《6.2 化學反應(yīng)的速率與限度》教案、導學案

13/13《6.2化學反應(yīng)的速率與限度》教案【教學目標】知識與能力目標1．使學生了解化學反應(yīng)速率的概念，知道濃度、溫度、催化劑等對化學反應(yīng)速率的影響，初步了解如何調(diào)控化學反應(yīng)的快慢；2．使學生了解化學平衡的特征，建立化學平衡的觀點，認識化學反應(yīng)的進行是有一定限度的，化學平衡是相對的。了解化學平衡的標志及平衡移動；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1．通過實驗形成化學反應(yīng)速率的概念，以及形成影響化學反應(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“”“反應(yīng)”【教學重點】1．通過實驗探究認識不同的化學反應(yīng)其速率不同，了解化學反應(yīng)速率的概念及其表達方式；2．了解控制化學反應(yīng)速率對人類生產(chǎn)、生活的意義；3．認識可逆反應(yīng)、化學反應(yīng)限度的含義；4．了解化學反應(yīng)條件的控制。【教學難點】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．初步學會根據(jù)反應(yīng)速率判斷化學反應(yīng)所能達到的限度及化學反應(yīng)限度的建立?！菊n時安排】2課時【教學過程】【第一課時】【導入】從化學反應(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)要學習的從一個全新的角度去認識化學反應(yīng)－化學反應(yīng)速率與限度?！窘處熤v解】化學反應(yīng)速率的表示方法概念：化學反應(yīng)速率用來衡量化學反應(yīng)進行的快慢程度。表示方法：化學反應(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?！舅伎继骄俊刻骄炕瘜W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)1.03.00.22s末濃度(mol·L－1)0.61.81.0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)＝________?！咎崾尽浚?）0.2mol/(L·s)0.6mol/(L·s)0.4mol/(L·s)（2）1∶3∶2（3）40%【知識升華】化學反應(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，故表示化學反應(yīng)速率時，必須指明具體的物質(zhì)?！拘〗Y(jié)】“三段式”計算化學反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率設(shè)amol·L－1和bmol·L－1分別為A、B兩物質(zhì)的起始濃度，t時刻后，mxmol·L－1為反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度，nxmol·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)ab00轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)mxnxpxqx終態(tài)濃度/(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx（1）v（A）＝eq\f(mx,Δt)v（C）＝eq\f(px,Δt)（2）α（A）＝eq\f(mx,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2mL5%H2O2溶液與1mLFeCL3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行化學實驗，原因是什么？探究演示：對比實驗將2mL5%H2O2溶液與1mLFeCL3溶液的反應(yīng)；將2mL2%H2O2溶液與1mLFeCL3溶液的反應(yīng)。【小結(jié)】影響化學反應(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】1．下列說法正確的是()A．化學反應(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)的化學計量數(shù)之比C．化學反應(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)物表示的化學反應(yīng)速率為負值【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3molA和1molB兩種氣體在容積固定的2L密閉容器中混合，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2min末時生成0.8molD，并測得C的濃度為0.2mol·L－1。下列判斷不正確的是()A．x＝1B．2min內(nèi)A的反應(yīng)速率為0.3mol·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3mol1mol00Δn1.2mol0.4mol0.2×2mol0.8mol故x∶2＝0.4∶0.8，所以x＝1；v（A）＝eq\f(1.2mol,2L×2min)＝0.3mol·L－1·min－1；α（B）＝eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%?！敬鸢浮緿3．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）＝0.5mol/(L·s)B．v（B）＝0.5mol/(L·s)C．v（C）＝0.8mol/(L·s)D．v（D）＝1mol/(L·s)【解析】將速率均轉(zhuǎn)化為A的反應(yīng)速率。A項中，v（A）＝0.5mol/(L·s)，B項中，v（A）＝eq\f(1,2)v（B）＝0.25mol/(L·s)，C項中，v（A）＝eq\f(1,3)v（C）＝eq\f(0.8,3)mol/(L·s)，D項中，v（A）＝eq\f(1,4)v（D）＝0.25mol/(L·s)，數(shù)值大者反應(yīng)速率快?！