碰撞理论.ppt
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理论力学-碰撞PPT课件
锤不回跳，此时可近似认为k =0，于是汽锤效率
m2 0.949% 4
m1m2
2021
25
§19-5 碰撞冲量对绕定轴转动刚体的作用 撞击中心
设刚体绕固定轴z 转动，转动惯量为IZ，受到外碰撞冲量
S (e) i
(i1,2, ,n)
的作用。
碰撞开始时 Lz1 I z1
碰撞结束时 Lz2 I z 2
的积分形式为：
m um vS
(1-19)
2021
8
对于有n个质点组成的质点系，将作用于第 i 个质点上的
碰撞冲量分为外碰撞冲量
S
( i
e
)
和内碰撞冲量
S
( i
i
)
，则有：
m iu i m iv i S i(e ) S i(i) ( i 1 ,2 , ,n )
将这n个方程相加, 且Si(i) 0(内碰撞冲量总是成对出现的),故
2021
1
在前面讨论的问题中，物体在力的作用下，运动速度都 是连续地、逐渐地改变的。本章研究另一种力学现象——碰 撞，物体发生碰撞时，会在非常短促的时间内，运动速度突 然发生有限的改变。本章研究的主要内容有碰撞现象的特征， 用于碰撞过程的基本定理，碰撞过程中的动能损失，撞击中 心。
2021
2
第十九章 碰撞 §19–1 碰撞现象及其基本特征 碰撞力
§19-2 用于碰撞过程的基本定理
§19–3 质点对固定面的碰撞 恢复系数
§19–4 两物体的对心正碰撞 动能损失
§19–5 碰撞冲量对绕定轴转动刚体的作用
撞击中心
小结
2021
3
§19-1 碰撞现象及其基本特征 碰撞力
碰撞：运动着的物体在突然受到冲击（包括突然受到约 束或解除约束）时，其运动速度发生急剧的变化，这种现象 称为碰撞。
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
6.3碰撞(1)8882346页PPT
碰撞力（瞬时力）：在碰撞过程中出现的数值 很大的力称为碰撞力；由于其作用时间非常短促， 所以也称为瞬时力。
24.05.2020
14
设榔头重10N，以v1=6m/s的速度撞击铁块，碰撞时间
=1/1000s , 碰撞后榔头以v2=1.5m/s的速度回跳。求榔头打
击铁块时力的平均值。
锤的平均加速度:
a )v 2 （ v 1 ） 1 .5 6 7 5 0 0 m /s2 0 .0 0 1
0<e<1 部分弹性碰撞：变形不能完全恢复。
e=1 完全弹性碰撞：无能量损耗，变形可完全恢复；
e=0 完全塑性碰撞：能量完全损耗，变形完全不能恢复。
24.05.2020
23
二、用于碰撞过程的动力学定理 1. 用于碰撞过程的动量定理
p 2p 1IR e Iie m v C 2 m v C 1 IR e I ie
不利因素：机械、仪器及其它物品由于碰撞而 造成损坏等。 有利方面：利用碰撞进行工作，如锻打金属， 用锤打桩等。
24.05.2020
16
近4年全国道路交通事故基本情况
年份 道路交通 事故数(起)
06 51,572
死亡 人数 7,806
受伤 人数 50,697
直接经济损 失(亿)
3
07 327,209 81,649 380,442
12
08 265,204 73,484 304,919
10.1
09 238,351 67,759 275,125
9.1
24.05.2020
17
1912年4月10日,号称永不沉没的超级巨轮“泰坦尼克号”由 英国往纽约处女航,在大西洋洋面行驶时因与冰山发生碰撞 而沉没,造成船上2235人中的1522人丧身.
