江苏省平潮高级中学高中化学集体备课 《第二章 化学反应与能量》第三节 化学反应速率和限度教案 苏教版必修2

1 授课班级授课班级 课题 第二章课题 第二章 第三节第三节 化学反应速率和限化学反应速率和限 度度 一一 课课 时时 1 5 知识知识 与与 技能技能 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 3 掌握影响化学反应速率的条件 过程过程 与与 方法方法 通过学生动手实验 培养学生观察和描述现象的能力 并根据实验现 象探究 分析 推理和判断的能力 教教 学学 目目 的的 情感情感 态度态度 价值观价值观 1 1 通过实验 激发学生的求知欲和学习兴趣 2 2 通过问题讨论 培养学生善于思考 勤学好问 勇于探索的优秀品 质 重重 点点化学反应速率的概念 了解影响化学反应速率的因素 难难 点点影响化学反应速率的因素 知知 识识 结结 构构 与与 板板 书书 设设 计计 第二章第二章 第三节第三节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度 一 化学反应的速率一 化学反应的速率 reaction reaction rate rate 1 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 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 2 单位 单位 mol L smol L s mol L minmol L min 3 3 表达式 表达式 v A v A t A c c A c A 表示物质表示物质 A A 浓度的变化浓度的变化 t t 表示时间表示时间 4 4 有关化学速率的注意事项 有关化学速率的注意事项 5 5 化学反应速率的计算 化学反应速率的计算 1 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 2 对于反应对于反应 mA g mA g nB g nB g pC g pC g qD g qD g 来说 则有来说 则有 q V p V n V m V DCBA 二 影响化学反应速率的因素二 影响化学反应速率的因素 1 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 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 的内部因素 2 2 外部因素 外部因素 1 1 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响 2 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 1 1 理论解释 浓度增大理论解释 浓度增大活化分子数增多活化分子数增多有效碰撞次数增大有效碰撞次数增大化学反化学反 2 2 应速率加快应速率加快 2 2 压强对化学反应速率的影响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 1 1 理论解释 在其他条件不变时 压强增大理论解释 在其他条件不变时 压强增大浓度增大浓度增大活化分子数增大活化分子数增大 2 2 有效碰撞次数增大有效碰撞次数增大速率增大速率增大 3 3 温度对化学反应速率的影响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 1 1 解释 浓度一定时 温度越高 反应物分子的能量就越高 使一部分原来能解释 浓度一定时 温度越高 反应物分子的能量就越高 使一部分原来能 2 2 量较低的分子变成活化分子量较低的分子变成活化分子反应物分子中活化分子的百分数增大反应物分子中活化分子的百分数增大有效有效 碰撞次数增大碰撞次数增大反应速率增大 反应速率增大 4 4 催化剂催化剂 catalyst catalyst 对化学反应速率的影响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 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 1 1 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 解释 使用催化剂解释 使用催化剂降低反应物所需的能量降低反应物所需的能量 更多的反应物的分子成更多的反应物的分子成 2 2 为活化分子为活化分子大大增加单位体积内的活化分子百分数大大增加单位体积内的活化分子百分数成千成万倍的增大成千成万倍的增大 化学反应速率化学反应速率 教学过程教学过程 教学步骤 内容教学步骤 内容 教学方法 手教学方法 手 段 师生活动段 师生活动 导课 导课 多媒体播放影片 讲 讲 北京的故宫是世界著名的古建筑群 是祖国珍贵的文化遗产 在 保和殿后 有一块巨大的 云龙陛石 上面雕有精美的蟠龙图案 但是 近些年来浮雕已开始受损 一些细小的花纹已变得模糊不清 在太和殿 