化學反應的快慢和限度

1、第二節(jié) 化學反應的快慢和限度一、 教材分析（一）知識脈絡在學生認識了化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化的實質(zhì)后，引入化學反應進行的快慢和限度，使學生從化學反應快慢和限度這一全新的視角，繼續(xù)認識化學反應?；瘜W反應的快慢主要由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定，但外界條件的改變?nèi)纾悍磻锏臐舛取⒎磻臏囟?、反應物間的接觸面積、光、波、以及氣體反應體系的壓強等因素的變化都可影響反應的快慢。催化劑的使用同樣會改變化學反應的快慢。在可逆反應中，一定條件下反應只能進行到一定的程度，外界條件的改變會影響到化學平衡的移動，這是反應的限度問題。從分析化學反應的快慢和限度優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)的條件的選擇。（二）知識框架表示化學反應速率的方法

2、優(yōu)化化工生產(chǎn)條件的重要依據(jù)化學反應化學反應的限度（化學反應平衡） 化學反應的的快慢（化學反應速率）化學平衡的移動化學平衡的建立影響化學反應速率的因素（三）新教材的主要特點： 新教材中將此部分知識分解為必修部分和選修部分。必修部分與舊教材相比，降低了知識要求和難度。更簡潔、易懂，更注重理論聯(lián)系實際，注重培養(yǎng)學生的分析能力、知識遷移能力、科學實驗方法和科學素養(yǎng)。二教學目標（一）知識與技能目標1、使學生了解化學反應速率的概念，知道濃度、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響，初步了解如何調(diào)控化學反應的快慢。2、使學生了解化學平衡的特征，建立化學平衡的觀點，認識化學反應的進行是有一定限度的，化學平衡是

3、相對的。了解化學平衡的標志及平衡移動3、通過“認識化學反應的快慢”“催化劑對化學反應速率的影響”等探究活動，培養(yǎng)學生設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。4、通過“硫酸制造工業(yè)的發(fā)展”“催化劑和化學工業(yè)”等資料介紹，使學生了解控制反應條件在生產(chǎn)和科學研究中的重要作用。（二）過程與方法目標1、通過引導學生對自己熟悉的化學反應、工業(yè)生產(chǎn)的分析，讓他們學會怎樣提煉總結(jié)出解決問題的科學方法，半定量實驗的研究方法。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。（三）情感態(tài)度與價值觀目的1、通過“聯(lián)想質(zhì)疑”、“活動探究

4、”、“交流研討”、“觀察思考”等活動，激發(fā)學生探索未知知識的興趣，讓他們享受到探究未知世界的樂趣。2、通過“認識化學反應的快慢”，“催化劑對化學反應速率的影響”，“溫度對化學平衡的影響”等實踐活動，培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和精神。通過對化工生產(chǎn)資料的學習，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、勤奮好學的學習熱情。三、教學重點、難點（一）知識上重點、難點化學反應速率及影響因素；化學平衡的建立。（二）方法上重點、難點學會對照實驗和半定量實驗的實驗方法，實踐理論指導實踐的認識問題及解決問題的方法。從特殊到一般的認識事物的思維方法。四、教學準備（一） 學生準備1、預習 第二節(jié) 化學反應的快慢和限度。如何描述化學反應

5、的快慢？哪些條件可以影響化學反應的快慢？如何從實驗的角度去分析和探討？是不是所有的化學反應都進行得很完全？化學平衡是一種什么樣的平衡體系？如何優(yōu)化化工生產(chǎn)的條件？2、將學生每45人編為一組，設計“活動探究”的實驗方案。（二） 教師準備教學媒體、課件；五、教學方法問題推進、分析類比、實驗探究六、課時安排3課時七、教學過程【實驗探究】分組實驗：鎂、鋅和相同濃度的稀硫酸反應【質(zhì)疑】1、鎂、鋅和相同濃度的稀硫酸反應現(xiàn)象有什么不同？為什么不同？生活或?qū)W習過的化學反應中，哪些反應是較快的、哪些反應進行緩慢？2、實驗室制氧氣為什么要使用二氧化錳？【討論】學生討論思考上述問題?！疽胄抡n】從同學們以前所學的化