24.05.2020
14
设榔头重10N，以v1=6m/s的速度撞击铁块，碰撞时间
=1/1000s , 碰撞后榔头以v2=1.5m/s的速度回跳。求榔头打
击铁块时力的平均值。
锤的平均加速度:
a )v 2 （ v 1 ） 1 .5 6 7 5 0 0 m /s2 0 .0 0 1
0<e<1 部分弹性碰撞：变形不能完全恢复。
e=1 完全弹性碰撞：无能量损耗，变形可完全恢复；
e=0 完全塑性碰撞：能量完全损耗，变形完全不能恢复。
24.05.2020
23
二、用于碰撞过程的动力学定理 1. 用于碰撞过程的动量定理
p 2p 1IR e Iie m v C 2 m v C 1 IR e I ie
不利因素：机械、仪器及其它物品由于碰撞而 造成损坏等。 有利方面：利用碰撞进行工作，如锻打金属， 用锤打桩等。
24.05.2020
16
近4年全国道路交通事故基本情况
年份 道路交通 事故数(起)
06 51,572
死亡 人数 7,806
受伤 人数 50,697
直接经济损 失(亿)
3
07 327,209 81,649 380,442
12
08 265,204 73,484 304,919
10.1
09 238,351 67,759 275,125
9.1
24.05.2020
17
1912年4月10日,号称永不沉没的超级巨轮“泰坦尼克号”由 英国往纽约处女航,在大西洋洋面行驶时因与冰山发生碰撞 而沉没,造成船上2235人中的1522人丧身.
《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
碰撞基本概述课件.pptx
′
碰撞后的速度与第一个小球 的运动方向相同。
（2）碰撞前系统的动能为
1
1
1
2
1 = 1 1 + 2 22
2
2
1
1
2
= × 0.5 × 4 J + × 0.25 × (−3)2 J = 5.13J
2
2
碰撞后系统的动能为
2
1
= （1 + 2 ） ′2
2
2
1
= 0.5 + 0.25 × 1.67 2 J = 1.05J
2
2
2
2
例1.一个物体质量为 ，初速度为 ，在光滑的
水平面上与一个质量为 的静止的物体发生弹性
碰撞。求碰后两物体的速度。
解： 由动量守恒和机械能守恒得
1 1 = 1 1′ + 2 2′
1
1
1
2
′2
1 1 = 1 1 + 2 2′2
2
2
2
解得
1 − 2
=
1
1 + 2
以相同ห้องสมุดไป่ตู้速度
反弹回去
例2.在热核反应过程中，当铀
核裂变时会放出若干个
中子，中子的速度很高，降低中子的速度可以提高裂变概
率。因此，常常用慢化剂（重水、石墨等）来降低中子的
速度。假设中子的速率为 ∙ − ，与重水里的氘核发
生弹性碰撞，氘核开始处于静止状态，氘核的质量是中子
2
∆ = 2 − 1 = 4.08J
大部分能量在碰撞过程中转化为内能了。
• 非对心碰撞
= ′
= ′
Y
′
1
(a)碰撞前
碰撞后的速度与第一个小球 的运动方向相同。
（2）碰撞前系统的动能为
1
1
1
2
1 = 1 1 + 2 22
2
2
1
1
2
= × 0.5 × 4 J + × 0.25 × (−3)2 J = 5.13J
2
2
碰撞后系统的动能为
2
1
= （1 + 2 ） ′2
2
2
1
= 0.5 + 0.25 × 1.67 2 J = 1.05J
2
2
2
2
例1.一个物体质量为 ，初速度为 ，在光滑的
水平面上与一个质量为 的静止的物体发生弹性
碰撞。求碰后两物体的速度。
解： 由动量守恒和机械能守恒得
1 1 = 1 1′ + 2 2′
1
1
1
2
′2
1 1 = 1 1 + 2 2′2
2
2
2
解得
1 − 2
=
1
1 + 2
以相同ห้องสมุดไป่ตู้速度
反弹回去
例2.在热核反应过程中，当铀
核裂变时会放出若干个
中子，中子的速度很高，降低中子的速度可以提高裂变概
率。因此，常常用慢化剂（重水、石墨等）来降低中子的
速度。假设中子的速率为 ∙ − ，与重水里的氘核发
生弹性碰撞，氘核开始处于静止状态，氘核的质量是中子
2
∆ = 2 − 1 = 4.08J
大部分能量在碰撞过程中转化为内能了。
• 非对心碰撞
= ′
= ′
Y
′
1
(a)碰撞前
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
理论力学经典课件-碰撞
mA v A mB vB mA vA mB vB
这时，
vA ＝vB ＝v AB
于是，有
mA v A mB vB mA mB v AB
v AB
mA vA mB vB mA mB
18 103 0.2 i 0.03 j 0.02 k 0
18 103 6.6 103
0.146 i 0.022 j 0.015 k m/s
