《化學反應速率-第1課時》示范課教學設計【化學人教版高中選擇性必修第一冊(新課標)】

第一節(jié)化學反應速率第1課時化學反應速率教學目標1.了解化學反應速率的含義。2.理解化學反應速率的表達式及其簡單計算。教學重難點化學反應速率的表示方法、計算。教學過程【新課導入】展示與生活有關(guān)的化學反應事例如煙花、爆炸、發(fā)霉、牛奶變質(zhì)、溶洞形成、鋼鐵生銹等等，調(diào)動學生學習興趣我們知道不同化學反應的速率有大有小，如火藥爆炸可在瞬間完成，溶液中的一些離子反應可在分秒中實現(xiàn)，而室溫下的塑料、橡膠老化則比較緩慢，自然界的巖石風化，溶洞形成則更是經(jīng)歷百年甚至千年才能完成。那么如何表示反應速率呢，今天我們來學習化學反應速率?！拘轮v解】【閱讀理解】閱讀教材p22、23的內(nèi)容，理解化學反應速率?！窘涣饔懻摗浚?）怎樣判斷化學反應的快慢？（2）通過對實驗現(xiàn)象的觀察你能否判斷出一個反應比另一個反應快多少嗎？【回答】我們可以比較產(chǎn)生氣泡的快慢，溶液顏色變化的快慢等現(xiàn)象比較反應速率的大小，通過實驗現(xiàn)象不能判斷一個反應比另一個反應快多少。【引言】我們需要具體數(shù)據(jù)定量判斷速率的大小。【講解】化學反應速率可以用單位時間、單位體積中反應物或生成物的物質(zhì)的量的變化來表示。如果反應體系的體積是恒定的，通常使用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示?；瘜W反應速率含義1、表示方法：用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。2、數(shù)學表達式：V=△C/△t3、反應速率的單位：mol/（L·s）mol·L-1·s-1或mol/（L·min）mol·L-1·min-1或mol/（L·h）mol·L-1·h-1【交流討論】化學反應速率含義的理解。中學教材中所說的反應速率是瞬時速率還是平均速率？平均速率對于反應CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，能否用CaCO3來表示化學反應速率？不能用固體或純液體物質(zhì)來表示化學反應速率。3.同一化學反應，用不同物質(zhì)表示其反應速率時，數(shù)值相同嗎？不一定相同，若化學反應計量數(shù)相同，則反應速率相同；否則，不相同?！具^渡】根據(jù)化學反應速率的含義，如何計算呢？化學反應速率的計算數(shù)學表達式法：V=△C/△t2.運用“三段式”求解化學反應速率計算題的一般步驟(1)寫出有關(guān)反應的化學方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程計算。【課堂練習】1.在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，發(fā)生反應N2+3H2?2NH3，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應在2s內(nèi)的化學反應速率。解析:N2+3H2?2NH3起始量/mol: 1 3 0變化量/mol: 0.2 0.6 0.42s末量/mol: 1-0.2 3-0.6 0.4則v(N2)=0.2mol/2L×2s=0.05mol·L-1·s-1v(H2)=0.6mol/2L×2s=0.15mol·L-1·s-1v(NH3)=0.4mol/2L×2s=0.1mol·L-1·s-12.向一個容積為1L的密閉容器中放入2molSO2和1molO2，在一定的條件下，2s末測得容器內(nèi)有0.8molSO2，求2s內(nèi)SO2、O2、SO3的平均反應速率？解析：2SO2(g）+O2(g）?2SO3(g）C起始（mol/L)210C變化（mol/L)1.20.61.2C2s后（mol/L）0.80.41.2則：v（SO2）=1.2mol·L-1/2s=0.6mol·L-1·s-1v（O2）=0.6mol·L-1/2s=0.3mol·L-1·s-1v（SO3）=1.2mol·L-1/2s=0.6mol·L-1·s-1【交流討論】上述兩題用不同物質(zhì)表示的化學反應速率不同，有何規(guī)律？v(N2):v(H2):v(NH3)=0.05mol·L-1·s-1:0.15mol·L-1·s-1:0.1mol·L-1·s-1=1:3:2v（SO2）:v（O2）:v（SO3）=0.6mol·L-1·s-1:0.3mol·L-1·s-1:0.6mol·L-1·s-1=2:1:2通過以上計算我們可以得到以下結(jié)論：對某一具體的化學反應來說，用不同物質(zhì)的濃度變化來表示化學反應速率時，數(shù)值往往不同，其數(shù)值之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比，在表示某反應速率時應注明是用哪種物質(zhì)表示的?！