6、學反應知道，不同的反應有快慢之分，而有些反應需要加熱或使用催化劑，這是為什么呢？這就是我們今天要學習的從一個全新的角度去認識化學反應化學反應的快慢和限度?！军c評】密切結(jié)合學生已有的化學反應知識，從“問題”直接引入新課題，使將要學習的內(nèi)容一目了然，從實驗探究入手創(chuàng)設學生積極探究學習的氛圍。【板書】 第二節(jié) 化學反應的快慢和限度【閱讀并質(zhì)疑】閱讀教材3940頁“聯(lián)想質(zhì)疑”,如何認識化學反應的快慢？如何表示化學反應的快慢？催化劑在化學反應中有什么作用？ 【過渡】在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，二氧化硫氧化生產(chǎn)成三氧化硫要選擇一定的溫度、催化劑是為了有利于三氧化硫的生成。說明條件的不同對化學反應有影響，它們是如何

7、影響的呢？【板書】 一、化學反應的快慢【媒體顯示】“認識化學反應的快慢”的實驗設計：【思考、討論并質(zhì)疑】從所給試劑分析能發(fā)生哪些化學反應？為什么三種金屬的表面積要大致相同？你如何設計實驗？如何探討化學反應快慢與外界因素的關系？【學生設計】學生討論、分析所給物質(zhì)的濃度、狀態(tài)，設計實驗方案（1）銅片分別與同濃度的鹽酸在常溫和加熱條件下的實驗（2）鎂條、鐵片分別與同濃度的鹽酸的實驗（3）鐵片分別與不同濃度的鹽酸反應的實驗（4）鐵片分別與同濃度的鹽酸在常溫和加熱條件下的實驗（5）塊狀碳酸鈣分別與不同濃度的鹽酸的實驗（6）塊狀碳酸鈣、碳酸鈣粉末分別與同濃度的鹽酸的實驗 【質(zhì)疑】通過什么現(xiàn)象了解化學反應的

8、快慢？如何表示化學反應的快慢？【闡述】化學反應進行時可以通過觀察氣泡逸出的快慢、固體物質(zhì)的消失或產(chǎn)生的快慢、顏色改變的快慢來判斷化學反應的快慢。通常用化學反應速率來描述化學反應的快慢。【板書】1、化學反應速率用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。時間：（如每秒、每分、每小時）計算公式為C / t反應速率的單位：mol/(Ls ) mol/(Lmin) mol/(Lh)【思考】如何認識反應速率？1、某一反應物的濃度是2摩爾/升，經(jīng)過兩分鐘的反應，它的濃度變成了1.6摩爾/升，求該反應的反應速率。2、在一定條件下N2 + 3H2 2NH3 的反應中，起始C(N2) 為2mol/L，

9、C(H2)為5mol/L， 反應到2分鐘時，測得 C(NH3 )為0.4mol/L，(1)分別用N2 、 H2、 NH3 表示反應速率。 (2)反應到2分鐘時C(N2) 為_， C(H2)_?！军c評】簡單的計算有利于學生對反應速率的認識和理解?！拘〗Y(jié)】（1） 現(xiàn)表示的化學反應速率是平均速率，同一反應用不同物質(zhì)表示的化學反應速率數(shù)值可能不同，必須注明物質(zhì)。（2）起始濃度不一定按比例，但是轉(zhuǎn)化濃度一定按比例。（3） 同一反應各物質(zhì)的反應速率之比等于化學計量數(shù)之比。2A(g) + 3B (g) C (g) + 4D (g) (A):(B):(C):(D) = 2 ：3 ：1 ：42、影響化學反應速率

10、的因素【質(zhì)疑】化學反應的快慢主要取決什么？化學反應的快慢主要由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定?！举|(zhì)疑】一個實驗的結(jié)果會受到哪些外界因素的影響？它們是如何影響的？從幾組實驗可知比較一個實驗的結(jié)果會受到多方面因素的影響，如溫度、濃度、表面積等。【結(jié)論1】增加反應物的濃度，反應速率加快；【結(jié)論2】升高溫度，反應速率加快；通常情況下溫度每升高100C，化學反應速率將增大到原來的24倍。【質(zhì)疑】是否只有對吸熱反應升高溫度才能加快反應速率？請你舉例說明。不論是吸熱反應還是放熱反應升高溫度都能加快反應速率。如木炭的燃燒?！窘Y(jié)論3】增大反應物間的接觸面積，反應速率加快；【質(zhì)疑】催化劑是如何影響化學反應速率的？在2H2O2

