高中離子反應(yīng)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-06化學(xué)反應(yīng)的速率。
選修四第二章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo):
1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的涵義
2、理解化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
(一)化學(xué)反應(yīng)速率
1.表示方法
通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的_________或生成物濃度的_________來表示。
2.計(jì)算式
表達(dá)式中Δc表示濃度的改變量,單位為mol/L。
對(duì)于Δc(反應(yīng)物)=c(初)-c(末),對(duì)于Δc(生成物)=c(末)-c(初)。Δt表示反應(yīng)所需時(shí)間,單位為s、min、h等。
3.單位
一般為_________或_________或_________。
4.意義
衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度。
三、提出疑惑
同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算
2、了解化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量方法
學(xué)習(xí)重點(diǎn):根據(jù)方程式計(jì)算反應(yīng)速率
二、學(xué)習(xí)過程:
(一)反應(yīng)速率的計(jì)算
要點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
1.化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算方法
(1)數(shù)學(xué)表達(dá)式:
例1、在2L的密閉容器中,加入1mol和3mol的H2和N2,發(fā)生N2+3H2NH3,在2s末時(shí),測(cè)得容器中含有0.4mol的NH3,求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。
解:N2+3H22NH3
起始量(mol):130
2s末量(mol):1-0.23-0.60.4
變化量(mol):0.20.60.4
則VN2==0.2/2×2==0.05mol/(Ls)VH2==0.6/2×2==0.15mol/(Ls)
VNH3==0.4/2×2==0.1mol/(Ls)
[討論]上述計(jì)算題的結(jié)果,你會(huì)得出什么結(jié)論?
(2)對(duì)某一具體的化學(xué)反應(yīng)來說,用不同物質(zhì)的濃度變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值往往不同,其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,如:
aA+bBdD+eE
v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)=_________
(二)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
求解化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算題一般按以下步驟:
①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式;
②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量;
③根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。
例如:反應(yīng)mA+nBpC
起始濃度(mol/L)abc
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)x
某時(shí)刻濃度(mol/L)a-x
要點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較
(1)同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同,但比較反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值的大小,而要通過轉(zhuǎn)化換算成同一物質(zhì)表示,再比較數(shù)值的大小。
(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值,如aA+bB==pY+qZ,即
比較與若則A表示的反應(yīng)速率比B大。
(3)注意反應(yīng)速率單位的一致性。
(4)注意外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律。
在反應(yīng)A+3B2C+2D中,若某條件下v(A)=0.15mol/(Lmin),則此時(shí)用v(B)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為v(B)=_________;若起始條件下,物質(zhì)C的物質(zhì)的量為0,經(jīng)過5秒后,C的物質(zhì)的量濃度為0.45mol/L,則用v(C)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為_________。
達(dá)標(biāo)練習(xí):
1.NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生
反應(yīng):4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2,4min后,測(cè)得生成的H2O占混合氣體體積的40%,則下列表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是()
A.v(N2)=0.125mol/(Lmin)B.v(H2O)=0.375mol/(Lmin)
C.v(O2)=0.225mol/(Lmin)D.v(NH3)=0.250mol/(Lmin)
2.反應(yīng)A+3B=4C+2D,在不同條件下反應(yīng),其平均反應(yīng)速率v(X)(表示反應(yīng)物的消耗速率或生成物的生成速率)如下,其中反應(yīng)速率最快的是(?。?br>
A.v(A)=0.4mol/(Ls) B.v(B)=0.8mol/(Ls)
C.v(C)=1.2mol/(Ls) D.v(D)=0.7mol/(Ls)
?。ㄈ┗瘜W(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定
按圖安裝兩套裝置,通過分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸,比較二者收集10mLH2所用的時(shí)間。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:兩套裝置中加入H2SO4溶液后都立即產(chǎn)生氣泡,但加入1mol/L硫酸的裝置中產(chǎn)生氣泡的速率較_________,收集10mLH2用的時(shí)間較_________;加入
4mol/L硫酸的裝置中產(chǎn)生氣泡的速率較_________,收集10mLH2用的時(shí)間較_________。
例題2將4molA氣體和2molB氣體在2L
的容器中混合,并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):
2A(g)+B(g)2C(g),若經(jīng)2s后測(cè)得C的濃度
為0.6mol/L,現(xiàn)有下列幾種說法:
①用物質(zhì)A表示反應(yīng)的平均速率為0.3mol/(Ls)
②用物質(zhì)B表示反應(yīng)的平均速率為0.6mol/(Ls)
③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%
④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7mol/L
其中正確的是()
A.①③B.①④C.②③D.③④
四.化學(xué)反應(yīng)速率圖象及其應(yīng)用
物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖象及其應(yīng)用
Z
例如:某溫度時(shí),在定容(VL)容器中,X、Y、三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。
根據(jù)圖象可進(jìn)行如下計(jì)算:
(1)某物質(zhì)的反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率,
如:V(X)=(n1-n3)/vt3mol/(Ls),
Y的轉(zhuǎn)化率=(n2-n3)/n2×100%。
(2)確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。
小試身手
一定溫度下在密閉容器內(nèi)進(jìn)行著某一反應(yīng),X氣體、Y
氣體的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間
變化的曲線如右圖。下列敘
述中正確的是()
A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為5YX
B.t1時(shí),Y的濃度是X濃度的1.5倍
C.t2時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等
D.t3時(shí),逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率
三反思總結(jié)
反應(yīng)速率的計(jì)算方法
反應(yīng)速率的計(jì)算注意事項(xiàng)
測(cè)定反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
四.當(dāng)堂檢測(cè):
1.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)剛開始時(shí),N2的濃度為3mol/L,H2的濃度為5mol/L,3min后測(cè)得NH3濃度為0.6mol/L,則此時(shí)間內(nèi),下列反應(yīng)速率表示正確的是()
A.v(NH3)=0.2mol/(Ls)B.v(N2)=1.0mol/(Lmin)
C.v(H2)=1.67mol/(Lmin)D.v(H2)=0.3mol/(Lmin)
2.氨分解反應(yīng)在容積為2L的密閉容器內(nèi)進(jìn)行。已知起始時(shí)氨氣的物質(zhì)的量為4mol,5秒末為2.4mol,則用氨氣表示該反應(yīng)的速率為()
A.0.32mol/(Ls)B.0.16mol/(Ls)
C.1.6mol/(Ls)D.0.8mol/(Ls)
3.在恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)A(g)B(g)+C(g)。若反應(yīng)物的濃度由2mol/L降到0.8mol/L需20s,那么反應(yīng)物濃度由0.8mol/L降到0.2mol/L所需反應(yīng)時(shí)間為()
A.10sB.大于10s
C.小于10sD.無法判斷
4.已知某條件下,合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始濃度/molL-1 1.0 3.00.2
2s末濃度/molL-10.6 1.81.0
4s末濃度/molL-10.4 1.21.4
當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該反應(yīng)的速率時(shí),下列說法中錯(cuò)誤的是(?。?br>
A.2s末氨氣的反應(yīng)速率=0.4mol/(Ls)
B.前2s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率=0.4mol/(Ls)
C.前4s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率=0.3mol/(Ls)
D.2s~4s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率=0.2mol/(Ls)
課后練習(xí)與提高
1.化學(xué)反應(yīng)速率是有單位的,下列表示的是化學(xué)反應(yīng)速率的單位的是()
A.mol/minB.mol/sC.mol/(Lmin)D.mol/(Ls)
2.在一個(gè)2L的容器中,放入2mol氣體A,5分鐘后,測(cè)得這種氣體A還剩余0.5mol,該反應(yīng)中氣體A的化學(xué)反應(yīng)速率是()
A.1.5mol/(Lmin)B.0.15mol/(Lmin)
C.0.75mol/(Lmin)D.0.075mol/(Lmin)
3.化學(xué)反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在下列四個(gè)選項(xiàng)中是不同的情況下測(cè)得的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率,其中表示該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率最快的是()
A.υ(A)=0.2mol(Lmin)B.υ(B)=0.45mol(Ls)
C.υ(C)=0.40mol(Lmin)D.υ(D)=0.35mol(Lmin)
4.可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),該可逆反應(yīng)在10L的密閉容器中進(jìn)行,30秒后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol,請(qǐng)分別用NH3、O2、NO、H2O表示該可逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率?
