1、授课班级课题:第二章 第三节 化学反应速率和限度(一)课 时 1 课时,40 分钟知识与技能 1、 了解化学反应的快慢2、 理解和掌握化学反应速率的概念及表示方法过程与方法 通过有关化学反应速率的简单计算,进一步理解化学反应教学目的情感态度价值观体会定量分析化学反应的乐趣重 点 化学反应速率的概念难 点 有关化学反应速率的简单计算板书设计第二章 第三节 化学反应的速率和限度一、化学反应的速率1、定义:单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示2、单位:mol/Ls mol/Lmin3、表达式:v(A)= tAc)(c(A)表示物质 A 浓度的变化 t 表示时间4、有关化学速率的注意事项
2、:5、化学反应速率的计算(1) 同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比(2) 对于反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 来说,则有 qVpnmVDCBA教学过程【引入】通过前面的学习,同学们已经认识了化学反应中物质变化和能量变化的实质。在利用化学反应制取所需物质时,我们希望在较短时间生产出更多的产品,今天我们就从化学反应的快慢和限度的角度来研究这个问题。我们先研究第一个问题:化学反应的快慢。【板书】第二章 第三节 化学反应的速率和限度【学生预习反馈】(1)化学反应速率概念是什么?(2)化学反应速率计算公式怎么表示?(3)化学反应速率快慢的比较过程中应该
3、注意什么?【过渡】物理学中用什么定量描述物体的运动快慢?速度。不考虑速度的方向称之为速率。这一物理量是如何定义的?常用的单位是什么呢?【回答】运动速率:单位时间内物体移动的距离,单位 m/S【讲解】化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。因很多化学反应在溶液中进行,因此化学反应速率通常用物质的量浓度在单位时间内的改变量来表示。【提问】那我们又应该如何表示化学反应的快慢呢?【过渡】总的来说,不同的物质在反应时有快慢之分。在化学反应中用化学反应的速率来表现反应的快慢。【板书】一、化学反应的速率1、定义:单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示2、单位:mol/Ls mol/Lmin3、
4、表达式:v(A)= tAc)(c(A)表示物质 A 浓度的变化 ,t 表示时间【例题 1】例 1 在 N2 + 3H2 2NH3 反应中,自开始至秒,氨的浓度由 0 变为 0. 6 mol/L,则以氨气表示的化学反应速率是多少?【随堂练习 1】在某一化学反应中,反应物 B 的浓度在 5s 内从 2.0mol/L 变成 0.5mol/L,在这 5s 内 B 的化学反应速率为_【讲解】同学们完成的都很好,但是在具体的运用和理解化学反应速率时,还应注意下面几个问题【板书】4、有关化学速率的注意事项:【小结】(1) 化学反应速率是平均速率,只有正值没有负值,只有大小没有方向。(2) 在一定温度下,固体
5、和纯液体物质,单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数。因此,它们的化学反应速率也被视为常数。(3) 对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。【过渡】下面让我们具体来看一下化学反应速率计算当中的几个典型例题【板书】5、化学反应速率的计算例 2、合成 NH3的反应为 N2+3H2 2NH3。现在某 2L 的容器中充入 2 mol 的 N2和 5 mol 的 H2。反应 5 分钟后,容器中的 N2的物质的量减少为 1 mol 。试求:(
6、1) 5 分钟后,容器中 H2和 NH3的物质的量。(2) 5 分钟内三者的反应速率各是多少? (3) 三者速率是否相等【讲解】有关化学反应速率的计算,有着其特有的运算模式,即三段法。在与化学反应方程式各对应物质下标明三个量:(1) 初始状态各物质的量(浓度) (2) 改变量 (3) 终止状态各物质的量(浓度) 其中改变量与化学计量数成正比来解决。【副板书】(1) N 2 + 3H2 2NH3反应前 2 mol 5 mol 0 mol变化 1 mol 3 mol 2 mol 反应后 1 mol 2 mol 2 mol (2) v(N2) = 0.1 mol/Lmin v(H2 ) = 0.3
7、mol/Lmin v(NH3 ) = 0.2 mol/Lmin v(N2) : v(H2 ):v(NH 3 )= 1:3:2【讲解】由第 3 问我们可以得出结论【板书】(1) 同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比(2) 对于反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 来说,则有 qVpnmDCBA【随堂练习】1、反应 4NH3 (g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O ( g) 在 10L 密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了 0.45mol,则此反应的平均速率 ( )A、(NH3)=0.0101mol.L -1.s-1 B、 (O2)=0
