高中教學(xué)中如何講授化學(xué)反應(yīng)活化能

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高中教學(xué)中如何講授化學(xué)反應(yīng)活化能

◇山東孫愛青

活化能涉及物理化學(xué)、無機化學(xué)和普通化學(xué)及物理相關(guān)方面的知識,由于其復(fù)雜性,學(xué)術(shù)界沒能對其進行準(zhǔn)確定義.目前有幾種常用的定義:第1種,最小動能與活化物中的反應(yīng)物分子之間的平均差就是活化能;第2種,最小動能與活化物中的反應(yīng)物分子間的動能平均差為活化能;第3種,活化分子中有效碰撞分子最低能值的產(chǎn)生便是活化能;第4種,反應(yīng)物分子自由狀態(tài)下的勢能與活化分子的勢能差即為活化能．

1活化能問題的提出

活化能在不同的教材中有不同的解釋和含義,主要從基元反應(yīng)、阿倫尼烏斯公式、活化能的解釋、需要活化能的原因等方面并結(jié)合不同版本的教材對活化能進行綜合闡述．在蘇教版中,并沒有對阿倫尼烏斯公式和基元反應(yīng)進行介紹,主要對活化能進行了解釋,指出活化分子和所有分子之間的差是活化能,并將碰撞理論和過渡態(tài)理論作為解釋需要活化能的原因．在魯教版中,對阿倫尼烏斯公式以及基元反應(yīng)進行了簡單的介紹,指出活化分子能量平均值和普通分子能量平均值之間的差是活化能,并對活化分子進行了限制,指出其只能作為基元反應(yīng)中活化能并指出碰撞理論和過渡態(tài)理論是需要活化能的原因．對于活化能的解釋指出活化分子之間的碰撞只要滿足能量的碰撞方向以及能量大于活化能的限度就能發(fā)生,最終產(chǎn)生活化能．在人教版中,沒有對阿倫尼烏斯公式和基元反應(yīng)理論進行介紹,指出活化能是能夠有效進行碰撞分子之外的分子能量,同樣用碰撞理論和過渡態(tài)理論作為需要活化能的原因．

2高中教學(xué)中講授化學(xué)反應(yīng)中活化能的方法

2.1化學(xué)反應(yīng)活化能的復(fù)雜性

化學(xué)反應(yīng)有多種,例如氧氣和氫氣的反應(yīng)、氯氣和氫氣的反應(yīng)、甲烷燃燒反應(yīng)等都屬于化學(xué)反應(yīng),但是這些反應(yīng)都是由多個環(huán)節(jié)的單個反應(yīng)產(chǎn)生的,并不是讓分子間進行碰撞．基元反應(yīng)指的是化學(xué)反應(yīng)中的每個步驟,所以化學(xué)反應(yīng)就是多個基元反應(yīng)的組合,一般稱為總包反應(yīng)．在高中化學(xué)的教學(xué)中,教師不用對化學(xué)反應(yīng)進行詳細(xì)解釋,由于化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性,即使教師對每個方面都詳細(xì)講解,學(xué)生也不一定能夠全部弄懂．所以要選擇重點知識進行講解,并通過相關(guān)實驗向?qū)W生展示化學(xué)反應(yīng)的過程,這樣能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性,從而更有利于活化能的學(xué)習(xí)．

2.2化學(xué)反應(yīng)的準(zhǔn)確性

活化能并不是來自總包反應(yīng)或者基元反應(yīng),而是來自所有的化學(xué)反應(yīng)．例如,在講解反應(yīng)溫度與活化能之間關(guān)系時,必須進行準(zhǔn)確闡述,指出活化能隨反應(yīng)溫度的變化而變化,正常情況下成正比,當(dāng)溫度范圍變化變大時,活化能數(shù)值就離常數(shù)較遠;當(dāng)溫度范圍變化較小時,活化能數(shù)值就離常數(shù)較近．正常情況下,隨溫度的升高,化學(xué)反應(yīng)的活化能逐漸增長，反應(yīng)速率也逐漸增大,這樣的反應(yīng)為正值．有些卻有著不同的情況,隨著溫度的升高,化學(xué)反應(yīng)活化能逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸降低,這種情況稱為負(fù)值．另外還有些情況,隨著溫度的增長,化學(xué)反應(yīng)活化能不發(fā)生變化，化學(xué)反應(yīng)速率不發(fā)生變化,這種情況稱為零．這樣學(xué)生才能對活化能的全面特征進行了解,提高自身的化學(xué)知識．所以在進行活化能的教學(xué)時,必須注重化學(xué)反應(yīng)的準(zhǔn)確性,這樣才不會對學(xué)生造成誤導(dǎo)．

2.3化學(xué)反應(yīng)活化能的基元反應(yīng)

將多個分子進行統(tǒng)計,然后計算出平均結(jié)果,并將這些平均結(jié)果進行組合,便形成了化學(xué)基元反應(yīng),可以通過對活化能知識以及相關(guān)速率對基元反應(yīng)進行解釋．可以引用魯教版的相關(guān)知識,通過對托爾曼理念進行講解,從而更好地對化學(xué)反應(yīng)活化能的基元反應(yīng)進行教學(xué),向?qū)W生闡述放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、逆反應(yīng)以及正反應(yīng)的相關(guān)知識,這樣學(xué)生不僅能夠全面理解相關(guān)知識,還能夠?qū)ζ渌瘜W(xué)知識進行深刻了解．

2.4化學(xué)反應(yīng)的活化能

粒子之間頻繁的碰撞運動能夠產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),而微觀粒子的平動運動造成了粒子的運動．微觀粒子隨溫度的升高而開始運動,由于其運動突然發(fā)生變化,所以粒子之間發(fā)生碰撞,最終導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生．粒子之間的碰撞主要分為有效碰撞和一般碰撞2種,普通碰撞并不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只有當(dāng)其變?yōu)橛行鲎膊⑶移胀ǚ肿幼優(yōu)榛罨肿?這樣才能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)．教師須將其解釋清楚,才能讓學(xué)生更好地理解,從而提高其化學(xué)知識的學(xué)習(xí)．

由于活化能涉及的內(nèi)容較廣,并且其較為復(fù)雜,教師必須對學(xué)生實際的學(xué)習(xí)情況進行了解,有針對性的進行教學(xué),這樣才能讓學(xué)生更好地進行化學(xué)知識的學(xué)習(xí)．對于一些含義較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),將理論與實際緊密結(jié)合,能更好促進學(xué)生的全面發(fā)展．

(作者單位：山東省平度經(jīng)濟開發(fā)區(qū)高級中學(xué))