化学反应速率与反应限度　　教案

化学反应速率与反应限度　　教案

‎ ‎ ‎《第1课时 化学反应速率》‎ ‎【阅读教材】P30 第1段 化学反应的本质：有新物质的生成 化学反应的规律：质量守恒、能量守恒、电荷守恒 ‎ 化学反应的特征：化学反应还有快慢和进行程度之分 ‎【新课导入】你了解下列化学变化过程（爆炸、溶洞的形成、铁生锈、牛奶变质）进行的快慢吗?化学反应的快慢与我们有什么关系呢?‎ ‎“快慢”这个词在平时生活中也经常被说起，比如：刘翔跑的很快，蜗牛爬的很慢，那么我们是用什么术语来描述化学反应“快慢”的呢?如何描述?‎ 一、化学反应速率 ‎【教学目标】１．了解化学反应速率的含义及表示方法。能够进行化学反应速率的简单计算。‎ ‎【阅读教材】P30 第2段，“观察与思考”，写出涉及的反应式：‎ ‎ 石灰石溶洞的形成： CaCO3 +H2O+CO2＝Ca(HCO3)2 ‎ ‎ 合成氨工业： ‎ ‎ 酸碱中和反应： H++OH－ = H2O ‎ ‎ 镁条与盐酸反应： Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ ‎ 铁片盐酸反应： Fe+2HCl = FeCl2+H2↑ ‎ ‎【启发联想】‎ ‎①钟乳石的形成，水垢的形成： Ca(HCO3)2 △ CaCO3↓+H2O+CO2↑‎ ‎②“金属性强弱”的比较：与水或酸反应产生氢气的快慢 ‎【阅读教材】P30第3段：‎ ‎１．化学反应速率的含义及表示方法 ‎（1）意义：表示化学反应进行 快慢程度 的物理量。‎ ‎（2）定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，‎ 其常用单位是mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1 。‎ ‎（3）公式：‎ ‎【阅读教材】P30 第4段：2H2O2 △ 2H2O+O2↑‎ 解：‎ 或 ‎【解题方式】“三段式”‎ ‎【范例解析】‎ 在一体积固定的密闭容器中加入N2和H2进行合成氨反应：N2+3H22NH3 。反应经2 min后，N2的浓度从开始时的1.0 mol·L－1降到0.8 mol·L－1 。已知反应开始时H2的浓度是1.2 mol·L－1 。求：‎ ‎（1）2 min末H2、NH3 的浓度。‎ ‎（2）以单位时间内N2的浓度的减小来表示2 min内该反应的平均速率。‎ 6‎ ‎ ‎ 解： N2 + 3H2 2NH3‎ ‎ 起始 （mol·L－1）： 1.0 1.2 0‎ ‎ 2 min （mol·L－1）： 0.8 0.6 0.4‎ ‎ 改变 （mol·L－1）： 0.2 0.6 0.4‎ ‎∴ （1）c(H2)2min=0.6 mol·L－1 ，c(NH3)2min=0.4 mol·L－1‎ ‎（2）‎ 还可求出： ‎ 可得出结论：，即 ‎ ‎（4）反应速率之比=化学方程式系数之比 ‎（5）注意问题 ‎①化学反应速率是指平均反应速率，而不是即时反应速率。‎ ‎②虽然可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示反应速率，但化学反应速率均用正值表示。‎ ‎③不同的化学反应具有不同的反应速率，其数值无可比性。‎ ‎④在表示反应速率时必须指明以哪种物质为标准，否则这个速率的数值没有确定的含义。‎ 比较化学反应速率快慢时应注意两点：‎ ‎①单位是否一致，若不一致转化为同一单位。‎ ‎②转化为同一物质表示的速率，再比较数值大小。‎ ‎【范例解析】‎ ‎（2010·海南高考）对于化学反应：3W(g)+2X(g) = 4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，‎ 正确的是 （ ）‎ A．v(W)=3v(Z) B．2v(X)=3v(Z) C．2v(X)=v(Y) D．3v(W)=2v(X)‎ 解：3W(g) + 2X(g) = 4Y(g) + 3Z(g)‎ ‎ 3 2 4 3‎ ‎ v(W) v(X) v(Y) v(Z) 有：‎ ‎【针对练习】‎ ‎１．