答案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
1.表示方法
減少增加
3.單位
mol/(Ls)mol/(Lmin)mol/(Lh)。
課內(nèi)探究學(xué)案
1.化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算方法
(1)數(shù)學(xué)表達(dá)式:
(4)0.45mol/(Lmin)0.09mol/(Ls)
達(dá)標(biāo)練習(xí):1.C2.A
三、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定
較慢較長;較快較短。
例題2B
小試身手B
當(dāng)堂檢測(cè):
1.D2.B3.B4.A
課后練習(xí)與提高
1.CD2.B3.B
4.V(H2O)=0.0015mol(Ls)
V(O2)=0.00125mol(Ls)
V(NO)=0.001mol(Ls)
V(NH3)=0.001mol(Ls)
精選閱讀
化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案
俗話說,磨刀不誤砍柴工。教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道教案要怎么寫呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo):
①掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念;
②學(xué)會(huì)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算;
③了解有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量方法;
④了解研究化學(xué)反應(yīng)速率的意義。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)
化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法及計(jì)算
學(xué)習(xí)過程:
思考與歸納:
問題:化學(xué)反應(yīng)速率的快慢如何表示?有什么特點(diǎn)?思考后請(qǐng)完成下列空白:
(1)化學(xué)反應(yīng)速率的概念:
(2)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式:,單位:。
(3)同一反應(yīng)選取不同反應(yīng)物表示反應(yīng)速率時(shí),其數(shù)值但表示的意義
(填“相同”或“不同:)。
(4)各物質(zhì)的速率之比等于該反應(yīng)方程式中的。在合成氨的過程中,如果在某一時(shí)間內(nèi)氮?dú)庀牡乃俾蕿閍,則氫氣的消耗的速率為。
例1、向一個(gè)容積為1L的密閉容器中放入2molSO2和1molO2,在一定條件下,2s末,測(cè)得容器內(nèi)有0.8molSO2,求2s內(nèi)SO2、O2、SO3的反應(yīng)速率和反應(yīng)速率之比。
解:2SO2+O22SO3
起始濃度(mol/L)210
變化了的濃度(mol/L)2—0.8(2—0.8)/22—0.8
所以:v(SO2)=(2mol/L—0.8mol/L)/2s==0.6mol.L—1.S—1
V(O2)=(2mol/L—0.8mol/L)/(2×2s)==0.3mol.L—1.S—1
V(SO3)=(2mol/L—0.8mol/L)/2s==0.6mol.L—1.S—1
反應(yīng)速率比v(SO2):V(O2):V(SO3)=0.6:0.3:0.6=2:1:2
答:
例2、某物質(zhì)A在一個(gè)2L的密閉容器中與其他物質(zhì)反應(yīng),5min后發(fā)現(xiàn)A的物質(zhì)的量由10mol變?yōu)?mol,再過5min還剩余1mol,計(jì)算前5min,后5min、10min內(nèi)的反應(yīng)速率。
解:前5min:v(A)=(10mol/L—4mol/L)/(2L×5min)=0.6mol.L—1.min—1
后5min:v(A)=(4mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.3mol.L—1.min—1
10min內(nèi):v(A)=(10mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.9mol.L—1.min—1
思考:通過以上兩個(gè)例題,可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意的幾個(gè)問題:
(1)求得的反應(yīng)速率均為正數(shù),沒有負(fù)數(shù)(只有大小無方向)
(2)求得的反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。
(3)對(duì)于不同化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率其數(shù)值不一定相等,但其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)之比(表示一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí)必須指明所對(duì)應(yīng)的物質(zhì))。
練習(xí):1、反應(yīng)4NH3+O24NO+6H2O,在5L的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,NO的物質(zhì)的量濃度增加了0.3mol/L則此時(shí)的反應(yīng)速率v(x)為()
A、v(O2)=0.01mol/(L.s)
B、v(NO)=0.08mol/(L.s)
C、v(H2O)=0.003mol/(L.s)
D、v(NH3)=0.002mol/(L.s)
2、某溫度時(shí),在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如右圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
反應(yīng)開始至2min,Z的平均反應(yīng)速率為
例3、反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為:
①v(A)=0.15mol/(L.s)②v(B)=0.6mol/(L.s)
③v(C)=0.4mol/(L.s)④v(D)=0.45mol/(L.s)
該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)椋骸?br>
當(dāng)堂達(dá)標(biāo)測(cè)試:
1、反應(yīng)2SO2+O22SO3經(jīng)一段時(shí)間后,SO3的濃度增加了0.4molL-1,在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04molL-1s-1,則這段時(shí)間為
A.0.1sB.2.5sC.5sD.10s
2、已知反應(yīng)A+3B=2C+D在某段時(shí)間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速度為1molL-1min-1,則此段時(shí)間內(nèi)以C的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為
A.0.5molL-1min-1 B.1molL-1min-1
C.2molL-1min-1 D.3molL-1min-1
3、反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol,則此反應(yīng)的平均速率(X)(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為
A.(NH3)=0.010molL-1s-1B。(O2)=0.0010molL-1s-1
C.(NO)=0.0010molL-1s-1D。(H2O)=0.045molL-1s-1
4、將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)=2C(g)若經(jīng)2s(秒)后測(cè)得C的濃度為0.6molL-1,現(xiàn)有下列幾種說法:
①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3molL-1s-1
②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6molL-1s-1
③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%
④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7molL-1
其中正確的是()
A.①③B.①④C.②③D.③④
參考答案:
1、C2、C3、CD、B
《化學(xué)反應(yīng)速率》教案
《化學(xué)反應(yīng)速率》教案
一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
1.理解基本化學(xué)反應(yīng)速率的概念。
2.認(rèn)識(shí)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件。
【過程與方法】
通過實(shí)驗(yàn)探究分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件,形成科學(xué)的探究方法,發(fā)展探究能力。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
提高參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情;提高將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率的概念;影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
【難點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一:新課導(dǎo)入
【播放視頻】爆炸、溶洞的形成、鐵生銹、牛奶變質(zhì)的過程。
【提出問題】大家了解它們(爆炸、溶洞的形成、鐵生銹、牛奶變質(zhì))化學(xué)變化過程進(jìn)行的快慢嗎?它們反應(yīng)的快慢與我們又有什么關(guān)系呢?
【學(xué)生回答】爆炸的反應(yīng)非??欤芏吹男纬?、鐵生銹、牛奶變質(zhì)的反應(yīng)非常慢。
【教師總結(jié)】其實(shí)選擇的參照物不一樣,反應(yīng)快慢描述也不一樣。如鐵生銹相對(duì)煤的形成是快的反應(yīng),但相對(duì)氫氣的爆炸是慢的反應(yīng)。所以我們需要定量來描述化學(xué)反應(yīng)的快慢,這就是今天我們要學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)速率。
2.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【提出問題】化學(xué)反應(yīng)速率與我們的生活是息息相關(guān)的,我們總希望對(duì)我們有利的反應(yīng)越快越好,而對(duì)我們不利的反應(yīng)則越慢越好!哪些因素會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率?大家猜想下,在相同條件下,鈉和鎂同時(shí)與水反應(yīng),誰反應(yīng)的更快?為什么?
【學(xué)生回答】因?yàn)殁c比鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑,所以鈉的反應(yīng)會(huì)更快。
【教師總結(jié)】影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)部因素是物質(zhì)本身的性質(zhì),而且這個(gè)因素起著決定性的作用。
【教師引導(dǎo)】結(jié)合初中所學(xué)知識(shí),思考影響化學(xué)反應(yīng)速率的外部因素有哪些?
