化学反应的碰撞理论课件
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活化能 简单碰撞理论(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1 )
变化如图所示。下列有关叙述不正确的是 (
D
)
A.该反应中,反应物断键所需的总能量小于生成物成键所释放的总能量
B.该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
C.使用催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热
D.恒温恒容条件下通入氦气,使单位体积内O2的活化分子数增大
meiyangy
ang8602
该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV。 小于 2.02
meiyangy
ang8602
练习
4，[2022·天津河西区期中] 已知分解1 mol H2O2放出热量98
kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2的分解分两步:
ⅰ.H2O2+I- →H2O+IO-
慢反应
ⅱ.H2O2+IO- → H2O+O2+I-
快反应
下列有关反应的说法正确的是
(
A.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
D
)
B.反应ⅰ比反应ⅱ的活化能小
C.H2O2分解速率与I-的浓度无关
D.H2O2(l)=
H2O(l)+ O2(g)
ΔH=-98 kJ·mol-1
meiyangy
ang8602
练习
5，[2022·新疆乌鲁木齐八中期中] 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应过程中能量
meiyangy
ang8602
用简单碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响
meiyangyang8602
改变反应历程
使用催化剂K
第一步：A+K=AK， 活化能为Eal
未使用催化剂
反应A+B=AB的活化能为Ea
D
)
A.该反应中,反应物断键所需的总能量小于生成物成键所释放的总能量
B.该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
C.使用催化剂可以改变反应的活化能,但不能改变反应热
D.恒温恒容条件下通入氦气,使单位体积内O2的活化分子数增大
meiyangy
ang8602
该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV。 小于 2.02
meiyangy
ang8602
练习
4，[2022·天津河西区期中] 已知分解1 mol H2O2放出热量98
kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2的分解分两步:
ⅰ.H2O2+I- →H2O+IO-
慢反应
ⅱ.H2O2+IO- → H2O+O2+I-
快反应
下列有关反应的说法正确的是
(
A.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
D
)
B.反应ⅰ比反应ⅱ的活化能小
C.H2O2分解速率与I-的浓度无关
D.H2O2(l)=
H2O(l)+ O2(g)
ΔH=-98 kJ·mol-1
meiyangy
ang8602
练习
5，[2022·新疆乌鲁木齐八中期中] 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应过程中能量
meiyangy
ang8602
用简单碰撞理论解释催化剂对化学反应速率的影响
meiyangyang8602
改变反应历程
使用催化剂K
第一步：A+K=AK， 活化能为Eal
未使用催化剂
反应A+B=AB的活化能为Ea
《有效碰撞理论》课件
碰撞的概率与速率
有效碰撞的概率取决于分子的碰撞几率和速率，这决定了化学反应的反应速率。
碰撞类型
弹性碰撞
在弹性碰撞中，能量和动量在碰撞 前后保持不变，没有产生永久变形 或损失。
一般碰撞
不完全弹性碰撞
一般碰撞是指没有遵循弹性碰撞定 律，会产生能量转化或损失的碰撞。
不完全弹性碰撞是介于弹性碰撞和 一般碰撞之间的碰撞类型，部分能 量会损失或转化。
碰撞反应速率
1
定义及公式
碰撞反应速率定义了单位时间内发生的有效碰撞的数量，可以用化学反应方程式 表示。
2
内因素影响
温度、浓度和催化剂等内因素会影响碰撞反应速率，改变反应的效率和速度。
3
外因素影响
压力、物理障碍和环境条件等外因素也可以对碰撞反应速率产生影响。
应用
化学反应中的应用
有效碰撞理论在解释和优化化 学反应中的催化剂选择、温度 控制和反应速率方面具有重要 应用。
