān)？問題問題:2010年湖北省

11、高考理科一分一統(tǒng)計年湖北省高考理科一分一統(tǒng)計2 2、活、活 化化 能能 活化分子平均能量高出反應(yīng)物分子平活化分子平均能量高出反應(yīng)物分子平均能量的部分。均能量的部分。問題問題4：活化能為活化能為“0”的例子是怎么回事？的例子是怎么回事？問題問題3:活化能的大小決定了化學(xué)反應(yīng)的難易，它活化能的大小決定了化學(xué)反應(yīng)的難易，它會影響反應(yīng)熱的大小嗎？會影響反應(yīng)熱的大小嗎？問題問題1：活化能的作用是什么？活化能的作用是什么？問題問題2：提供提供“活化能活化能”的途徑是什么？的途徑是什么？能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程E1E2反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物活化分子活化分子活化能活化能活化分子活化分子變成生成變成生成物分子

12、放物分子放出的能量出的能量該反應(yīng)是該反應(yīng)是吸熱反吸熱反應(yīng)應(yīng)還是還是放熱放熱反應(yīng)反應(yīng)?活化能與反活化能與反應(yīng)熱有關(guān)嗎應(yīng)熱有關(guān)嗎?反應(yīng)熱反應(yīng)熱NO2和CO反應(yīng)過程中能量的變化 解釋解釋:活化能活化能越小，越小，一般分子成為活化分子一般分子成為活化分子越容易越容易，則反應(yīng)條件越簡單。則反應(yīng)條件越簡單?；罨芑罨茉叫?，越小，則單位體積中活化分子數(shù)則單位體積中活化分子數(shù)越多越多，單位時間內(nèi)的有效碰撞單位時間內(nèi)的有效碰撞越多越多，反應(yīng)速率，反應(yīng)速率越快。越快?；罨芨撸罨肿拥陌俜謹?shù)低，反應(yīng)難；活化能高，活化分子的百分數(shù)低，反應(yīng)難； 活化活化能低，活化分子的百分數(shù)高，反應(yīng)易。能低，活化分子的百分數(shù)高，

13、反應(yīng)易?；罨艿拇笮‰m然意味著一般分子成為活化分活化能的大小雖然意味著一般分子成為活化分子的子的難易難易，但是卻對這個化學(xué)反應(yīng)前后的，但是卻對這個化學(xué)反應(yīng)前后的能量能量變化變化并不產(chǎn)生任何影響。并不產(chǎn)生任何影響?；罨苁菦Q定化學(xué)反應(yīng)難易的關(guān)鍵活化能是決定化學(xué)反應(yīng)難易的關(guān)鍵 活化能活化能大小大小是由反應(yīng)物分子的是由反應(yīng)物分子的性質(zhì)決定性質(zhì)決定的。的。內(nèi)因內(nèi)因碰撞碰撞 有效碰撞有效碰撞 活化分子活化分子 活化能活化能 就下列的每個詞說句話，試試看：就下列的每個詞說句話，試試看： 常溫常壓下，常溫常壓下，每個氫分子和氧每個氫分子和氧分子自身或它們分子自身或它們之間每秒平均碰之間每秒平均碰撞撞2.35

14、52.355* *10101010次次, ,如如果每一次碰撞都果每一次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)能發(fā)生反應(yīng), ,那么那么整個容器內(nèi)的氫整個容器內(nèi)的氫氣和氧氣將在瞬氣和氧氣將在瞬間變成水。間變成水。 能發(fā)生化學(xué)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞。有效碰撞。 碰撞是發(fā)生化碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要學(xué)反應(yīng)的必要條件條件，有效碰有效碰撞才是發(fā)生化撞才是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分學(xué)反應(yīng)的充分條件條件。 具有足夠的能具有足夠的能量能發(fā)生有效量能發(fā)生有效碰撞的分子叫碰撞的分子叫活化分子?；罨肿?。 活化分子間活化分子間要發(fā)生有效碰要發(fā)生有效碰撞，還要有合撞，還要有合適的取向。適的取向。 活化分子所活化分子所多出的那部分

15、多出的那部分能量叫活化能能量叫活化能。 在相同條件在相同條件下，反應(yīng)的活下，反應(yīng)的活化能越大，則化能越大，則該反應(yīng)的速率該反應(yīng)的速率越小。越小。一個反應(yīng)要發(fā)生一般經(jīng)歷哪些過程？一個反應(yīng)要發(fā)生一般經(jīng)歷哪些過程？普通普通分子分子活化能活化能活化活化分子分子合理取向合理取向的碰撞的碰撞有效有效碰撞碰撞新物質(zhì)新物質(zhì)能量能量 在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，而本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變的物質(zhì)。而本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變的物質(zhì)。三、催三、催 化化 劑（觸媒）劑（觸媒）怎樣改變反應(yīng)的活化能為來加快反應(yīng)的速率？怎樣改變反應(yīng)的活化能為來加快反應(yīng)的速率？是