敬鸢浮緼【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）比較化學反應(yīng)速率與化學計量數(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eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b)的相對大小，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，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】【導入】復(fù)習導入【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反應(yīng)。（2）逆向反應(yīng)：由生成物得到反應(yīng)物的化學反應(yīng)。（3）可逆反應(yīng)：在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進行的化學反應(yīng)。（4）可逆反應(yīng)的特點：雙向性、雙同性、共存性2．化學反應(yīng)的限度圖示（教師進行讀圖指導）：讀圖分析（化學平衡狀態(tài)的建立）：在一定條件下，可逆反應(yīng)進行到一定程度時，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，達到一種表面靜止的狀態(tài)。歸納小結(jié)（化學反應(yīng)的限度）：可逆反應(yīng)達到的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下化學反應(yīng)所能達到的或完成的最大程度，任何可逆反應(yīng)在給定條件下的進程都有一定的限度。【學生探究】探究化學平衡建立的過程及特征在一定溫度下，將0.1molN2和0.4molH2充入1L含有催化劑的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3一段時間后達到平衡。請?zhí)骄肯铝袉栴}并歸納總結(jié)化學平衡的特征。（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?！窘處熆偨Y(jié)】化學平衡狀態(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志?！菊n堂練習】題組1可逆反應(yīng)與化學平衡的特征1．對于可逆反應(yīng)2SO2＋O22SO3，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?！敬鸢浮緼2．在一密閉容器中進行反應(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)達到平衡狀態(tài)C．達到平衡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化學平衡的判定3．一定溫度下的恒容容器中，能標志某可逆反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達平衡狀態(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；當反應(yīng)達到平衡時，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)未達到平衡，密度就變化，反應(yīng)達到平衡時，密度不再變化，D正確?！敬鸢浮緿【題后歸納】化學平衡狀態(tài)的判定（1）速率標志eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\al(同一物質(zhì)：v正X＝v逆X,不同物質(zhì)：\f(v正X,v逆Y)等于X、Y的,化學計量數(shù)之比)))（2）組成標志eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(各組分濃度不變,各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量或體積分數(shù)不變,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變,含有色物質(zhì)的體系顏色不變))（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)的進行是一個變量，在某時間段內(nèi)不變，就可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(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)?！窘處熤v解】1．化學反應(yīng)條件的控制（1）促進有利反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(提高原料利用率,加快反應(yīng)速率))（2）抑制有害反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(減緩反應(yīng)速率,減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生,控制副反應(yīng)的發(fā)生))2．燃料燃燒的條件（1）燃料與空氣或氧氣接觸，且空氣要適當過量。（2）溫度達到燃料的著火點。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?！菊n堂練習】題組化學反應(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，而空氣的量要適當過量，因空氣量過多，會帶走一部分熱量?！敬鸢浮緼2．化學反應(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)濟效益D．能夠提高化學反應(yīng)速率【解析】提高化學反應(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，但不一定提高化學反應(yīng)速率。【答案】D《6.2化學反應(yīng)的速率與限度》導學案【學習目標】1．通過實驗認識化學反應(yīng)的速率。2．理解基本的化學反應(yīng)速率的概念和影響化學反應(yīng)速率的外界條件。3．理解化學平衡的概念；4．掌握化學反應(yīng)限度的外部特征；【學習重難點】1．化學反應(yīng)速率的概念，影響化學反應(yīng)速率的因素。2．化學平衡的概念及特征。【學習過程】（預(yù)備知識）1．列舉一些在初中化學學習中或日常生活中有關(guān)化學反應(yīng)快慢的例子。2．物理課本上是怎樣衡量宏觀物體的運動快慢的呢？