周围的玉石护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀 据统计 世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千 年所遭受的腐蚀还要严重 有的已面目全非 这真是一场大的灾难 造 成这场灾难的元凶是什么呢 它就是我们在前面介绍过的酸雨 为什么 以前几百年腐蚀很慢 而近十几年腐蚀却变快了呢 这就会涉及化学反 应的速率的问题 引入 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 3 板书 第二章 板书 第二章 第三节第三节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度 投影展示 投影展示 快慢不同的化学变化图片 如生成烟花的反应 青铜大钟 的腐蚀 溶洞的形成 爆炸 塑料的降解 氢氧化铁的制备等 思考与交流 思考与交流 在化学实验和日常生活中 我们经常观察到这样的现象 有的化学反应进行得快 有的化学反应进行得慢 你了解下列化学变化 过程中进行的快慢吗 反应的快慢与我们有什么关系 问 问 初中物理学习了有关物理运动的知识 我们知道不同的物体的运 动快慢是不同的 有的物体运动相当快 而有的物体运动相当慢 用什 么物理量表示不同物体运动的快慢呢 这一物理量是如何定义的 常用 的单位是什么呢 运动速率 单位时间内物体移动的距离 单位 m S 问 问 那我们又应该如何表示化学反应的快慢呢 过 过 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 板书 一 化学反应的速率 reaction reaction rate rate 1 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 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 2 单位 单位 mol L smol L s mol L minmol L min 3 3 表达式 表达式 v A v A t A c c A c A 表示物质表示物质 A A 浓度的变化浓度的变化 t t 表示时间表示时间 点击试题 例 点击试题 例 1 1 在在 N N2 2 3H3H2 2 2NH2NH3 3 反应中 自开始至 秒 氨反应中 自开始至 秒 氨 的浓度由 变为的浓度由 变为 0 0 6 6 mol Lmol L 则以氨气表示的化学反应速率是多少 则以氨气表示的化学反应速率是多少 随堂练习 随堂练习 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 讲 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 板书 4 4 有关化学速率的注意事项 有关化学速率的注意事项 投影小结 投影小结 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 4 2 在一定温度下 固体和纯液体物质 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 过 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 板书 5 5 化学反应速率的计算 化学反应速率的计算 点击试题 例 点击试题 例 2 2 合成 合成 NHNH3 3的反应为的反应为 N N2 2 3H 3H2 2 2NH2NH3 3 现在某 现在某 2L2L 的的 容器中充入容器中充入 2 2 molmol 的的 N N2 2和和 5 5 molmol 的的 H H2 2 反应 反应 5 5 分钟后 容器中的分钟后 容器中的 N N2 2的的 物质的量减少为物质的量减少为 1 1 molmol 试求 试求 1 1 5 5 分钟后 容器中分钟后 容器中 H H2 2和和 NHNH3 3的物质的物质 的量 的量 2 2 5 5 分钟内三者的反应速率各是多少 分钟内三者的反应速率各是多少 3 3 三者速率是否相等三者速率是否相等 讲 讲 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 副板书 1 1 N N2 2 3H3H2 2 2 2NH3 NH3 反应前反应前 2 2 molmol 5 5 molmol 变化变化 1 1 molmol 3 3 molmol 2 2 molmol 反应后反应后 1 1 molmol 2 2 molmol 2 2 molmol 2 2 v Nv N2 2 0 10 1 mol L minmol L min v Hv H2 2 0 30 3 mol L minmol L min v NHv NH3 3 0 20 2 mol L minmol L min v Nv N2 2 v Hv H2 2 v NHv NH3 3 1 1 3 3 2 2 讲 讲 由第 3 问我们可以得出结论 板书 板书 1 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 