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。 任务一 基元反应与反应历程 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的两步基元反应为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。 基元反应的整个过程一般分为始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 1.由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现：①Ce4＋＋Mn2＋―→Ce3＋＋Mn3＋；②Ce4＋＋Mn3＋―→Ce3＋＋Mn4＋；③Ti＋＋Mn4＋―→Ti3＋＋Mn2＋。由此可知： (1)该反应的总反应的方程式为_____ _____。 (2)该反应的催化剂是_____。 答案：(1)2Ce4＋＋Ti＋===2Ce3＋＋Ti3＋ (2)Mn2＋ 解析：催化剂是在化学反应里能改变反应物的化学反应速率(既能提高也能降低)，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。从三个反应可以看出Ce4＋最终变为Ce3＋，Ti＋变为Ti3＋，Mn2＋没变，故为催化剂。 2.甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—CH3＋H2，该反应的机理如下： ①CH4―→·CH3＋·H； ②_____； ③CH4＋H·―→·CH3＋H2； ④·CH3＋H·―→CH4。 补充反应②的方程式。 答案：·CH3＋CH4―→CH3—CH3＋H· 解析：烷烃的热解反应，是典型的自由基反应，自由基反应一般经历链引发、链传递、链终止的过程，故第二步反应属于链传递环节，产物中还有自由基生成，且生成物有乙烷，故确定其反应原理为·CH3＋CH4―→CH3—CH3＋H·。 3.利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中的NO和NO2，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示： (1)X是_____。 (2)上述历程的总反应为_____。 (3)由反应历程可知，[(NH4)(HNO2)]＋是该反应的_____。 答案：(1)N2、H2O (2)2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O (3)中间产物 解析：(1)图示反应可以生成X的反应为[(NH4)2(NO2)]2＋＋NO===[(NH4)(HNO2)]＋＋X＋H＋，由原子守恒判断X为N2和H2O。(2)由反应历程图可知，氨气、二氧化氮和一氧化氮是反应物，氮气与水是生成物，所以总反应为2NH3＋NO＋NO22N2＋3H2O。(3)由反应历程可知，[(NH4)(HNO2)]＋是该反应的中间产物。 任务二 有效碰撞理论 1.有效碰撞 2.活化分子和活化能 (1)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。 (2)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。 3.反应物、生成物的能量与活化能的关系图 4.有效碰撞理论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→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (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→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程(如下图)，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 1.判断正误，错误的说明其原因。 (1)活化能大的反应一定是吸热反应。 _____ 答案：错误；吸热反应的判据与 ... ...
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