有效碰撞理论
有效碰撞理论
变的。反应的活化能越小，活化分子的百分数就越大，
单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的 次数越多，则化学反应速率越快。
有效碰撞理论
思茅一中 胡存凤
有效碰撞
反应物分子或原子间必须相互碰撞才有可 能发生反应，但不是每次碰撞都能发生反应，
我们把能发生反应的碰撞称为有效碰撞。
有效碰撞条件
类比法：借鉴投篮
没足够的能量
没合适的取向
足够的能量 +合适的取向
有效碰撞必须满足两个条件：
①是发生碰撞的分子具有较高的能量； ②是分子在一定的方向上发生碰撞；
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。
单位体积内反应物中活化分子数越多，有效碰撞次数就越
多，反应速率就越快。
活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能越
小则一般分子成为活化分子越容易，活化分子越多。
活化能与化学反应速率的关系
在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不
下图为HI分子的几种可能的碰撞模式：
活化分子和活化能 在化学反源自中，能量较高，有可能发生有效碰撞的
分子称为活化分子。 活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量 的差值称为活化能。
活化能 能 量 活化分子
活化分子 变成生成 物分子放 出的能量
E1
反应物
E2 反应热 生成物 反应过程
注意：
高中化学有效碰撞理论教案
高中化学有效碰撞理论教案教学内容：有效碰撞理论教学目标：1. 了解有效碰撞理论的基本概念和原理；2. 掌握有效碰撞理论在化学反应速率方面的应用；3. 能够分析并解决相关问题。
教学重点：1. 有效碰撞概念的理解；2. 有效碰撞理论在反应速率方面的应用；3. 相关问题的解答和分析。
教学难点：1. 深入理解有效碰撞理论的概念和原理；2. 熟练掌握有效碰撞理论在化学反应速率方面的应用。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾化学反应速率的概念；2. 提出问题：为什么在相同条件下，有些反应速率较快，有些反应速率较慢？二、讲解有效碰撞理论（15分钟）1. 讲解有效碰撞的概念和重要性；2. 解释有效碰撞理论在化学反应速率方面的作用；3. 举例说明有效碰撞理论的应用。
三、实验演示（10分钟）1. 进行一个简单的实验，观察反应速率的变化；2. 分析实验结果，引导学生思考有效碰撞对反应速率的影响。
四、讨论与思考（10分钟）1. 分组讨论：什么是有效碰撞？为什么有效碰撞是化学反应速率的关键？2. 结合实际情况，讨论有效碰撞理论在生活中的应用。
五、练习与总结（10分钟）1. 练习相关题目，巩固知识点；2. 总结本节课的重点内容，概括有效碰撞理论的要点。
教学延伸：1. 学生可自行探究有效碰撞理论在其他领域的应用；2. 学生可进行更深入的实验研究，探究有效碰撞对反应速率的具体影响。
教学反思：通过本节课的学习，学生对有效碰撞理论有了初步的了解，并能够应用于实际问题中。
在以后的学习中，可以更深入地探究有效碰撞理论在化学反应速率方面的应用，提高学生对化学知识的理解和运用能力。
《有效碰撞理论》课件
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。
高中化学选修四影响化学速率的因素
影响化学反应速率的影响因素【知识精讲深化思维】要点一：有效碰撞理论1、有效碰撞有效碰撞：能够发生化学反应（相互碰撞导致化学键断裂）的碰撞，是发生化学反应的充要条件；无效碰撞：不能发生化学反应（相互碰撞化学键不会断裂）的碰撞。
2、活化分子活化分子：具有较高能量，有可能发生有效碰撞的分子。
普通分子：具有较低能量，不能发生有效碰撞的分子。
3、活化能活化能：活化分子高出普通分子的能量；活化分子百分数：活化分子总数占分子总数的百分比。
例题1、下列说法中正确的是（）①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应③活化分子比普通分子具有较高的能量④化学反应的实质是原子的重新组合⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞．A．①③④⑤B．②③⑥C．③④⑤⑥D．②④⑤解：①活化分子间有合适的取向，发生的碰撞一定能发生化学反应，故①错误；②普通分子间不可能发生化学反应，故②错误；③活化分子比普通分子具有较高的能量，故③正确；④化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，即原子的重新组合，故④正确；⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，故⑤正确；⑥化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，即活化分子有合适取向时的有效碰撞，故⑥正确；故选：C。