在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：A+2B = 3C 。反应经2 min后，A的浓度从开始时的1.0 mol·L－1降到0.8 mol·L－1 。已知反应开始时B的浓度是1．2 mol·L－1 ，求：‎ ‎（1）2 min末B、C的浓度。‎ ‎（2）以单位时间内A的浓度的减小来表示2 min内该反应的平均速率。‎ 6‎ ‎ ‎ ‎【针对练习】‎ ‎２．反应N2+3H2 2NH3，刚开始时，N2的浓度为3 mol·L－1，H2的浓度为5 mol·L－1，3min后测得NH3的浓度为0.6 mol·L－1，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是（ ）‎ A．v(H2)=0.3mol·L·min-1 . B．v(N2)=1.0 mol·L·min-1‎ C．v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1 D．v(H2)=1.67 mol·L·min-1‎ ‎【阅读教材】P30~31 “活动与探究”，P31第1段 实验 操作 实验 现象 ‎①产生气泡很缓慢，‎ ‎②有较多气泡产生。‎ ‎①产生气泡很缓慢，‎ ‎②立即产生大量气泡。‎ ‎①②③都迅速产生大量气泡，‎ 但③产生气泡的速率最快，‎ 其次是②①。‎ 结论 其他条件相同，温度升高，化学反应速率加快 其他条件相同时，使用催化剂可加快化学反应速率 其他条件相同时，浓度越大，化学反应速率越快 ‎【教学目标】２．了解影响化学反应速率的因素，并能用于说明有关问题。‎ ‎２．影响化学反应速率的因素：‎ ‎（1）内因：反应物的性质（主要因素）‎ ‎（2）外因：其他条件相同时，‎ 反应的 温度越高 ，‎ 加入 催化剂 ， 反应速率也越大。‎ 反应物的 浓度越大（对气体，压强越大），‎ 固体反应物的颗粒越细，反应物接触面积越大 ，‎ 此外光、超声波、磁场等也能改变某些反应的速率。‎ ‎【交流讨论】‎ ‎１．合成氨的反应在通常条件下反应速率极小，工业上却可以实现氨的合成。联系合成氨的条件讨论：人们是如何提高合成氨反应的速率的?‎ ‎ 解析： 温度 ，压强 ，浓度 ，催化剂 。‎ ‎【知识应用】请解释下列现象。‎ ‎（1）在28℃时，鲜牛奶约4 h后变酸，但在5℃的冰箱内，鲜牛奶48 h后才变酸。‎ ‎ ‎ ‎（2）加热氯酸钾，产生氧气的速率很慢；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，产生氧气的速率明显加快。 ‎ ‎（3）将大小相等的镁条和铁片投入同浓度的稀盐酸中，前者产生氢气的速率明显大于后者。‎ ‎ ‎ ‎（4）将大小相等的铁片分别放入相同体积的0．1 mol·L－1及1 mol·L－1盐酸中，后者产生氢气的速率大于前者。 ‎ 6‎ ‎ ‎ ‎《第1课时 化学反应速率》练习 ‎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0.45 mol，则此反应的平均速率(x)（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为 （ ）‎ A．( NH3)=0.010 mol·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．（2008·17）对于反应2H2O2＝2H2O＋O2↑，下列措施不能增大化学反应速率的是（ ）‎ A．减小H2O2溶液的浓度. B．升高H2O2溶液的温度 C．向H2O2溶液中加入少量MnO2粉末 D．向H2O2溶液中加入一定浓度的FeCl3溶液 ‎３．（2009·17）实验室用锌粒与2 mol/L 硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是 （ ）‎ ‎ A．用锌粉代替锌 B．改用3mol/L硫酸溶液 C．