推动化学反应的方法
通过提高有效碰撞的速率和概 率，可以利用不同方法推动化 学反应，如调节浓度、温度和 添加催化剂。
其他领域的应用
有效碰撞理论也在生物化学、 工业催化和能源转换等领域中 得到了广泛的应用和研究。
总结
1 有效碰撞理论的重要性
有效碰撞理论对理解和解释化学反应的速率和机理具有重要意义。
2 对物理学和化学学科的贡献
《有效碰撞理论》PPT课件
有效碰撞理论
有效碰撞是指分子间发生的能够导致化学反应的碰撞事件。这个理论解释了为什么仅有一部分碰撞会导致化学反应， 并揭示了碰撞速率的影响因素。
物理模型
分子运动模型
通过分析分子间的运动、速率和方向，建立了描述化学反应碰撞的物理模型。
有效碰撞的概率取决于分子的碰撞几率和速率，这决定了化学反应的反应速率。
碰撞类型
弹性碰撞
在弹性碰撞中，能量和动量在碰撞 前后保持不变，没有产生永久变形 或损失。
一般碰撞
不完全弹性碰撞
一般碰撞是指没有遵循弹性碰撞定 律，会产生能量转化或损失的碰撞。
不完全弹性碰撞是介于弹性碰撞和 一般碰撞之间的碰撞类型，部分能 量会损失或转化。
碰撞反应速率
1
定义及公式
碰撞反应速率定义了单位时间内发生的有效碰撞的数量，可以用化学反应方程式 表示。
2
内因素影响
温度、浓度和催化剂等内因素会影响碰撞反应速率，改变反应的效率和速度。
3
外因素影响
压力、物理障碍和环境条件等外因素也可以对碰撞反应速率产生影响。
应用
化学反应中的应用
有效碰撞理论在解释和优化化 学反应中的催化剂选择、温度 控制和反应速率方面具有重要 应用。
推动化学反应的方法
通过提高有效碰撞的速率和概 率，可以利用不同方法推动化 学反应，如调节浓度、温度和 添加催化剂。
其他领域的应用
有效碰撞理论也在生物化学、 工业催化和能源转换等领域中 得到了广泛的应用和研究。
总结
1 有效碰撞理论的重要性
有效碰撞理论对理解和解释化学反应的速率和机理具有重要意义。
2 对物理学和化学学科的贡献
《有效碰撞理论》PPT课件
有效碰撞理论
有效碰撞是指分子间发生的能够导致化学反应的碰撞事件。这个理论解释了为什么仅有一部分碰撞会导致化学反应， 并揭示了碰撞速率的影响因素。
物理模型
分子运动模型
通过分析分子间的运动、速率和方向，建立了描述化学反应碰撞的物理模型。
化学反应的碰撞理论-PPT
例1、在N2+3H2 =2NH3中，当其他外界条件不变时：
➢减小体系压强，该反应的速率怎么变？ ➢反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？ ➢在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？ ➢在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？
小结：惰性气体对反应速率的影响
小结：影响化学反应速率的外因
影响 外因
单位体积内
分子总数
增加
活化分子
数增加
活化分子
百不分数变
反应 不变 不变 物浓度 增大压强 不变 增加
升高温度 使用催化 不变 增加 剂
不变 增加
增加 增加
加快 加快
增加 增加 加快
2、压强
其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度 增大，反应速率加快。
压强增大 → 体积减小
其他条件不变
→C增大
→V↑
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的 P增大→C成比例增大，P减小→C成比例减小（紧扣对C的影响）
此规律只适用于有气体参加的反应。
发散思考：压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？
t1 t2 t3 t
4、催化剂 ——改变反应的途径
正催化剂 →降低反应的活化能 →活%↑ n总不变
→ n活↑
→V↑
能量
活化分子具有能量
无催化剂
反应物平均能量
生成物平均能量
活化分子能
钻 隧
有催化剂量
反应物平均能量
道
生成物平均能量
注意： ➢使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速 率，从而改变反应到达平衡所需时间。 ➢没特别指明一般指正催化剂 ➢催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应 无作用 ➢催化剂具有一定的选择性
化学反应 分子有效碰撞理论
有效碰撞目录有效碰撞之一能引起化学反应的碰撞叫有效碰撞。
如果反应物分子间任何一次碰撞均能发生反应，例如，H2与I2反应在常温下，当两者浓度均为1mol·L-1时，根据分子运动论可以算出每毫升、每秒内反应物分子可以发生约为1028次碰撞，仅需10-5s的时间，即可完成反应。
换言之，反应可以在瞬间内完成。
但从测定其反应速率知道，其中发生反应的只有1015次·mL·s-1，可见，差不多在1013次碰撞中仅有一次发生反应。
