化學(xué)反應(yīng)速率與限度 【教學(xué)目標(biāo)】知識與能力目標(biāo)1．使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念，知道濃度、溫度、催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，初步了解如何調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的快慢；2．使學(xué)生了解化學(xué)平衡的特征，建立化學(xué)平衡的觀點，認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行是有一定限度的，化學(xué)平衡是相對的。了解化學(xué)平衡的標(biāo)志及平衡移動；3．通過“反應(yīng)溫度和反應(yīng)物濃度這兩個因素對反應(yīng)速率的影響”等探究活動，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計半定量實驗方案的能力，以及分析和處理實驗數(shù)據(jù)的能力。過程與方法目標(biāo)1．通過實驗形成化學(xué)反應(yīng)速率的概念，以及形成影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；2．通過聯(lián)想質(zhì)疑、活動探究、交流研討、觀察思考等活動，提高學(xué)生分析、聯(lián)想、類比、遷移以及概括的能力。情感態(tài)度價值觀目標(biāo)1．通過活動探究、交流研討等活動，激發(fā)學(xué)生探索未知知識的興趣，讓他們享受到探究未知世界的樂趣；2．通過“反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，“反應(yīng)溫度對化學(xué)平衡的影響”等實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和精神。通過對化工生產(chǎn)資料的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、勤奮好學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。【教學(xué)重點】1．通過實驗探究認(rèn)識不同的化學(xué)反應(yīng)其速率不同，了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表達(dá)方式；2．了解控制化學(xué)反應(yīng)速率對人類生產(chǎn)、生活的意義；3．認(rèn)識可逆反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)限度的含義；4．了解化學(xué)反應(yīng)條件的控制。【教學(xué)難點】1．知道反應(yīng)的快慢受濃度、溫度、壓強、催化劑等條件的影響；2．初步學(xué)會根據(jù)反應(yīng)速率判斷化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的限度及化學(xué)反應(yīng)限度的建立。【課時安排】2課時【教學(xué)過程】【第一課時】【導(dǎo)入】從化學(xué)反應(yīng)知道，不同的反應(yīng)有快慢之分，而有些反應(yīng)需要加熱或使用催化劑，這是為什么呢？這就是我們這節(jié)要學(xué)習(xí)的從一個全新的角度去認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)－化學(xué)反應(yīng)速率與限度。【教師講解】化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法概念：化學(xué)反應(yīng)速率用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度。表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。（通常用符號v表示）計算公式： v =Δc/Δt 單位： mol/(L·min)或mol/(L·s)【特別提醒】對于有固體或純液體參加的反應(yīng)，由于固體或純液體的濃度為一常數(shù)，即Δc＝0無意義，所以不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。【思考探究】探究化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計算方法已知某條件下，合成氨反應(yīng)的一些數(shù)據(jù)如下：                    N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)起始濃度(mol·L－1)     1.0    3.0          0.22 s末濃度(mol·L－1)    0.6    1.8          1.0請計算（1）v(N2)＝________，v(H2)＝________，v(NH3)＝________。（2）v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝________。（3）N2的轉(zhuǎn)化率α(N2)＝________。【提示】（1）0.2 mol/(L·s)  0.6 mol/(L·s)  0.4 mol/(L·s)（2）1∶3∶2（3）40%【知識升華】化學(xué)反應(yīng)速率的計算規(guī)律與方法（1）對于反應(yīng)aA+bB===cC＋dD（A、B、C、D均不是固體或純液體），v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）∶Δn（D）＝Δc（A）∶Δc（B）∶Δc（C）∶Δc（D）＝a∶b∶c∶d。【提示】在同一時間內(nèi)的同一個用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率不一定相同，但它們表示的意義相同，故表示化學(xué)反應(yīng)速率時，必須指明具體的物質(zhì)。