究偨Y(jié)】化學反應速率的特點1.化學反應速率通常指的是某物質(zhì)在某一段時間內(nèi)的平均反應速率，而不是瞬時反應速率。2.由于在反應中固體和純液體的濃度是恒定不變的。因此一般不用固體和純液體來表示化學反應速率。3.在同一化學反應中，在相同的反應時間內(nèi)，可用不同物質(zhì)表示化學反應速率，其數(shù)值之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比?！菊n堂練習】3.在一定條件下，對于反應A2(g)+3B2(g)?2AB3(g)來說,以下化學反應速率中，表示化學反應速率最大的是()A.v(A2)=0.8mol·L-1·s-1B.v(A2)=60mol·L-1·min-1C.v(AB3)=1.0mol·L-1·s-1D.v(B2)=1.2mol·L-1·s-1答案:B解析：解此類題目要先統(tǒng)一單位，然后利用化學反應速率之比等于對應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比轉(zhuǎn)化為同一種物質(zhì)表示的反應速率再進行比較。若都轉(zhuǎn)化為用A2表示的反應速率且單位統(tǒng)一為mol·L-1·s-1，則A項中v(A2)=0.8mol·L-1·s-1，B項中v(A2)=1mol·L-1·s-1，C項中v(A2)=0.5mol·L-1·s-1，D項中v(A2)=0.4mol·L-1·s-1，則化學反應速率最大的是B項。4.對于反應N2(g)+3H2O(g)?2NH3(g)+O2(g)，在不同時間段內(nèi)所測反應速率如下，則表示該化學反應進行最快的是()A.v(NH3)=1.5mol·L-1·min-1B.v(N2)=1.2mol·L-1·min-1C.v(H2O)=1.67mol·L-1·min-1D.v(O2)=1.5mol·L-1·min-1答案:B解析:將選項中的各反應速率換算成同一物質(zhì)的反應速率,然后比較?！窘涣饔懻摗炕瘜W反應速率大小的比較方法1.用同一物質(zhì)的反應速率比較反應進行的快慢時，必須要保證在速率單位一致的前提下再比較數(shù)值的大小。例如，v(H2)=0.1mol·L-1·s-1與v(H2)=3mol·L-1·min-1，不能只看數(shù)值大小，應該先將單位統(tǒng)一后，再進行比較。2.用不同物質(zhì)的反應速率比較反應快慢時，除要保證單位一致外，還要根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比進行換算后再比較。【過渡】化學反應的速率是通過實驗測定的。測定方法有哪些？【交流討論】閱讀課本，找出測定速率的方法化學反應的速率的測定【講解】化學反應是可以通過實驗測定的，根據(jù)化學反應速率的表達式V=△C/△t，我們可以測定測定不同時刻反應物的濃度即可，所以任何一種與物質(zhì)濃度有關(guān)的可觀測量都可以加以利用。1.直接觀察某些性質(zhì)（如釋放出氣體的體積和體系壓強）；2.科學儀器測定（如顏色的深淺、光的吸收和發(fā)射、導電能力等）；3.溶液中，常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。【課堂小結(jié)】【課堂檢測】1.4A(s)＋3B(g)?2C(g)＋D(g)，經(jīng)2min，物質(zhì)B的濃度減少0.6mol/L。對此反應速率的表示正確的是(D)A．用A表示的反應速率是0.4mol/(L·min)B．2min內(nèi)，v（B）和(C)表示的反應速率的值都是逐漸減小的C．2min末的反應速率用B表示是0.3mol/(L·min)D．分別用B、C、D表示的反應速率的比值是3∶2∶1解析：物質(zhì)A是固體，濃度不變，不能用A表示該反應的反應速率，故A錯誤；B是反應物，濃度降低，v(B)逐漸減小，C是生成物，濃度增大，v(C)逐漸增大，故B錯誤；2min末的反應速率為瞬時速率，用B表示的反應速率0.3mol/(L·min)是2min內(nèi)的平均反應速率，故C錯誤；反應速率之比等于方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，則v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，故D正確。2.反應4A(g)＋3B(g)2C(g)＋5D(g)在四種不同條件下的反應速率分別為①v(A)＝0.02mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6mol·L－1·min－1③v(C)＝0.3mol·L－1·min－1④v(D)＝1.2mol·L－1·min－1其中表示該反應速率最慢的是(C)A．