化学反应的速率和限度

《化学反应的速率和限度》教学设计方案（第1课时）【教材分析】《化学反应速率》是人教版高中化学必修2第二章第3节第1课时的内容。通过以前对元素化合物知识的学习，学生知道了物质的性质不同，跟其他物质反应时反应快慢不同。但是没有从根本上认识化学反应的快慢。本节教学目的不是让学生深入认识化学反应速率，而是让他们认识化学反应有快慢之分，引导学生从化学反应快慢这一全新的视角，继续认识化学反应。在实际生活生产中，很多方面都涉及到化学反应速率问题，所以把化学反应速率的概念，了解影响化学反应速率的因素定为本节的重点，而学习的目的在于应用，对影响化学反应速率的因素原理的学习显得尤为重要，那么如何根据具体外界条件的变化，造成反应速率变化，通过实验分析比较，便成为突破难点的关键。这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础，同时也为选修4《化学反应原理》中第二章“化学反应速率和化学平衡”做好铺垫。【学情分析】本节课授课对象是高一学生，他们在初中以及高一上学期的学习中已经有了一定的学习经验。在本节课之前，已经了解了一些有关化学反应快慢的知识，知道了物质的性质不同，例如知道金属的活泼性，有的能跟酸反应，有的不能跟酸反应。意识到化学反应中有的进行得比较快，有的比较慢。在能力上已经具备了一定的实验探究能力和实验操作能力，同时学生对新知识的学习又具有强烈的好奇心，利用学生的好奇心和求知欲，在实验中去探索。【三维目标】1.知识与技能（1）使学生了解化学反应速率的概念及表示方法；（2）掌握有关化学反应速率的计算；（3）知道影响化学反应速率的因素。2.过程与方法（1）重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力；（2）通过实验探究分析影响化学反应速率的外界条件，进而提高学生的动手能力，增强学习化学的兴趣。3.情感态度与价值观培养学生参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活时间的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。【教学重点】1.化学反应速率的概念及表示方法；2.有关化学反应速率的计算；3.化学反应速率的影响因素。【教学难点】1.有关化学反应速率的计算。2.化学反应速率的影响因素。【课的类型】新授课【主要教学方法】讲授法、实验探究法。【教学准备】教师准备：制作多媒体课件、准备演示实验药品及仪器。学生准备：预习化学反应速率。【教学效果预测】通过本节课的学习，使学生掌握有关化学反应速率的计算及影响化学反应速率的因素。【教学过程】[复习回顾]在前面的学习中，我们已经学习了化学反应的特征，化学反应有什么特征呢？[学生]物质的变化和能量的变化。[教师]化学反应的特征是物质变化的同时伴随着能量的变化，即物质的变化和能量的变化。[引入]那么当一个具体的化学反应应用于生产生活中时，人们最关心的问题是什么呢？反应进行的快慢和进行的限度，这就是我们第二节要讨论的问题。今天我们首先学习化学反应的速率。[板书]2-3-1化学反应的速率[思考与交流]（P47）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，有的化学反应进行的慢。你了解下列化学变化过程进行的快慢吗？炸药爆炸金属锈蚀食物腐败离子反应塑料老化溶洞形成[分析]以上这些变化过程中都发生了化学反应，不同的化学反应进行的快慢千差万别，“快”与“慢”是相对而言的，是一种“定性”的比较，通常要确定一个参照物，比如：“牛奶变质”相对“炸药爆炸”来说进行的较慢，而相对于“溶洞形成”却较快，而在科学研究和应用实际中，需要对化学反应进行的快慢进行“定量”的描述和比较，比如物理学中已经学习过，光的传播速度是很快的，这是定性描述，而光在空气中的传播速度是3×108m[板书]一、化学反应速率[投影]化学反应速率是衡量一个化学反应进行快慢程度的物理量。用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。[板书]1.意义：2.表示方法：[讲解]注意：这儿的浓度指的是物质的量浓度下面我们再来看反应速率的计算式。[板书]3.计算式：V=∆c/∆t(△C均取正值)4.单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1[思考]某一化学反应在第5s时的反应速率是0.2mol/(L﹒s)的说法正确吗？参考答案：不正确。化学反应速率指的是平均反应速率而不是瞬时速率。[投影]注意：（1）化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。[投影练习]1.在N2+3H2====2NH3反应中，自开始至２s，NH3的浓度由０变为0.6mol/L，则以NH3表示的化学反应速率是多少？参考答案：解：v(NH3)=∆c/∆t=（0.6-0）/2=O.3mol/(L·s)答：以NH3表示的化学反应速率是O.3mol/(L·s)。2.某分解反应的反应物A的浓度在10min内从6mol/L变成2mol/L，则在这10min内以A表示的化学反应速率是多少？参考答案：解：v(A)=∆c/∆t=(6-2)/10=0.4mol/(L·min)答：以A表示的化学反应速率是0.4mol/(L·min)。[设疑]在一个化学反应中，反应速率既可以用反应物浓度的减少量来表示，也可以用生成物浓度的增加量来表示。那么同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率是否相同呢？其大小有什么关系呢？[投影练习]3.反应4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行,30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？