数之比数之比 讲 讲 我们可以利用这条规律 据系数比求其他物质的速率 也可以据 速率比求系数比 随堂练习 随堂练习 1 1 反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O 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 5 则此反应的平均速率 A NH3 0 0101mol L 1 s 1 B O2 0 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 L s v B 0 5amol L s v C amol L s 则该反应 的化学方程式为 讲 讲 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 点击试题 例 点击试题 例 3 3 在四个不同的容器中 在不同条件下进行反应 在四个不同的容器中 在不同条件下进行反应 N N2 2 3H 3H2 2 2NH2NH3 3 据下列在相同时间内测定的结果判断 生成氨的速率最据下列在相同时间内测定的结果判断 生成氨的速率最 快的是快的是 A A H H2 2 0 1mol L min 0 1mol L min B B N N2 2 0 1mol L min 0 1mol L min C C NH NH3 3 0 3mol L min 0 3mol L min D D H H2 2 0 01mol L s 0 01mol L s 讲 讲 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 板书 板书 2 2 对于反应对于反应 mA g mA g nB g nB g pC g pC g qD g qD g 来说 则来说 则 有有 q V p V n V m V DCBA 随堂练习 随堂练习 1 反应 A 3B 2C 2D 在四种不同条件下的反应速率 为 1 A 0 3mol L s 2 B 0 6mol L s 3 C 0 4mol L s 4 D 0 45mol L s 则该反应速率 的快慢顺序为 2 恒温下 将 1 mol N2 和 3 mol H2在体积为 2L 的容器中混合 发生如 6 下反应 N2 3H2 2NH3 2S 后 测得 NH3的体积分数为 25 则下列 说法中不正确的是 A A 用 N2 浓度的减少表示平均反应速率 0 2 mol L s B 2S 时用 N2 的转化率为 40 C 2S 时混合气体中 n N2 n H2 n NH3 3 9 4 D 2S 时 NH3的浓度为 0 4 mol L 投影 投影 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 讲 讲 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 探究实验 探究实验 各取一根镁条和一根铝条分置于两支加有 2 3mL 3mol L 硫酸溶液的试管中 观察产生气泡的快慢 实验现象 镁条反应速率比铝快 实验结论 活泼的反应快 板书 二 影响化学反应速率的因素 板书 二 影响化学反应速率的因素 1 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 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 应速率的内部因素 过 过 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 板书 2 2 外部因素 外部因素 问 问 我们所说的外界条件主要指哪些方面 主要指浓度 温度 压强 主要对有气体参加的反应 催化剂 表 面积 主要对有固体参加的反应 等 讲 讲 我们先来讨论一下浓度对化学反应速率的影响 板书 板书 1 1 浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响 探究实验 探究实验 甲做大理石与 1 mol L 盐酸的反应 乙做大理石与 0 1 mol L 盐酸的反应 实验现象 甲的试管中有大量气泡产生 反应剧烈 而乙的试管中气泡 产生较慢 7 结论 相同条件下 浓度大的反应快 讲 讲 许多实验表明 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 板书 板书 其他条件不变时 增加反应物的浓度 可以增大化学反应速其他条件不变时 增加反应物的浓度 可以增大化学反应速 1 1 率率 问 问 要想从本质上理解化学反应速率改变的原因 还得从反应的过程 和本质说起 请大家回忆一下化学反应的过程和本质都是什么呢 化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合在生成物分子的过 程 其本质是反应物分子中旧的化学键的断裂和新的化学键的形成的过 程 讲 讲 反应物分子中旧键的断裂与生成物分子中新键的形成必须要靠反 应物分子的相互接触 相互碰撞才可以完成 所以反应物分子 