16、何措施？是何措施？能量能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程生成物生成物反應(yīng)物反應(yīng)物反應(yīng)熱反應(yīng)熱E E1 1E E2 2活化分子活化分子加了催化劑加了催化劑沒加催化劑沒加催化劑 催化劑與反應(yīng)物結(jié)合為中間產(chǎn)物，降低催化劑與反應(yīng)物結(jié)合為中間產(chǎn)物，降低了反應(yīng)的活化能，使活化分子百分數(shù)大大了反應(yīng)的活化能，使活化分子百分數(shù)大大增加，反應(yīng)速率大大加快。反應(yīng)結(jié)束，中增加，反應(yīng)速率大大加快。反應(yīng)結(jié)束，中間產(chǎn)物消失，催化劑復(fù)原。間產(chǎn)物消失，催化劑復(fù)原。催化原理：中間產(chǎn)物理論催化原理：中間產(chǎn)物理論催化劑有正催化劑和負催化劑之分。催化劑有正催化劑和負催化劑之分。解解 釋釋 問問 題題1、為什么為什么可燃物有氧氣存在時，還必可燃物有氧

17、氣存在時，還必 須達到著火點須達到著火點才能燃燒才能燃燒？2、催化劑在我們提高生產(chǎn)效率和經(jīng)、催化劑在我們提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益中起關(guān)鍵作用，它主要作用是濟效益中起關(guān)鍵作用，它主要作用是提高化學(xué)反應(yīng)速率，試想一下提高化學(xué)反應(yīng)速率，試想一下為什么為什么 催化劑能提高反應(yīng)速率？催化劑能提高反應(yīng)速率？ 通過緒言的學(xué)習(xí)通過緒言的學(xué)習(xí), ,初步了解初步了解“有效碰撞有效碰撞”、“活化分子與活化能活化分子與活化能”的的概念模型，概念模型，認識認識催化催化劑劑對于化學(xué)科學(xué)研究和化工生產(chǎn)的巨大作用，對于化學(xué)科學(xué)研究和化工生產(chǎn)的巨大作用，為其后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。為其后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。單位體積活化分子百分數(shù)單位體積活

18、化分子百分數(shù)的反應(yīng)物分子性質(zhì)的反應(yīng)物分子性質(zhì)該反應(yīng)活化能的大小該反應(yīng)活化能的大小分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 還知道還知道: : 某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與 有關(guān)有關(guān); ;而有效碰撞次數(shù)的多少與而有效碰撞次數(shù)的多少與 有關(guān)有關(guān); ;活化分子的多少又與活化分子的多少又與 有關(guān)?；罨艿拇笮∈怯捎嘘P(guān)。活化能的大小是由該反應(yīng)該反應(yīng) 決定的決定的, ,而反應(yīng)物分子的性質(zhì)又與而反應(yīng)物分子的性質(zhì)又與 密切相關(guān)。密切相關(guān)。內(nèi)分子的有效碰撞次數(shù)內(nèi)分子的有效碰撞次數(shù)單位時間單位時間練習(xí)練習(xí)1.實驗室制氫氣時，若向稀硫酸中加幾滴硫?qū)嶒炇抑茪錃鈺r，若向稀硫酸中加幾滴硫酸銅溶液，則產(chǎn)生氫氣的速率

19、加快，該反應(yīng)酸銅溶液，則產(chǎn)生氫氣的速率加快，該反應(yīng)中硫酸銅中硫酸銅 催化劑（填：是、不是）。催化劑（填：是、不是）。2.單獨加熱氯酸鉀，產(chǎn)生氧氣的速率小，而單獨加熱氯酸鉀，產(chǎn)生氧氣的速率小，而將少量高錳酸鉀和氯酸鉀混合共熱制氧氣，將少量高錳酸鉀和氯酸鉀混合共熱制氧氣，產(chǎn)生氧氣的速率明顯加快，該實驗中高錳酸產(chǎn)生氧氣的速率明顯加快，該實驗中高錳酸鉀鉀 催化劑（填：是、不是）。催化劑（填：是、不是）。不是不是練習(xí) 3. 是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件，是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件， 是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件。是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件。 4.活化分子指的是能夠活化分子指的是能夠 。 5.活化能的大小意味著一般分子成為活化分活化能的大小意味著一般分子成為活化分子的子的 ，活化能的大小不影，活化能的大小不影響響 ，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發(fā)生有效碰撞的分子發(fā)生有效碰撞的分子難易難易反應(yīng)前后的能量變化反應(yīng)前后的能量變化反應(yīng)物活化反應(yīng)物活化加熱加熱、光照光照、超聲波超聲波、核輻射核輻射 、 外加碰場外