8、.0010 mol.L -1.s-1 C、 (NO)=0.0010 mol.L -1.s-1 D、 (H2O)=0.045 mol.L -1.s-1 2、在一定条件下,mA + nB = pC 的反应中,各物质的化学反应速率为 v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为:_【讲解】对于同一个反应,我们可以用不同的数值来表示同一个反应的速率,这就出现了比较化学反应速率快慢的题型【随堂练习】例 3、在四个不同的容器中,在不同条件下进行反应:N 2 +3H2 2NH3 据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是
9、A、(H 2 )0.1mol/(L.min) B、(N 2)=0.1mol/(L.min)C、 (NH 3 )=0.3mol/(L.min) D、(H 2 )0.01mol/(L.s)【讲解】比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢,应选用同种物质作标准,然后利用化学反应速率比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。求出不同情况下,用标准物表示的化学反应速率。除此之外,也可先求出不同物质的表示的速率,用各物质表示的速率除以化学方程式中各自的化学计量数,然后比较大小,其比值大者反应速率大。这种方法叫做比较比值法。【随堂练习】1、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率
10、为:(1)(A)=0.3mol/(Ls ) (2) (B)=0.6mol/(Ls)(3) (C)=0.4mol/(Ls) (4) (D)=0.45mol/(Ls) 则该反应速率的快慢顺序为:_授课班级课题:第二章 第三节 化学反应速率和限度(二)课 时 1 课时 (40 分钟)知识与技能 了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用过程与方法 通过在化学实验和日常生活中的现象,理解反应速率的概念及其表示方法,培养实验观察能力及分析探究能力,体验科学探究的过程和化学研究的基本方法,培养自主学习的能力。教学目的 情感态度 价值观 通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神
11、。重 点 解影响化学反应速率的因素 难 点 影响化学反应速率的因素板书设计第二章 第三节 化学反应的速率和限度二、影响化学反应速率的因素1、内部因素:在相同外界条件下,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的内部因素。2、外部因素(1) 浓度对化学反应速率的影响其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率 (2) 压强对化学反应速率的影响结论:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,压强增大浓度增大(3) 温度对化学反应速率的影响结论:在其他条件不变的条件下,温度越高化学反应速率越快(4) 催化剂对化学反应速率的影响结论:在其他条件不变的条件下,催化剂能够改变化学反应速率。能加快化学
12、反应速率的叫正催化剂;能减慢化学反应速率的叫负催化剂 。教学过程【引入】下列过程中,需要加快化学反应速率的是( C )A.钢铁腐蚀 B.食物腐坏 C.炼钢 D.塑料老化【过渡】改变化学反应速率在实践中有很重要的意义,我们可以根据生产和生活的需要,采取适当措施改变化学反应速率。那么,如何能够改变化学反应速率呢?【预习反馈】(1)影响化学反应速率的因素有哪些?(2)外部因素影响反应速率的原因是什么?(3)外部因素影响反应速率的一般规律各是什么?【板书】二、影响化学反应速率的因素1、内部因素:在相同外界条件下,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的内部因素。例如:金属与酸反应2、外部因素:3、 【
