2024届高三化学一轮复习 ：6-反应机理 课件

这是一份2024届高三化学一轮复习 ：6-反应机理 课件，共17页。PPT课件主要包含了二碰撞理论，E1正反应的活化能，E2逆反应的活化能等内容，欢迎下载使用。
[一] 反应机理与基元反应
一些反应，只需要经过一个过程：H+ + OH- = H2O大多数反应，则包含了多个过程： 反应：2HI ⇌ H2 + I2 (HI的分解是放热反应) 反应机理：① 2HI → H2＋2I· ② 2I· → I2
自由基不满足8电子，能量往往较高I·在反应中生成并可被检测到那么I·是该反应的中间体
不能被进一步拆分的反应即是基元反应
反应：2HI ⇌ H2 + I2 反应机理：① 2HI → H2＋2I· ② 2I· → I2[思考] 过程①，从微观上看，H2若要产生，需要什么要求？ H-I的共价键断裂，H-H形成共价键，在电子发生重组的过程中，其能量与反应物相比，会升高还是降低？ 反应物到生成物(或中间体)之间形成了势能较高的络合物，称过渡态。 过渡态不能被分离出来。
旧键已断裂但新键未形成
反应：2HI ⇌ H2 + I2 反应机理：① 2HI → H2＋2I· ② 2I· → I2
(具体的能量由实验测定)这里给大家呈现的就是一幅完整的能量-反应进程图下凹处——中间体最高点——过渡态一个完整的单峰——基元反应
[例] 指出下面反应中，什么是催化剂，什么是中间体。①
蓝：反应物；绿：产物；红：催化剂其他：中间体(中间产物)
[问题1] 气态的HI分子若要形成过渡态，有什么条件？① 两个HI分子按照合适的取向靠近；② 分子所具有足够的能量以使其进行电子重组。
分子具有动能(也属于内能)符合正态分布
必然有一些分子是能量较高的而有一些是能量较低的
① 有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。 (取向合适，足够高的能量)② 活化分子：具有足够高的能量，可能发生有效碰撞的分子③ 活化能(Ea) ：活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差
对于一个基元反应，另一种对活化能的理解：
[问题2] 反应的活化能与反应的焓变有何关系？[例] 已知热化学方程式： H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)，ΔH = - 241.8 kJ·ml-1， 该反应的活化能为167.2 kJ·ml-1 则其逆反应的活化能为____________________。
409.0 kJ·ml-1
① 活化能绝对大小与焓变无关 即：吸热反应，活化能也可能很小， 放热反应，活化能也可能很大② 正反应和逆反应活化能的差等于焓变ΔH = E1 - E2
[三] 活化能与反应速率的关系
活化能是由反应机理决定的，本质上和物质本性有关活化能的大小，就是决定反应速率的“内因”[问题1] 两个类似的反应，活化能越大，反应速率越 ？ 如何用碰撞理论解释？ 活化能大，则活化分子百分数较少，有效碰撞少，反应速率小 活化能就像一条“分数线”，设的越高，过线的人越少
[问题2] 同一个反应，在条件改变时，如何用碰撞理论解释其速率的变化？1. 恒容加入反应物使其浓度上升 浓度增大，(在分子平均能量不变的情况下)，活化分子的浓度增大，有效碰撞增加，反应速率加快 2. 压缩体积使体系压强增大 压强不改变分子的平均动能，压强的影响等同于浓度的影响3. 温度上升 温度是分子动能的宏观体现，温度越高，则分子的平均能量高 温度升高，活化分子的百分比增大，活化分子浓度也增大4. 催化剂？
[例] 在铁催化剂表面，合成氨反应的机理如下：通过改变反应历程(机理)而使反应速率加快的物质——催化剂 催化剂改变反应历程 → 活化能变小 温度不变，分子的平均能量不变→ 活化分子百分数增大，活化分子浓度增大 (可以理解为：分数线下降了)
[问题3] 催化剂是否影响焓变？不影响，ΔH = E(生成物) - E(反应物)[问题4] 某反应进行时，加入催化剂，则其正反应速率和逆反应速率如何变化？ 都增大， ΔH = Ea(正) – Ea(逆)ΔH不变，逆反应活化能也减小，逆反应速率加快
[小结] (1) 什么情况下，活化分子数百分数会变化？ 改变温度，加入催化剂(2) 什么情况下，活化能会变化？加入催化剂温度也会影响活化能，但温度变化不大时，可以忽略提示：一些其他情况也可能改变反应历程，例如光照，极端的温度等等
[练习] 2SO2(g)＋O2(g) = 2SO3(g)　ΔH = -198 kJ·ml-1， 在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2 = 2VO2＋SO3(快)，4VO2＋O2 = 2V2O5(慢) 下列说法正确的是 (　　)A. 反应速率主要取决于V2O5的质量B. VO2是该反应的催化剂C. 逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1D. 增大SO2的浓度可显著提高反应速率
[四] 速率常数与活化能
温度与催化剂对速率的影响体现在速率常数k中Arrhenius经验公式：k = Ae(-Ea/RT) 其中k为速率常数，A为指前因子，在一定温度范围内也为常数Arrhenius公式的其他形式有：[思考] 由Arrhenius公式可得出什么结论？速率常数与活化能和温度有关一般反应，温度升高，速率常数增大，反应加快。Ea越大，温度的影响就越大。
[例1] 若HI的分解反应在T K进行，无催化剂时活化能为x kJ/ml；以Au作催化剂，活化能降低至y kJ/ml。有Au催化剂时反应速率为无催化剂时的 倍。 假定该反应的速率常数符合如下的阿伦尼乌斯公式，且A不变