
課題
《化學(xué)反應(yīng)的速率和限度》第一課時(shí)
單元
6
學(xué)科
化學(xué)
年級
高一
教材
分析
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)必修第二冊第六章《化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學(xué)反應(yīng)的速率和限度》的第一課時(shí)。本節(jié)主要學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的概念、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。從另一個(gè)角度研究化學(xué)反應(yīng)。探討人類面對具體的化學(xué)反應(yīng)要考慮的兩個(gè)基本問題:外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的影響。人類要利用和控制化學(xué)反應(yīng),如提高燃料的利用率,必須了解這些問題。本節(jié)內(nèi)容是對前面兩節(jié)內(nèi)容的拓展和延伸,通過學(xué)習(xí)使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)特征的認(rèn)識更深入,更全面,在頭腦中建立起一個(gè)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)與能量的完整而又合理的知識體系,本節(jié)教材是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容從日常生活中學(xué)生熟悉的大量化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實(shí)驗(yàn)入手,引出反應(yīng)速率的概念。在此基礎(chǔ)上又通過實(shí)驗(yàn)探究,總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。這部分內(nèi)容是后面學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)限度概念的基礎(chǔ)。理解反應(yīng)速率的概念并不難,難的是通過設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)來理解化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。
本節(jié)安排了“化學(xué)反應(yīng)速率”,“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”,這兩部分內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這部分知識,掌握化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算以及反應(yīng)過程中反應(yīng)速率和系數(shù)的關(guān)系,并且能夠?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率能夠應(yīng)用。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
宏觀辨識與微觀探析:通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和原因探究,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和質(zhì)疑精神,通過同組合作實(shí)驗(yàn)和全班共同交流培養(yǎng)合作精神和與人溝通交流分享的精神,在影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的學(xué)習(xí)中知道其根本原因。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知:通過在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中的現(xiàn)象,理解反應(yīng)速率的概念及其表示方法,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力及分析探究能力;通過體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和化學(xué)研究的基本方法,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。
科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:從現(xiàn)象和結(jié)構(gòu)出發(fā),設(shè)計(jì)探究方案,探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,在探究中互利合作,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。
科學(xué)精神與社會責(zé)任:激發(fā)學(xué)生透過現(xiàn)象探究本質(zhì)的興趣,尊重科學(xué),認(rèn)真學(xué)習(xí)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法;通過參與探究過程,培養(yǎng)自身嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和辯證分析能力。
重點(diǎn)
難點(diǎn)
化學(xué)反應(yīng)速率的概念及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
你了解這些反應(yīng)進(jìn)行的快慢嗎?
炸藥爆炸,快;離子反應(yīng),快 ;金屬銹蝕,慢;塑料老化,慢;食物腐敗,慢;溶洞形成,慢。在化學(xué)上是如何反映化學(xué)反應(yīng)快慢的?
講授新課
第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1.定義:化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間(如每秒,每分,每小時(shí))內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。(物質(zhì)的量濃度)
計(jì)算式:V=△c/△t,反應(yīng)速率單位:ml/(L?min)或ml/(L ?s)
化學(xué)反應(yīng)速率的特點(diǎn)一
①化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量,只取正值。
②化學(xué)反應(yīng)速率有瞬時(shí)反應(yīng)速率和平均反應(yīng)速率,以上所表示的是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率。
③化學(xué)反應(yīng)速率只適用于氣體或溶液,固體或純液體的濃度可視為常數(shù),并不適用。
練習(xí)鞏固:
在 N2 + 3H2 2 NH3反應(yīng)中,自開始至2秒,氨的濃度由0變?yōu)?. 6 ml/L,則以氨氣表示的化學(xué)反應(yīng)速率是多少?
v(NH3) =△c (NH3) /△t=(0. 6 – 0 )ml/L/2s= 0.3ml/(L·s)
2.化學(xué)反應(yīng)速率的特點(diǎn)二
反應(yīng)4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密閉容器中進(jìn)行,30秒后,NO 的物質(zhì)的量增加了0.3ml,此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率用NO來表示為多少?
v(NO)=0.002ml/L·s
問題1:若用O2的濃度變化來表示此反應(yīng)速率是多少?若用NH3 來表示呢?
v(O2)=0.0025ml/L·s v(NH3)=0.002ml/L·s
問題2:此反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示為什么數(shù)值不同?數(shù)值上有何規(guī)律?