13、演示实验】做实验 2-5,2-6,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。(注意反应物的用量要尽可能的相同,试管规格也要相同。现象 结论加入 MnO2 气泡多而快 加入 MnO2,反应速率加快 加入 FeCl3 气泡均匀 加入 FeCl3,反应速率加快(稍慢)不加其他试剂 无明显现象 H2O2分解反应中,MnO 2和 FeCl3做催化剂,加快了反应速率【小结】反应速率不同的原因:温度,催化剂。【思考】除此之外,请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素。1、钠与水的反应速率要比镁和水的反应速率快得多 2、实验室硫在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更加剧烈;3、新鲜的水果和食物保存在冰箱里
14、能存放得更久;4、用氯酸钾制氧气时使用二氧化锰做催化剂反应更快5、木材劈得小一些烧得更旺。【回答】1、反应物的性质(内因) 2、反应物的浓度 3、温度 4、催化剂 5、反应物之间的接触面积【过渡】化学反应速率是化学反应快慢的没的化学反应,具有不同的化学反应速率,这是由于参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素,那么,化学反应速率对于某一反应来说是不是就是一成不变的呢?不是,因为其他因素如温度、浓度、压强对不同化学反应产生影响时,会使同一反应在不同条件下有不同的反应速率。下面我们就来讨论一下外界条件对化学反应速率的影响。【板书】2,外部因素:【归纳】(1) 浓度对化学反应速率的影响其他条
15、件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率 (2) 压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,压强增大浓度增大(3) 温度对化学反应速率的影响在其他条件不变的条件下,温度越高化学反应速率越快(4) 催化剂对化学反应速率的影响在其他条件不变的条件下,催化剂能够改变化学反应速率。能加快化学反应速率的叫正催化剂;能减慢化学反应速率的叫负催化剂 。【讲解】值得我们注意的是:(1) 对于纯液体或固体物质,可认为其浓度为常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率。(2)对于有气体参加的反应,改变压强将使气体的体积发生改变,也即相应地改变气体的浓度。故增大压强,反应速率加快,降低压
16、强,反应速率减缓。(3)形成原电池:加快反应速率(4)除此之外还有固体的表面积,反应物状态等。【练习】为了加快铁和稀硫酸反应制备氢气的速率,采取的最好的措施是A、加少量硫酸铜 B、加少量硝酸银现象 结论热水 气泡多而快,产生的气体使带火星的木条复燃 升温,反应速率增大常温 气泡均匀 H2O2分解 FeCl3做催化剂冷水 气泡较少 降温,反应速率减小C、增大铁的用量 D、改用 98%的浓硫酸【思考与交流】1.请预计大理石( CaCO 3 )分别与 0.1mol/L 和 1mol/L 的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗?增大浓度反应速率加快,减小浓度反应速率减慢。2.块状 CaCO3 、粉末状
17、CaCO3与 0.1 mol/L 的盐酸反应谁快谁慢?为什么?增大固体表面积可以加快反应速率(接触充分)3.实验室进行化学反应时,常常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。为什么?离子反应速率快,瞬间完成。(粒子的接触充分)【讨论】探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义?【提问】如何通过改变外界条件来达到我们所希望的反应速率呢?请举例。【归纳并板书】2、探究影响化学反应速率的外界条件因素的意义:控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。参考事例:食物放在电冰箱中降温以减慢腐败的化学反应速率;做某些化学实验时加热以加快化学反应速率使反应时间缩短反应现象
18、更明显;铁制门窗上涂油漆以减慢生锈的化学反应速率;食品包装袋内放干燥剂和吸氧剂降低水和氧气的浓度以减慢食品变质的化学反应速率;工业生产中通过加快反应速率以达到提高生产效率的目的授课班级课题:第二章 第三节 化学反应速率和限度(三)课 时 1 课时,40 分钟知识与技能(1)通过实验认识化学反应限度的存在,了解化学反应限度的概念和产生原因。(2)知道达到化学反应限度的特征。过程与方法 了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用,认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法教学目的 情感态度价值观有将化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。重 点 理解可逆反应
