山东省滕州市高中化学 第2章 第2节 化学反应速率教案 鲁科版选修4.doc

课 题：第2章 第2节 化学反应速率教学模式：问题探究式教学教学手段：精讲精练、合作学习教学目标：1. 了解化学反应速率的概念，反应速率的定量表示方法2. 了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用3. 理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律4. 了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用内容分析：本节内容是学生在复习完化学反应限度这一节的基础上进行的，整合了必修2中的相关内容，主要包括化学反应速率的概念和简单计算，外界条件改变对化学反应速率的影响等。通过复习使学生从本质上进一步加深对化学平衡和化学反应快慢的理解和知识的灵活应用。本节内容是高考的热点、重点，高考题中本部分内容的新动向是：1.化学反应速率的计算：通过给出的反应物的物质的量（或物质的量浓度）和容器体积及反应时间计算反应速率，或者通过给出的图像，通过分析图像进行计算。2.涉及反应速率的化学实验：以实验的形式就影响化学反应速率的因素进行设题，就实验操作方法进行设题，通过实验观察和数据处理得出实验结论等方面进行设题。3.更注重化学反应速率理论在社会生产、日常生活和科学研究的实际应用。教学过程：环节教师活动学生活动设计意图自我诊断1.反应4nh3（g）5o2（g） 4no（g）6h2o（g）在10 l密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率 (反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为（ ）av (nh3) = 0.010 mol/（ls）bv (o2) = 0.0010 mol/（ls）cv (no) = 0.0010 mol/（ls）dv (h2o) = 0.045 mol/（ls）2对于可逆反应2a 3 b 2ch 0，下列条件的改变一定可以加快正反应速率的是()a增加压强b升高温度c增加a的量 d加入二氧化锰作催化剂完成习题，引入复习cb检查学生对化学反应速率的计算和概念及影响因素的预习情况知识梳理一、化学反应速率的概念及有关计算1.定义：描述化学反应进行快慢的物理量2.表示方法：对于反应体系体积不变的化学反应，用单位时间内反应物浓度（或质量、物质的量等）的减小或生成物浓度（或质量、物质的量等）的增大来表示。 3.表达式及单位：v (a)=mol/(l s) 或 mol(l min) -1或 moll-1 h-14.化学反应速率与化学计量数的关系用同一反应体系中不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质前的化学计量数之比。对于任一化学反应aa（g）+bb（g）=cc（g）+dd（g）,有v（a）：v（b）：v（c）：v（d）=a：b：c：d回顾相关知识点，完成填空。完成对基础知识的复习深化拓展1固体或纯液体的浓度可视为不变的常数，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。2. 化学反应速率均为正值。3化学反应速率通常指某种物质在某段时间内的平均速率，而不是指某一时刻的瞬时速率。只有在图像中曲线上的点才表示瞬时速率。4.在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一反应速率。因此化学反应速率的表示必须说明用哪种物质来做标准。5.化学反应速率的相关计算并不复杂，但有关容器容积、时间因素的考虑、单位换算却是易忽略点。学生书写单位时常见错误：mol/ l s或mol/l /s6.用不同物质表示同一化学反应反应速率时的反应快慢比较(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)速率大小比较时，可以用各物质表示的速率除以对应物质的化学计量数，对求出的数值进行大小排序，数值大的，表示该反应速率快。(3)有些反应还可以通过观察反应现象、消耗快慢、完成时间等方式进行速率比较。加深认识和理解强调易错、易混点，引起学生高度重视典题解析【例1】根据上图填空： (1)反应物是_ _； 生成物是_ _。 (2)在2 min内用a、b、c表示的化学反应速率为： v(a)_。v (b)_。 v(c) _。(3)该反应的化学方程式为_。【解析】据图像分析ab=c初始浓度(mol/l) 8 8 0变化浓度(mol/l) 6 4 6 2min末（平衡）浓度(mol/l) 2 4 6注意：解速率和平衡问题应用“三段式”解题模式，将反应体系各物质的初始量、变化量、平衡量一一列出，然后计算，提高解题准确度。