AB
vAB A v'A B v'B
由
mA v A mB vB mA vA mB vB
k I2 vB vA I1 vA vB
解得碰撞后两个球的速度分别为
vA
vA
1
k
mA mA mB
vA
vB
vB
vB
1
k mA
mA mB
vA
vB
vA A
B vB
AB
vAB A v'A B v'B
（3）碰撞后阶段
根据平面运动微分方程，有
maC F mgf
JC Fr mgfr
由运动学可知
v vC aCt
C t
C
aC
mg
F FN
由平面运动可知，当 v rC 时，轮开始纯滚
解得： t 1 k 3gl 0.24 s 14gf
突加约束问题
运动的刚体 突然受到其他 物体的阻碍， 发生碰撞，在 接触处发生完 全不可恢复的 变形，亦即产 生完全非弹性 碰撞－突然施 加约束，简称 突加约束。
例题6
质量为m、半径为r的均
质圆柱体，以质心速度vC
§15-1 碰撞现象·碰撞力
碰撞－物体与物体之间，在极短的时间内，发生 有限量的动量传递与能量转换，同时伴随有极大的 撞击力的动力学过程。
这时，
vA ＝vB ＝v AB
于是，有
mA v A mB vB mA mB v AB
v AB
mA vA mB vB mA mB
18 103 0.2 i 0.03 j 0.02 k 0
18 103 6.6 103
0.146 i 0.022 j 0.015 k m/s
AB
vAB A v'A B v'B
由
mA v A mB vB mA vA mB vB
k I2 vB vA I1 vA vB
解得碰撞后两个球的速度分别为
vA
vA
1
k
mA mA mB
vA
vB
vB
vB
1
k mA
mA mB
vA
vB
vA A
B vB
AB
vAB A v'A B v'B
（3）碰撞后阶段
根据平面运动微分方程，有
maC F mgf
JC Fr mgfr
由运动学可知
v vC aCt
C t
C
aC
mg
F FN
由平面运动可知，当 v rC 时，轮开始纯滚
解得： t 1 k 3gl 0.24 s 14gf
突加约束问题
运动的刚体 突然受到其他 物体的阻碍， 发生碰撞，在 接触处发生完 全不可恢复的 变形，亦即产 生完全非弹性 碰撞－突然施 加约束，简称 突加约束。
例题6
质量为m、半径为r的均
质圆柱体，以质心速度vC
§15-1 碰撞现象·碰撞力
碰撞－物体与物体之间，在极短的时间内，发生 有限量的动量传递与能量转换，同时伴随有极大的 撞击力的动力学过程。
2-1-2简单碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响(课件)高中化学人教版(2019)选择性必修1
其他条件不变，用浓硫酸代替稀硫酸
反应速率
向1mL 0.1mol/L FeCl3溶液中加入2mL
探究FeCl3与KI反应
B
0.1mol/L KI溶液，并加入几滴KSCN溶
的可逆性
液，观察现象
向酸性KMnO4溶液中加入H2O2，观察
C
探究H2O2的氧化性
溶液颜色变化
向NaClO溶液中通入SO2，观察溶液颜
0.22 eV，
(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2+ OH*
写出该步骤的化学方程式_______________________。
3、某反应(∆H= - 620.9kJ·mol-1)可有效降低汽车尾气污染物的排放。一
定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过
渡态)。下列说法正确的是（ D ）
体系的压强（缩小体积）
催化剂
正催化剂
外因
接触面积 反应物的接触面积增大，
或固体物的颗粒度越小
……
化
学
反
应
速
率
增
大
在一密闭容器中充入1mol H2 和1mol I2，压强为p(Pa)，
在一定温度下使其发生反应：H2(g)+ I2(g)= 2HI(g)。
增大
①保持容器容积不变，加入1mol H2，反应速率_____；
如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学
反应速率的影响呢？下面通过活化能和简单碰撞理论对
这一问题进行讨论。
基元反应
有效碰撞
活化分子
活化能
基元反应
大多数化学反应并不是经过简单碰撞一次就能完成的，
更多的化学反应过程要分为多步进行。
反应速率
向1mL 0.1mol/L FeCl3溶液中加入2mL
探究FeCl3与KI反应
B
0.1mol/L KI溶液，并加入几滴KSCN溶
的可逆性
液，观察现象
向酸性KMnO4溶液中加入H2O2，观察
C
探究H2O2的氧化性
溶液颜色变化
向NaClO溶液中通入SO2，观察溶液颜
0.22 eV，
(CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2+ OH*
写出该步骤的化学方程式_______________________。
3、某反应(∆H= - 620.9kJ·mol-1)可有效降低汽车尾气污染物的排放。一
定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过
渡态)。下列说法正确的是（ D ）
体系的压强（缩小体积）
催化剂
正催化剂
外因
接触面积 反应物的接触面积增大，
或固体物的颗粒度越小
……
化
学
反
应
速
率
增
大
在一密闭容器中充入1mol H2 和1mol I2，压强为p(Pa)，
在一定温度下使其发生反应：H2(g)+ I2(g)= 2HI(g)。
增大
①保持容器容积不变，加入1mol H2，反应速率_____；
如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学
反应速率的影响呢？下面通过活化能和简单碰撞理论对
这一问题进行讨论。
基元反应
有效碰撞
活化分子
活化能
基元反应
大多数化学反应并不是经过简单碰撞一次就能完成的，
更多的化学反应过程要分为多步进行。
人教版碰撞ppt优秀课件
（2）碰前，两物体相向运动； 碰后，两物体的运动方向不可能都不改变。
练习 质量为1Kg的物体A，在光滑水平面上以6m/s的速度与质量为2Kg、速度为2m/s的物体B发生碰撞，则碰撞后A、B两物体的速度可能值为（ ）
（2）
例题
两个质量分别为3kg和2kg的物体在光滑水平面上相向运动，速度分别为1m/s和2m/s。 （1）如果两物体碰后结合在一起，求它们的末速度。 （2）如果两物体碰后结合在一起，求碰撞损失的动能。 （3）如果发生弹性碰撞，求每一物体碰后速度。
实验3 质量不相等的两个钢球的碰撞 (小质量的钢球以某一速度碰撞大质量的静止钢球)
结论3 被碰球质量较大时，碰撞特点：碰撞后质量小的球被反弹。
三、弹性碰撞的规律
弹性碰撞的两个核心特点
动量守恒、动能守恒
解得
观察 牛顿摇篮
讨论
3、速度要合理
怎样确定一个碰撞过程的存在
实验1 质量相等的两个钢球的碰撞 (钢球以某一速度碰撞等质量的静止钢球)
实验2 质量不相等的两个钢球的碰撞 (大质量的钢球以某一速度碰撞小质量的静止钢球)
结论1 两球质量相等时，碰撞的特点：两球碰撞后交换速度。
结论2 被碰球质量较小时，碰撞特点：碰撞后两球都向前运动。
③若m1<m2 ， 则 。
② 若m1>m2 ， 则 。
感谢观看，欢迎指导！
如果碰撞前后的速度方向不在同一直线上，这种碰撞叫做斜碰。
一维碰撞，即碰撞前后的速度方向均在同一直线上，也称为正碰或对心碰撞。
碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程。
碰撞
一维碰撞
斜碰
（6）速度特点：碰后必须保证不穿透对方。
练习 质量为1Kg的物体A，在光滑水平面上以6m/s的速度与质量为2Kg、速度为2m/s的物体B发生碰撞，则碰撞后A、B两物体的速度可能值为（ ）
（2）
例题
两个质量分别为3kg和2kg的物体在光滑水平面上相向运动，速度分别为1m/s和2m/s。 （1）如果两物体碰后结合在一起，求它们的末速度。 （2）如果两物体碰后结合在一起，求碰撞损失的动能。 （3）如果发生弹性碰撞，求每一物体碰后速度。
实验3 质量不相等的两个钢球的碰撞 (小质量的钢球以某一速度碰撞大质量的静止钢球)
结论3 被碰球质量较大时，碰撞特点：碰撞后质量小的球被反弹。
三、弹性碰撞的规律
弹性碰撞的两个核心特点
动量守恒、动能守恒
解得
观察 牛顿摇篮
讨论
3、速度要合理
怎样确定一个碰撞过程的存在
实验1 质量相等的两个钢球的碰撞 (钢球以某一速度碰撞等质量的静止钢球)
实验2 质量不相等的两个钢球的碰撞 (大质量的钢球以某一速度碰撞小质量的静止钢球)
结论1 两球质量相等时，碰撞的特点：两球碰撞后交换速度。
结论2 被碰球质量较小时，碰撞特点：碰撞后两球都向前运动。
③若m1<m2 ， 则 。
② 若m1>m2 ， 则 。
感谢观看，欢迎指导！
如果碰撞前后的速度方向不在同一直线上，这种碰撞叫做斜碰。
一维碰撞，即碰撞前后的速度方向均在同一直线上，也称为正碰或对心碰撞。
碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短的时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程。
碰撞
一维碰撞
斜碰
（6）速度特点：碰后必须保证不穿透对方。
有效碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响课件