11、 2H2O + O2的反應中，有二氧化錳、氯化鐵或過氧化氫酶做催化劑?！窘Y(jié)論4】催化劑能改變化學反應的速率。【閱讀思考】閱讀教材4142頁，了解催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的重要應用。生活中的催化劑你知道有哪些？【資料介紹】海鮮是一種含有嘌呤和苷酸兩種成分的食物，而啤酒中則富含分解這兩種成分的重要催化劑維生素。如果吃海鮮時飲啤酒，會促使有害物質(zhì)在體內(nèi)的結(jié)合，增加人體血液中的尿酸含量，從而形成難排的尿路結(jié)石。如果自身代謝有問題，吃海鮮的時候喝啤酒容易導致血尿酸水平急劇升高，誘發(fā)痛風，以致出現(xiàn)痛風性腎病、痛風性關節(jié)炎等。【質(zhì)疑】對氣體物質(zhì)參加的反應，壓強的改變對反應速率有影響嗎？如何理解？【闡述】一定溫度一

12、定物質(zhì)的量的氣體，壓強越大體積越小。所以加壓使體積減小，濃度增大，故加壓能加快反應速率。【結(jié)論5】對氣體物質(zhì)參加的反應，增大壓強能加快反應速率?！景鍟〗Y(jié)】影響化學反應速率的因素有濃度、溫度、催化劑，還有壓強（對有氣體物質(zhì)的反應）、光波、電磁波、超聲波、溶劑、固體的表面積等。通常濃度越大，反應速率越快；溫度越高，反應速率越快；壓強越大，反應速率越快（對有氣體物質(zhì)的反應，為什么？）；催化劑能改變化學反應速率?！舅伎季毩暋?、在鋁和硫酸的反應中可以通過什么現(xiàn)象說明反應的快慢？可以通過改變哪些條件說明外界因素對反應速率的影響？2、下列措施肯定能使化學反應速率增大的是（ ）A.增大反應物的量 B.增大

13、壓強 C.升高溫度 D.使用催化劑【質(zhì)疑】在學習二氧化硫的性質(zhì)時有兩個重要的反應，體現(xiàn)二氧化硫的還原性和氧化性：2SO2 + O2 2SO3 ， SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O 。為什么一個式子用“”，一個式子用“”號？說明什么？ 有些化學反應不能進行完全，即反應物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。這與化學反應的限度有關?！景鍟?二、化學反應的限度【闡述】在2SO2 + O2 2SO3反應中二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫的同時，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧氣。【板書】1.可逆反應在同一條件下，能同時向正、反兩個方向進行的化學反應稱為可逆反應【注意】同一條件，同時進行；反應物不能完全轉(zhuǎn)化為生

14、成物。【質(zhì)疑】氫氣和氧氣在一定條件下能反應生成水，水在一定條件下又能分解為氫氣和氧氣，水的分解反應是可逆反應嗎？還有哪些反應是可逆反應？【質(zhì)疑、討論】常溫下，在100g水中加入100g氯化鈉固體，能否溶解完全（氯化鈉的溶解度小于100g）？在一定溫度下的氯化鈉的飽和溶液中加入氯化鈉固體能否溶解？【闡述】常溫下，在100g水中溶解的氯化鈉是一定的。一定溫度下的氯化鈉的飽和溶液中加入氯化鈉的固體，固體會溶解同時溶液中的溶質(zhì)又會析出，但溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量并沒有變化，只是溶解的速率與結(jié)晶的速率相同，而達到溶解結(jié)晶平衡。平衡時溶解和結(jié)晶的過程并沒有停止，這是一個動態(tài)平衡?！举|(zhì)疑、探討】一定條件下的可逆反應