或离子 的相互碰撞是发生化学反应的先决条件 事实证明 反应物分子 或离子 间单纯的接触或碰撞并不一定就发生化学反应 也就是碰撞存在着的有 效性 在所有碰撞中有效碰撞是很少的 我们把能发生反应的碰撞叫有 效碰撞 能发生有效碰撞的分子叫活化分子 讲 讲 应该注意的是 发生有效碰撞的必须是活化分子 但活化分子间 的碰撞却不一定就是有效碰撞 因为有效碰撞不仅需要足够的能量 还 需要正确的取向 这和运动员投篮球是一个道理 如果投球无力 球挨 不着篮框 投不中 如果投球不足 但方向不对 同样也投不中 只有 力足 方向正中才能投中 投影 投影 动画演示 有效碰撞 碰撞过轻 碰撞取向不好 活化分子的有效碰撞 1 2 3 讲 讲 无论是运动员投篮球还是化学反应都表明只有能量和取向都满足 时 才会发生有效碰撞 在其他条件不变时 对某一反应来说 活化分 子承反应物中所占百分比是一定的 因此单位体积内活化分子数与单位 体积内的反应物的分子数成正比 也就是和反应物的浓度成正比 当反 应物浓度增大时 单位体积内活化分子数目增多 发生有效碰撞的次数 就相应增多 化学反应速率也随之加快了 板书 板书 理论解释 浓度增大理论解释 浓度增大活化分子数增多活化分子数增多有效碰撞次数有效碰撞次数 2 2 增大增大化学反应速率加快化学反应速率加快 讲 讲 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 对于可逆反应 增大一种物质的浓度 正逆反应速率都增加 3 固体反应物颗粒的大 小能影响化学反应速率 固体颗粒越小 其表面积越大 与其他反应物 8 的接触面积越大 有效碰撞资料将增加 所以能加快化学反应速率 过 过 下面我们来讨论压强对化学反应速率的影响 问 问 压强一词跟什么有关 讲 讲 压强对化学反应速率的影响 指的是有气体参加的化学反应 当 温度一定时 压强增大 体积减小 单位体积内分子数增加 相当于浓 度增大 故压强增大可增大化学反应速率 板书 板书 2 2 压强对化学反应速率的影响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 1 1 大大 理论解释 在其他条件不变时 压强增大理论解释 在其他条件不变时 压强增大浓度增大浓度增大活化分子活化分子 2 2 数增大数增大有效碰撞次数增大有效碰撞次数增大速率增大速率增大 讲 讲 值得注意的是 由于压强的变化对固体 液体或溶液的体积影响 很小 因而它们浓度改变的影响也很小 可以认为改变压强对它们的反 应速率没有影响 而对于可逆反应 压强增大 正 逆反应速率都增大 而对于气体反应体系 有以下几种情况 投影小结 投影小结 I 恒温时 增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快 II 恒容时 充入气体反应物总压增大浓度增大反应速率 加快 充入惰性气体总压增大 各物质浓度不变 反应速率不 变 III 恒压时 充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反 应速率减慢 问 问 为什么夏天仪器容易变质 而冰箱可保鲜 温度高 食品腐烂快 易变质 探究实验 探究实验 温度对化学反应速率的影响 反应原理 2H2O2 2H2O O2 操作方法 在三支相同的试管中分别加入 2 3 mL 约 5 的双氧水 然后 在每一去试管中滴加 2 滴 1 mol L 的 FeCl3 溶液后立即套上气球 大小相 同 等三支试管上的气球大小差不别相同时 同时置于三个分别盛有热 水 冷水 空烧杯中 观察现象 投影 投影 9 冷冷水水中中 常常 温温 热热水水中中 结结论论现现象象 溶溶液液中中产产生生气气泡泡的的速速 率率很很快快 温温度度越越高高 化化学学反反应应 速速率率越越快快 溶溶液液中中有有气气泡泡产产生生 且且速速率率较较快快 温温度度的的高高低低 能能够够 影影响响化化学学反反应应速速率率 的的大大小小 溶溶液液中中产产生生气气泡泡的的 速速率率较较慢慢 温温度度越越低低 化化学学反反 应应速速率率越越慢慢 升升高高反反应应体体系系的的温温度度 化化学学反反应应速速率率加加快快 温温度度对对化化学学反反应应速速度度的的影影响响 探探究究实实验验 化化学学反反应应方方程程式式为为 2H2O2 2H2O O2 FeCl3 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 板书 板书 3 3 温度对化学反应速率的影响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 1 1 解释 浓度一定时 温度越高 反应物分子的能量就越高 使一部分解释 浓度一定时 温度越高 反应物分子的能量就越高 使一部分 2 2 原来能量较低的分子变成活化分子原来能量较低的分子变成活化分子反应物分子中活化分子的百分数反应物分子中活化分子的百分数 增大增大有效碰撞次数增大有效碰撞次数增大反应速率增大 反应速率增大 讲 讲 实验测得 温度每升高 10 化学反应速率通常增大到原来的 2 4 倍 同时 我们还应了解到 此规律对于吸放热反应均适用 