【答案】 学生解答，归纳方法及时巩固知识，学会速率与图像结合问题的解法。知识梳理二、化学反应速率的影响因素1.内因(主要因素)：反应物本身的性质，如钠与冷水剧烈反应，镁只与热水发生缓慢的反应，而铜不与水反应。2.外因(只改变其中一个条件)影响因素具体影响（填“增大”或“减小”）浓度增大反应物浓度，化学反应速率 减小反应物浓度，化学反应速率 压强对于有气体参加的反应，增大体系压强（相当于减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率 ，减小体系压强（相当于增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率 。温度升高体系温度，化学反应速率 ，降低体系温度，化学反应速率 。催化剂正催化剂 了反应的活化能，使反应速率 负催化剂使反应速率 。其他光、超声波、激光、放射线、电磁波、溶剂的性质等3.从有“效碰撞理论”解释外因对反应速率的影响（选择复习）(1) 有效碰撞：满足一定方向要求能够发生 的碰撞。（2）活化分子：能够发生 的分子。（3）活化能： 比 所高出的能量。回顾相关知识点，完成填空。梳理好关键知识点，设计好教学问题，引发学生思考探究。交流研讨分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意哪些问题？1. 分析浓度对化学反应速率的影响时要注意：固体和纯液体的浓度视为定值，不因其量的增减而影响反应速率。因此同样不会影响可逆反应的化学平衡，在化学平衡常数表达式中也不出现固体和纯液体。但其表面积的变化可以改变反应速率。如：将硫铁矿粉碎、将液体以雾状喷出，均是为了增大接触面，加快反应速率。2. 分析压强对化学反应速率的影响时要注意:（1）反应体系中是否有气态物质（2）压强对反应速率的影响的根本原因是引起浓度的变化，所以讨论压强对反应速率的影响时关键是看压强变化时是否引起浓度变化。如：恒温恒容时充入稀有气体不会引起反应体系各物质浓度的变化，不改变速率；恒温恒压下充入稀有气体，容器容积增大，各物质浓度减小，化学反应速率将减慢。3.温度改变对所有反应的速率都有影响。4.催化剂能加快反应速率的根本原因是：催化剂参与反应，改变了反应历程，降低活化能。但催化剂对可逆反应的平衡状态、平衡转化率及h均无影响。5. 外界条件变化对可逆反应正逆反应速率的影响具有“一致性”，即正、逆反应速率的变化是要增大都增大，要减小都减小，只是倍数可能不同。如：升温不论正、逆反应是放热还是吸热，反应速率都加快，只是吸热方速率增大程度更大。讨论加深对本部分内容的认识使学生形成全面、准确的认知规律典解析题【例2】（2010全国卷）在溶液中，反应a+2b c分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(a)=0.100mol/l、c(b)=0.200mol/l及c(c)=0mol/l。反应物a的浓度随时间的变化如下图所示。请回答下列问题：（1）与比较，和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：_；_；（2）实验平衡时b的转化率为_ _；实验平衡时c的浓度为_ _ _；（3）该反应的h_0，判断其理由_；（4）该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：实验：vb=_；实验：vc=_。【解析】（1）使用了正催化剂；理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而比所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入正催化剂；升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于和相比达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是通过升高温度来影响反应速率的。【答案】(1)加催化剂，达到平衡的时间缩短，平衡时a的浓度未变 温度升高，达平衡的时间缩短，平衡时a的浓度减小。（2）40（或0.4） 0.060mol/l（3） 升高温度平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应（4）0.014 mol(lmin) -1 0.009 mol(lmin) -1学生练习并分析回答学生练习并分析回答检查学生对外界条件对化学反应速率影响的掌握情况。检查学生对外界条件对化学反应速率影响、相关计算、图像分析等掌握情况。知识梳理三、化学反应速率的图像及其应用1.