【小結(jié)】“三段式”計算化學(xué)反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率設(shè)a mol·L－1 和b mol·L－1分別為A、B兩物質(zhì)的起始濃度，t時刻后，mx mol·L－1為反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度，nx mol·L－1為反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化濃度，則：                     mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始濃度/(mol·L－1)      a      b         0      0轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)     mx     nx        px     qx終態(tài)濃度/(mol·L－1)    a－mx  b－nx     px    qx（1）v（A）＝    v（C）＝（2）α（A）＝×100%【實驗探究】問題1：為什么要將食物存放在溫度低的地方（如電冰箱）？ss將2mL 5% H2O2溶液與1mL FeCL3溶液的反應(yīng)；待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時，將其中一支放入盛有冷水的燒杯中，另一支放入盛有熱水的燒杯中。問題2：人們常把固體試劑溶于水配成溶液再進(jìn)行化學(xué)實驗，原因是什么？探究演示：對比實驗將2mL 5% H2O2溶液與1mL FeCL3溶液的反應(yīng)；將2mL 2% H2O2溶液與1mL FeCL3溶液的反應(yīng)。【小結(jié)】影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件除了我們已經(jīng)知道的催化劑外，還包括溫度、反應(yīng)物的濃度等【課堂練習(xí)】1．下列說法正確的是(    )A．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量變化來表示B．用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一時間內(nèi)同一反應(yīng)的速率時，其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比C．化學(xué)反應(yīng)速率的單位通常由時間單位和物質(zhì)的量單位決定D．在化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值【解析】A、C不正確，常用單位時間內(nèi)物質(zhì)的量濃度的變化表示；D不正確，反應(yīng)速率均為正值；B正確。【答案】B2．在一定條件下，將3 mol A和1 mol B 兩種氣體在容積固定的2 L密閉容器中混合，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g) ＋B(g)xC(g) ＋ 2D(g)。2 min 末時生成0.8 mol D，并測得C的濃度為0.2 mol·L－1。下列判斷不正確的是(    )A．x＝1B．2 min內(nèi)A的反應(yīng)速率為0.3 mol·L－1·min－1C．B的轉(zhuǎn)化率為40%D．x無法求解 【解析】  3A(g)＋ B(g) xC(g)  ＋  2D(g)n始      3 mol   1 mol       0          0Δn       1.2 mol  0.4 mol  0.2×2 mol  0.8 mol故x∶2＝0.4∶0.8，所以x＝1；v（A）＝＝0.3 mol·L－1·min－1；α（B）＝×100%＝40%。【答案】  D3．在反應(yīng)A(g)＋2B(g)===3C(g)＋4D(g)中，表示該反應(yīng)速率最快的是(    ) A．v（A）＝0.5 mol/(L·s)B．v（B）＝0.5 mol/(L·s)C．v（C）＝0.8 mol/(L·s)D．v（D）＝1 mol/(L·s)【解析】  將速率均轉(zhuǎn)化為A的反應(yīng)速率。A項中，v（A）＝0.5 mol/(L·s)，B項中，v（A）＝v（B）＝0.25 mol/(L·s)，C項中，v（A）＝v（C）＝ mol/(L·s)，D項中，v（A）＝v（D）＝0.25 mol/(L·s)，數(shù)值大者反應(yīng)速率快。【答案】A【題后歸納】反應(yīng)快慢的比較方法（1）換算成同一物質(zhì)、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。（2）比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA＋bBcC，要比較v（A）與v（B）的相對大小，即比較與的相對大小，若＞，則用v（A）表示的反應(yīng)速率比用v（B）表示的反應(yīng)速率大。【第二課時】【導(dǎo)入】復(fù)習(xí)導(dǎo)入【教師講解】1．可逆反應(yīng)（1）正向反應(yīng)：由反應(yīng)物得到生成物的化學(xué)反應(yīng)。（2）逆向反應(yīng)：由生成物得到反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)。（3）可逆反應(yīng)：在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。（4）可逆反應(yīng)的特點：雙向性、雙同性、共存性2．化學(xué)反應(yīng)的限度圖示（教師進(jìn)行讀圖指導(dǎo)）：讀圖分析（化學(xué)平衡狀態(tài)的建立）：在一定條件下，可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。歸納小結(jié)（化學(xué)反應(yīng)的限度）：可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的或完成的最大程度，任何可逆反應(yīng)在給定條件下的進(jìn)程都有一定的限度。