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高中教學中如何講授化學反應活化能

◇山東孫愛青

活化能涉及物理化學、無機化學和普通化學及物理相關(guān)方面的知識,由于其復雜性,學術(shù)界沒能對其進行準確定義.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、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高中教學中講授化學反應中活化能的方法

2.1化學反應活化能的復雜性

化學反應有多種,例如氧氣和氫氣的反應、氯氣和氫氣的反應、甲烷燃燒反應等都屬于化學反應,但是這些反應都是由多個環(huán)節(jié)的單個反應產(chǎn)生的,并不是讓分子間進行碰撞．基元反應指的是化學反應中的每個步驟,所以化學反應就是多個基元反應的組合,一般稱為總包反應．在高中化學的教學中,教師不用對化學反應進行詳細解釋,由于化學反應的復雜性,即使教師對每個方面都詳細講解,學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生展示化學反應的過程,這樣能夠提高學生學習化學的積極性,從而更有利于活化能的學習．

2.2化學反應的準確性

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

2.3化學反應活化能的基元反應

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,便形成了化學基元反應,可以通過對活化能知識以及相關(guān)速率對基元反應進行解釋．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,從而更好地對化學反應活化能的基元反應進行教學,向?qū)W生闡述放熱反應、吸熱反應、逆反應以及正反應的相關(guān)知識,這樣學生不僅能夠全面理解相關(guān)知識,還能夠?qū)ζ渌瘜W知識進行深刻了解．

2.4化學反應的活化能

粒子之間頻繁的碰撞運動能夠產(chǎn)生化學反應,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,最終導致化學反應的產(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)生化學反應,只有當其變?yōu)橛行鲎膊⑶移胀ǚ肿幼優(yōu)榛罨肿?這樣才能產(chǎn)生化學反應．教師須將其解釋清楚,才能讓學生更好地理解,從而提高其化學知識的學習．

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

(作者單位：山東省平度經(jīng)濟開發(fā)區(qū)高級中學)