在速率-时间图中，当只改变一个条件时对正、逆反应速率的影响有以下规律：增上减下，哪移哪大，浓度要连，温压要断。2.速率-温度（压强）图 根据改变温度、压强时正、逆反应速率哪个变化幅度大，确定反应特征。典题解析【例3】密闭容器中发生如下反应：a(g)3b(g)2c(g)h0，根据下列速率时间图象，回答下列问题：(1)下列时刻所改变的外界条件是：t1_ _；t3_ _；t4_ _；(2)产物c的体积分数最大的时间段是_ _；(3)上述图象中c的体积分数相等的时间段是_ _；(4)反应速率最大的时间段是_ _。【解析】(1)t1时v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的外界条件是升高温度。t3时v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。t4时v正、v逆都降低且v正降低程度更大，说明改变的外界条件是减小压强。(2)t1、t4时改变条件后，都使化学平衡向逆反应方向移动。c的体积分数都降低，故t0t1时间段c的体积分数最大。(3)在t3时加入了催化剂，虽然使反应速率发生了改变，但并未引起化学平衡的移动，故t2t3段与t3t4段c的体积分数相等。(4)由图象不难看出t3t4段化学反应速率最大。【答案】(1)升高温度加入催化剂减小压强(2)t0t1段(3)t2t3段与t3t4段(4)t3t4段学生练习并分析回答检查学生对知识的运用能力。进一步巩固、加深知识整合1化学反应速率的“二”种计算方法（1）利用基本公式 v(a)=（2）利用不同物质表示的速率之比=化学计量数之比=各物质的物质的量浓度变化量（c）之比=各物质的物质的量变化量（n）之比。2.影响化学反应速率的“四”个外因：增大反应物的浓度、增大气体反应物的压强、升温、使用催化剂，化学反应速率均增大，反之减慢。3.活化分子、活化能、有效碰撞及其与反应速率的关系。学生归纳整理对本节内容进行总结、深化当堂达标1下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()a化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加b化学反应速率为0.8mol/(ls)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/lc根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢d对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显2反应4a(s)3b(g)=2c(g)d(g)，经2min，b的浓度减少0.6moll1，对此反应速率的表示，正确的是()a用a表示的反应速率为0.4moll1min1b分别用b、c、d表示的反应速率其比值为321c在2min末的反应速率，用b表示是0.3moll1min1d在这2min内用b和c表示的反应速率都是逐渐减小的3(2010海南高考)对于化学反应3w(g)2x(g)=4y(g)3z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()a v (w)3 v (z) b2 v (x)3 v (z)c2 v (x) v (y) d3 v (w)2 v (x)4一定量的锌与过量的稀h2so4反应制取氢气，一定温度下为减慢反应速率而又不影响生成氢气的量，可向其中加入()akcl固体 b铁粉 ck2so4溶液 dkno3溶液5.反应a + 3b = 2 c +2 d在四种不同情况下的反应速率分别为：v(a)=0 .15 mol/(i.s) v(b)= 0 .60 mol/(i.s)v(c)=0 .40 mol/(i.s) v(d)=0 .4 5 moi/(ls) 该反应进行的快慢顺序为=6.向一体积不变的密闭容器中充入2 mol a、0.6 mol c和一定量的b三种气体，一定条件下发生反应2a(g)b(g) 3c(g)，各物质的浓度随时间变化的关系如图1所示，其中t0t1阶段c(b)未画出。图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件。(1)若t115 min，则t0t1阶段以c的浓度变化表示的反应速率v(c)=_ _ _。(2)t3时改变的条件为_，b的起始物质的量为_。(3)t4t5阶段，若a的物质的量减少了0.01 mol，而此阶段中反应体系吸收能量为a kj，写出此条件下该反应的热化学方程式：_。答案：(1)0.02 mol/(lmin)(2)减小压强或取出部分平衡混合气体 1.0 mol(3)2a(g)b(g) 3c(g