特點(diǎn):①同一反應(yīng),可用不同物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化來表示,但必須指明是用哪種反應(yīng)物或哪種生成物來表示。
②用不同物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)濃度變化表示時(shí),速率比等于方程式中的系數(shù)比。例如:在反應(yīng)aA + bB == cC + dD中, v(A):v(B):v(C):v(D) == a : b : c : d
③均取正值,且是某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率。
練習(xí):
①在一定條件下,mA+nB=pC的反應(yīng)中,各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率為V(A)=aml·L-1·s-1,V(B)=a/2ml·L-1·s-1, V(C)=aml·L-1·s-1,
則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2A+B=2C
②反應(yīng)A + 3B = 2C + 2D 在四種不同條件下的反應(yīng)速率為:(1)ν(A)=0.3ml/(L·s );(2) ν(B)=0.6ml/(L·s);(3) ν(C)=0.4ml/(L·s);(4) ν(D)=0.45ml/(L·s)。
則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)?(1)>(4)>(2)=(3)。
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1.§化學(xué)反應(yīng)速率是由反應(yīng)物的性質(zhì)決定的 ---- 內(nèi)因是主要因素。
在相同條件下,等質(zhì)量(金屬顆粒大小相同)的下列金屬與足量1ml/L 鹽酸反應(yīng)時(shí),速率最快的是( )
A、 鎂 B、 鋁 C 、鈉 D、 鐵
答案為:C
2.探究----影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【問題】我們已經(jīng)知道催化劑可以影響化學(xué)反應(yīng)速率, 此外還有哪些條件會影響化學(xué)反應(yīng)的速率?
【假設(shè)】影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可能有反應(yīng)溫度、反應(yīng)物濃度等。
【用品】5%H2O2溶液、1ml/LFeCl3溶液、0.1ml/L鹽酸、大理石碎塊、冷水、熱水、試管、試管夾、燒杯。
【實(shí)驗(yàn)】
(1)反應(yīng)溫度的影響
在兩支大小相同的試管中均加入2mL5%H2O2溶液,同時(shí)滴入2滴1ml/LFeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時(shí),將其中一支試管放入盛有冷水的燒杯中,另一支試管放入盛有熱水的燒杯中,觀察現(xiàn)象并進(jìn)行對比。
現(xiàn)象
結(jié)論
熱水
產(chǎn)生氣泡速率增大,帶火星火柴 復(fù)燃
升高溫度,
反應(yīng)速率增大
常溫
有氣泡冒出
2H2O2=2H2O +O2↑
冷水
產(chǎn)生氣泡速率減小
降低溫度,
反應(yīng)速率減小
結(jié)論:
影響因素
如何影響
催化劑
催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率
溫度
溫度升高,反應(yīng)速率加快;溫度降低,反應(yīng)速率減慢。
濃度
濃度增大,反應(yīng)速率加快;濃度減小,反應(yīng)速率減慢。
【問題與討論】
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素還可能有哪些?請選擇其中一個(gè)因素,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案,與同學(xué)交流。
實(shí)驗(yàn)步驟:在2支試管里分別加入粉碎了的大理石和沒有粉碎的大理石,然后分別滴入5mL0.1ml/L的HCl,對比觀察現(xiàn)象,將你看到的現(xiàn)象記錄下來。結(jié)論:粉碎的大理石產(chǎn)生氣體快,說明物質(zhì)的表面積可以影響反應(yīng)速率。
方法引導(dǎo)------變量控制(課本45頁)
科學(xué)研究中,注意試驗(yàn)時(shí),要控制單一變量。
大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)和科學(xué)研究表明:一般條件下,當(dāng)其他條件相同時(shí),增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大,降低反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小;升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率增大,降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減?。淮呋瘎┛梢愿淖兓瘜W(xué)反應(yīng)速率。
對于氣體來說,增大壓強(qiáng)(減小容器體積)相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大;減小壓強(qiáng)(增大容器體積)相當(dāng)于減小反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。