19、、化学反应平衡的概念难 点 化学反应限度的外部特征板书设计第二章 第三节 化学反应的速率和限度3、化学反应的限度1、化学反应限度:在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时的完成程度。2、达到化学反应限度的特征(一定条件下的可逆反应):(1) 正 = 逆 0(2)反应物和生成物的浓度不再改变。3、化学反应的限度可以通过改变反应的条件而改变。四、化学反应条件的控制1、控制反应条件的意义:按需要改变化学反应的速率和反应限度2、提高煤燃烧效率的方法:教学过程【引入】炼铁高炉尾气之谜(学生阅读课本 45 页科学史话)通过这一节课的学习你就能解开这一谜底了。你想知道吗?请你通过下面的实验探究找出谜底。【预习反
20、馈】(1)复习可逆反应的定义和特征。(2)什么是反应限度和化学平衡?(3)在生产生活中,有哪些利用控制反应条件控制化学反应的例子?【板书】三、化学反应的限度【设问】为什么存在化学反应限度的问题?请思考下列问题:在上述实验中,CaSO 4沉淀的生成 Ca2+SO42-=CaSO4与溶解于水的 CaSO4 的电离 CaSO4=Ca2+SO42-是什么关系?什么样的反应称为可逆反应?【副板书】生成沉淀 Ca 2+SO42-=CaSO4沉淀溶解并电离 CaSO 4=Ca2+SO42-Ca2+SO42-CaSO 4教师可逆反应在相同条件下,正向反应和逆向反应都能同时进行的反应。正向反应:反应物生成物逆向
21、反应:生成物反应物(讨论)1、在上述实验刚开始时,反应物的浓度和生成物的浓度是否相同?随着反应的进行,反应物的浓度和生成物的浓度又是怎样改变的? 2、刚开始时,正向反应逆向反应同时进行,反应速率是否相同?(提示:此时反应速率与溶液的浓度有关)3、随着反应的进行,正反应速率和逆反应速率是怎样改变的?【小结】反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为零,逆反应速率为零。随着反应的进行,反应物浓度降低,正反应速率减小;生成物浓度增大,逆反应速率增大。当正反应速率等于逆反应速率时,反应物浓度和生成物浓度不再发生改变,达到表面静止的状态平衡状态。副板书(反应速率) C(物质的量浓度) 正C
22、(反应物) 正 = 逆 逆 C=0C(生成物)0 t1 t(时间) 0 t1 t(时间)【板书】1、化学反应限度:在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时的完成程度。2、达到化学反应限度的特征(一定条件下的可逆反应):(1) 正 = 逆 0(2)反应物和生成物的浓度不再改变。【练习一】对于反应 N2+3H2 2NH3,下列说法处于化学平衡状态的是: (N 2生成)=(N 2消耗) ,N 2、H 2、NH 3的分子数之比为 132,单位时间内生成 2molNH3,同时消耗 1molN2,N 2、H 2、NH 3的物质的量不再发生变化。A、 B、 C、 D、【讨论】新制的氯水中都存在哪些分子和离子?氯
23、水的化学式怎样写?说明氯水中的主要成分是什么?此反应的限度如何?可以通过什么方法改变这一反应的限度吗?【板书】3、化学反应的限度可以通过改变反应的条件而改变。【过渡】很多化学反应都具有可逆性,只不过有些反应的可逆性很小,我们视作“不可逆” 。任何化学反应的进程都有一定的限度,只是不同反应的限度不同罢了。我们可以通过改变条件来改变化学反应的限度。这将在选修 4化学反应原理中详细学习。【讨论】学习化学反应的限度有何意义?【板书】控制反应条件,最大程度地得到产物,提高反应物的利用率。四、化学反应条件的控制思考与交流看书 P52,回答课文 P53 的思考与交流。小结控制反应条件,使化学反应按我们的需要
24、进行:对有利的或我们需要的化学反应,设法增大反应速率以提高生产或工作效率,促进反应的完成程度以提高原料的利用率;对有害的或我们不希望发生的化学反应,设法降低反应速率或阻止反应进行;对于特殊需要的化学反应可以对反应条件进行特殊的控制。【板书】1、控制反应条件的意义:按需要改变化学反应的速率和反应限度2、提高煤燃烧效率的方法:使燃料充分燃烧(提高能量转化率):用煤粉(增加固体的表面积) 、空气或氧气适当过量(增加反应物浓度)充分利用释放的能量(提高能量利用率)炉膛采用保温材料、废气用以烧水取暖等等。巩固练习1、请你解释炼铁高炉尾气之谜。从中你能够得到什么启示?2、解释“燃着的蜡烛一扇就灭,而炉火越
25、扇越旺”这一事实。3、对于可逆反应 2SO2+O2 2SO3,在混合气体中充入一定量的 18O2足够长时间后, 18O2原子A、只存在于 O2中 B、只存在于 SO3和 O2中C、只存在于 SO2和 O2中 D、存在于 SO2、SO 3和 O2中课前自主学习题目:催化剂高温高温高压而不服催化剂第二章 第三节 化学反应速率和限度(一)(1)化学反应速率概念是什么?(2)化学反应速率计算公式怎么表示?(3)化学反应速率快慢的比较过程中应该注意什么?第二章 第三节 化学反应速率和限度(二)(1) 影响化学反应速率的因素有哪些?(2) 外部因素影响反应速率的原因是什么?(3) 外部因素影响反应速率的一般规律各是什么?第二章 第三节 化学反应速率和限度(三)(1) 影响化学反应速率的因素有哪些?(2) 外部因素影响反应速率的原因是什么?(3) 外部因素影响反应速率的一般规律各是什么?