①B．②C．③D．④解析：根據(jù)反應4A(g)＋3B(g)C(g)＋5D(g)，可以選物質(zhì)D為參照，根據(jù)化學反應速率之比等于化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比這一結(jié)論，轉(zhuǎn)化為用同種物質(zhì)表示的反應速率分別為：①v(A)＝0.02mol·L－1·s－1＝1.2mol·L－1·min－1，v(D)＝1.2mol·L－1·min－1×5/4＝1.5mol·L－1；②v(D)＝0.6mol·L－1·min－1×5/3＝1mol·L－1·min－1；③v(D)＝0.3mol·L－1·min－1×5/2＝0.75mol·L－1·min－1；④v(D)＝1.2mol·L－1·min－1；所以反應速率最慢的是③，C正確。3．對于鋅粒與稀H2SO4的反應，下列說法中不正確的是(D)A．可選用顆粒大小基本相同的鋅粒與等體積不同濃度的硫酸反應，比較二者收集10mLH2所用的時間，從而計算反應速率并說明濃度對反應速率的影響B(tài)．可選用等質(zhì)量的鋅片和鋅粒與等量相同濃度的硫酸反應，記錄鋅完全消失的時間，從而計算反應速率并說明固體表面積對反應速率的影響C．可記錄溶液中c(H＋)隨時間的變化(用pH計測定溶液的pH)來測量反應速率D．可記錄溶液的溫度變化(用溫度計測量溫度)來測量反應速率解析：D項中如果參與反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，則溫度不同，不能用于比較反應速率，故D不正確，A、B、C說法均正確。4．在某恒容密閉容器中投入X、Y、W、Q四種物質(zhì)，經(jīng)一段時間后測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表所示：XYWQ10min1.0mol3.0mol1.0mol2.0mol20min0.5mol1.5mol2.0mol1.0mol上述容器中發(fā)生的化學反應方程式可能是(C)A．X＋2Y=2W＋2Q B．3X＋Y＋2W=2QC．X＋3Y＋2Q=2W D．X＋2Y＋3Q=2W解析：從表格數(shù)據(jù)可看出X、Y、Q的物質(zhì)的量減少，而W的物質(zhì)的量增加，說明X、Y、Q是反應物，W是產(chǎn)物。在同一容器中，相同時間內(nèi)，各物質(zhì)的速率之比等于物質(zhì)的量變化量之比，等于化學計量數(shù)之比。n(X)∶n(Y)∶n(Q)∶n(W)＝(1.0mol－0.5mol)∶(3.0mol－1.5mol)∶(2.0mol－1.0mol)∶(2.0mol－1.0mol)＝1︰3︰2︰2，所以X、Y、Q、W的計量數(shù)之比為1︰3︰2︰2，選C。5．已知：反應aA(g)＋bB(g)?cC(g)，某溫度下，在2L的密閉容器中投入一定量的A、B，兩種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。(1)從反應開始到12s時，用A表示的反應速率為__0.05__mol·L－1·s－1___。(2)經(jīng)測定前4s內(nèi)v(C)＝0.05mol·L－1·s－1，則該反應的化學方程式為__3A(g)＋B(g)?2C(g)___。(3)若上述反應分別在甲、乙、丙三個相同的密閉容器中進行，經(jīng)同一段時間后，測得三個容器中的反應速率分別為甲：v(A)＝0.3mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝9.6mol·L－1·min－1；則甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢的順序為__乙>甲>丙___。解析：(1)從0到12s，Δc(A)＝0.8mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.6mol·L－1，v(A)＝0.6mol·L－1÷12s＝0.05mol·L－1·s－1。(2)前4s內(nèi)，Δc(A)＝0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，v(A)＝0.3mol·L－1÷4s＝0.075mol·L－1·s－1；v(A)︰v(C)＝a︰c＝0.075mol·L－1·s－1︰0.05mol·L－1·s－1＝3︰2，由圖像知，在12s時Δc(A)︰Δc(B)＝0.6mol·L－1︰0.2mol·L－1＝3︰1＝a︰b，則a、b、c三者的比例為3︰1︰2，所以該反應的化學方程式為3A(g)＋B(g)?2C(g)。