【學(xué)生探究】探究  化學(xué)平衡建立的過程及特征在一定溫度下，將0.1 mol N2和0.4 mol H2充入1 L含有催化劑的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3一段時間后達(dá)到平衡。請?zhí)骄肯铝袉栴}并歸納總結(jié)化學(xué)平衡的特征。（1）反應(yīng)過程中c(N2)、c(H2)、c(NH3)有什么變化？【提示】c(N2)與c(H2)逐漸減小，c(NH3)逐漸增大。（2）反應(yīng)過程中，v(正)、v(逆)如何變化？【提示】v(正)減小、v(逆)增大。（3）反應(yīng)達(dá)到平衡時，v(正)、v(逆)如何？c(N2)、c(H2)、c(NH3)如何？【提示】v(正)＝v(逆)≠0，c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再變化。（4）如果改變條件，平衡狀態(tài)會變嗎？【提示】改變條件，平衡狀態(tài)可能會變化。【教師總結(jié)】  化學(xué)平衡狀態(tài)的特征【提示】利用v(正)＝v(逆)和組分百分含量不變作為平衡的標(biāo)志。【課堂練習(xí)】題組1  可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡的特征1．對于可逆反應(yīng)2SO2＋O2 2SO3，在混合氣體中充入一定量的18O2，足夠長時間后，18O原子(    )A．存在于SO2．O2．SO3中B．只存在于SO2．O2中C．只存在于O2．SO3中D．只存在于SO3中【解析】由于該反應(yīng)是可逆的，加入18O2后生成的SO3中含有18O，SO3分解生成SO2和O2，所以SO2和O2中也含有18O。【答案】A2．在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。反應(yīng)從正反應(yīng)開始。下列說法錯誤的是(    )A．開始正反應(yīng)速率最大B．v正(SO2)∶v正(O2)＝2∶1時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．達(dá)到平衡v逆(SO3)最大D．開始時v逆(SO3)＝0【解析】不管是否平衡，v正(SO2)∶v正(O2)＝2∶1。【答案】B題組2  化學(xué)平衡的判定3．一定溫度下的恒容容器中，能標(biāo)志某可逆反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是(    ) A．混合氣體的壓強不隨時間變化而變化B．氣體總物質(zhì)的量不隨時間變化而變化C．2v正（B）＝v逆（D）D．混合氣體的密度保持不變【解析】因為反應(yīng)前后氣體所以氣體總物質(zhì)的量、壓強始終不隨時間變化而變化，不能作為依據(jù)，A、B錯誤；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，v正（B）＝2v逆（D），C錯誤；因為容器的體積恒定，但是氣體的質(zhì)量不守恒，所以只要反應(yīng)未達(dá)到平衡，密度就變化，反應(yīng)達(dá)到平衡時，密度不再變化，D正確。【答案】D【題后歸納】化學(xué)平衡狀態(tài)的判定（1）速率標(biāo)志（2）組成標(biāo)志（3）對于壓強、密度、平均判斷要視條件或反應(yīng)特點而定，總之要抓住“變量不變”即可——如果所給的物理量隨著反應(yīng)的進(jìn)行是一個變量，在某時間段內(nèi)不變，就可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；如果該物理量始終是一個定值，就不能作為判斷的依據(jù)。【教師講解】1．化學(xué)反應(yīng)條件的控制（1）促進(jìn)有利反應(yīng)（2）抑制有害反應(yīng)2．燃料燃燒的條件（1）燃料與空氣或氧氣接觸，且空氣要適當(dāng)過量。（2）溫度達(dá)到燃料的著火點。3．提高燃料燃燒效率的措施（1）盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率。關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分接觸，且空氣要適當(dāng)過量。（2）盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。4．提高燃料燃燒效率的實質(zhì)和意義（1）實質(zhì)：從多方面控制燃燒反應(yīng)的條件(包括環(huán)境)。（2）意義：節(jié)約能源、節(jié)省資源、減少污染等。【課堂練習(xí)】題組  化學(xué)反應(yīng)條件的控制1．下列關(guān)于提高燃料燃燒效率的說法，不正確的是(    )A．空氣量越多越好B．應(yīng)通入適當(dāng)過量的空氣C．固體燃料燃燒前最好粉碎D．液體燃料燃燒時可以以霧狀噴出【解析】燃料充分燃燒，把霧化都是為了增大與空氣的接觸面積以利于充分燃燒，而空氣的量要適當(dāng)過量，因空氣量過多，會帶走一部分熱量。【答案】A2．化學(xué)反應(yīng)限度的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，如果設(shè)法提高化學(xué)反應(yīng)的限度，下面說法中錯誤的是(    )A．能夠節(jié)約原料和能源B．能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量C．能夠提高經(jīng)濟(jì)效益D．能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率【解析】提高化學(xué)反應(yīng)的限度，可使更多的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，提高原料的利用率，但不一定提高化學(xué)反應(yīng)速率。【答案】D

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第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

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