一般地说 温度对化学反应速率的影响比浓度 压强对化学反应速率的影响要大 也更易于控制 是实验室最常用的增大化学反应速率的方法 但值得我 们注意的是 对于可逆反应 正 逆反应速率都随温度的升高而增大 探究实验 探究实验 催化剂对化学反应速率的影响 反应原理 2H2O2 2H2O O2 操作方法 在 3 支大小相同的试管中各装入 2 3 mL 约 5 的 H2O2溶液 再向其中 2 支试管中分别加入少量 MnO2粉末 1 2 滴 1 mol L FeCl3溶液 观察实验现象 投影 投影 探探究究实实验验 结结论论现现象象 不不加加其其他他 试试剂剂 加加入入FeCl3 加加入入MnO2 气气泡泡冒冒出出速速率率增增大大 气气泡泡冒冒出出速速率率增增大大 有有气气泡泡冒冒出出 较较慢慢 MnO2能能加加快快 反反应应速速率率 FeCl3能能加加快快 反反应应速速率率 无无催催化化剂剂 反反应应较较慢慢 讨讨论论影影响响化化学学反反应应速速率率的的因因素素 板书 板书 4 4 催化剂催化剂 catalyst catalyst 对化学反应速率的影响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 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 1 1 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 讲 在实际应用中 如不特别说明 凡是说催化剂都是指正催化剂 10 约 80 85 的化工生产过程要使用催化剂 使用催化剂的目的是加快反应 速率 提高生产效率 催化剂参加化学反应 但反应前后的质量和化学 性质是不变的 催化剂具有高度的选择性和专一性 我们常提到的酶就 是一种非常好的催化剂 板书 板书 解释 使用催化剂解释 使用催化剂降低反应物所需的能量降低反应物所需的能量 更多的更多的 2 2 反应物的分子成为活化分子反应物的分子成为活化分子大大增加单位体积内的活化分子百分数大大增加单位体积内的活化分子百分数 成千成万倍的增大化学反应速率成千成万倍的增大化学反应速率 讲 讲 在使用催化剂时我们要防止催化剂中毒 催化剂中毒是指催化剂 的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏的现象 另外 催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用 不同的催 化剂对温度的要求不一样 思考与交流 思考与交流 1 请预计大理石 CaCO3 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 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 4 实验室制取氢气时 是用粗锌好 有杂质 还是用纯锌好 为什么 形成原电池可以加快反应速率 讲 讲 除了浓度 压强 温度 催化剂等能改变化学反应速率外 反应 物颗粒的大小 溶剂的性质 光 超声波 磁场等也会对化学反应速率 产生影响 投影小结 投影小结 影响化学反应 速率的因素 影响结果 内 因 性质反应物的化学性质越活泼 化学反应速率越快 反反应物的化学性质越活泼 化学反应速率越快 反 之则越慢之则越慢 催化剂使用催化剂 化学反应速率加快使用催化剂 化学反应速率加快 温度升高温度 化学反应速率加快 反之减慢升高温度 化学反应速率加快 反之减慢 反应物的浓 度 增大反应物的浓度 化学反应加快 反之减慢增大反应物的浓度 化学反应加快 反之减慢 外 因 气态反应物增大气态反应物的压强 化学反应速率加快 反之增大气态反应物的压强 化学反应速率加快 反之 11 压强减慢减慢 固体反应物 表面积 增大固体反应物的表面积 化学反应速率加快 反增大固体反应物的表面积 化学反应速率加快 反 之减慢之减慢 其他光波 电磁波 超声波 溶剂等光波 电磁波 超声波 溶剂等 思考与交流 思考与交流 1 为什么要将食物存放在温度较低的地方 低温下食物腐败速率大大降低 不易变质 2 实验时 通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细 并混匀后再进 行反应 原因是什么 固体研细后其表面积极大地增加 大大增加了反应物之间的接触机 会 可以提高反应速率 有利于反应的进行 3 实验室常用约 30 左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气 当反应进行 一段时间后 气泡变得稀少了 如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反 应容器中 气泡又会重新增多起来 原因是什么 增大反应物的浓度 使反应物之间的接触机会增大 加快反应速率 教学回顾教学回顾 教教 案案 授课班级授课班级课题 第二章课题 第二章 第三节第三节 化学反应速率和限度化学反应速率和限度 二二 课课 时时 1 5 知识知识 与与 技能技能 1 了解化学反应平衡状态的概念 2 知道达到化学反应限度的特征 3 