有效碰撞理论解释外界条件 对反应速率的影响课件
contents
目录
• 引言 • 有效碰撞理论 • 外界条件对反应速率的影响 • 有效碰撞理论与外界条件的关联 • 实验设计及结果分析 • 研究结论与展望 • 参考文献
01
引言
背景介绍
01
化学反应是分子间相互作用的过 程，其中分子碰撞是决定反应速 率的关键步骤。
03
微观机制的解释
有效碰撞理论从微观角度解释了反应机理，指出了反应速率的控制因素
，为理解化学反应的本质提供了重要线索。
研究不足与展望
理论模型的局限性
有效碰撞理论仍存在一定的局限性，例如在处理复杂反应体系时可 能存在误差。
实验验证的不足
尽管有效碰撞理论得到了广泛的应用，但仍需要更多实验验证来支 持其可靠性。
02
有效碰撞理论是用来描述分子碰 撞与反应速率之间关系的理论。
研究目的
研究有效碰撞理论在解释外界条件对 反应速率的影响方面的应用。
分析温度、压力、浓度等外界条件对 分子碰撞及反应速率的影响。
研究意义
理解外界条件对化学反应速率的影响对于化学工程、生物化学、环境化学等领域 具有重要意义。
通过有效碰撞理论的研究，可以更好地理解和控制化学反应过程，为相关领域的 发展提供理论支持。
06
研究结论与展望
研究结论
01 02
反应速率的影响因素
有效碰撞理论表明，反应速率受到碰撞频率、活化能、反应物浓度等因 素的影响。其中，碰撞频率与反应物的浓度成正比，活化能则代表了发 生反应所需的最低能量。
外界条件的影响
外界条件如温度、压力、溶剂等可以影响反应速率。例如，升高温度可 以增加分子运动速度，从而提高碰撞频率，加快反应速率。
contents
目录
• 引言 • 有效碰撞理论 • 外界条件对反应速率的影响 • 有效碰撞理论与外界条件的关联 • 实验设计及结果分析 • 研究结论与展望 • 参考文献
01
引言
背景介绍
01
化学反应是分子间相互作用的过 程，其中分子碰撞是决定反应速 率的关键步骤。
03
微观机制的解释
有效碰撞理论从微观角度解释了反应机理，指出了反应速率的控制因素
，为理解化学反应的本质提供了重要线索。
研究不足与展望
理论模型的局限性
有效碰撞理论仍存在一定的局限性，例如在处理复杂反应体系时可 能存在误差。
实验验证的不足
尽管有效碰撞理论得到了广泛的应用，但仍需要更多实验验证来支 持其可靠性。
02
有效碰撞理论是用来描述分子碰 撞与反应速率之间关系的理论。
研究目的
研究有效碰撞理论在解释外界条件对 反应速率的影响方面的应用。
分析温度、压力、浓度等外界条件对 分子碰撞及反应速率的影响。
研究意义
理解外界条件对化学反应速率的影响对于化学工程、生物化学、环境化学等领域 具有重要意义。
通过有效碰撞理论的研究，可以更好地理解和控制化学反应过程，为相关领域的 发展提供理论支持。
06
研究结论与展望
研究结论
01 02
反应速率的影响因素
有效碰撞理论表明，反应速率受到碰撞频率、活化能、反应物浓度等因 素的影响。其中，碰撞频率与反应物的浓度成正比，活化能则代表了发 生反应所需的最低能量。
外界条件的影响
外界条件如温度、压力、溶剂等可以影响反应速率。例如，升高温度可 以增加分子运动速度，从而提高碰撞频率，加快反应速率。
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)
人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT)
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)
人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT)
（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
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)
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)
人教选修4化学反应原理：序言（有效 碰撞理 论）( 共34张P PT)
（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
理论力学PPT课件第6章6.3碰撞
情况下。
非弹性碰撞的公式
碰撞前后动量守恒：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 碰撞前后能量不守恒：E = E'
碰撞前后速度关系：v1' = v1 - Δv, v2' = v2 + Δv
非弹性碰撞的特点
01
形 变不能完全恢复，导致能量损
04
弹性碰撞公式的应 用