改用热的2 mol/L硫酸溶液 D．向该硫酸溶液中加入等体积的水.‎ ‎４．（2011·11）用下列方法制取氢气，反应速率最大的是 （ ）‎ ‎ A．冬天，块状锌与2 mol/L硫酸溶液反应 B．冬天，粉末状锌2 mol/L硫酸溶液反应 C．夏天，块状锌与2 mol/L硫酸溶液反应 D．夏天，粉末状锌2 mol/L硫酸溶液反应.‎ ‎５．下列各组反应（表中物质均为反应物）中，产生H2速率最快的是 （ ）‎ 编号 金属粉末/mol 酸的浓度及体积 反应温度/℃‎ A Mg，0.1‎ ‎5mol/L盐酸10mL ‎60‎ B Mg，0.1‎ ‎3mol/L盐酸10mL ‎60‎ C Fe，0.1‎ ‎3mol/L盐酸10mL ‎60‎ D Mg，0.1‎ ‎3mol/L盐酸10mL ‎50‎ ‎６．为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题。‎ ‎（1）在O~t1、t1~t2、t2~t3各相同的时间段里，‎ 收集到气体最多的是 时间段，‎ 反应速率最大的是 时间段。‎ ‎（2）在t4以后，为什么收集到的气体的体积不再增加? ‎ ‎ ‎ ‎（3）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因 ‎（该反应是放热反应）。‎ O~t1：盐酸浓度最 ，随着反应进行，浓度 ，‎ 温度最 ，随着反应进行，反应放热，温度 ；‎ 反应速率加快，此时 温度的升高 对反应起主要作用。‎ t1~t2：盐酸浓度继续 ，温度继续 ，反应速率最快，‎ 此时 对反应起主要作用。‎ t2~t3：盐酸浓度继续 ，温度继续 ，反应速率减慢，‎ 此时 对反应起主要作用。‎ 6‎ ‎ ‎ ‎《第2课时 化学反应的限度》‎ ‎【教学目标】认识可逆反应有一定的限度，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。‎ ‎【测试要求】设计实验证明某些化学反应的可逆性 ‎【新课导入】我们已经知道，氯气溶解于水得到的氯水中既含有Cl2、、H2O分子，也含有H+、Cl－、HClO等微粒。这是由于Cl2能与H2O发生可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO，反应只能进行到一定限度。‎ ‎ 二、化学反应的限度 ‎ １．可逆反应：（见《化学1》P43注释①）‎ ‎ 在 相同条件下 下既能向 正反应 方向，又能向 逆反应 方向进行的反应。‎ ‎ 学过的可逆反应有：‎ ‎①Cl2+H2OHCl+HClO（《化学1》P43第2段）‎ ‎②SO2+H2OH2SO3（《化学1》P89第2段）‎ ‎③（《化学1》P89图4－1中）‎ ‎④（《化学1》P98第1段）‎ ‎⑤NH3+H2O NH3·H2O（《化学1》P99第1段）‎ ‎【阅读教材】P32 “活动与探究”，P32第2、3段 ‎【信息提示】 ①2Fe3+ + 2I－= 2Fe2+ + I2‎ ‎② I2 遇 淀粉 显 蓝色 。‎ ‎③ Fe3+ 与 SCN－ 显 血红色 ，Fe3+ +3 SCN－== Fe(SCN)3‎ ‎④CCl4可以萃取碘水中的I2， 下 层的 含I2的四氯化碳 层显 紫红色 。‎ ‎【范例解析】‎ 请设计实验证明反应2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2的可逆性：‎ 解：取一支试管，加入适量 FeCl3溶液；再加入过量的KI溶液，充分振荡；滴入KSCN溶液，溶液仍然出现血红色，证明还有Fe3+，该反应不能彻底进行，为可逆反应。‎ ‎【阅读教材】P32 “交流与讨论”，P33第1、2段 ‎ ２．化学反应的限度 ‎（1）反应刚开始时，‎ 反应物浓度 最大 ，正反应速率 最大 ，‎ 生成物浓度为 0 ，逆反应速率为 0 。‎ ‎（2）反应进行中，‎ 反应物浓度逐渐 减小 ，正反应速率逐渐 减小 ，‎ 生成物浓度逐渐 增大 ，逆反应速率逐渐 增大 。