【學(xué)生回答】溫度、表面積、濃度、催化劑。
【實(shí)驗(yàn)演示1】在兩支放有少量大理石的試管里,分別加入10mL1mol/L鹽酸和10mL0.1mol/L鹽酸,觀察現(xiàn)象;然后給加10mL0.1mol/L鹽酸的試管加熱,觀察現(xiàn)象。
【學(xué)生回答】大理石和1mol/L鹽酸迅速反應(yīng),有大量氣泡產(chǎn)生,而加0.1mol/L鹽酸的試管里反應(yīng)則比較緩慢;當(dāng)給0.1mol/L鹽酸的試管加熱時(shí),氣泡的量增多,反應(yīng)加快。
【教師板書】濃度、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有很大影響,且濃度越大化學(xué)反應(yīng)速率越快;溫度越大化學(xué)反應(yīng)速率越快。
【實(shí)驗(yàn)演示2】在兩支放有少量大理石的試管里,分別加入少量5mL5%的H2O2溶液和三滴洗滌劑,再向其中一支試管中加少量MnO2粉末。觀察反應(yīng)現(xiàn)象。
【學(xué)生回答】在H2O2溶液中加MnO2粉末時(shí)立即有大量氣泡產(chǎn)生,而在沒有加MnO2粉末的試管中只有少量氣泡出現(xiàn)。催化劑MnO2使在H2O2溶液分解加快。
【教師總結(jié)】影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因一般有溫度、濃度、催化劑、固體表面積及物質(zhì)狀態(tài)等。(對(duì)于氣體來說,增大壓強(qiáng)目的是增加它的濃度,故壓強(qiáng)也是影響化學(xué)反應(yīng)速率的一大因素)
環(huán)節(jié)三:鞏固提高
用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),下列措施不能使氫氣生成速率加大的是()。
A.加熱
B.不用稀硫酸,改用98%的濃硫酸
C.滴加少量CuSO4溶液
D.不用鐵片,改用鐵粉
(答案:B)
環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè)
請(qǐng)學(xué)生回答本堂課的收獲:化學(xué)反應(yīng)速率的概念、表達(dá)式、單位及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
布置作業(yè):查閱資料搜集生活中我們應(yīng)用到的化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)例。
四、板書設(shè)計(jì)
化學(xué)反應(yīng)速率與限度
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?下面是小編為大家整理的“化學(xué)反應(yīng)速率與限度”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
第二章化學(xué)反應(yīng)與能量
第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率與限度(第1課時(shí))
一、教材分析
《化學(xué)反應(yīng)速率與限度》是人教版高中化學(xué)必修二第二章《化學(xué)反應(yīng)與能量》第3節(jié)《化學(xué)反應(yīng)速率與限度》第1節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,主要學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的概念、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。本節(jié)內(nèi)容是對(duì)前兩節(jié)內(nèi)容的拓展和延伸。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)特征的認(rèn)識(shí)更深入、更全面,在頭腦中建立起一個(gè)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)與能量的完整而又合理的知識(shí)體系。本節(jié)內(nèi)容是后面學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)限度概念的基礎(chǔ)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。
(2)了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
(3)了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。
2.能力目標(biāo):
(1)通過在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中的現(xiàn)象,理解反應(yīng)速率的概念及其表示方法,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力及分析探究能力;
(2)通過體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和化學(xué)研究的基本方法,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。
3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo):
(1)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和原因探究,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和質(zhì)疑精神。
(2)通過同組合作實(shí)驗(yàn)和全班共同交流培養(yǎng)合作精神和與人溝通交流分享的精神。
(3)在影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的學(xué)習(xí)中滲透辯證法。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率的概念及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率的概念及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
四、學(xué)情分析
我們的學(xué)生基礎(chǔ)較差,特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的概括敘述不規(guī)范,需要老師規(guī)范學(xué)生的用語,本節(jié)學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)速率的概念以及計(jì)算應(yīng)該沒問題,讓學(xué)生自己總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素會(huì)有一些困難。
五、教學(xué)方法
1.實(shí)驗(yàn)法:分小組進(jìn)行課堂探究實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)2-5和實(shí)驗(yàn)2-6
2.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。
3.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)《化學(xué)反應(yīng)速率與限度》,完成學(xué)案。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。3.教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置:八人一組,多媒體教室內(nèi)教學(xué)。課前準(zhǔn)備好燒杯、試管、熱水、冷水、配制好H2O2、FeCl3溶液。
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
教師首先提問:這些反應(yīng)的發(fā)生所經(jīng)歷的時(shí)間一樣嗎(看圖片)?炸藥爆炸(圖1)、金屬銹蝕(圖2)、溶洞形成(圖3)、溶液中的離子反應(yīng)(圖4、圖6、圖7)、鎂條燃燒(圖5)、溶液中新制的氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵(8)、食物腐敗、塑料老化
(2)你能通過觀察什么現(xiàn)象來判斷反應(yīng)進(jìn)行得快慢?還有哪些其他方法觀察該化學(xué)反快慢呢?(在日常生活和化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中,觀察化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢的方法都有哪些?請(qǐng)舉例說明。觀察反應(yīng)快慢的方法:①冒氣泡快慢;②固體量的改變;③渾濁程度;④顏色變化;⑤溫度變化等。)
教師:物理學(xué)中用什么定量描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢?——速度。不考慮速度的方向稱之為速率?;瘜W(xué)中用化學(xué)反應(yīng)速率來表示化學(xué)反應(yīng)的快慢。因很多化學(xué)反應(yīng)在溶液中進(jìn)行,因此化學(xué)反應(yīng)速率通常用物質(zhì)的量濃度在單位時(shí)間內(nèi)的改變量來表示。我們來看本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。多媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo),強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。然后展示探究的第一個(gè)問題,化學(xué)反應(yīng)速率的概念。已經(jīng)布置學(xué)生們課前預(yù)習(xí)了這部分,檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況并讓學(xué)生把預(yù)習(xí)過程中的疑惑說出來。
設(shè)計(jì)意圖:步步導(dǎo)入,吸引學(xué)生的注意力,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
探究一:化學(xué)反應(yīng)速率的概念
[教師]例:將鋅粒放入5mol/L的鹽酸中,經(jīng)過10s鹽酸的濃度變成1mol/L。
此10s內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的速率為
υ(HCl)=(5mol/L-1mol/L)/10s=0.4mol/(Ls)
[學(xué)生]請(qǐng)根據(jù)你的理解寫出化學(xué)反應(yīng)速率的字母表達(dá)式及化學(xué)反應(yīng)速率的單位。
【思考】
反應(yīng)速率是瞬時(shí)速率還是平均速率?
[小結(jié)]1、反應(yīng)速率的值越大,說明化學(xué)反應(yīng)越快!
2、化學(xué)反應(yīng)速率表示的是平均反應(yīng)速率。
[例1]在一密閉容器里裝有氮?dú)夂蜌錃?。反?yīng)開始時(shí),氮?dú)獾臐舛葹?mol/L,氫氣的濃度為5mol/L,反應(yīng)開始2min時(shí),測(cè)得容器中氮?dú)獾臐舛葹?.8mol/L。2min后氫氣的濃度為多少mol/L?這2min內(nèi)氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率是多少?氫氣和氨氣的平均反應(yīng)速率各是多少?2min內(nèi)氮?dú)?、氫氣和氨氣的速率之比為多?
【思考】
②同一化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值相同嗎?意義相同嗎?
③同一化學(xué)反應(yīng),不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比與什么有關(guān)?