弹性碰撞公式可以用于计算两个 物体碰撞后的速度，它是解决碰 撞问题的重要工具之一。
弹性碰撞的特点
能量守恒
在弹性碰撞中，系统的总能量 在碰撞前后保持不变，即动能
守恒。
动量守恒
在弹性碰撞中，系统的总动量 在碰撞前后保持不变，即动量 守恒。
无能量损失
在弹性碰撞中，没有能量转化 为其他形式的能量，如热能或 内能等。
碰撞的分类
弹性碰撞
完全非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间的作用力完全以 弹性反作用力形式出现，没有能量损 失。
碰撞过程中，物体间的作用力完全以 非弹性反作用力形式出现，能量损失 最大。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间的作用力部分以 弹性反作用力形式出现，部分以非弹 性反作用力形式出现，存在能量损失。
02
弹性碰撞
台球碰撞
两球在桌面上发生碰撞， 运动轨迹发生变化，遵循 动量守恒定律。
汽车碰撞
汽车发生正面碰撞，车体 变形，遵循动量守恒和能 量守恒定律。
三维碰撞实例分析
三维碰撞
两个物体在三维空间中发 生相互作用，考虑三个方 向的动量变化。
卫星碰撞
卫星在太空中发生碰撞， 需要考虑地球引力、太阳 辐射压和其他因素的影响。
弹性碰撞的公式
01
非弹性碰撞的公式
碰撞前后动量守恒：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 碰撞前后能量不守恒：E = E'
碰撞前后速度关系：v1' = v1 - Δv, v2' = v2 + Δv
非弹性碰撞的特点
01
形 变不能完全恢复，导致能量损
04
弹性碰撞公式的应 用
弹性碰撞公式可以用于计算两个 物体碰撞后的速度，它是解决碰 撞问题的重要工具之一。
弹性碰撞的特点
能量守恒
在弹性碰撞中，系统的总能量 在碰撞前后保持不变，即动能
守恒。
动量守恒
在弹性碰撞中，系统的总动量 在碰撞前后保持不变，即动量 守恒。
无能量损失
在弹性碰撞中，没有能量转化 为其他形式的能量，如热能或 内能等。
碰撞的分类
弹性碰撞
完全非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间的作用力完全以 弹性反作用力形式出现，没有能量损 失。
碰撞过程中，物体间的作用力完全以 非弹性反作用力形式出现，能量损失 最大。
非弹性碰撞
碰撞过程中，物体间的作用力部分以 弹性反作用力形式出现，部分以非弹 性反作用力形式出现，存在能量损失。
02
弹性碰撞
台球碰撞
两球在桌面上发生碰撞， 运动轨迹发生变化，遵循 动量守恒定律。
汽车碰撞
汽车发生正面碰撞，车体 变形，遵循动量守恒和能 量守恒定律。
三维碰撞实例分析
三维碰撞
两个物体在三维空间中发 生相互作用，考虑三个方 向的动量变化。
卫星碰撞
卫星在太空中发生碰撞， 需要考虑地球引力、太阳 辐射压和其他因素的影响。
弹性碰撞的公式
01
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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。
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。
归
纳
总
结
一个反应要发生一般要经历哪些过程？
活化 能
合理 取向的 碰撞 有效 碰撞
普通 分子
活化 分子
过渡态理论
能 量
无催化剂过渡态
活化能
有催化剂过渡态
Ea1
反应物
Ea2
生成物
Ea1 ﹤ Ea2
反应过程
4、催化剂对化学反应速率的影响。 原因：在其他条件不变时，使用催化剂 会改变反应历程，降低活化能，使更多的反 应物分子成为活化分子，因而使反应速率加 快。
规律：催化剂可以改变化学反应的速率。 等效改变可逆反应的V正 、V逆
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。
问题:
活化分子的多少又平均能量与反应物分子平 均能量的差
活化能 能 量
E1 反应物 活化分子
活化分子 变成生成 物分子放 出的能量
E2 反应热 生成物 反应过程
温度 升高 分子获得更 高的能量 有效碰撞 频率提高 碰撞频 率提高 反应速率 因此加快
碰撞理论解释
温度对反应速率的影响
zxxk
影响 外因 升高温度 分子总 数
单位体积内 活化分子 数 有效碰撞次数 化学反 应速率
不变
增加
增加
增大
注意事项：
（1）一般，温度每升高10℃，化学反应速率增 大到2～4倍；
化学反应速率理论
一、有效碰撞理论