15、能否出現(xiàn)正、逆反應速率相等？請在下圖中畫出反應A(g) + B(g) C(g) + D(g)的反應速率和反應時間的關系圖。反應時間反應速率【闡述】由圖可知一定條件下，從反應物開始建立的可逆反應，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，一段時間后，正、逆反應速率相等，反應速率不再隨時間的變化而變化，反應達到平衡。從逆反應開始也可以嗎？【點評】從已學過的溶解結(jié)晶平衡認識平衡的特點，從數(shù)學的模式，采用直觀的圖示認識平衡，幫助學生建立化學平衡的概念。使抽象的概念學習變得直觀、易懂?！景鍟?.化學平衡化學平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應里正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)保持不

16、變的狀態(tài)?！举|(zhì)疑】化學平衡的特征是什么？為什么說化學平衡是動態(tài)平衡？動：V正 = V逆 0，動態(tài)平衡定：外界條件一定，各組成的百分含量一定（不是相等）變：外界條件改變，平衡被破壞、發(fā)生移動而建立新的平衡【質(zhì)疑】化學平衡隨條件的變化而變化，哪些條件對化學平衡有影響？【觀察思考】溫度對NO2與N2O4反應平衡狀態(tài)是如何影響的？為什么條件的改變平衡狀態(tài)被破壞？【闡述】在2NO2 N2O4的反應中，已知生成N2O4的反應是放熱反應，當溫度升高時，氣體顏色變深，說明NO2的濃度增大，升高溫度有利于NO2的生成。溫度的改變使正、逆反應速率不等，原平衡被破壞，可見化學平衡是在一定條件下建立的，同一可逆反應條

17、件不同平衡狀態(tài)不同，即化學平衡發(fā)生移動?；瘜W平衡移動：化學平衡只有在一定的條件下才能保持平衡。如果一個可逆反應達到平衡狀態(tài)以后，反應條件（如濃度、壓強、溫度等）改變了，平衡混合物里各組成物的質(zhì)量分數(shù)也就隨之改變而達到新的平衡狀態(tài)，這叫化學平衡的移動。平衡狀態(tài) 不平衡狀態(tài) 新平衡狀態(tài)V正=V逆 V正V逆 V正=V逆化 學 平 衡 移 動【實驗探究】補充濃度、壓強對化學平衡移動的影響濃度對Fe3與SCN反應平衡狀態(tài)的影響0.01mol / L FeCl3和 0.01mol / LKSCN等體積混合 Fe3 3SCN Fe(SCN)3平衡向正反應方向移動加1mol / L FeCl3 紅色加深加1m

18、ol / L KSCN 紅色加深 對比壓強對NO2與N2O4反應平衡狀態(tài)的影響增大壓強反應混合物的顏色先變深后變淺，但比原平衡混合物的顏色要深，平衡向生成N2O4的方向移動；減小壓強反應混合物的顏色先變淺后變深，但比原平衡混合物的顏色要淺，平衡向生成NO2的方向移動。如何解釋上述顏色的變化？【討論】催化劑對化學平衡移動有影響嗎？為什么？【板書、結(jié)論】化學平衡移動受到反應物的濃度、壓強、溫度等因素的影響。濃度：在其它條件不變時，增大反應物（或減小生成物）濃度，平衡向正反應方向移動壓強：在其它條件不變時，增大（或減?。簭姡胶庀驓怏w體積縮?。ɑ驍U大）的方向移動溫度：在其它條件不變時，升高（或降低

19、）溫度，平衡向吸熱（或放熱）方向移動催化劑：對化學平衡移動無影響催化劑500【概述】通過本節(jié)的學習，我們從一個全新的角度去認識化學反應，即反應的快慢和反應的限度。一個反應的快慢和限度與反應物的性質(zhì)有關，但外界條件的變化對反應的快慢和限度會產(chǎn)生影響，因此研究一個反應我們應選擇有利的反應條件。如硫酸工業(yè)的反應條件的選擇，合成氨工業(yè)的反應條件的選擇。你如何認識硫酸工業(yè)的反應條件的選擇？2SO2 + O2 2SO3【思考討論】1、下列有關化學平衡狀態(tài)的描述正確的是1）化學平衡狀態(tài)就是正逆反應速率相等，且均等于零，反應停止了的狀態(tài)。2）對于反應3Fe(S)+4H2O(g) Fe3O4(S)+4H2(g)