能发生反应的碰撞显然是活化分子间的碰撞；那些大量的未能引起反应的碰撞叫无效碰撞，或弹性碰撞。
未能引起反应的碰撞，显然是非活化分子(或普通分子)间的碰撞。
有效碰撞之二能够发生化学反应的分子(或原子)的碰撞叫做有效碰撞。
在化学反应中，反应物分子不断发生碰撞，在千百万次碰撞中，大多数碰撞不发生反应，只有少数分子的碰撞才能发生化学反应，能发生有效碰撞的分子是活化分子。
而活化分子的碰撞也不一定都能发生有效碰撞。
发生有效碰撞的分子有能量的因素，还有空间因素，只有同时满足这两者的要求才能发生有效碰撞。
其基本假设（1）分子为硬球型；（2）反应分子A和B必须碰撞才能发生反应；（3）只有那些能量超过普通分子的平均能量且空间方位适宜的活化分子的碰撞，即“有效碰撞”才能起反应。
据此结合气体分子运动论，导出气相双分子反应的速率常数（k）有如下定量公式：k=N0（rA+rB）2[8πRT（1/MA+1/MB）]1/2e-E/RT=BT1/2e-E/RT 其中N0为阿佛伽德罗(Avogadro)常量，rA、rB为分子半径，MA、MB为分子质量，E为临界能（或称阈能），R为理想气体常量，T为热力学温度，B 是与温度无关的常数。
具有足够能量的反应粒子互相碰撞并且分解化学键才会产生化学反应，这就是碰撞理论，如果没有这种能量，粒子们只不过是互不伤害地跳来蹦去而已。
早在1918年，路易斯运用气体运动论的成果，提出了反应速度的碰撞理论。
45-碰撞理论-反应坐标PPT课件
MA RT
P： 取值 1—10-9 意义：方位因子 steric factor
2021/3/12 碰撞理论无法解决的问题：Ec，P
12
二、势能面及反应坐标简介
1. 势能面：Potential energy surface of reaction
元反应是某些化学键断开同时生成新键 的过程，一定伴随原子间相互作用变化， 表现为原子间作用势能Ep的变化。
2021/3/12
16
感谢您的阅读收藏，谢谢！
2021/3/12
17
与 dln{k} E 比较 得 dT RT2
Ec
E
1 2
RT
① Ec比E小1/2RT。一般温度下Ec ≈ E (∵ E很大)
② 表明E与T有关
2021/3/12
11
(3) 碰撞理论的适用情况： 对大多数反应 k理 > k实
kPLA d 2 B8M R*Tex pR EcT
kP2LdA 2
RTexpEc
分子碰 撞分类
弹性碰撞：动量守恒 非弹性碰撞：内部运动加剧 反应碰撞(有效碰撞)
物理过程 化学过程
2021/3/12
3
碰撞的激烈程度：相对平动能 Et
Et
1 2
M*vr2
其中 M* MAMB ，约化摩尔质量 MAMB reduced molar mass
vr：相对速度
临界能（阀能）Ec：critical energy 是物理碰 撞与化学碰撞的分水岭。对于指定
(1) 曲面上凹凸不平，反应物及产物都相对稳 定，都处于表面的低谷处。
(2) 任何元反应都是：在势能面上由一个低谷 (反应物)到另一个低谷(产物)的过程
2021/3/12
P： 取值 1—10-9 意义：方位因子 steric factor
2021/3/12 碰撞理论无法解决的问题：Ec，P
12
二、势能面及反应坐标简介
1. 势能面：Potential energy surface of reaction
元反应是某些化学键断开同时生成新键 的过程，一定伴随原子间相互作用变化， 表现为原子间作用势能Ep的变化。
2021/3/12
16
感谢您的阅读收藏，谢谢！
2021/3/12
17
与 dln{k} E 比较 得 dT RT2
Ec
E
1 2
RT
① Ec比E小1/2RT。一般温度下Ec ≈ E (∵ E很大)
② 表明E与T有关
2021/3/12
11
(3) 碰撞理论的适用情况： 对大多数反应 k理 > k实
kPLA d 2 B8M R*Tex pR EcT
kP2LdA 2
RTexpEc
分子碰 撞分类
弹性碰撞：动量守恒 非弹性碰撞：内部运动加剧 反应碰撞(有效碰撞)
物理过程 化学过程
2021/3/12
3
碰撞的激烈程度：相对平动能 Et
Et
1 2
M*vr2
其中 M* MAMB ，约化摩尔质量 MAMB reduced molar mass
vr：相对速度
临界能（阀能）Ec：critical energy 是物理碰 撞与化学碰撞的分水岭。对于指定
(1) 曲面上凹凸不平，反应物及产物都相对稳 定，都处于表面的低谷处。
(2) 任何元反应都是：在势能面上由一个低谷 (反应物)到另一个低谷(产物)的过程
2021/3/12
化学反应速率的影响因素及有效碰撞理论24页PPT
理论
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
化学反应的碰撞理论
数据可视化
利用图表、图像等方式将数据可视化 ，以便更直观地观察数据特征和规律 。
结果讨论和误差分析
结果讨论
根据实验数据和现象，对化学反应的碰撞理论进行验证和 讨论。比较实验数据与理论预测的差异，分析可能的原因 和影响因素。