变式训练1、下列说法正确的是（）①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一③决定化学反应速率的主要因素是浓度④不管什么反应，增大浓度，或加热或加压，或使用催化剂，都可以加快反应速率．A．①②B．②③ C．③④ D．①④解：决定化学反应速率快慢的主要因素是反应物本身的性质，而浓度、温度、压强、催化剂是影响因素。
此外，还有固体物质的表面积，光，射线，溶剂性质等属于外因，也会影响化学反应速率，压强只对有气体参与的反应有影响。
故选：A。
2020-2021年高考化学专题复习《反应速率：碰撞理论与过渡态理论》
一、有效碰撞理论1918年，英国化学家路易斯在研究分子运动论时，就提出了碰撞理论。
当时认为反应物分子间的相互碰撞是反应进行的先决条件。
反应物分子碰撞的频率越高，反应速率越大。
在实际的化学反应里，每秒发生的碰撞次数巨大，但是真正能发生反应的碰撞有限，以碘化氢分解为例，实际速率与理论碰撞速率相差1012倍，因此只有极少数碰撞是有效的。
为什么会发生这样的现象，碰撞理论认为，碰撞中能发生反应的一组分子（下面简称分子组）首先必具备足够的能量，以克服分子无限接近时电子云之间的斥力，从而导致分子中的原子重排，即发生化学反应。
我们把具有足够能量的分子组称为活化分子组。
活化分子组在全部分子中所占有的比例以及活化分子组所完成的碰撞次数占碰撞总数的比例，都是符合特定的分布规律（马克斯尔－波耳兹曼分布）。
当然，能量是有效碰撞的一个必要条件，但不充分。
在拥有能量后，还要当活化分子组中的各个分子采取合适的取向进行碰撞时，反应才能发生。
如NO2 + CO——→NO + CO2只有当CO分子中的碳原子与NO2中的氧原子相碰撞时，才能发生重排反应；而碳原子与氮原子相碰撞的这种取向则不会发生氧原子的转移（图截选自无机化学第三版）。
此时可以反应速率可以表示为可以看出，能量Ea越高，反应速率越小。
因为Ea越高即对分子组的能量要求越高，故活化分子组所占的比例越少，有效撞次数所占的比例也就越小，故反应速率越小。
而这个能量Ea，就是活化能。
最初的时候，阿伦尼乌斯定义：有效碰撞反应物的最低能量与反应物分子的平均能量之差就是活化能。
活化能属于一种能量限制，对于不同的反应，活化能是不同的，每摩尔几十到几百千焦之间都有，它的大小对各类反应的速率有着重要影响。
截止到次，如果用无机化学中的大学知识来阐释，反应速率与碰撞频率Z，能量因子（分子有效碰撞分数）f，以及方位因子p有关。
（1）碰撞频率Z反应物分子之间在单位时间内单位体积中所发生的碰撞的总次数是N A(阿佛加德罗常数)的倍数，Z =分子间碰撞的总次数/N A (次数/摩尔)。
第三讲化学反应的碰撞理论作业
第三讲化学反应的碰撞理论作业一、有效碰撞理论1．有效碰撞：。
2．活化分子：。
3．活化能：。
4．指出下图中有关能量E的含义E1E2E1－E2二、影响反应速率的因素影响外界条件改变单位体积内反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增大压强升高温度使用催化剂三、结合碰撞理论，叙述一个反应要发生一般要经历的过程反应物知识点一有效碰撞的有关概念1．下列说法正确的是( )A．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞B．活化分子具有的能量是活化能C．活化分子的总数越多，反应速率越快D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快2．下列关于碰撞理论的基本观点，描述不正确的选项是（）A．反应物分子之间发生相互碰撞是发生化学反应的必要条件B．活化分子是指具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子C．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞D．发生有效碰撞的条件是分子具有较高能量并且有合适的碰撞取向3．下列说法正确的是 ( )A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增加B．对于有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大C．改变条件能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子的有效碰撞几率D．催化剂参与化学反应，降低反应的热效应4．在气体反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是（）①增大反应物的浓度②升高温度③移去生成物④增大压强⑤加入催化剂A．①③B．②④C．②⑤D．①⑤5．