化學反應(yīng)快慢又應(yīng)該怎樣衡量呢？外界條件對可逆反應(yīng)速率的影響（以N2+3H22NH3△H＜0）（1）減壓：v(正)，v(逆)。（2）增加(N2的濃度)：v(正)，v(逆)。（3）T、P一定，充入稀有氣體：v(正)，v(逆)。（4）T、v一定，充入稀有氣體：v(正)，v(逆)。（5）使用催化劑：v(正)，v(逆)。（基本知識）一、化學反應(yīng)速率1．定義：通常用單位時間內(nèi)()來表示。2．物理意義：表示化學反應(yīng)進行的程度的物理量。3．數(shù)學表達式：v=。4．常用單位：或。注意：（1）在同一化學反應(yīng)里，用不同物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率不一定，但表示的意義，故在反應(yīng)時應(yīng)指明用哪種物質(zhì)來表示。（2）無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示，其化學反應(yīng)速率都取值，化學反應(yīng)速率可表示某一時間段內(nèi)的速率，而非速率（填平均或瞬時）。（3）在同一化學反應(yīng)中，不同的物質(zhì)表示同一化學反應(yīng)的速率，各物質(zhì)的速率之比等于化學方程式中的之比。（4）固體或氣體反應(yīng)中的液體物質(zhì)，反應(yīng)在其表面進行，它們的“濃度”是變的，因此一般用固體、純液體表示化學反應(yīng)速率；【課堂練習1】已知反應(yīng)A+3B==2C+D在某段時間內(nèi)以A的濃度表示的化學反應(yīng)速率為1mol/(L·min)，則此段時間內(nèi)以C的濃度表示的化學反應(yīng)速率為（）A．0.5mol/(L·min) B．1mol/(L·min)C．2mol/(L·min) D．3mol/(L·min)【課堂練習2】將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A（g）+B（g）==2C(g)，若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol/L，現(xiàn)有下列幾種說法：用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol/(L·s)用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6mol/(L·s)2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70％2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol/L其中正確的是（）A．B．C．D．轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)中消耗的量/反應(yīng)開始時投入的該物質(zhì)的總量二、化學反應(yīng)速率大小的比較1．對于反應(yīng)：mA+nB=pC+qD，v（A）:v（B）:v（C）:v（D）＝。2．比較相同條件或不同條件下同一化學反應(yīng)的反應(yīng)速率的大小，應(yīng)把用不同物質(zhì)或不同單位表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為用來表示的反應(yīng)速率后，才能比較?！菊n堂練習3】在四個不同的容器中，采用不同條件進行合成氨反應(yīng)，根據(jù)下列在相同時間內(nèi)測定的結(jié)果判斷，生成氨的速率最快的是（）A．v（H2）=0.1mol/(L·min)B．v（NH3）=0.3mol/(L·min)C．v（N2）=0.2mol/(L·min)D．v（H2）=0.3mol/(L·min)三、影響化學反應(yīng)速率的因素1．內(nèi)因：由反應(yīng)物的決定2．外因(外界條件對化學反應(yīng)速率的影響)（1）溫度對化學反應(yīng)速率的影響當其它條件不變時,升高溫度,可以反應(yīng)速率；降底溫度,可反應(yīng)速率。（2）催化劑對化學反應(yīng)速率的影響催化劑能化學反應(yīng)速率?？偨Y(jié)：影響化學反應(yīng)速率的外界條件,除了、，還有：①固體的表面積。一般說固體反應(yīng)物的表面積，反應(yīng)速率；固體反應(yīng)物的表面積，反應(yīng)速率。②反應(yīng)物的狀態(tài)。③溶液的濃度：反應(yīng)物濃度，化學反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物濃度，化學反應(yīng)速率。【課堂練習4】把下列四種X溶液分別加入四個盛有10ml，2mol/L鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時X和鹽酸緩慢地進行反應(yīng)，其中反應(yīng)最快的是（）A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2molL的X溶液

C．10℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液【課堂練習5】鐵片和稀硫酸制取氫氣時，下列措施不能使氫氣生成速率加快的是（）A．加熱B．不用稀硫酸，改用98％濃硫酸C．滴加少量CuSO4溶液D．不用鐵片，改用鐵粉四、化學反應(yīng)的限度1．可逆反應(yīng)進行的化學反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)。2．化學平衡狀態(tài)（1）當一個可逆反應(yīng)的相等時，不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，即“化學平衡狀態(tài)”。化學平衡狀態(tài)是給定條件下化學反應(yīng)所能達到或完成的最大程度，即該反應(yīng)進行的限度，此時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。①反應(yīng)剛開始時：反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率。生成物濃度，逆反應(yīng)速率。（填“最大”或“最小”）②反應(yīng)進行中時：反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率。生成物濃度，逆反應(yīng)速率。（填“增大”、“減少”或“不變”）③反應(yīng)達到平衡后：反應(yīng)物濃度