不确定度评估
对实验结果的不确定度进行评估。根据实验数据的分布情 况和测量精度，计算结果的置信区间和不确定度范围。
02 分子间作用力与碰撞
分子间作用力类型
01
02
03
范德华力
存在于所有分子之间，与 分子的极性和大小有关， 包括取向力、诱导力和色 散力。
氢键
一种特殊的分子间作用力 ，存在于含有氢原子的分 子之间，如HF、H2O等 。
离子键
带相反电荷的离子之间的 相互作用力，如NaCl等离 子晶体中的离子键。
碰撞过程中能量转化
碰撞频率越高，反应速率越快。
并非所有碰撞都能引发化学反应 ，只有满足一定条件的碰撞才是
有效碰撞。
有效碰撞条件
01
能量因素
分子必须具备一定的能量才能发生有效碰撞，即分子的 动能必须达到或超过某一临界值（活化能）。
02
方向因素
分子在碰撞时其相对取向必须合适，才能发生原子间的 相互作用。
03
频率因素
单位时间内发生有效碰撞的次数越多，反应速率越快。
进行实验操作
按照实验步骤进行操作，记录实验现象和数 据。
D
数据收集和处理技巧
选择合适的数据收集工具
根据实验需要，选择合适的数据收集 工具，如光电倍增管、分光光度计等 。
确定数据收集参数
设定合适的数据收集参数，如采样频 率、积分时间等，以确保数据的准确 性和可靠性。
化学反应碰撞理论ppt课件
下的反应速率分别为: ①v(A)=0.15mol/(L·s);
②v(B)=0.6mol/(L·s) ③v(C)=0.4mol/(L·min) ;
④v(D)=0.45mol/(L·s) 则该反应进行的快慢顺
序为
④>②>①>③
。
7
4、特点： ④在一定温度下，固态和纯液态 物质，物质的量浓度视为常数， 它们的反应速率也视为常数，不 用这些物质表示反应速率。如 CaCO3 、浓硫酸等。
强（减小容器容积），反应速率
加快；减小压强（增大容器容 积），反应速率减慢；
气
其体
气
气
反
他的
体
体
应
条压
体
浓
速
件强
积
度
率
不增
减
增
加
变大
小
大 19
快
注意事项： 1）压强对固体和液体（溶液）间的反应无
影响； 2）对于有气体参加的可逆反应，增大压强，
正反应速率，逆反应速率都增大；减小压 强，正反应速率，逆反应速率都减小；
结果的是 C
29
总结:
各条件对速率的影响大小是： 催化剂 >>温度>浓度=压强(体积变化引 起的)。 各种影响都有其局限性，要针对具体反 应具体分析。
30
外界条件对化学反应速率的影响（总结）
影响因素
分子总数
活化分子 总数
活化分子 百分数
单位体积 活化分子
数
反应速 率
增大浓度 增加 增加 不变 增加 增加
27
注意事项 1）同一催化剂能同等程度的改变化学反应 的速率。 2）催化剂只能改变反应速率，不能将不反 应变成反应 3）催化剂有一定的选择性和活化温度：
碰撞理论.ppt
LOGO
课堂练习
要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反 应2A（气）+B（固）== 2C（气）+Q （Q＞0）的正反应速率显著加快，可采用 的措施是（不考虑固、气态间的接触面积） （ ） D B.加入B A．降温 C.增大体积使压强减小 D.加入A
课堂练习
练习：下列条件的变化，是因为降低反应所 需的能量而增加单位体积内的反应物活化分 子百分数致使反应速率加快的是（ ） A、增大浓度 B、增大压强 D C、升高温度 D、使用催化剂
课堂练习
下列说法正确的是（
LOGO
D
）
A、一定条件下，增大反应物的量会加快 化学反应速率。 B、增大压强，肯定会加快化学反应速率。
增大浓度
增大压强 升高温度 正催化剂
增加 不变 不变 不变
增加 不变 增加 增加
不变 不变 增加 增加
增加 增加 增加 增加
增加 增加 增加 增加
对于在一定条件下进行的化学反应：2SO2+O2
2SO3，
改变下列条件可以提高反应物中的活化分子百分数的是
（
BC
）
B、升高温度
A、增大压强
C、加入催化剂
D、减小反应物的浓度
学科网
二、外界条件对化学反应速率的影响 浓度对反应速率的影响
zxxk
影响 外因
增大浓度
单位体积内 分子 总数
增加
活化分 子数
增加
化学 有效碰撞次 反应 数 速率
增加 增大
注意事项：
1）此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对 于纯液体或固体反应物一般情况下其浓度是常数， 因此改变它们的量不会改变化学反应速率。 2）化学反应为可逆反应，反应物或生成物浓度的 改变，其正反应速率或逆反应速率的变化也符合 上述的规律。
有效碰撞、化学反应速率、影响化学反应速率的因素ppt课件
(2)温度升高，使分子运动的速度加快， 单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加。
规律：其他条件不变时，升高温度，可
以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应
速率。
.