設(shè)計(jì)意圖:通過練習(xí),使學(xué)生掌握有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算。
探究二:影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素
分組實(shí)驗(yàn):做實(shí)驗(yàn)2-5,并填表。注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并比較和思考。
現(xiàn)象結(jié)論
熱水氣泡多而快,產(chǎn)生的氣體
使帶火星的木條復(fù)燃升溫,反應(yīng)速率增大
常溫氣泡均勻H2O2分解FeCl3做催化劑
冷水氣泡較少降溫,反應(yīng)速率減小
分組實(shí)驗(yàn):做實(shí)驗(yàn)2-6,并填表。注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并比較和思考。
現(xiàn)象結(jié)論
加入MnO2氣泡多而快加入MnO2,反應(yīng)速率加快
加入FeCl3氣泡均勻加入FeCl3,反應(yīng)速率加快
(稍慢)
不加其他試劑無明顯現(xiàn)象H2O2分解反應(yīng)中,MnO2和
FeCl3做催化劑,加快了反應(yīng)
速率
設(shè)計(jì)意圖:通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)影響反應(yīng)速率的因素。
[討論]課本43頁的思考與交流。
除此之外,請(qǐng)你結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)舉例說明其他影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素。
教師組織學(xué)生分組討論,最后師生總結(jié):(1)溫度:溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快。
(2)催化劑:通常加入催化劑能極大地加快化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)固體反應(yīng)物的表面積:有固體參加的反應(yīng),固體的表面積越大,固體在同一時(shí)間內(nèi)與其他反應(yīng)物的接觸越多,化學(xué)反應(yīng)速率越快。
(4)反應(yīng)物狀態(tài):通常氣相或液相反應(yīng)比固相反應(yīng)的反應(yīng)速率大。
(5)溶液濃度:在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),反應(yīng)物的濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快。
(98%濃硫酸例外)
(6)壓強(qiáng):對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),改變壓強(qiáng)將使氣體的體積發(fā)生改變,也即相應(yīng)地改變氣體的濃度。故增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,降低壓強(qiáng),反應(yīng)速率減緩。
(7)形成原電池:加快反應(yīng)速率。
探究三:探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素有什么意義?
如何通過改變外界條件來達(dá)到我們所希望的反應(yīng)速率呢?請(qǐng)舉例。
教師組織學(xué)生分組討論,最后師生總結(jié):
探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素的意義:
控制反應(yīng)條件,提高那些對(duì)人類有利的反應(yīng)速率,降低那些對(duì)人類反應(yīng)不利的反應(yīng)速率。
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率的概念及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。化工生產(chǎn)還要關(guān)注化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度,即化學(xué)反應(yīng)限度,在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)限度。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書設(shè)計(jì)
第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1、化學(xué)反應(yīng)速率的含義:通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加(均取正值)來表示。
濃度的變化——△C時(shí)間的變化——△t
表達(dá)式:υ=△C/△t單位:mol/(Ls)或mol/(Lmin)
2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素
溫度、催化劑、溶液濃度、形成原電池、固體的表面積、反應(yīng)物狀態(tài)、氣體壓強(qiáng)、潮濕的空氣……
反應(yīng)物的性質(zhì)是決定反應(yīng)速率的主要因素,
外界條件的改變可以影響化學(xué)反應(yīng)速率。
十、教學(xué)反思
本節(jié)課內(nèi)容從日常生活中學(xué)生熟悉的大量化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實(shí)驗(yàn)入手,通過看一些形象生動(dòng)的圖片,學(xué)生知道了化學(xué)變化是有快有慢的,并且可以從很多方面觀察判斷化學(xué)變化的快慢,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,為下面的實(shí)驗(yàn)探究做鋪墊。在此基礎(chǔ)上引出反應(yīng)速率的概念及其表示方法。又通過練習(xí),要學(xué)生明確決定反應(yīng)速率的主要因素是物質(zhì)本身的化學(xué)性質(zhì),外界條件可以影響反應(yīng)速率。通過實(shí)驗(yàn)探究和課本上的思考與交流,學(xué)生自己就能夠總結(jié)出影響化學(xué)反應(yīng)速率的一些外界條件因素。再通過一些日常生活、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人為控制反應(yīng)速率的實(shí)例,認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)反應(yīng)速率有關(guān)知識(shí)的重要性
本節(jié)課時(shí)間45分鐘,其中情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)、檢查預(yù)習(xí)3分鐘,講解化學(xué)反應(yīng)速率及練習(xí)15分鐘,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)10分鐘左右,反思總結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)5分鐘左右,其余環(huán)節(jié)12分鐘,能夠完成教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生實(shí)驗(yàn)用時(shí)太多,今后應(yīng)控制好。
第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度(第二課時(shí))
一、教材分析:在對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和總結(jié)后,教材通過科學(xué)史實(shí)等實(shí)例,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)限度問題,經(jīng)過對(duì)化學(xué)反應(yīng)的可逆性可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)的分析推進(jìn),認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)是有限度的,并以上述觀點(diǎn)為指導(dǎo)去分析和解決實(shí)際問題。
二、教學(xué)目標(biāo):
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)限度的存在,了解化學(xué)反應(yīng)限度的概念和產(chǎn)生原因。
(2)知道達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征。
(3)了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用,認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率的重要性和方法。
2.能力目標(biāo):
(1)重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的基本方法,提高科學(xué)探究的能力。
(2)通過探究實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡與反應(yīng)限度,并用得到的結(jié)論去指導(dǎo)去分析和解決實(shí)際問題。
3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo):
(1)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和原因探究,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和質(zhì)疑精神。
(2)通過同組合作實(shí)驗(yàn)和全班共同交流培養(yǎng)合作精神和與人溝通交流分享的精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)限度概念;了解影響化學(xué)反應(yīng)限度的因素。
難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)限度的本質(zhì)原因及外部特征。
三、學(xué)情分析
我們的學(xué)生抽象思維能力較差,需要教師多引導(dǎo),學(xué)生對(duì)于反應(yīng)限度的理解不透徹。
五、教學(xué)方法
1.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。
2.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:預(yù)習(xí)學(xué)案《化學(xué)反應(yīng)的速率和限度學(xué)案》。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
[設(shè)疑]煉鐵高爐尾氣之謎(學(xué)生閱讀課本45頁科學(xué)史話)
通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí)你就能解開這一謎底了。你想知道嗎?
教師:這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)限度。我們來看本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。多媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo),強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。然后展示探究的第一個(gè)問題,為什么存在化學(xué)反應(yīng)限度的問題?已經(jīng)布置學(xué)生們課前預(yù)習(xí)了這部分,檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況并讓學(xué)生把預(yù)習(xí)過程中的疑惑說出來。
設(shè)計(jì)意圖:步步導(dǎo)入,吸引學(xué)生的注意力,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
探究一:為什么存在化學(xué)反應(yīng)限度的問題?
[設(shè)問]為什么存在化學(xué)反應(yīng)限度的問題?
[教師]可逆反應(yīng)——在相同條件下,正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)都能同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)。
正向反應(yīng):反應(yīng)物→生成物
逆向反應(yīng):生成物→反應(yīng)物
[討論]
(1)在2SO2+O22SO3中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度是怎樣改變的?
(2)剛開始時(shí),正向反應(yīng)逆向反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,反應(yīng)速率是否相同?(提示:此時(shí)反應(yīng)速率與濃度有關(guān))
(3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率是怎樣改變的?最終達(dá)到怎樣的狀態(tài)?
(4)能否用圖示表示該過程?
[小結(jié)]反應(yīng)開始時(shí),反應(yīng)物濃度最大,正反應(yīng)速率最大;生成物濃度為零,逆反應(yīng)速率為零。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度降低,正反應(yīng)速率減小;生成物濃度增大,逆反應(yīng)速率增大。當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時(shí),反應(yīng)物濃度和生成物濃度不再發(fā)生改變,達(dá)到表面靜止的狀態(tài)——平衡狀態(tài)。
探究二:達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征有哪些?
正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,各組分的濃度、物質(zhì)的量、百分含量保持不變。
[例1]對(duì)于反應(yīng)N2+3H22NH3,下列說法處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是:
①υ(N2生成)=υ(N2消耗),②N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2,③單位時(shí)間內(nèi)生成2molNH3,同時(shí)消耗1molN2,④N2、H2、NH3的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化。
A、①④B、②③ C、②③④ D、①③④
[練習(xí)1]下列哪種說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡狀態(tài)()
A.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H—H鍵形成
B.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H—H鍵斷裂
C.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)H—H鍵斷裂
D.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N—H鍵形成
設(shè)計(jì)意圖:通過練習(xí)加深學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)特征的理解。
探究三:學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)的限度有何意義?
【思考交流】(1).觀看有關(guān)定向爆破的圖片,你從中得到什么啟示。
(2).閱讀課文52頁,回答課文中的有關(guān)問題,歸納:提高煤的燃燒效率可以采取哪些措施?