化学反应的实质是原子的重新组合，旧化学键 的断裂和新化学键的形成过程，是通过反应物 分子间的碰撞实现的。在反应物分子的无数次 碰撞中，只有极少数的碰撞能发生化学反应。 能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。
一、有效碰撞理论
1、什么是有效碰撞？
引起分子间的化学反应的碰撞。 能使分子断裂成原子的碰撞。
结论：
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
2、发生有效碰撞的条件
1）发生碰撞的分子具有较高的能量。 2）分子在一定的方向上发生碰撞。
二、活化分子和活化能理论
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
2、活化分子百分数=活化分子数／总分子数。
结论： 发生有效碰撞的分子一定是活化分子，
2、压强对反应速率的影响。
原因：对气体来说，若其他条件不变， 增大压强，就是增加单位体积的反应物的物 质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增 大化学反应的速率。
碰撞理论解释 压强对反应速率的影响
影响 外因 增大压强
单位体积内 分子总 数 活化分子 数 有效碰撞次数 化学反 应速率
增加
增加
增加
增大
LOGO
已知在一定条件下发生下列反应 2X+W=Y+Z Y+N= W+Z则总反应方程式 反应物 W为 2X+N=2Z 。其中X、N为______ 为__________ 催化剂 Y为________ 中间产物 。 _______
（2）温度对反应速率影响的规律，对吸热反应， 放热反应都适用。 （3）反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反 应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减 小。
（4）改变温度对活化能大的反应速率影响更大。
4、催化剂对化学反应速率的影响
催 化 剂
正催化剂 加快化学反应速率
注：不说明指正催化剂
负催化剂 减慢化学反应速率
影响 外因 正催化剂
单位体积内 有效碰撞次数
分子总数 活化分子数
化学反 应速率
不变
增加
增加
增大
5、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、 电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化 学反应的速率产生影响。 练习：对于在溶液间进行的反应，对反应 速率影响最小的因素是（ ） C A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂
课堂练习
LOGO
在C(固)+CO2(气)=2CO(气) 的反 应中。现采取下列措施： （1）增大压强 ；（2）增加碳的量
（3）通入CO2；（4）恒容下充入N2；
（5）恒压下充入N2 哪些措施能够使反应速率增大？为什 么？ 答案：（1）（3）
3、温度对化学反应速率的影响 【结论】其他条件不变，升高温度反应速 率增大；降低温度反应速率减小；
C、活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞。 D、能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
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。
外界条件对化学反应速率的影响（总结）
活化分子 活化分子 单位体积 反应速 活化分子 影响因素 分子总数 百分数 总数 率 数
新物质
能量
决定一个化学反应速率的因素
反应 物本 身的 性质 活化 能的 大小 单位 体积 内活 化分 子的 多少 单位 时间 内有 效碰 撞次 数的 多少 化学 反应 速率 的快 慢
决定
决定
决定
决定
内因
主要因素，无法改变
1、浓度对化学反应速率的影响。 原因：在其他条件不变时，对某一反应 来说，活化分子百分数是一定的，即单位体 积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。 所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的 分子数增多，活化分子数也相应的增多，反 应速率也必然增大。
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；
注意事项：
3）注意“真”变和“假”变。若体系 的压强变化而使反应物或生成物的浓 度发生变化即“真”变，否则是“假” 变。 如：2SO2+O2 2SO3 A.恒压时充入He： B.恒容时充入He：