22
注意：温度对化学反应速率的影响对放热反 应和吸热反应都适用。
.
23
催化剂对化学反应速率的影响
使用催化剂
降低活化能
能
量
E1
没加催化剂
活化分子
.
12
注意：a、此规律只适用于气体或溶液的反 应，对于固体或纯液体的反应物，一般情 况下其浓度是常数，因此改变它们的量不 会改变化学反应速率。
b、气体或溶液浓度的改变与反应速 率的关系并不是一概如此，若随着浓度的改 变，物质的本质发生了变化，那么反应速率 的含义也不同了。如：硫酸与铁的反应
.
13
例.对于在一个体积不变的密闭容器中 进行的可逆反应：C(s)+ O2 = CO2 (g)
规律：催化剂可以改变化学反应的 速率。
.
26
小结：影响化学反应速率的外因
影响 外因
单位体积内
分子总数
活化分子 数
活化分子 百分数
有效碰 撞次数
化学 反应 速率
增大反应
物浓度
增加 增加
不变 增加 加快
增大压强 增加 增加
不变 增加 加快
升高温度 不变 增加
使用催化
剂
不变 增加
增加 增加 加快 增加 增加 加快
增大
⑤
压缩体积
ห้องสมุดไป่ตู้
增大
.
30
3.下列关于催化剂的说法，正确的是 A．催化剂能使不起反应的物质发
生反应 B．催化剂在化学反应前后，化学性 质和质量都不变 C．催化剂能改变化学反应速率
规律：其他条件不变时，升高温度，可
以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应
速率。
.
22
注意：温度对化学反应速率的影响对放热反 应和吸热反应都适用。
.
23
催化剂对化学反应速率的影响
使用催化剂
降低活化能
能
量
E1
没加催化剂
活化分子
.
12
注意：a、此规律只适用于气体或溶液的反 应，对于固体或纯液体的反应物，一般情 况下其浓度是常数，因此改变它们的量不 会改变化学反应速率。
b、气体或溶液浓度的改变与反应速 率的关系并不是一概如此，若随着浓度的改 变，物质的本质发生了变化，那么反应速率 的含义也不同了。如：硫酸与铁的反应
.
13
例.对于在一个体积不变的密闭容器中 进行的可逆反应：C(s)+ O2 = CO2 (g)
规律：催化剂可以改变化学反应的 速率。
.
26
小结：影响化学反应速率的外因
影响 外因
单位体积内
分子总数
活化分子 数
活化分子 百分数
有效碰 撞次数
化学 反应 速率
增大反应
物浓度
增加 增加
不变 增加 加快
增大压强 增加 增加
不变 增加 加快
升高温度 不变 增加
使用催化
剂
不变 增加
增加 增加 加快 增加 增加 加快
增大
⑤
压缩体积
ห้องสมุดไป่ตู้
增大
.
30
3.下列关于催化剂的说法，正确的是 A．催化剂能使不起反应的物质发
生反应 B．催化剂在化学反应前后，化学性 质和质量都不变 C．催化剂能改变化学反应速率
化学教学：碰撞理论
答： (1) 132 kJ mol－1
(2) ΔH＝－266 kJ mol－1
学习成果评量
2. 黄磷在空气中可自燃，则下列图形何者可表示其反应 过程及能量变化？
碰撞理论： 德国的特劳兹-1916 年 英国的刘易斯-1918 年 反应物粒子必须互相碰撞，才可能发生反应； 而且反应物粒子必须发生有效碰撞之后，方能 反应生成产物。
反应速率∝ 有效碰撞频率 ， 有效碰撞与 能量大小 及 碰撞位向 有关。
2-2.1
有效碰撞
有效碰撞与 能量大小 及 碰撞位向 有关。 1.能量大小： 每一个化学反应要发生，都有其所需的最 低能量，称为 低限能 。 2.碰撞位向： 反应物粒子互相碰撞的位向也必须正确， 才会是有效碰撞。
较 (A + B) 的能量高 30 kcal，
较 (D + E) 的能量高 45 kcal 。
根据上述，回答下列问题：
(1)
画出此反应之位能图， (2)
并标明正、逆反应之活化能。
ΔH＝Eaf－Ear ＝30－45
(2) 反应热为何？
＝－15 (kcal)
学习成果评量
1. 右图为反应 的反应过程的位能 变化图，试问： (1) 此反应的活化能 为何？ (2) 此反应的反应热 为何？
2-2.1
有效碰撞
2.碰撞位向：以 NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) 为例：
X √
X
范例 2-6
下列有关碰撞理论的叙述，何者正确？ (A)反应物粒子互相碰撞，就会发生化学反应 (B)反应物粒子具有足够的能量，就能发生化学反应 (C)反应物粒子需具有足够的能量及适当的碰撞位
向，才可发生反应 (D)反应物粒子所具有的能量稍微不足，但适当的
(2) ΔH＝－266 kJ mol－1
学习成果评量
2. 黄磷在空气中可自燃，则下列图形何者可表示其反应 过程及能量变化？
碰撞理论： 德国的特劳兹-1916 年 英国的刘易斯-1918 年 反应物粒子必须互相碰撞，才可能发生反应； 而且反应物粒子必须发生有效碰撞之后，方能 反应生成产物。
反应速率∝ 有效碰撞频率 ， 有效碰撞与 能量大小 及 碰撞位向 有关。
2-2.1
有效碰撞
有效碰撞与 能量大小 及 碰撞位向 有关。 1.能量大小： 每一个化学反应要发生，都有其所需的最 低能量，称为 低限能 。 2.碰撞位向： 反应物粒子互相碰撞的位向也必须正确， 才会是有效碰撞。
较 (A + B) 的能量高 30 kcal，
较 (D + E) 的能量高 45 kcal 。
根据上述，回答下列问题：
(1)
