人教版选修4化学反应速率 教案.doc

第二章化学反应速率和化学平衡化学反应速率、化学平衡和反应进行的方向等化学反应原理，是在学习了化学反应与能量、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应，后续学习的电离平衡、水解平衡等，实际上是化学平衡知识的延续，因此它还为后一章内容的学习打下基础。本章内容是按照如下顺序安排的：化学反应速率化学平衡化学平衡常数化学反应进行的方向。化学反应速率属于化学动力学的范畴。为了让学生在研究化学反应进行的快慢及如何定量表述上有感性知识，教科书安排了简单易行的实验。在实验过程中使学生体会到，要想准确表达化学反应进行的快慢，就必须建立起一套行之有效的方法：确定起点，确定时间单位，找出易于测量的某种量或性质的变化。要明确反应物的本质决定了反应速率，在影响速率的因素方面着重介绍浓度、压强、温度及催化剂等外界条件对化学反应速率的影响；通过实验和理论分析，使学生由感性认识上升到理性认识。化学平衡属于化学热力学的范畴。当化学反应的正反应速率和逆反应速率相等时，反应就达到在该条件下的最大限度，即达到了化学平衡状态。化学平衡是一种动态平衡，它只与起始状态和终了状态有关，与变化途径无关，这就为我们在思考问题时提供了灵活利用所学知识的可能。在始态和终态保持不变的前提下，我们可以设计不同的途径来达到同一个平衡，从而使问题简化。教科书通过实验，介绍浓度、压强(气体反应)、温度等外界条件对化学平衡的影响。由于有了化学反应速率的知识作基础，学生可以通过实验及相应的【思考与交流】【学与问】等栏目的引导推理，得出正确的结论，认识化学平衡移动，是正反应速率和逆反应速率发生变化的结果，化学平衡总是向着反应速率变化幅度最大的方向移动。本章虽然没有具体的化工生产内容，但选择化工生产最适宜的条件必然涉及化学反应速率和化学平衡等理论的应用。可以引导学生学习分析具体反应的特点，如反应物的聚集状态、气体体积的变化、能量变化等，进而利用所学理论知识进行合理选择。同时要学习全面思考问题，兼顾各种条件的相互影响，如温度对平衡和速率的影响，高压对平衡的影响及对设备材料的要求，在比较中趋利避害，取得最优化的工业生产条件，使学生了解化学理论对生产实际的指导作用。化学平衡常数有利于从定量角度加深对化学平衡的认识理解，教科书利用某一反应体系的一组浓度数据，导出化学平衡常数以及化学平衡常数只随温度变化、不随浓度变化的结论。化学反应进行的方向涉及反应的自由能变化(G)，要用到焓变和熵变知识，需要对化学反应的实质有更多的领悟，所以把它放在本章的最后(第四节)，以知识介绍的方式呈现出来，让学生了解决定反应进行方向的因素不是单一的焓变，熵变也是决定因素之一。教材通过生活中的实际事例，力争使知识浅显易懂，使学生从混乱度的角度形成对熵的概念的粗浅认识。只要求学生能利用化学反应原理知识解释日常生活中的某些现象，思考问题时能够更加全面。本章内容既抽象又具体。抽象在于它的理论解释对学生来说是全新的，有些反应的深层本质学生是接触不到的，只能凭思考、想像，增大了学习的难度；说它具体，是因为在生活中有大量鲜活的事实。教科书利用数据、图片等引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生联想，从而培养学生的思维能力和知识迁移能力。课时安排第一节化学反应速率1课时第二节影响反应速率的条件2课时第三节化学平衡6课时第四节化学反应进行的方向1课时复习2课时小计12课时第一节化学反应速率王玉峰，江苏省淮州中学从容说课在学生已有的物体运动速度的基础上，引入化学反应速率的概念不会给学生带来太大的困难，但化学反应速率的表示方法却是一个难点。为了增加学生的感性认识，用实验21来引导学生，使他们得出只根据看到的气泡产生的快慢来表示反应的速率是模糊的、不准确的判断。通过教科书图21的提示，学生很容易想到可从测量H2的体积来比较反应的快慢。这种测量可以是在相同的时间内看H2体积的多少，也可以看产生相同体积的H2所耗时间的多少。如果在相同时间内测量溶液中H浓度的变化，测量锌粒质量的变化，也都可以定量比较这个反应进行的快慢。学生通过讨论交流，可以发现表示反应速率的方法有多种，因此可以通过多种实验来测定某些化学反应的速率。在交流中得出：反应速率表示方法的共同之处，都是用在单位时间内反应前后的反应物或生成物的量(物质的量)的变化来表示。显然该反应以测量H2的体积最为简便易行。然后引导学生得出：化学反应速率通常是单位时间内反应前后的反应物或生成物的浓度(物质的量浓度)的变化来表示。充分利用实验教学的功能，可启发引导学生的思维。实验21最好以边讲边做的形式进行，在实验中加深学生对知识的理解。也可以让学生分组讨论，列举生活中的事例，由感性认识逐步上升为理性认识。教学中需注意以下几点：1准确把握教学要求，不要过分拓展教学内容，把规定的内容讲透彻，讲明白。2让学生调动利用已有的知识储备与新知识嫁接。3利用好教科书，给学生阅读和思考的空间，把握化学反应速率表示方法的要点。4充分利用好实验21，让学生讨论清楚实验目的和实验方法，做好实验。5准备12个练习题，强化化学反应速率是用单位时间内反应前后反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示的。三维目标知识与技能1了解化学反应速率的概念及表示方法。2理解化学反应速率和化学方程式中计量数的关系，会进行反应速率大小的比较。过程与方法1通过有关化学反应速率概念的计算，掌握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的计算能力。2提高根据化学方程式的判断、比较和计算化学反应速率的能力，掌握比较化学反应快慢的方法。3通过实验测定某些化学反应速率。情感态度与价值观通过学习过程使学生初步学会运用化学视角，去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。教学重难点教学重点化学反应速率的概念及表示方法。教学难点反应速率和化学方程式中计量数的关系。教学用具试管若干、试管架、锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、20 mL量筒、1 molL1的盐酸、1 molL1的醋酸、1 molL1的硫酸、4 molL1的硫酸、锌粒、大理石若干。新课引入我们在研究一个化学反应时，常常必须考虑某些因素对反应的影响，如提高反应物的转化率、提高单位时间内的产量，这与我们研究的化学反应速率和化学平衡有关，今天我们就来研究化学反应速率。在我们的日常生活中，大家会发现食物在夏天比在冬天容易变质，有的化学反应进行得很快，几乎是瞬间完成的，比如爆炸；有的反应却进行得很慢，比如煤的形成需要几千年。