参考答案：解：v(NO)=∆c/∆t=0.3/5/30=0.002mol/(L·s)答：此反应的平均反应速率用NO来表示为0.002mol/(L·s)。问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？若用NH3来表示呢?参考答案：v(O2)=0.0025mol/(L·s)v(NH3)=0.002mol/(L·s)[投影]注意：（2）在同一化学反应中，用不同的物质表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同，所以描述反应速率时需要指明具体的物质。如V(NO)。（3）固体或纯液体的浓度视为常数，△C=0，所以不能用固体或纯液体表示化学反应速率。[思考]通过第三题，同学们有没有发现，在同一反应中，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率大小有什么关系呢？[学生]速率之比=化学计量数之比。[投影]注意：（4）各物质的反应速率之比=化学方程式中的化学计量数之比。反应:aA＋bB=cC＋dD（A、B、C、D都不是固体和纯液体）V(A)︰V(B)︰V(C)︰V(D)＝a︰b︰c︰d[投影练习]4.反应3A（g）+B（g）=2C（g）+2D（g）,在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：①v(A)=0.6mol/(L·min)②v(B)=0.45mol/(L·min)③v(C)=0.015mol/(L·min)④v(D)=0.45mol/(L·min)则此反应在不同条件下进行最快的是（）A.②③B.①③C.②④D.②参考答案：D[投影]注意：（5）对同一个反应进行快慢的比较时，要换算成同一物质的反应速率。并且要注意反应速率的单位是mol/(L·min)还是mol/(L·s)。[投影练习]5.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-1·s-1,V(B)=a/2mol·L-1·s-1,V(C)=amol·L-1·s-1,则该反应的化学方程是。参考答案：2A+B=2C[过渡]影响化学反应速率的因素有哪些呢？[板书]二、化学反应速率的影响因素[思考]Mg和Fe与盐酸反应时哪个反应快？[学生]Mg快。[思考]为什么是Mg快呢？[学生]Mg性质活泼。[解释]Mg性质比Fe活泼，导致反应较快，所以物质本身的性质是决定反应速率的内因。[板书]1.内因（决定作用）：反应物本身的性质。[思考]除了反应物本身的性质之外，外界条件对反应速率有没有影响呢？我们通过下面的实验来进行探究。[板书]2.外因（外界条件）：[演示实验]演示实验2-5[投影]现象：溶液中产生气泡速率的相对大小为：热水>常温>冷水结论：其它条件不变时，温度越高，反应速率越快。[板书]（1）温度：其他条件不变时，温度越高，反应速率越快。[演示实验]演示实验2-6[投影]现象：产生气泡速率的相对大小为：①﹥③，②﹥③结论：催化剂能加大H2O2分解的反应速率。[板书]（2）催化剂：其他条件不变时，使用催化剂能加快反应速率。[思考与交流]1.为什么要将食物存放在温度低的地方（如电冰箱）？2.实验时，通常要将两块块状或颗粒状的固体药品研碎，并混合后再进行反应。原因是什么？3.人们常把固体试剂溶于水配成溶液后再进行化学实验，原因是什么？4.实验室常用约30%左右的硫酸溶液（约3.7moL/L）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（锌粒还有剩余），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？[讲解]从上面的实验和事例可以看出，温度、固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、催化剂等都可以影响化学反应速率。除此之外，气态物质的压强也会影响反应速率。[板书]（3）固体的表面积：其他条件不变时，固体反应物的表面积越大，反应速率越快。（4）浓度：其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快。（5）压强：其他条件不变时，气态物质的压强越大，反应速率越快。[阅读]阅读课本P49-50科学视野，了解神奇的催化剂。[投影练习]6.决定化学反应速率的最主要因素是()A.反应物的性质B.反应物的浓度C.反应温度D.使用催化剂答参考案:A7.对于反应N2+3H2====2NH3,当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成NH3的反应速率的变化填入空格里（填“增大”“减小”或“不变”）：编号改变的条件生成NH3的速率①升高温度②增大N2的浓度③使用催化剂④压缩体积⑤减小H2的浓度答参考案:增大增大增大增大减小【课堂小结】本节课主要学习了：一、化学反应速率的计算二、化学反应速率的影响因素其中化学反应速率的有关计算中要注意五个问题，即（1）化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。（2）描述反应速率时要指明具体的物质。（3）固体或纯液体的浓度视为常数，△C=0，所以不能用固体或纯液体表示化学反应速率。（4）各物质的反应速率之比=化学方程式中的化学计量数之比。（5）对同一个反应进行快慢的比较时，要换算成同一物质的反应速率。并且要注意反应速率的单位是mol/(L·min)还是mol/(L·s)。化学反应速率的影响因素有内因和外因，内因（决定作用）：反应物本身的性质。外因（外界条件）：温度、催化剂、固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、压强等。【作业布置】优化设计【板书设计】2-3-1化学反应速率化学反应速率1.意义：2.表示方法：3.计算式：V=∆c/∆t