画出此反应之位能图， (2)
并标明正、逆反应之活化能。
ΔH＝Eaf－Ear ＝30－45
(2) 反应热为何？
＝－15 (kcal)
学习成果评量
1. 右图为反应 的反应过程的位能 变化图，试问： (1) 此反应的活化能 为何？ (2) 此反应的反应热 为何？
2-2.1
有效碰撞
2.碰撞位向：以 NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) 为例：
X √
X
范例 2-6
下列有关碰撞理论的叙述，何者正确？ (A)反应物粒子互相碰撞，就会发生化学反应 (B)反应物粒子具有足够的能量，就能发生化学反应 (C)反应物粒子需具有足够的能量及适当的碰撞位
向，才可发生反应 (D)反应物粒子所具有的能量稍微不足，但适当的
人教选修4化学反应原理：序言(有效碰撞理论)(共34张PPT)
学习化学反应原理：
（1）化学反应是怎样发生的 （2）为什么有的反应快、有的反应慢 （3）它遵循怎样的规律 （4）如何控制化学反应才能为人所用
人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT)
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那么如何来研究一个反应，研究化学反应原理
人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT) 人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT)
绪言
化学的精髓和魅力所在是:
化学反应原理（规律）
什么是化学？
著名科学家R·布里斯罗在就任美国化学会会长期间写了一部经典的著作， 名为《化学的今天和明天》。在该书的副标题中，化学被神圣地定义为“一 门中心的、实用的、创造性的科学”。
的基本方法和思路是怎样？
二、研究化学反应原理的思路与方法 ——简化概念模型法
请仔细阅读课本绪言P2--4页内容
简化后的有效碰撞模型
人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT)
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（一）设想
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， 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，因 此，在常温常压下，可以认为气体分子的运动是自由的，因而，它们 之间的碰撞可以视为是随机的。
反应物间接触才能发生化学反应
分子不停运动
接触
碰撞
有效碰撞 无效碰撞
【假设1】反应物分子之间只要相互碰撞就能发生化学反应。
事实：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H2、O2自身或它们之间的碰撞频 率为2.355×1010次/s。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化
（1）化学反应是怎样发生的 （2）为什么有的反应快、有的反应慢 （3）它遵循怎样的规律 （4）如何控制化学反应才能为人所用
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那么如何来研究一个反应，研究化学反应原理
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绪言
化学的精髓和魅力所在是:
化学反应原理（规律）
什么是化学？
著名科学家R·布里斯罗在就任美国化学会会长期间写了一部经典的著作， 名为《化学的今天和明天》。在该书的副标题中，化学被神圣地定义为“一 门中心的、实用的、创造性的科学”。
的基本方法和思路是怎样？
二、研究化学反应原理的思路与方法 ——简化概念模型法
请仔细阅读课本绪言P2--4页内容
简化后的有效碰撞模型
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（一）设想
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， 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，因 此，在常温常压下，可以认为气体分子的运动是自由的，因而，它们 之间的碰撞可以视为是随机的。
反应物间接触才能发生化学反应
分子不停运动
接触
碰撞
有效碰撞 无效碰撞
【假设1】反应物分子之间只要相互碰撞就能发生化学反应。
事实：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H2、O2自身或它们之间的碰撞频 率为2.355×1010次/s。假如每次碰撞都能发生化学反应，则化
5-6化学动力学-碰撞理论
化学动力学----碰撞理论主讲人：唐浩东本节课主要内容◆碰撞理论假设；◆碰撞理论结论；◆碰撞理论和与阿伦尼乌斯方程的比较◆碰撞理论优缺点；气体反应的碰撞理论简单碰撞理论基于以下假设：分子为硬球，两球接触前无相互作用；分子和分子要发生反应，它们间必须发生碰撞；只有那些沿两碰撞分子中心连线的相对动能超过某一阈值e 的碰撞才能发生反应。