了解探究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 过程过程 与与 方法方法 通过实验时观察到的实验现象发现问题并探究原因 从而了解化学反 应限度的概念 培养实验观察能力 发现问题的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 教教 学学 目目 的的 情感情感 态度态度 价值观价值观 1 通过对实验现象的观察和原因控 培养学生严谨细致的科学态度和质 疑精神 2 通过同组合作实验和全班同学共同交流培养合作精神和与人沟通交流 12 分享的精神 重重 点点 化学反应的限度的概念 了解影响化学反应限度的因素 难难 点点 化学反应限度的本质原因及外部特征 知知 识识 结结 构构 与与 板板 书书 设设 计计 三 化学反应的限度三 化学反应的限度 1 1 研究对象 可逆反应 研究对象 可逆反应 2 2 化学平衡的建立 化学平衡的建立 化学平衡状态 化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应 正反应和逆反应的速率相等 反应在一定条件下的可逆反应 正反应和逆反应的速率相等 反应 混合物中各组分的浓度保持不变的状态 混合物中各组分的浓度保持不变的状态 3 3 特征 特征 1 1 逆逆 2 2 动动 3 3 定定 4 4 变变 5 5 化学平衡的建立与反应途径无关化学平衡的建立与反应途径无关 4 4 化学平衡的标志 化学平衡的标志 以以 mA nBmA nB xC yDxC yD 为例 为例 1 1 v Bv B耗 耗 v B v B生 生 2 2 v Cv C耗 耗 v D v D生 生 x yx y 3 3 c C c C C C n C n C 保持不变保持不变 4 若若 A A B B C C D D 为气体 且为气体 且 m n x ym n x y 则压强恒定 体系气体平均分子量恒 则压强恒定 体系气体平均分子量恒 定定 四 化学反应条件的控制四 化学反应条件的控制 1 1 提高燃料燃烧效率的措施 提高燃料燃烧效率的措施 1 1 尽可能使燃料充分燃烧 提高能量的转化率 尽可能使燃料充分燃烧 提高能量的转化率 2 2 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能 提高热能的利用率 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能 提高热能的利用率 2 2 反应条件的控制 反应条件的控制 1 1 关于人类需要或对人类有利的化学反 关于人类需要或对人类有利的化学反 提高生产或工作效率 提高原料的提高生产或工作效率 提高原料的 利用率或转化率 利用率或转化率 2 2 关于有害或对人类不需要的化学反应 关于有害或对人类不需要的化学反应 降低反应速率或隔离会引发反应的降低反应速率或隔离会引发反应的 物质 物质 3 3 关于特定条件环境或特殊需要的化学反应 关于特定条件环境或特殊需要的化学反应 要对化学反应条件进行特殊的要对化学反应条件进行特殊的 控制 控制 教学过程教学过程 教学步骤 内容教学步骤 内容 教学方法 手教学方法 手 段 师生活动段 师生活动 知识回顾 知识回顾 采用哪些方法可以增加 Fe 与盐酸反应的化学反应速率 投影 投影 科学史话 炼铁高炉尾气之迷 导入 导入 我们已经增加了高炉的高度 怎么排出的一氧化碳浓度没有降 13 低呢 你能帮助工程师解开这一谜底吗 引言 引言 化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题 但是在化学研究 和化工生产中 只考虑化学反应进行的快慢是不够的 因为我们既希望 反应物尽可能快地转化为生成物 同时又希望反应物浓度尽可能多地转 化为生成 例如在合成 NH3工业上 除了要考虑如何使 N2 和 H2尽快地转 变成 NH3外 还需要考虑怎样才能使更多的 N2 和 H2 转化为 NH3 后者所 说的就是化学反应进行的程度问题 板书 三 化学反应的限度 板书 三 化学反应的限度 讲 讲 若对于一个能顺利进行的 彻底的化学反应来说 由于反应物已 全部转化为生成物 如 H 和 OH 的中和反应主不存在什么进行程度的问 题了 所以 化学平衡的研究对旬是可逆反应 板书 板书 1 1 研究对象 可逆反应 研究对象 可逆反应 讲 讲 可逆反应指的是在同一条件下 既能向正反应方向进行 又能向 逆反应方向进行的反应 可逆反应不能进行到底 只能进行到一定程度 后达到所谓的平衡状态 平衡时各物质的物质的量都大于零 对于有气 体参加的可逆反应 必须在密闭容器中进行 问 问 那么什么是化学反应限度呢 投影 投影 讲 讲 将 SO2 和 O2按物质的量之比 2 1 的比例充入具有适宜反应条件的 容积固定的密闭容器中 SO2 跟 O2发生可逆反应 试分析说明在一定的 时间里 SO2 O2和 SO3 的物质的量浓度以及正反应速率和逆反应速率是怎 样变化的 板书 板书 2 2 化学平衡的建立 化学平衡的建立 讲 讲 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态 