判断正误：打“√”or“×”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( )B．分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件( )C．活化分子间每次碰撞都发生化学反应( )D．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( )E．活化能的大小决定这个化学反应前后的能量变化大小( )F．使用催化剂能改变分子的活化能( )G．催化剂能使不起反应的物质间发生反应( )H．实验室制氢气时，若向稀硫酸中加几滴硫酸铜溶液，则产生氢气的速率加快，该反应中硫酸铜是催化剂( )6．在N2＋3H22NH3反应中，当其它条件不变时，仅改变如下一个条件，该反应的速率将如何改变？(用“加快”、“减慢”、“不变”填空)(1)增大容器的体积________； (2)保持容积不变充入N2________；(3)保持容积不变充入He________； (4)保持容积压强不变充入He________。
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。
编辑本段有效碰撞理论其基本假设（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。
活化分子、活化能、有效碰撞
活化分子、活化能、有效碰撞一、活化分子、活化能、有效碰撞（1）据理论计算，如果分子之间的碰撞每次都能发生化学反应的话，那么，在通常状况下，以体积比2：1混合的氢气和氧气的混合气体就会在瞬间反应成水。
但实际却不是这样，这说明什么并不是所有的碰撞都是有效的。
于是有了“有效碰撞”的概念反应物之间如果发生反应，首先满足反应物分子之间能够发生碰撞，这只是必要条件。
根据我们对分子的认识，不难想到，一种分子要转变为另一种分子，首先应当破坏或减弱分子内原子之间的化学键。
有效碰撞应当是那些本身具有较高的能量（可以通过吸收外界提供的能量，或者分子之间在碰撞时能量的不均衡交换产生）的分子之间的碰撞。
为了把“有效碰撞”概念具体化，人们把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子，同时把活化分子所多出的那部分能量称做活化能。
一百多年以来，为了正确认识活化能的科学意义，并力争从理论上进行计算，科学家一直在进行探讨，并提出了若干化学反应速率理论，其中，最著名的是基元反应碰撞理论和基元反应过度态理论。
基元反应碰撞理论认为，化学反应之所以能发生，是反应物分子碰撞的结果，但只有能量超过某一限度Ec（相当于活化能）并满足一定方向要求的活化分子之间的碰撞，才是真正的发生反应的碰撞。
这个理论解释了温度、活化能对化学反应速率的影响。
例如：低温时，活化分子少，有效碰撞少，化学反应速率就低；高温时，活化分子多，有效碰撞多，化学反应速率就高。
1889年瑞典化学家阿伦尼乌斯提出了活化能这一概念。
（2）如果点燃气体或对其光照，则反应瞬间完成，你认为这些反应条件改变了什么？（3）如果向氢气和氧气的混合气体中插入铂丝（催化剂），则会产生爆炸。
你认为从反应原理上讲，铂丝改变了什么？说出理由。
使用适当的催化剂可以降低化学反应所需要的活化能，也就等于提高了活化分子的百分数，从而提高了有效碰撞的频率。
二、〖基础知识巩固〗1.下列叙述正确的是（）A.化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化B.物质燃烧一定是放热反应C.放热的化学反应不需要加热就能发生D.吸热反应不加热就不会发生2.下列过程属于放热反应的是（）A．用石灰石烧制石灰B．在生石灰中加水C．浓硫酸的稀释D．硝酸铵与氢氧化钙的反应3．下列反应中，生成物总能量大于反应物总能量的是（）A．氢气在氧气中燃烧B．铁丝在氧气中燃烧C．硫在氧气中燃烧D．石灰石烧制石灰4．关于化学反应的本质的说法正确的是（）A.化学反应都有新物质生成B.化学反应都有能量变化C.化学反应是旧键断裂新键形成的过程D.化学反应的发生都需要在一定条件下5.下列过程中，需吸收能量的是（）A.H + H →H2B.H + Cl→ HClC.I2→ I + ID.S + O2→SO26．吸热反应一定是（ ）A ．反应物总能量高于生成物总能量B ．释放能量C ．反应物总能量低于生成物总能量D ．贮存能量7.已知反应：X + Y = M + N 为放热反应，对该反应的下列说法正确的是（ ）A. X 能量一定高于M C. X 和Y 的总能量一定高于M 和N 的总能量B. Y 的能量一定高于N D. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生8.已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。
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