反应过程中，分子速率始终满足玻尔兹曼平衡分布。
反应速率单位时间，单位体积分子碰撞的总数沿碰撞分子中心连线的相对动能超过e c碰撞分子所占分数´=()122B AB A B A B 8k TZ r r C C m 骣p 琪=+琪琪桫c e E R Tq -=碰撞截面2A B r r s =p +()平均相对速率12B AB 8k Tu m骣琪=琪桫pC A ，C B 单位体积中的分子数─ 分子数浓度；。
c cE Le =因此，用单位时间单位体积反应掉的反应物的分子个数表示的速率方程为()c 122B A A B A B8d e d E R T k TC r r C C t m -骣p 琪-=+琪琪桫A ，B 分子相同时(同类双分子反应)：c 12B A 22A A A d 16e d E R T k TC r Ct m -骣p 琪-=琪琪桫碰撞理论与阿伦尼乌斯方程的比较仍以异类双分子反应为例。
A AC Lc =()c 122B A A B A B8d e d ER T k T C L r r c c t m -骣p 琪-=+琪琪桫()c 122B A A B A B8d e d ER T kTC r r C C t m -骣p 琪-=+琪琪桫B B C Lc =令AB AB A B AB A Bz Z Lc c Z L C C ==碰撞频率因子单位：311m mol s --鬃对异类双分子反应()122B AB A B 8k Tz L r r m骣p 琪=+琪琪桫由，可知A A B d d c kcc t -=c AB e E R T k z -=c e E R Tk A -=()c 122BA B 8e E R Tk T k L r r m -骣p 琪=+琪琪桫c c22d 1112d 2k E R TE T T R T R T +=?=ln ()与活化能定义对比，a 2d d k E t R T =ln a c 12E E R T=+z AB 和按实验测定数据求得的指前因子A ，两者并不相符，引入概率因子或方位因子P ：ABP A z =相比较得Ea =EC+1/2RT , Ea>EC∵EC摩尔临界能，对一定的反应是一（无法测定的）常数，当然与T无关。
1.碰撞理论
碰撞理论计算速率常数的公式
k
dA2B
(
8kBT
)1/ 2
exp(
c
kBT
)
L
(1)
则:
k
dA2B
(
8 RT
M
)1/ 2
exp(
Ec RT
)L
(2)
2A p
k
1 2
dA2A
L（8RT
)1/ 2exp(
Ec ) RT
(3)
反应阈能与实验活化能的关系
碰撞理论计算速率系数的公式： 实验活化能的定义：
考虑体系中一个 A 分子以平均速率 <uA> 移动， 在于 A 分子运动轨迹垂直的平面内，若 B 分子的质
心投影落在图中虚线所示截面之内者，都能与此 A 分
子相碰撞。也即当B分子的质心落在碰撞截面扫过的“圆
柱体”内时，即可与A分子发生碰撞。
ZAB
uA
t
d
2 AB
t
NB V
＝
uA
计算值
9.51
9.47
7.80
9.90
9.31
10.23
7.25
10.27
6.10
10.18
3.39
9.91
12.0
11.3
空间因子
1.1 0.008 0.12 9.5×10-4 8.3×10-5 3×10-7
4.8
空间因子（Steric factor）
由于简单碰撞理论所采用的模型过于简单， 没有考虑分子的结构与性质，所以用空间因子 来校正理论计算值与实验值的偏差。
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压强增大
→ 体积减小
其他条件不变
→C增大
→V↑
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的 P增大→C成比例增大，P减小→C成比例减小（紧扣对C的影响） 此规律只适用于有气体参加的反应。
发散思考：压强对于任意化学化反应学的碰反撞应理论的速率都有影响吗？
例1、在N2+3H2 =2NH3中，当其他外界条件不变时：
• t2 ~ t3 速率变化的主要原因是:_________。
化学反应的碰撞理论
t1 t2 t3 t
4、催化剂 ——改变反应的途径
正催化剂 →降低反应的活化能 →活%↑ n总不变
→ n活↑
→V↑Biblioteka 能量活化分子具有能量无催化剂
反应物平均能量
生成物平均能量
钻 隧 道
活化分子能
有催化剂量
反应物平均能量
生成物平均能量
化学反应的碰撞理论
回忆：化学反应的碰撞理论： ⑴、化学反应的实质是：
旧的化学键断裂，新的化学键形成 ⑵、化学反应发生的先决条件：
反应物分子相互接触和碰撞
注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并 不是每一次碰撞均可发生化学反应。
在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；
不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；
因为反应实质为：Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3
化学反应的碰撞理论
压强对反应速率的影响
练3：