[小結(jié)]2、提高煤燃燒效率的方法:
①使燃料充分燃燒(提高能量轉(zhuǎn)化率):
用煤粉(增加固體的表面積)、空氣或氧氣適當(dāng)過量(增加反應(yīng)物濃度)……
②充分利用釋放的能量(提高能量利用率)
爐膛采用保溫材料、廢氣用以燒水取暖等等。
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。(課堂實(shí)錄)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
我們學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)限度問題,就學(xué)完了《化學(xué)反應(yīng)與能量》這一章,在下一節(jié)課我們一起來復(fù)習(xí)這一章的知識(shí)點(diǎn)。這節(jié)課后大家可以先復(fù)習(xí)這一部分,著重理解化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能、化學(xué)反應(yīng)速率和限度。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書設(shè)計(jì)
第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
二、化學(xué)反應(yīng)的限度
1、化學(xué)反應(yīng)限度:在一定條件下,可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的完成程度
2、達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度的特征(一定條件下的可逆反應(yīng)):
(1)υ正=υ逆≠0
(2)反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變
三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制
控制反應(yīng)條件,最大程度地得到產(chǎn)物,提高反應(yīng)物的利用率
十、教學(xué)反思
本節(jié)課由科學(xué)史話“煉鐵高爐之謎”引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望,繼而通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)限度的問題,隨著問題探究的步步深入,引導(dǎo)學(xué)生理解可逆反應(yīng)中存在反應(yīng)限度的原因,理解反應(yīng)限度的概念及達(dá)到反應(yīng)限度的特征。在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題——提高煤的燃燒效率,理解控制化學(xué)反應(yīng)條件在生產(chǎn)和生活中的實(shí)際意義,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)的意義所在,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
本節(jié)課時(shí)間45分鐘,其中情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)、檢查預(yù)習(xí)5分鐘,講解化學(xué)平衡的建立用時(shí)5分鐘左右,講解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及相應(yīng)練習(xí)10分鐘左右,反思總結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)5分鐘左右,其余環(huán)節(jié)15分鐘,能夠完成教學(xué)內(nèi)容。
在后面的教學(xué)過程中會(huì)繼續(xù)研究本節(jié)課,爭(zhēng)取設(shè)計(jì)的更科學(xué),更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí),也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進(jìn)步!
化學(xué)反應(yīng)速率教學(xué)案
專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第一單元化學(xué)反應(yīng)速率
第1課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
[目標(biāo)要求] 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。2.了解化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法。3.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法。
一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
1.化學(xué)反應(yīng)速率:衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。
2.表示方法:化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度(常用物質(zhì)的量濃度)的減少或者生成物濃度的增加來表示。
3.?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式:v(A)=ΔcAΔt。
其中Δc表示反應(yīng)過程中反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化(取其絕對(duì)值),Δt表示時(shí)間變化。
其單位主要有:molL-1s-1或molL-1min-1或molL-1h-1。
4.對(duì)同一反應(yīng),用不同物質(zhì)的濃度變化所表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定及計(jì)算
1.化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)定的基本思路及方法
化學(xué)反應(yīng)速率是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。要測(cè)定不同反應(yīng)時(shí)刻反應(yīng)物或生成物的濃度,可通過觀察和測(cè)量體系中的某一物質(zhì)(反應(yīng)物或生成物)的相關(guān)性質(zhì),再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計(jì)算。例如,過氧化氫的分解反應(yīng)中有氣體生成,可以測(cè)量在一定溫度和壓強(qiáng)下釋放出來的氣體的體積;有些反應(yīng)物(或生成物)有顏色,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液的顏色不斷變化,可以用比色的方法測(cè)定溶液顏色的深淺,再根據(jù)溶液顏色與反應(yīng)物濃度(或生成物濃度)的關(guān)系,換算成反應(yīng)物(或生成物)在不同反應(yīng)時(shí)刻的濃度。
2.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
由于Δc是濃度變化的絕對(duì)值,故化學(xué)反應(yīng)速率都取正值,其一般計(jì)算依據(jù)是:
(1)根據(jù)某一物質(zhì)起始濃度(c0)和一段時(shí)間后濃度(ct)的關(guān)系計(jì)算:Δc(反應(yīng)物)=c0-ct,Δc(生成物)=ct-c0;
(2)根據(jù)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α)計(jì)算:Δc(反應(yīng)物)=c0α;
(3)根據(jù)化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行換算
求出一種物質(zhì)的反應(yīng)速率后可根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)之間的比值去計(jì)算其他物質(zhì)的反應(yīng)速率。
知識(shí)點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率的概念
1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()
A.化學(xué)反應(yīng)速率是指在一段時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物物質(zhì)的量的減少或任何一種生成物物質(zhì)的量的增加
B.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8molL-1s-1,是指在1s時(shí)某物質(zhì)的濃度是0.8molL-1
C.化學(xué)反應(yīng)速率可以衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢
D.對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)現(xiàn)象越明顯
答案 C
解析 化學(xué)反應(yīng)速率用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示;化學(xué)反應(yīng)速率是表示某一時(shí)間段內(nèi)的平均速率而不是瞬時(shí)速率。
2.已知某條件下,合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始濃度/molL-11.03.0 0.2
2s末濃度/molL-10.61.8 1.0
4s末濃度/molL-10.41.2 1.4
當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該反應(yīng)的速率時(shí),下列說法中錯(cuò)誤的是()
A.2s末氨氣的反應(yīng)速率為0.4molL-1s-1
B.前2s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4molL-1s-1
C.前4s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.3molL-1s-1
D.2~4s時(shí)間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.2molL-1s-1
答案 A
解析 反應(yīng)速率不是瞬時(shí)速率,要計(jì)算反應(yīng)速率,關(guān)鍵要抓住Δt時(shí)間段對(duì)應(yīng)的Δc的量。
知識(shí)點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系
3.在四個(gè)不同的容器中,在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng),根據(jù)下列在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得的結(jié)果判斷,生成氨的反應(yīng)速率最快的是()
A.v(NH3)=0.1molL-1min-1
B.v(N2)=0.1molL-1min-1
C.v(N2)=0.2molL-1min-1
D.v(H2)=0.3molL-1min-1
答案 C
解析 合成氨反應(yīng):N2+3H22NH3,在同一反應(yīng)用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí),反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,要在四種不同情況下比較反應(yīng)速率快慢需用同一物質(zhì)的變化表示。又因?yàn)関(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,將B、C、D中的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成v(NH3),即為:0.2molL-1min-1、0.4molL-1min-1、0.2molL-1min-1,故選C。
4.反應(yīng)4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),經(jīng)2min,B的濃度減少0.6molL-1。對(duì)此反應(yīng)速率的表示正確的是()
A.用A表示的反應(yīng)速率是0.4molL-1min-1
B.分別用B、C、D表示的反應(yīng)速率之比是3∶2∶1
C.在2min末的反應(yīng)速率,用B表示是0.3molL-1min-1