3.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因:反應(yīng)物本身的性質(zhì)(最主要因素)
外因:
濃 度:濃度大,反應(yīng)速率快
溫 度:溫度高,反應(yīng)速率快
催化劑:一般加快反應(yīng)速率
壓 強(qiáng):壓強(qiáng)大,反應(yīng)速率快
固體的表面積
反應(yīng)物的狀態(tài)等
(1)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
規(guī)律:當(dāng)其它條件不變時(shí),升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率增大。降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。
實(shí)驗(yàn)測得,溫度每升高10度,化學(xué)反應(yīng)速率通常增大原來的2~4倍。
注意:溫度對反應(yīng)速率的影響不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制。
(2)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
規(guī)律:催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率。
有的催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率,叫正催化劑;有的催化劑能減慢化學(xué)反應(yīng)速率,叫負(fù)催化劑。在實(shí)踐中,如沒有特殊說明,凡說催化劑都是指正催化劑。
(3)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
規(guī)律:當(dāng)其它條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大。減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減慢。
(4)固體反應(yīng)物的表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
規(guī)律:當(dāng)其它條件不變時(shí),增大固體反應(yīng)物的表面積,化學(xué)反應(yīng)速率增大。減小固體反應(yīng)物的表面積,化學(xué)反應(yīng)速率減慢。
思考與討論:
下列調(diào)控反應(yīng)速率的措施或?qū)嶒?yàn)中,分別利用或體現(xiàn)了哪些影響反應(yīng)速率的因素?
1.向爐膛內(nèi)鼓風(fēng),用煤粉代替煤塊可以使?fàn)t火更旺。
增大接觸面積
2.把食物放在冰箱里,在糕點(diǎn)包裝內(nèi)防治除氧劑可以延長食品保質(zhì)期。
溫度越高,食物腐敗變質(zhì)的速率越快,電冰箱能提供較低的溫度,減緩食物的腐敗;除氧劑減少氧氣含量,等于減少反應(yīng)物濃度,減緩食物腐敗。
3.實(shí)驗(yàn)室通常要將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細(xì),并混勻后再進(jìn)行反應(yīng)。原因是什么?
能增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)物充分接觸,使反應(yīng)速率加快。
4.鎂在空氣中和在純氧中反應(yīng)的劇烈程度明顯不同。
增大反應(yīng)物濃度。
課堂練習(xí):
1.1. ① 在某一化學(xué)反應(yīng)中,生成物B的濃度在5s內(nèi)從0.5ml/L變成2.0ml/L,在這5s內(nèi)B的化學(xué)反應(yīng)速率為_________。
② 一個(gè)5L的容器中,盛入8.0ml某氣體反應(yīng)物,5min后,測得這種氣體反應(yīng)物還剩余6.8ml,這種反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率為_______________。
答案為:0.3ml/(L·S);0.048ml/(L·min)。
2.已知 4NH3+5O2 4NO+6H2O,則下列關(guān)系式正確的是( )
A.4/5V(NH3)=V(O2)
B. 4/5V(NH3)=V(H2O)
C. 5/6V(O2)=V(H2O)
D. 4/5V (O2)=V(NO )
答案為:D
3.(課本49頁第3題)下列措施中,不能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是( )
A、Zn與稀硫酸反應(yīng)制取H2時(shí),加入蒸餾水
B、Al在O2中燃燒時(shí)生成Al2O3,用鋁粉代替鋁片
C、CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2時(shí),適當(dāng)升高溫度
D、KClO3分解制取O2時(shí),添加少量MnO2
答案為:A
[解析]A、減小了稀硫酸濃度,反應(yīng)速率減小;
B、增大了接觸面積,反應(yīng)加快;
C、溫度升高,反應(yīng)加快;
D、加入催化劑,反應(yīng)加快
4 .為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)中生成的CO2氣體體積隨反應(yīng)時(shí)間變化的情況,繪制如圖曲線。請分析討論以下問題。試分析O~t3三個(gè)時(shí)間段里,反應(yīng)速率不同的可能原因(該反應(yīng)是放熱反應(yīng))。
【解析】開始時(shí)C(H+)大,該反應(yīng)的反應(yīng)速率大; t1—t2由于反應(yīng)放熱溫度升高,所以速率迅速增大;最后是因?yàn)镃(H+)減小了,反應(yīng)速率減慢.