若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的两个针桶中，一个 保持体积不变，另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变，则HI 的分解反应速率谁快？
化学反应的碰撞理论
2、压强
其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度 增大，反应速率加快。
思考： 浓度、压强、温度、催化剂的 变化对有效碰撞的频率有何影响？
化学反应的碰撞理论
1、浓度 在其他条件不变时，增大反应物浓度，
可以增大反应速率 。
浓度 增大 →单位体积内n总↑
T不变，活%不变
n活↑ →有效碰撞↑ →V↑
注意： 此规律只适用于气体或溶液的反应，(对于纯固体或液
体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会
化学反应的碰撞理论
注意： ➢使用催化剂同等程度的增大（减慢）、正逆反应速 率，从而改变反应到达平衡所需时间。 ➢没特别指明一般指正催化剂 ➢催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应 无作用 ➢催化剂具有一定的选择性
化学反应的碰撞理论
小结：影响化学反应速率的外因
影响 外因
单位体积内
分子总数
活化分子 数
活化分子百分数(活%)== 反应物分子总数(n总)
❖单位体积内活化分子数越多，反应速率越快
化学反应的碰撞理论
3、化学反应发生的条件
分子 运动
相互 碰撞
分子具有足 够的能量
活化 分子
有合适的取向
有效碰撞
发生化学反应
• 化学反应速率与单位时间内分子间的有效碰 撞次数（有效碰撞频率）有关。
化学反应的碰撞理论
应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%
需要54min，将温度提高到40℃完成反应的10%需要
的时间为
(
)
A.2min B.3min
C.6min
D.9min
练5、把除去氧化膜的 Mg 条，投入到盛有稀 v
盐酸的试管中，发现 H2 的产生速率（v）与
时间（t）的变化情况如右图所示，
• t1 ~ t2 速率变化的主要原因是: _______ ;
。
（2）如果恒温恒压，加入惰性气体后，反应体系体
积 ，反应物的浓度
，因此反应速率会 。
化学反应的碰撞理论
压强对反应速率的影响
练4、对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下
列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（DE ）
A、缩小体积使压强增大 B、体积不变充入 N2 使压强增大 C、体积不变充入 O2使压强增大 D、使体积增大到原来的2倍 E、体积不变充入氦气使压强增大
➢减小体系压强，该反应的速率怎么变？ ➢反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？ ➢在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？ ➢在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？
小结：惰性气体对反应速率的影响
（1）如果保持恒温恒容，加入惰性气体后，反应物的浓
度 ，因此对反应速率
化学反应的碰撞理论
反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞？
①、有足够的能量使旧键断裂 ②、碰撞时要有合理的取向
力量不够
取向不好
好球！有效碰撞
化学反应的碰撞理论
一、活化分子 1、 定义：
具有一定的能量，在碰撞过程中足以令旧化学键 断裂，而发生反应（即发生“有效碰撞”）的分子称 为活化分子。
2、表达式： 活化分子数(n活)
化学反应的碰撞理论
3、温度
其他条件不变， 温度升高，反应 速率加快
T↑ →普通分子变为活化分子 →活%↑ → n活↑→V↑
注意： 该规律适用于任何反应。
一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
化学反应的碰撞理论
一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
例2、对于反应M+N→P，如果温度每升高10℃，反
活化分子 百分数
有效碰 撞次数
化学 反应 速率
增大反应
物浓度
增加 增加
不变 增加 加快
增大压强 不变 不变
不变 增加 加快
升高温度 不变 增加
增加 增加 加快
使用催化
剂
不变 增加
增加 增加 加快
化学反应的碰撞理论
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改变化学反应速率。)
化学反应的碰撞理论
练1：
一定条件下，在CaCO3（块状）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反应 中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：
A、增加HCl的浓度
B、加水
C、增加同浓度盐酸的量
D、改加CaCO3粉末
练2：如反应：3KSCN+FeCl3 = Fe(SCN)3+3KCl 若在上述反应体系中加入KCl晶体，不会影响化学反应速率？