人教版化学选修四绪言详解

这就是学习化学反应原理的目的
中学研究的化学反应原理有哪些基本内容？
情景1
氢气的一些反应 反应条件 难易程度
H2 + O 2 H2 + CuO H2 + N 2
点燃 加热
高温、高压、催化剂
易 较易 难
问题:同是有氢气参与的反应为什么难易程度不同， 与什么有关系？ 推断：影响反应速率的根本原因是 内因 反应物本身的性质。
3、什么是有效碰撞？
有效碰撞——本身具有较高能量的分子 之间能够引起化学反应的碰撞。
分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件。 有效碰撞是发生化学反应的充要条件。
推论：某一个化学反应的速率大小与单位 时间内分子有效碰撞的次数有关。
问题：为什么有的碰撞可以发生反应(有效 碰撞)，而有的不能发生反应(无效碰撞)?
绪言
1、化学研究的核心问题是：
化学反应的原理和过程 2、化学中最具有创造性的工作是： 设计和创造新的分子造福人类 3、如何实现这个过程？ 利用已发现的原理、理论来进 行设计并实现这个过程
4、所以我们必须对 做到。
化学反应的原理的理解
清楚才能
必须知道：化学反应是怎样发生的，经
历的过程，遵循的规律，如何有效去控制 生产和化学污染……，只有解决好这些， 才能使化学研究和化学工业生产获得最高 的效益！
一个反应要发生一般经历哪些过程？
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
三、催 化 剂（触媒）
在化学反应中能改变其他物质的反应速率， 而本身质量和化学性质在反应前后不变的物质。 怎样改变反应的活化能为来加快反应的速率 ？是何措施？ 没加催化剂
能 量 活化分子
E1
反应物 反应热 生成物
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？ 概念模型法 认识几个重要概念:
1、有效碰撞
3、活化能 4、催化剂
2、活化分子
一、简化后的有效碰撞模型
1、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。
一、简化后的有效碰撞模型 2、模型的基本构架
在一个洁净的容器中，使H2和O2按体积比2：1的比 例混合，气体分子因自由运动而不断相互碰撞(互相接 触)——这是发生化学反应的必要条件。 假设与事实：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，则化学变化瞬间即可完成，但事 实并非如此。 结论：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只 有其中部分的气体分子碰撞是有效的，即有效碰撞—— 这是发生化学反应的充要条件。
推断：一定与分子本身的性质和能量有关。
二、活 化 分 子
1、什么是活化分子？
具较高能量，能够发生有效碰撞的分子
活化分子具有的高能量从何来?
①吸收外界能量（如加热、光照等）
②分子间碰撞时，能量交换不均衡而出现 较高能量的分子。
结论：
能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， 还与碰撞的角度有关。
E2
加了催化剂
反应过程
催化原理：中间产物理 论 催化剂与反应物结合为中间产物，降低 了反应的活化能，使活化分子百分数大大 增加，反应速率大大加快。反应结束，中 间产物消失，催化剂复原。 催化剂有正催化剂和负催化剂之分。
随堂练习
下列说法错误的是 A.当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时,才能发生化 学反应
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将H2 、O2混合，在室温条件下可以稳定 存在数千年而不反应，但点燃后却立刻发生 剧烈的爆鸣，转化成水。而且只要配比相当， 可以完全转化成生成物。这说明了什么？ 推断：外界条件能够改变化学反应的速率。
结论:内部因素已经具备了，不同的外
界条件能够不同程度的改变化学反应 的速率。
情景3
H2和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 （氨）。这又说明了什么？
B.发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C.活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 √ D.活化分子间每次碰撞都发生化学反应 √ E.能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量 F.活化能指活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量 G.使用催化剂能改变分子的活化能 H.催化剂能使不起反应的物质间发生反应 √
问题：能发生反应的物质，为什么反应不 能进行到底？
推断：有些反应是有一定限度的（化学平 衡）。
选修4《化学反应原理》的基本内容:
1、从能量变化的角度来探讨化学变化。
2、基本的化学反应原理：包括反应速
速率、反应方向及反应限度。
3、从理论的高度来认识酸、碱、盐的本 质及其在溶液中的反应。 4、电化学的基础知识（原电池、电解池、 化学电源、金属电化腐蚀和防护）——富 有时代气息和应用广泛的一个领域。
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
活化能与反 应热有关吗?
活化能是决定化学反应难易的关键。 活化能大小是由反应物分子的性质决定的。
解释:
内因
活化能越小，则单位体积中活化分子数越多，
单位时间内的有效碰撞越多，反应速率越快。 活化能越小，一般分子成为活化分子越容易， 则反应条件越简单。 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。
推论： 有效碰撞次数的多少与单位体积内
反应物中活化分子数的多少有关。
问题:
单位体积中的活化分子数的多少又 与什么有关？
2、活 化 能
活化分子平均能量高出反应物分子平 均能量的部分。
问题1:活化能的作用是什么？ 问题2:提供“活化能”的途径是什么？ 问题3:活化能的大小决定了化学反应的难易，它 会影响反应热的大小吗？ 问题4:活化能为“0”的例子是怎么回事？