D.在2min內(nèi)的反應(yīng)速率,用C表示是0.3molL-1min-1
答案 B
解析 固體A不具有濃度概念,該物質(zhì)的反應(yīng)不能用molL-1min-1的單位來表示。
知識(shí)點(diǎn)三 化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定
5.下表所列數(shù)據(jù)是某高溫下金屬鎂和鎳分別在氧氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí),在金屬表面生成氧化薄膜的實(shí)驗(yàn)記錄,a和b均為與溫度有關(guān)的常數(shù)。
反應(yīng)時(shí)間t/h1491625
MgO層厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25a
NiO層厚y′/nmb2b3b4b5b
(1)金屬在高溫下氧化腐蝕速率可以用金屬氧化膜的生成速率來表示,其理由是________________________________________________________________________。
(2)金屬氧化膜的膜厚y跟時(shí)間t所呈現(xiàn)的關(guān)系是:MgO氧化膜的膜厚y屬于______型,NiO氧化膜的膜厚y′則屬于_____型。(填“直線”、“拋物線”、“雙曲線”或“對(duì)數(shù)”)
(3)Mg與Ni相比較,金屬________具有更好的耐氧化腐蝕性,其理由是
________________________________________________________________________。
答案 (1)因化學(xué)反應(yīng)的快慢既可以用反應(yīng)物的消耗速率表示,又可以用生成物的生成速率表示,所以金屬的腐蝕速率可以用其氧化物的生成速率來表示
(2)直線 拋物線
(3)Ni 據(jù)(2)可知,y′隨時(shí)間t增長比y隨時(shí)間t增長得慢,故Ni的耐氧化腐蝕性比Mg好
解析 由表中數(shù)據(jù)可知MgO膜厚與時(shí)間t的關(guān)系式為y=0.05at;NiO膜厚y′與時(shí)間t的關(guān)系式為y′=bt,即可知MgO膜厚y屬直線型,而NiO膜厚y′屬拋物線型。此題創(chuàng)新之處在于利用了數(shù)學(xué)函數(shù)知識(shí)去分析化學(xué)問題,有一定的新穎性。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1.在不同條件下分別測(cè)得反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化學(xué)反應(yīng)速率,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行的最快的是()
A.v(SO2)=4molL-1min-1B.v(O2)=3molL-1min-1
C.v(SO2)=0.1molL-1s-1D.v(O2)=0.1molL-1s-1
答案 D
解析 比較:必須統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。換算成同一物質(zhì)進(jìn)行比較是關(guān)鍵,本題首先需要統(tǒng)一單位。
2.反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)經(jīng)一段時(shí)間后,SO3的濃度增加了0.4molL-1,在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04molL-1s-1,則這段時(shí)間為()
A.0.1sB.2.5sC.10sD.5s
答案 D
解析 根據(jù)題意知,SO3的濃度增加0.4molL-1,則O2的濃度減小0.2molL-1,v(O2)=ΔcO2Δt,則Δt=ΔcO2vO2=0.2molL-10.04molL-1s-1=5s。
3.2molA與2molB混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)
若2s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,測(cè)得v(D)=0.25molL-1s-1,下列推斷正確的是()
A.v(C)=v(D)=0.2molL-1s-1
B.z=3
C.B的轉(zhuǎn)化率為75%
D.反應(yīng)前與2s后容器的壓強(qiáng)比為4∶3
答案 C
解析 A的起始量為2mol,轉(zhuǎn)化50%即轉(zhuǎn)化1mol,根據(jù)反應(yīng)關(guān)系知B轉(zhuǎn)化1.5mol,C生成1mol,又因?yàn)関(D)=0.25molL-1s-1,可計(jì)算出2s時(shí)D的生成量為0.25molL-1s-1×2L×2s=1mol,故知z=2,B錯(cuò);v(C)=v(D)=v(A)=0.25molL-1s-1,故A錯(cuò);B的轉(zhuǎn)化率為1.52×100%=75%,C正確;反應(yīng)達(dá)2s時(shí),容器內(nèi)總物質(zhì)的量為nA+nB+nC+nD=1mol+0.5mol+1mol+1mol=3.5mol。故反應(yīng)前后的容器中氣體總物質(zhì)的量之比為4∶3.5,壓強(qiáng)比為4∶3.5,D錯(cuò)。
4.化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如下圖所示,計(jì)算反應(yīng)4~8min間的平均反應(yīng)速率和推測(cè)反應(yīng)16min時(shí)反應(yīng)物的濃度,結(jié)果應(yīng)是()
A.2.5μmolL-1min-1和2.0μmolL-1
B.2.5μmolL-1min-1和2.5μmolL-1
C.3.0μmolL-1min-1和3.0μmolL-1
D.5μmolL-1min-1和3.0μmolL-1
答案 B
解析 據(jù)圖可知,4min時(shí)化合物Bilirubin的濃度為20μmolL-1,8min時(shí)其濃度為10μmolL-1,因此4~8min間的平均反應(yīng)速率為20μmolL-1-10μmolL-14min=2.5μmolL-1min-1。進(jìn)一步分析圖像可知0~4min間的平均分解速率為40μmolL-1-20μmolL-14min=5.0μmolL-1min-1,由以上分析數(shù)據(jù)大致可確定平均分解速率基本呈等比遞減變化,因此可估算8~12min間平均分解速率為1.25μmolL-1min-1,12~16min間平均分解速率為0.625μmolL-1min-1,因此16min時(shí)反應(yīng)物的濃度大致應(yīng)為10μmolL-1-1.25μmolL-1min-1×4min-0.625μmolL-1min-1×4min=2.5μmolL-1,故B項(xiàng)正確。
練方法技巧
5.一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是()
A.反應(yīng)開始到10s末時(shí),用Z表示的反應(yīng)速率為0.158molL-1s-1
B.反應(yīng)開始到10s末時(shí),X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79molL-1
C.反應(yīng)開始到10s時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g)
答案 C
解析 分析圖象,關(guān)鍵是看變化量和走勢(shì),從走勢(shì)分析X、Y是反應(yīng)物,Z是生成物,初步分析它們的變化量分別為Δn(X)=1.20mol-0.41mol=0.79mol,Δn(Y)=1.0mol-0.21mol=0.79mol,Δn(Z)=1.58mol,首先確定該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)===2Z(g)。據(jù)選項(xiàng)要求分別計(jì)算出v(Z)=1.58mol2L×10s=0.079molL-1s-1;Δc(X)=0.79mol2L=0.395molL-1;α(Y)=0.79mol1.00mol×100%=79%,只有C選項(xiàng)正確。
6.在2L密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g),2s時(shí)間內(nèi)X表示的平均反應(yīng)速率為0.3m/pmolL-1s-1,則2s時(shí)間內(nèi),Q物質(zhì)增加的物質(zhì)的量為()
A.1.2q/pmolB.1.2m/pmolC.1.6q/pmolD.0.6q/pmol
答案 A
解析 不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,X表示的平均反應(yīng)速率為0.3m/pmolL-1s-1,Q物質(zhì)表示的反應(yīng)速率為0.3m/pmolL-1s-1×qm=0.3q/pmolL-1s-1。則Δn(Q)=0.3q/pmolL-1s-1×2L×2s=1.2q/pmol。
練綜合拓展
7.請(qǐng)你協(xié)助化學(xué)興趣小組的同學(xué)完成如下實(shí)驗(yàn),并回答相關(guān)問題。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^等體積0.5molL-1硫酸、1molL-1鹽酸、1molL-1醋酸分別與金屬反應(yīng)生成氫氣的速率和體積。
實(shí)驗(yàn)原理:(用離子方程式表示)___________________________________。
實(shí)驗(yàn)用品:儀器(略)、藥品(除給定的三種酸溶液外,在Na、Mg、Fe三種金屬中選擇最合適的一種,并說明理由)。選擇的金屬是________,不選其他兩種金屬的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置:
(1)乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能控制三個(gè)反應(yīng)在同一時(shí)間發(fā)生,并作了相應(yīng)的改進(jìn)。你認(rèn)為乙同學(xué)改進(jìn)的措施是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)按改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:________________________________________________________。
(4)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的速率:v(H2SO4)______v(HCl)______v(CH3COOH)(用“=”、“”或“”填空,下同),反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后的速率:v(H2SO4)v(HCl)____v(CH3COOH)。
(5)最終得到的氫氣體積:V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。
問題討論:
(6)量筒的規(guī)格由__________________決定。
(7)對(duì)結(jié)論(4)、(5)中鹽酸和醋酸的異同,你的解釋是
________________________________________________________________________。
(8)根據(jù)現(xiàn)有知識(shí),上述實(shí)驗(yàn)中硫酸和鹽酸分別與金屬反應(yīng)的速率應(yīng)始終相等,但反應(yīng)一段時(shí)間后有v(H2SO4)v(HCl)。對(duì)此現(xiàn)象,你猜想可能的原因是
________________________________________________________________________。
大學(xué)無機(jī)化學(xué)對(duì)此問題將有科學(xué)的解釋。
答案 2H++Mg===H2↑+Mg2+,
2CH3COOH+Mg===H2↑+Mg2++2CH3COO-
Mg Na太活潑,能和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論;Fe與酸反應(yīng)的速率較慢,實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長
(2)同時(shí)用分液漏斗分別向燒瓶中加入酸液
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:反應(yīng)開始時(shí)醋酸的反應(yīng)速率小于鹽酸和硫酸的反應(yīng)速率。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后,醋酸的反應(yīng)速率大于鹽酸和硫酸。