这说明一个问题，便是对于不同反应来讲，其反应速率是不相同的，即使对于相同的反应，条件不同，可能反应速率也不相同。下面我们通过实验让大家体会一下。实验投影：两个大小相同的烧杯中各放入物质的量浓度相同的盐酸和醋酸20 mL，向其中加入颗粒大小相同的大理石。观察大理石周围产生气泡的快慢。提问刚才实验中，大家可清晰观察到放入盐酸中的大理石周围产生的气泡速率明显比放入醋酸中的快，这说明了什么问题呢？我们如何来定量表示这种反应的快慢呢？设疑物理课中所学的速度和它的一般表述方法的共同特点。都有一个确定的起点(速度0)；都有一个和速度大小相匹配的时间单位；都有说明体系某种变化的可计量的性质。引入提出问题讨论：(1)怎样判断化学反应的快慢？(2)通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少？板书第二章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率讨论在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量表示化学反应进行的快慢呢？讲化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。若浓度用物质的量浓度(c)来表示，单位为 mol/L，时间用t来表示，单位用秒(s)或分(min)或小时(h)来表示，则化学反应速率的数学表达式为：vc/t单位是： mol/(Ls)或 mol/(Lmin)或mol/(Lh)。板书一、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。表达式：vc/t单位是： mol/(Ls)或mol/(Lmin)或mol/(Lh)。例1：在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生N23H2 2NH3，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求该反应的化学反应速率。解：N23H22NH3起始量( mol)： 1 3 0变化量( mol)：0.2 0.6 0.42s末量( mol)：10.230.6 0.4则vN2：0.2/(22)0.05 mol/(Ls)vH2：0.6/(22)0.15 mol/(Ls)vNH30.4/(22)0.1 mol/(Ls)讨论通过上述计算结果，你会得出什么结论？投影理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：1上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。2无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。3由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。4对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。5对于在一个容器中的一般反应aAbBcCdD来说有：vA：vB：vC：vDcA：cB：cC：cDnA：nB：nC：nDa：b：c：d板书2.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的计量数比。例2：可逆反应3A(g)B(g)2C(g)2D(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是()AvA0.15 mol/Lmin BvB0.6 mol/LminCvC0.4 mol/Lmin DvD0.01 mol/Ls解析：解答此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较，选B。讲化学反应速率是通过实验测定的。板书二、化学反应速率的测定1基本思路讲因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可加以利用。板书2.基本性质投影(1)直接可观察的性质，如释放气体的体积和体系的压强。(2)依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率。板书3.化学方法投影学生实验21实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。实验步骤：取一套装置，加入40 mL 1 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。取另一套装置，加入40 mL 4 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。所用的时间比所用的时间短。实验结果：加入试剂反应时间min反应速率mol/(Lmin)1 mol/LH2SO4长小4 mol/LH2SO4短大实验结论：4 mol/L的硫酸与锌反应比1 mol/L的硫酸与锌反应快。注意事项：锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同40 mL的硫酸溶液要迅速加入装置气密性要好，且计时要迅速准确思考与交流还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn2HZn2H2，因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化等来测定化学反应速率。投影知识拓展物理方法1量气法。对于反应2H2O22H2OO2，可测量反应中唯一的气体产物氧气在温度压强一定时的体积变化。2比色法。由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴化反应过程中：CH3COCH3Br2CH3COCH2BrHBr有色反应物Br2吸收波长为450 nm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度，据此计算化学反应速率。3电导法。根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化，从而计算化学反应速率。例如，在乙酸乙酯水解反应中：CH3COOC2H5OHCH3COOC2H5OH由于OH的电导远大于CH3COO的电导，可以利用电导仪测量出溶液电导的变化，据此求得OH浓度的变化，从而求得化学反应速率。4此外，激光技术也已广