活 化 分 子 1、什么是活化分子? 具有较高能量,能够发生有效碰撞的分子 结论: 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。 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的多少有关 活化分子的多少又与什么有关? 思考: 活 化 能 1、什么是活化能? 活化分子高出反应物分子平均能量的部分 看图: 结论: 活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关, 活化能的大小是由反应物分子的性质决定, 内因 推论: 活化能越小则一般分子成为活化分子越容易, 则活化分子越多, 则单位时间内有效碰撞越多, 则反应速率越快。 对于“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”这一句话如何理解? 问题: HI反应的例子 归 纳 总 结 一个反应要发生一般要经历哪些过程? 普通 分子 活化 能 活化 分子 合理 取向的 碰撞 有效 碰撞 新物质 能量 思考: 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 化学反应速率,试想一下为什么 催化剂能提高反应速率? 第一章 化学反应与能量 化学反应与能量的变化 反应热 焓变 化学反应过程中所释放或吸收的能量, 都可以热量(或转换成相应的热量)来表 述,叫做反应热,又称为“焓变”。 符号: ΔH ,单位:kJ/mol 或 kJ?mol-1 思考 能量如何转换的?能量从哪里转移到哪里? 体系的能量如何变化?升高还是降低? 环境的能量如何变化?升高还是降低? 规定放热反应的ΔH 为“-”,是站在谁的角度?体系还是环境? 放热反应中 体系 环境 + - 能量 能量 反应物 反应物 生成物 生成物 反应过程(I) 反应过程(II) 预测 H C N O F Cl H 436 C 415 331 N 389 293 159 O 465 343 201 138 F 565 486 272 184 155 Cl 431 327 201 205 252 243 C=C 620 C=O 708 若干化学键的键能( kJ/mol,25 ℃ ) H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时,哪个 反应放出的热量多? 说说你的理由? 如何验证你的预测? C(石墨 s ) C(金刚石 s ) ΔH = +3.5 kJ/mol 石墨能否自动转化为金刚石 采取什么措施有可能将石墨转化为金刚石? 反应热数据的用途 判断反应发生的难易 计算燃料的用量 反应热可以由实验测得,也可以用其他办法得到。 热化学方程式 H2 ( g )+I2 ( g ) ==== 2HI ( g ) ΔH = -14.9 kJ/mol 200 ℃ 101 kPa 思考 交流 与化学方程式相比,热化学方程式有哪些不同? 正确书写热化学方程式应注意哪几点? 1、 1mol C与1mol 水蒸气反应生成1mol CO 和1mol H2,需要吸收 131.5 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式。 随堂练习 2、沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是 A、 2CH4 ( g )+4O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) + 4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol B、 CH4 +2 O2 = CO2 + H2O ΔH = -890 kJ/mol C、 CH4 ( g )+2 O2 ( g ) = CO2 ( g ) + 2 H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g )+O2 ( g ) = 1/2CO2 ( g ) + H2O ( l ) ΔH = -890 kJ/mol C 随堂练习 3、已知 (1)H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol (2)2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol (3) H2( g )+1/2O2 ( g ) = H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol (4) 2H2( g )+O2 ( g ) =2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol 则a、b、c、d的关系正确的是 。 A、ac0 B、bd0 C、2a=b 0 D、2c=d0 CAG平台真人 真人AG 平台官网 绪 言 化学反应原理 教学目标: 1、认识物质的化学性质是有规律可循的,这些规律正是化学的精髓 2、认识学习概念模型是学习和研究化学反应原理的基础 3、AG真人 AG平台初步了解“有效碰撞”、“活化分子与活化能”的概念模型,认识催化技对化学研究与化工生产的巨大作用 思考: 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 4、实现这个过程的关键? 对化学反应的原理的理解要清楚 化学反应是怎样发生的,为什么有的反应AG平台真人 真人AG 平台官网快、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! 学习化学反应原理的目的 研究化学反应原理包含哪些基本内容? 情景1 氢气与其他物质的反应 反应条件 难易程度 H2 + O2 H2 + CuO H2 + N2 思考:为什么难易程度不同,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AG平台真人 真人AG 平台官网 高温、高压、 催化剂 易 易 难 情景2 将H2+O2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? 不同的外界条件都能够改变化学反应的速率。 结论: 情景3 H2+N2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: 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 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?(哪些方面来认识一个反应) 几个概念: 1、AG真人 AG平台有效碰撞 2、活化分子 3、活化能 4、催化剂 有 效 碰 撞 1、什么是有效碰撞? 引起分子间的化学反应的碰撞 结论: 分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 而有效碰撞是发生化学反应的充分条件 推论: 某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关 为什么有的碰撞可以发生反应,而有的不能发生反应?与哪些因素有关系? 思考:
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