結(jié)論:最終得到的氫氣體積相等
(4)=(5)= =(6)酸液的體積
(7)醋酸中存在電離平衡,反應(yīng)開始時(shí)c(H+)小于鹽酸,故反應(yīng)速率也小于鹽酸。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后,醋酸的電離平衡不斷向右移動(dòng),使得c(H+)大于鹽酸,故反應(yīng)速率大于鹽酸。由于醋酸、鹽酸最終提供的H+的物質(zhì)的量相等,故最后得到H2的體積相等
(8)H+的存在抑制HSO-4的電離(或:SO2-4抑制H+與Mg的反應(yīng)或Cl-促進(jìn)H+與Mg的反應(yīng))
第2課時(shí) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
[目標(biāo)要求] 1.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。3.知道活化能的含義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。4.了解通過改變外界條件改變化學(xué)反應(yīng)速率的方法和意義。
一、有效碰撞理論
1.化學(xué)反應(yīng)的過程
化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程,也就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵的斷裂和生成物分子中化學(xué)鍵的形成過程。
2.活化分子
在相同溫度下,分子的能量并不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量,這些分子就叫做活化分子。
3.活化能
活化分子高出的那部分能量叫做活化能。
4.活化分子百分?jǐn)?shù)
活化分子在反應(yīng)物分子中所占的百分?jǐn)?shù)叫做活化分子百分?jǐn)?shù)。
5.有效碰撞
能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞發(fā)生的條件:一是發(fā)生碰撞的分子必須具備一定的能量,即為活化分子;二是碰撞時(shí)必須有合適的取向。
6.活化能與化學(xué)反應(yīng)速率
在一定條件下,活化分子所占的百分?jǐn)?shù)是固定不變的。活化分子的百分?jǐn)?shù)越大,單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)越多,單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多,化學(xué)反應(yīng)速率就越快。
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1.濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)影響
其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率增大;減小反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率減小。
(2)原因
其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,有效碰撞幾率增多,化學(xué)反應(yīng)速率增大。反之,減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。
2.壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)影響
對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),增大壓強(qiáng)(減小容器容積),反應(yīng)速率增大;減小壓強(qiáng)(增大容器容積),反應(yīng)速率減小。
(2)原因
對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),增大壓強(qiáng),相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率增大;反之,減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減小。
3.溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)影響
其他條件相同時(shí),升高溫度,反應(yīng)速率增大;降低溫度,反應(yīng)速率減小。
(2)原因
其他條件相同時(shí),升高溫度,提高了活化分子的百分?jǐn)?shù)和較高能量的分子間的碰撞幾率,使分子間有效碰撞的幾率提高,反應(yīng)速率增大;反之,降低溫度,反應(yīng)速率減小。
4.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)影響
使用催化劑可增大反應(yīng)速率。
(2)原因
催化劑改變了反應(yīng)的途徑,降低了反應(yīng)所需的能量,提高了反應(yīng)體系中活化分子的百分?jǐn)?shù),使有效碰撞的幾率提高,反應(yīng)速率增大。
5.影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他因素
除了改變反應(yīng)物的濃度、溫度、壓強(qiáng)和使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率外,增大反應(yīng)物之間的接觸面積,也可增大反應(yīng)速率。此外,光、電磁波、超聲波、磁場(chǎng)等因素也會(huì)對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。
知識(shí)點(diǎn)一 有效碰撞的有關(guān)概念
1.下列說法正確的是()
A.活化分子間的碰撞一定是有效碰撞
B.活化分子具有的能量是活化能
C.活化分子的總數(shù)越多,反應(yīng)速率越快
D.單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)越多,反應(yīng)速率越快
答案 D
解析 活化分子間的碰撞并不都是有效碰撞,只有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞才是有效碰撞,活化分子具有的平均能量與普通分子具有的平均能量之差才叫活化能;單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)越多,有效碰撞機(jī)會(huì)越多,反應(yīng)速率才越快,A、B、C三項(xiàng)均錯(cuò)。
2.能夠增加反應(yīng)物分子中活化分子百分?jǐn)?shù)的是()
A.升高溫度B.減小壓強(qiáng)C.增大壓強(qiáng)D.增大濃度
答案 A
解析 升高溫度可以增加單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù);增大壓強(qiáng)和增大濃度均不能增加活化分子百分?jǐn)?shù)。
知識(shí)點(diǎn)二 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
3.將質(zhì)量相同的鋅粉分別投入下列4個(gè)燒杯的溶液中,反應(yīng)速率最快的是()
答案 D
解析 當(dāng)反應(yīng)中一種反應(yīng)物相同時(shí),反應(yīng)速率的快慢取決于另一種反應(yīng)物的濃度而不是用量,四個(gè)裝置中所用的酸雖不同,但都是由c(H+)的大小決定反應(yīng)的快慢。
4.對(duì)于溶液中的反應(yīng):MnO-4+5Fe2++8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
下列措施能使化學(xué)反應(yīng)速率提高的是()
A.加水
B.增加同濃度FeSO4的用量
C.向溶液中滴加稀硫酸
D.加入少量KMnO4晶體
答案 D
解析 增大濃度加快反應(yīng)速率,而增加反應(yīng)物用量不等于增大反應(yīng)物濃度。D項(xiàng)加入KMnO4晶體后,KMnO4晶體被溶解,溶液的濃度一定比原KMnO4溶液濃度大。
知識(shí)點(diǎn)三 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
5.在C(s)+CO2(g)===2CO(g)的反應(yīng)中,現(xiàn)采取下列措施:
①縮小體積,增大壓強(qiáng)②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒壓下充入N2
能夠使反應(yīng)速率增大的措施是()
A.①④B.②③⑤C.①③D.①②④
答案 C
解析 對(duì)于氣體反應(yīng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,增加固體物質(zhì)的用量,對(duì)反應(yīng)速率無影響,充入與反應(yīng)無關(guān)的氣體,不會(huì)增加反應(yīng)物濃度,故不會(huì)加快反應(yīng)速率。
6.設(shè)C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH10,反應(yīng)速率為v1;N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH20,反應(yīng)速率為v2。對(duì)于上述反應(yīng),當(dāng)壓強(qiáng)減小時(shí),v1和v2的變化情況為()
A.同時(shí)增大B.同時(shí)減小
C.v1增大,v2減小D.v1減小,v2增大
答案 B
知識(shí)點(diǎn)4 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
7.對(duì)于反應(yīng)mA+nB===pC,下列說法正確的是()
A.某溫度時(shí),化學(xué)反應(yīng)速度無論用A、B、C何種物質(zhì)表示,其數(shù)值是相同的
B.其他條件不變,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快
C.若增加或減小B的物質(zhì)的量,則反應(yīng)速率一定會(huì)發(fā)生明顯的變化
D.其他條件不變,升高溫度,反應(yīng)速率加快
答案 D
8.經(jīng)驗(yàn)表明,如果溫度每升高10℃,反應(yīng)速率就增大到原來的2倍;反應(yīng)2A(g)+B(g)C(g)+D(g),20℃時(shí)某一時(shí)刻A的速率為0.2molL-1s-1,若使反應(yīng)溫度升高到60℃,則此時(shí)A的反應(yīng)速率為________。
答案 3.2molL-1s-1
解析 根據(jù)速率與溫度之間的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律公式v2=v1at2℃-t1℃10℃,將各數(shù)據(jù)代入即可計(jì)算:
v2=0.2molL-1s-1260℃-20℃10℃=3.2molL-1s-1。
知識(shí)點(diǎn)5 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
9.下列關(guān)于催化劑的說法,正確的是()
A.催化劑能使不起反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
B.催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后,化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都不變
C.催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)速率
D.任何化學(xué)反應(yīng),都需要催化劑
答案 B
解析 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率的原因是它能改變反應(yīng)機(jī)理,在化學(xué)反應(yīng)過程中,催化劑參與反應(yīng),經(jīng)過一系列變化之后,催化劑又恢復(fù)到原來的狀態(tài),盡管催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率,但對(duì)于不能起反應(yīng)的物質(zhì),是不能使其反應(yīng)的,另外,有些反應(yīng)是不需要催化劑的,如燃燒、中和反應(yīng)等。
10.亞氯酸鹽(如NaClO2)可用作漂白劑,在常溫下不見光時(shí)可保存一年,但在酸性溶液中因生成亞氯酸而發(fā)生分解:5HClO2===4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。分解時(shí),剛加入硫酸,反應(yīng)緩慢,隨后突然反應(yīng)釋放出大量ClO2,這是因?yàn)?)