是在给定条件下 化学反应所能达到或完成的最大程度 即该反应进行的限度 S SO O2 2 O O2 2S SO O3 3 投影 投影 14 S SO O 2 2 O O2 2 2 2 1 1 S SO O 2 2 O O2 2 S SO O 2 2 O O2 2 S SO O3 3 达达到到平平衡衡的的时时间间 平平衡衡线线 t 板书 化学平衡状态 板书 化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应 正反应和逆反应的在一定条件下的可逆反应 正反应和逆反应的 速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 讲 讲 化学平衡状态是维持在一定条件下的 一量条件发生改变 平衡 就遭到破坏 动态平衡也体现了辩证唯物主义观点 既运动是相对的 而静止也是相对的 对于一个给定的可逆反应 若起始条件相同 则平 衡状态也相同 不相同的起始条件 平衡状态也不同 随堂练习 随堂练习 1 一定温度下 反应 H2 g I2 g 2HI g 达到平衡 的标志是 A 单位时间内生成 nmolH2 同时生成 nmolHI B 单位时间内生成 2nmolHI 同时生成 nmolI2 C 单位时间内生成 nmolH2同时生成 nmolI2 D 1mol 的 H H 键断裂的同时 有 1mol 的 I I 键断裂 板书 板书 3 3 特征 特征 1 1 逆逆 讲 讲 化学平衡研究的对象是可逆反应 可逆反应不能进行到底 即反 应进程中反应物不能全部转化为生成物 板书 板书 2 2 动动 讲 讲 达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等 但不为零 即化学平 衡是动态平衡 正反应和逆反应仍在持续进行 在这里 用同一种物质 来表示反应速率时 该物质的消耗的速率与生成的速率相等 即单位时 间内消耗与生成的物质的物质的量相等 用不同物质来表示 反应速率 不一定相等 某一反应物的速率与某一生成物速率之比等于反应方程式 中的化学计量数之比 板书 板书 3 3 定定 讲 讲 在平衡混后物中 各组成成分的浓度保持一定 不再随时间变化 而变化 注意 浓度不变不等于浓度相等 随堂练习 随堂练习 在一定温度下 2NO2 g N2O4 g 无色 的可逆反应中 下列情况属于平衡状态的是 A N2O4 不再分解 B v N2O4 v NO2 1 2 15 C 体系的颜色不再改变 D NO2 的浓度与 N2O4 的浓度之比 2 1 板书 板书 4 4 变变 讲 讲 改变影响化学平衡的条件 平衡就被破坏 正 逆反应速率不再 相等 平衡发生移动 直至建立新的平衡 板书 板书 5 5 化学平衡的建立与反应途径无关化学平衡的建立与反应途径无关 讲 讲 同一可逆反应 只要条件相同 并按反应方程式的化学计量数的 相应量配料 使容器总质量保持不变 则无论从正反应开始 还是从逆 反应开始 或正 逆反应同时开始 最终都能达到同一平衡状态 随堂练习 随堂练习 可逆反应达到平衡的重要特征是 A 反应停止了 B 正 逆反应的速率都为零 C 正 逆反应都还在继续进行 D 正 逆反应速率相等 一定条件下 可逆反应达到平衡时 A 单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数 B 反应物浓度等于生成物浓度 C 反应物与生成物浓度保持不变 D 混和体系中各组成成份和含量保持不变 投影小结 投影小结 注意 1 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 2 在可逆反应中 反应物不能按化学计量数之比完全转化为生成物 因 此 反应物的转化率小于 100 3 有些反应的可逆性很小 如 Ag Cl AgCl 一般可视为不可逆反 应 4 化学反应的限度可以通过改变条件而改变 板书 板书 4 4 化学平衡的标志 化学平衡的标志 以以 mA nBmA nB xC yDxC yD 为例 为例 5 5 v Bv B耗 耗 v B v B生 生 6 6 v Cv C耗 耗 v D v D生 生 x yx y 7 7 c C c C C C n C n C 保持不变保持不变 8 若若 A A B B C C D D 为气体 且为气体 且 m n x ym n x y 则压强恒定 体系气体平均分 则压强恒定 体系气体平均分 子量恒定子量恒定 随堂练习 随堂练习 判断下列是否达到平衡 1 各物质的物质的量或各物质的物质的量浓度一定 2 各物质的质量或各物质的质量分数一定 3 各气体的体积或体积分数一定 16 4 总体积 总压力 总物质的量一定 5 单位时间内消耗了 m mol A 的同时生成了 n mol A 6 单位时间内消耗了 n mol B 的同时生成了 x mol C 7 m n x y 时 总压力一定 平均分子量一定 8 m n x y 时 总压力一定 平均分子量一定 讲 讲 请同学们根据这节课我们学习的知识 来解决一下高炉尾气之迷 任何化学反应都有一定的限度 不能按化学反应方程式的计量关系 完全反应 对可逆反应 Fe