5.下列四種X溶液均能與鹽酸反應(yīng),其中反應(yīng)最快的是( )
A.10℃ 20mL 3ml/L的X溶液
B.20℃ 30mL 2ml/L的X溶液
C.20℃ 10mL 4ml/L的X溶液
D.10℃ 10mL 2ml/L的X溶液
答案為:C
【解析】濃度大,溫度高反應(yīng)快。
6.(雙選)在反應(yīng)4A(s)+ 3B(g)=2C(g) + D(g)中,經(jīng)2min,B的濃度減少0.6ml ?L-1,對此反應(yīng)速率的表示正確的是( )
A.用A表示的反應(yīng)速率為0.4ml ?L-1 ?min-1
B.分別用B、C、D表示的反應(yīng)速率其比值為3:2:1
C.B在2min末的反應(yīng)速率是0.3ml ?L-1 ?min-1
D.B在2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率是0.3ml ?L-1 ?min-1
答案為:BD
7.在2A+B 3C+4D反應(yīng)中,下列各表示該反應(yīng)的速度最快的是 ( )
A.v(A)=0.4ml/(L·min) B.v (B)=0.4ml/(L·min)
C.v (C)=0.9ml/(L·min) D.v (D)=1.2ml/(L·min)
答案為:B
【解析】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和系數(shù)成正比進(jìn)行計(jì)算。
課堂小結(jié)
一、化學(xué)反應(yīng)速率
定義:化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間(如每秒,每分,每小時(shí))內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。(物質(zhì)的量濃度)
計(jì)算式:V=△c/△t,反應(yīng)速率單位:ml/(L?min) 或ml/(L ?s)
二.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
內(nèi)因:反應(yīng)物本身的性質(zhì)(最主要因素)
外因:
濃 度:濃度大,反應(yīng)速率快
溫 度:溫度高,反應(yīng)速率快
催化劑:一般加快反應(yīng)速率
壓 強(qiáng):壓強(qiáng)大,反應(yīng)速率快
固體的表面積
反應(yīng)物的狀態(tài)等
板書
化學(xué)反應(yīng)速率
化學(xué)反應(yīng)速率定義。
化學(xué)反應(yīng)速率的特征
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1.化學(xué)反應(yīng)速率是由反應(yīng)物的性質(zhì)決定的 ---- 內(nèi)因是主要因素。
2.探究----影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
3.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
這是一份高中化學(xué)蘇教版 (2019)必修 第二冊第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度測試題,共11頁。試卷主要包含了單選題,填空題,實(shí)驗(yàn)探究題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中化學(xué)蘇教版 (2019)必修 第二冊第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度課時(shí)訓(xùn)練,共25頁。試卷主要包含了單選題,填空題,實(shí)驗(yàn)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中第一單元 化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度同步測試題,共5頁。試卷主要包含了04 ml·L-1·min-1等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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