A.酸使亞氯酸的氧化性增強(qiáng)
B.溶液中的H+起催化作用
C.溶液中的Cl-起催化作用
D.逸出的ClO2使反應(yīng)生成物的濃度降低
答案 C
解析 由題目信息可知,NaClO2在酸性溶液中生成亞氯酸,生成的亞氯酸在剛加入硫酸時(shí)反應(yīng)緩慢,隨后突然反應(yīng)加快,這說明分解生成的產(chǎn)物中的某種物質(zhì)起了催化劑的作用,故正確答案為C。
練基礎(chǔ)落實(shí)
1.下列條件一定能使反應(yīng)速率加快的是()
①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ②升高溫度 ③縮小反應(yīng)容器的體積?、芗尤肷晌铩、菁尤隡nO2
A.全部B.①②⑤C.②D.②③
答案 C
2.下列說法正確的是()
①活化分子間的碰撞一定能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?、谄胀ǚ肿佑袝r(shí)也能發(fā)生有效碰撞?、凵邷囟葧?huì)加快反應(yīng)速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次數(shù)?、茉龃蠓磻?yīng)物濃度會(huì)加快反應(yīng)速率的原因是單位體積內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增多 ⑤使用催化劑能提高反應(yīng)效率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞頻率增大 ⑥化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是活化分子有合適取向時(shí)的有效碰撞
A.①②⑤B.③④⑥C.③④⑤⑥D(zhuǎn).②③④
答案 B
3.NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì),它們能緩慢地起反應(yīng),生成N2和CO2。對(duì)此反應(yīng)的下列敘述中正確的是()
A.使用催化劑能加快反應(yīng)的速率
B.使一種反應(yīng)物過量能提高反應(yīng)的速率
C.改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒有影響
D.降低溫度能加快反應(yīng)速率
答案 A
解析 本題中B不正確,因?yàn)橐环N反應(yīng)物過量并不一定是反應(yīng)物濃度增加,一種反應(yīng)物過量只能使另一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高,不涉及反應(yīng)的速率問題;C也不正確,對(duì)氣體來說,改變壓強(qiáng)必然影響速率;D也不正確,降低溫度只能降低反應(yīng)速率。
4.已知反應(yīng):N2+O22NO在密閉容器中進(jìn)行,下列條件能加快反應(yīng)速率的是()
A.增大體積
B.體積不變,充入N2,使壓強(qiáng)增大
C.體積不變,充入He,使氣體壓強(qiáng)增大
D.保持總壓強(qiáng)不變,充入氣體Ne
答案 B
解析 增大體積,濃度減小,反應(yīng)速率減慢,A不符合;體積不變,充入N2時(shí),可使c(N2)增大,反應(yīng)速率增大,B符合;充入He后,由于體積不變,各物質(zhì)的濃度不變,故對(duì)反應(yīng)速率沒有影響,C不符合題意;而在壓強(qiáng)不變時(shí),充入Ne,若要使總壓強(qiáng)不變,則氣體體積將變大,各物質(zhì)的濃度將變小,故反應(yīng)速率減小。
練方法技巧
5.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是()
A.催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率
B.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng),反應(yīng)速率一定增大
C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間
D.在t1、t2時(shí)刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時(shí)間間隔t1~t2內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為v=c2-c1t2-t1
答案 D
解析 A項(xiàng),催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),在恒容的條件下,通入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,但各物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),降低溫度,反應(yīng)速率也降低,反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間會(huì)延長,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算公式可知D項(xiàng)正確。
6.某探究小組利用丙酮的溴代反應(yīng)(CH3COCH3+Br2――→HClCH3COCH2Br+HBr)來研究反應(yīng)物濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系。反應(yīng)速率v(Br2)通過測(cè)定溴的顏色消失所需的時(shí)間來確定。在一定溫度下,獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)
序號(hào)初始濃度c/molL-1溴顏色消失所需時(shí)間t/s
CH3COCH3HClBr2
①0.800.200.0010290
②1.600.200.0010145
③0.800.400.0010145
④0.800.200.0020580
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論不正確的是()
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.實(shí)驗(yàn)②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
答案 D
解析 A項(xiàng),由實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知增大c(CH3COCH3),反應(yīng)時(shí)間變短,v(Br2)增大;B項(xiàng),實(shí)驗(yàn)②和③反應(yīng)時(shí)間相同,起始Br2濃度相同,則v(Br2)相等;C項(xiàng),比較實(shí)驗(yàn)①和③可知,增大c(HCl)時(shí),反應(yīng)時(shí)間縮短,v(Br2)增大;D項(xiàng),比較實(shí)驗(yàn)①和④可知,增大c(Br2)時(shí),v(Br2)減小,故選D。
7.氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl(-1價(jià))和S(+6價(jià))的速率v(縱坐標(biāo))與反應(yīng)時(shí)間t(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示,已知該反應(yīng)速率隨著溶液中c(H+)的增大而加快。
(1)反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)速率加快的原因是________________________________________;
(2)反應(yīng)后期反應(yīng)速率減慢的原因是__________________________________________。
答案 (1)2KClO3+6NaHSO3===3Na2SO4+2KCl+3H2SO4,溶液中c(H+)增大
(2)ClO-3和HSO-3濃度減小
解析 該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為:ClO-3+3HSO-3===Cl-+3SO2-4+3H+
由題意知,反應(yīng)隨溶液中c(H+)的增大而加快,一開始c(H+)很小,速率很小,但隨反應(yīng)進(jìn)行,c(H+)增大,反應(yīng)速率增大,但到一定程度后,c(ClO-3)、c(HSO-3)減小,此時(shí)反應(yīng)物的濃度起主要作用,反應(yīng)速率減小。
練綜合拓展
8.用如圖所示裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)在檢查裝置的氣密性后,向試管a中加入10mL6molL-1的稀HNO3和1g銅片,立即用帶有導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管口。請(qǐng)寫出在試管a中有可能發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________
__________________________________。
(2)在實(shí)驗(yàn)過程中常常反應(yīng)開始時(shí)速率緩慢,隨后逐漸加快,這是由于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后速率又逐漸減慢,原因是___________________________________
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(3)欲較快地制得NO,可采取的措施是________(填寫字母序號(hào))。
A.加熱B.使用銅粉
C.稀釋HNO3D.增大硝酸的濃度
答案 (1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,2NO+O2===2NO2
(2)開始時(shí)速率緩慢,后隨反應(yīng)進(jìn)行,反應(yīng)放熱,溶液溫度升高是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,故反應(yīng)速率加快 反應(yīng)一段時(shí)間后HNO3的濃度降低是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,故反應(yīng)速率又逐漸減小
(3)AB
解析 反應(yīng)開始時(shí)溶液溫度較低,故反應(yīng)速率較慢,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液的溫度逐漸升高,反應(yīng)速率加快;反應(yīng)一段時(shí)間后,HNO3因消耗而濃度減小,HNO3的濃度成為影響反應(yīng)速率的主要因素,故反應(yīng)速率又逐漸減慢。加熱和增加固體的接觸面積都能加快反應(yīng)速率;稀釋HNO3,速率減小;Cu與濃HNO3反應(yīng)得到的氣體是NO2。