‎ ‎（3）达到平衡时，‎ 正反应速率与逆反应速率 相等 ，‎ 反应物浓度 不再变化 ，生成物浓度也 不再变化 。‎ ‎（1）化学平衡状态：正反应速率 等于 逆反应速率，各物质浓度 保持不变 的状态。‎ ‎（2）化学平衡状态的特征和判断化学平衡状态的依据：‎ ‎①v(正)=v(逆)≠0， ②各物质浓度保持不变。‎ ‎ （3）条件改变时，原化学平衡被破坏，一段时间后，达到新的平衡。‎ 6‎ ‎ ‎ ‎《第2课时 化学反应的限度》练习 ‎１．下列关于反应速率的说法中，错误的是 （ ）‎ A．反应速率用于衡量化学反应进行的快慢 B．决定反应速率的主要因素是反应物的性质 C．可逆反应达到化学平衡状态，正、逆反应速率都为0‎ D．增大反应物的浓度，提高反应温度都能增大反应速率 ‎２．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1mol N2和3mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是（ ）‎ A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3‎ B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 C．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零 D．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化.‎ ‎３．（2010·14）对于工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，‎ 下列说法错误的是 （ ）‎ A．使用合适的催化剂可以加大反应速率 B．升高温度可以增大反应速率 C．增大N2浓度可以使H2化率达到100℅ .‎ D．增大N2浓度可以增大反应速率 ‎４．（2012·21）N2＋3H2 2NH3 是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是 （ ）‎ A．增大N2浓度可以增大反应速率.‎ B．降低体系温度能加快反应速率 C．使用催化剂不影响反应速率 D．若反应在密闭容器中进行，N2和H2能100℅转化为NH3‎ ‎５．下列各组反应中，属于可逆反应的一组是 （ ）‎ A．2H2O 通电 2H2↑+O2↑， 2H2+O2 点燃 2H2O B．NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ，NH4HCO3 △ NH3+CO2+H2O ‎ C．H2+I2 △ 2HI， 2HI △ H2+I2‎ D．2Ag+Br2 CuO 2AgBr，2AgBr 光照 2Ag+Br2‎ ‎６．下列对化学反应限度的叙述，错误的是 （ ）‎ A．化学反应的限度不可改变 B．反应达到限度时，正逆反应速率相等 C．化学反应的限度与时间的长短无关 D．任何可逆反应都有一定的限度 ‎７．为探究化学反应速率的有关问题，某研究小组进行了以下实验。以H2O2的分解为研究对象，实验方案与数据记录如下表，t表示收集a mL O2所需的时间。‎ 序号 T/℃‎ H2O2/mol·L－1‎ H2O2/mL MnO2/g t/min ‎1‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎10‎ ‎0‎ t1‎ ‎2‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎10‎ ‎0.1‎ t2‎ ‎3‎ ‎20‎ ‎4‎ ‎10‎ ‎0.1‎ t3‎ ‎4‎ ‎40‎ ‎2‎ ‎10‎ ‎0.1‎ t4‎ ‎（1）设计实验2和实验3的目的研究 对化学反应速率的影响。‎ ‎（2）为研究温度对化学反应速率的影响，可以将实验 和实验 作对比。‎ ‎（3）比较t1和t2，可以认识 对反应速率的影响。‎ 6‎