高中教学中如何讲授化学反应活化能



高中教学中如何讲授化学反应活化能

◇山东孙爱青

活化能涉及物理化学、无机化学和普通化学及物理相关方面的知识,由于其复杂性,学术界没能对其进行准确定义.目前有几种常用的定义:第1种,最小动能与活化物中的反应物分子之间的平均差就是活化能;第2种,最小动能与活化物中的反应物分子间的动能平均差为活化能;第3种,活化分子中有效碰撞分子最低能值的产生便是活化能;第4种,反应物分子自由状态下的势能与活化分子的势能差即为活化能．

1活化能问题的提出

活化能在不同的教材中有不同的解释和含义,主要从基元反应、阿伦尼乌斯公式、活化能的解释、需要活化能的原因等方面并结合不同版本的教材对活化能进行综合阐述．在苏教版中,并没有对阿伦尼乌斯公式和基元反应进行介绍,主要对活化能进行了解释,指出活化分子和所有分子之间的差是活化能,并将碰撞理论和过渡态理论作为解释需要活化能的原因．在鲁教版中,对阿伦尼乌斯公式以及基元反应进行了简单的介绍,指出活化分子能量平均值和普通分子能量平均值之间的差是活化能,并对活化分子进行了限制,指出其只能作为基元反应中活化能并指出碰撞理论和过渡态理论是需要活化能的原因．对于活化能的解释指出活化分子之间的碰撞只要满足能量的碰撞方向以及能量大于活化能的限度就能发生,最终产生活化能．在人教版中,没有对阿伦尼乌斯公式和基元反应理论进行介绍,指出活化能是能够有效进行碰撞分子之外的分子能量,同样用碰撞理论和过渡态理论作为需要活化能的原因．

2高中教学中讲授化学反应中活化能的方法

2.1化学反应活化能的复杂性

化学反应有多种,例如氧气和氢气的反应、氯气和氢气的反应、甲烷燃烧反应等都属于化学反应,但是这些反应都是由多个环节的单个反应产生的,并不是让分子间进行碰撞．基元反应指的是化学反应中的每个步骤,所以化学反应就是多个基元反应的组合,一般称为总包反应．在高中化学的教学中,教师不用对化学反应进行详细解释,由于化学反应的复杂性,即使教师对每个方面都详细讲解,学生也不一定能够全部弄懂．所以要选择重点知识进行讲解,并通过相关实验向学生展示化学反应的过程,这样能够提高学生学习化学的积极性,从而更有利于活化能的学习．

2.2化学反应的准确性

活化能并不是来自总包反应或者基元反应,而是来自所有的化学反应．例如,在讲解反应温度与活化能之间关系时,必须进行准确阐述,指出活化能随反应温度的变化而变化,正常情况下成正比,当温度范围变化变大时,活化能数值就离常数较远;当温度范围变化较小时,活化能数值就离常数较近．正常情况下,随温度的升高,化学反应的活化能逐渐增长，反应速率也逐渐增大,这样的反应为正值．有些却有着不同的情况,随着温度的升高,化学反应活化能逐渐降低，反应速率逐渐降低,这种情况称为负值．另外还有些情况,随着温度的增长,化学反应活化能不发生变化，化学反应速率不发生变化,这种情况称为零．这样学生才能对活化能的全面特征进行了解,提高自身的化学知识．所以在进行活化能的教学时,必须注重化学反应的准确性,这样才不会对学生造成误导．

2.3化学反应活化能的基元反应

将多个分子进行统计,然后计算出平均结果,并将这些平均结果进行组合,便形成了化学基元反应,可以通过对活化能知识以及相关速率对基元反应进行解释．可以引用鲁教版的相关知识,通过对托尔曼理念进行讲解,从而更好地对化学反应活化能的基元反应进行教学,向学生阐述放热反应、吸热反应、逆反应以及正反应的相关知识,这样学生不仅能够全面理解相关知识,还能够对其他化学知识进行深刻了解．

2.4化学反应的活化能

粒子之间频繁的碰撞运动能够产生化学反应,而微观粒子的平动运动造成了粒子的运动．微观粒子随温度的升高而开始运动,由于其运动突然发生变化,所以粒子之间发生碰撞,最终导致化学反应的产生．粒子之间的碰撞主要分为有效碰撞和一般碰撞2种,普通碰撞并不能发生化学反应,只有当其变为有效碰撞并且普通分子变为活化分子,这样才能产生化学反应．教师须将其解释清楚,才能让学生更好地理解,从而提高其化学知识的学习．

由于活化能涉及的内容较广,并且其较为复杂,教师必须对学生实际的学习情况进行了解,有针对性的进行教学,这样才能让学生更好地进行化学知识的学习．对于一些含义较复杂的化学反应,将理论与实际紧密结合,能更好促进学生的全面发展．

(作者单位：山东省平度经济开发区高级中学)