20、當壓強不變時，反應達到平衡。當氣體水的濃度不變時，反應達到平衡。 當Fe3O4的質(zhì)量不變時，反應達到平衡到達。2、下列敘述中可以說明反應2HI H2 + I2(g)已達平衡狀態(tài)的是單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時生成n mol HI一個 HH 鍵斷裂的同時有兩個 HI 鍵斷裂百分組成 HI % = I2 % 反應速率 VH2 = VI2 = 1/2VHI 時HI H2I2 = 211 時 V(HI)分解= V(HI)生成 壓強不變 C(HI)= 2 C(I2)3、在容積不變密閉容器中，對于合成氨反應是否達到平衡的標志是1)V(N2)V(H2)= 13 2) V(N2)V(NH3)= 123

21、) V(NH3)= 2 V(N2) 4) V(NH3)分解= V(NH3)合成5) C(NH3)= 2 C(N2) 6)壓強不變7) 每消耗 n mol N2的同時生成 2n mol NH3 8)密度不變9) 混合氣體中氮氣的體積百分含量不變【思考討論】2、3兩題有什么不同？判斷化學平衡建立的標志是什么？根據(jù)什么可以判斷在一定條件下，一個任意反應：mA nB pC qD 是否達到化學平衡？【點評】通過思考討論使學生學會從特殊到一般的認識事物的思維方法?！拘〗Y(jié)】判斷化學反應達到平衡的標志1） V(正)= V(逆) 正逆反應的描述：同一物質(zhì)消耗和生成，反應物和生成物消耗或生成速率相等：同一物質(zhì)速率

22、的數(shù)值相等，不同物質(zhì)速率的數(shù)值與系數(shù)成正比即相等2）混合氣體中各組分的體積百分含量不變（或某物質(zhì)的物質(zhì)的量不變）3）反應前后氣體的體積不等時，壓強不變或平均分子量不變或密度不變4）同種物質(zhì)化學鍵的斷裂與化學鍵的形成的物質(zhì)的量等，體系中含有色物質(zhì)時，顏色不隨時間的變化而變化若以化學鍵或濃度表示，則必須對應反應物和生成物且要按反應方程式系數(shù)關系成比例【概括整合】1、填寫下表，總結(jié)影響化學反應速率的因素條件條件改變對化學反應速率的影響濃度壓強溫度催化劑2、什么是化學平衡？它具有哪些特點？與溶解結(jié)晶平衡有什么相同的方面？3、你可以從哪幾個方面去認識一個化學反應？【本節(jié)練習】1、反應A + 3B = 2

23、C + 2D在四種不同情況下的反應速率分別為：V(A)=0.15mol/(Ls) V(B)=0.6mol/(L.s) V(C)=0.4mol/(Ls) V(D)=0.45mol/(L.s)該反應進行的快慢順序為_.提示：以同一物質(zhì)為標準,將其他物質(zhì)表示的反應速率換算為用該物質(zhì)表示的速率，并比較。2、在一定溫度下，可逆反應A(g) + 3B(g) 2C(g) 達到平衡的標志是（ ）A.C生成的速率與C分解的速率相等 B.A，B，C的濃度不再變化C.單位時間生成n mol A，同時生成3n mol BD.A、B、C、的分子數(shù)之比為1 3 23、已知合成氨反應的濃度數(shù)據(jù)如下： N2 + 3H2 2NH3起始濃度mol/L1.03.002秒末濃度mol/L0.61.80.8當用氨氣濃度的增加來表示該化學反應速率時，其速率為( ).A.0.2 mol/(Ls) B.0.4 mol/(Ls) C.0.6 mol/(Ls) D.0.8 mol/(Ls)4、關于化學反應速率的說法正確的是( ).A.化學反應速率可表示可逆反應進行的程度B.化學反應速率是指一定時間內(nèi)，任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加C.對于任何化學反應來說，反應速率越快，反應現(xiàn)象就越明顯D.根據(jù)反應速率的大小可知化學反應進行的相對快慢 5、下