化学反应速率导学案

莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤1第2章第3节化学反应的速率命制人：姜成胜审核人：周绪家【学习目标】1、了解化学反应速率的概念及其定量表示方法,掌握化学反应速率的有关计算2、初步了解测定某些化学反应速率的实验方法3、了解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响4、了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。5、培养分析问题和解决问题的能力。学习重点：化学反应速率的概念及其定量表示方法。学习难点：外界条件(温度、浓度、压强和催化剂等)对化学反应速率的影响原因。【课前预习案】1.什么是化学反应速率？怎样来定量表示化学反应速率？（1）化学反应速率是用来描述化学反应的的，常用时间里的变化量来表示。化学反应速率的单位是。（2）同一化学反应用不同物质表示其速率，数值可能，但表示的意义；各物质表示的速率之比等于之比，例如，对于反应：2SO2+O2==2SO3，V(SO2)﹕V(O2)﹕Ｖ(SO3)＝。（3）体或体的浓度可视为不变的常数，因此，一般不用它们表示化学反应速率。2、影响化学反应速率的主要因素是什么？外界因素主要有哪些？是怎样影响的？（1）影响化学反应速率的主要因素是_____。（2）影响化学反应速率的外因主要有：等，其它因素还有反应物颗粒大小、溶剂性质、光、磁、超声波、形成原电池等。【课堂探究案】一、化学反应速率：1、化学反应速率①化学反应速率是②化学反应速率的表达式是其单位是③对于反应aA+bB=cC+dD利用不同物质表示同一反应的化学反应速率，所得数值是否相同？有何规律？④测定化学反应速率的方法有哪些？特别说明1、用上式求得的是化学反应的平均速率而非瞬时速率。2、不管使用反应物还是用生成物表示反应速率均取正值。3、对于同一反应而言，数值不同，必须标明用哪种物质表示化学反应速率。4、对同一反应，用各物质表示的化学反应速率之比等于方程式中的系数之比。二、浓度对化学反应速率的影响：莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤21、反应速率常数与无关，但受、、等因素的影响。2、必须指明的是，一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是的结果，不能随意根据反应的直接写出。由教材表2-3-2可见，对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。3、对于有气体参与的反应，在温度、体积一定的条件下，压强与成正比，因此压强的改变也会对化学反应速率产生影响：（1）增大压强，气体体积，物质浓度，化学反应速率；减小压强，化学反应速率。（2）对于只涉及液体和固体的反应，压强改变对化学反应速率。【思考】稀有气体充入反应容器中对反应速率有何影响？三、温度对化学反应速率的影响：1、规律其他条件不变时，升高温度可以化学反应速率；降低温度可以化学反应速率。2、化学反应速率与温度的定量关系（1）经验规律对于在中发生的反应，温度每升高10K，反应速率增加到倍。（2）经验公式（阿伦尼乌斯公式）k=Ea为，单位当Ea0时，升高温度，反应速率常数，化学反应速率。（3）活化能①概念：普通反应物分子形成所的能量。②意义：活化能越高，反应越进行，反应速率常数越，化学反应速率越。【思考】为什么升高相同温度时，不同化学反应的速率增加的倍数不同？四、催化剂对化学反应速率的影响：1、催化剂能化学反应速率而在反应前后本身的和不变的物质。2、催化原理⑴通过参与反应，改变，反应的活化能来提高化学反应速率。⑵催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。3、特点⑴选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。⑵高效性：可以较大幅度降低反应的，从而有效地化学反应速率。【教、学后反思】莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤3t4t5t3t2t1t0vv(逆)v(正)v(逆)v(正)tv(逆)v(正)t6【课堂检测】1.反应4NH3（气）＋5O2（气）4NO（气）＋6H2O（气）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A．v(NH3)=0.010mol/（L·s）B．v(O2)=0.0010mol/（L·s）C．v(NO)=0.0010mol/（L·s）D．v(H2O)=0.045mol/（L·s）2.反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率如下，反应速率最快的是()A．v(D)=0.4mol·L-1·s-1B。v(C)=0.5mol·L-1·s-1C．v(B)=0.6mol·L-1·s-1D。v(A)=9mol·L-1min-13.一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1时，需要15s，那么c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1时，所需反应的时间为()A.等于5sB.等于10sC.大于10sD.小于10s4.将化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解：2A(g)B(g)+nC(g)。反应到3min时，容器内A的浓度为0.8mol·L-1，测得这段时间内，平均速率Cv＝0.6mol·L-1·min-1。则化学方程式中的n值为＝Bv=5.将等物质的量的A和B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)5min后测得c(D)=0.5mol·L-1,c(A):c(B)=3:5,C的反应速率为0.1mol·L-1·min-1①A在5min末的浓度是②x值为＝6．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH＜0。下图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是()A．t2时加入了催化剂B．t3时降低了温度C．t5时增大了压强D．t4～t5时间内X转化率最低7．某可逆反应为：2A(g)+B(g)2C(g)；△H下图中的甲、乙、丙分别表示在不同条件下，生成物C在反应混合物中的体积分数(φ)与反应时间(t)的关系。abφt甲φt400℃500℃乙φtab丙莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤4（1）若甲图中的a、b两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则曲线______表示的是无催化剂时的情况。（2）若乙图中的两条曲线分别表示在400℃和500℃时的情况，则△H___0(填“＞”、“＜”)。（3）若丙图中的a、b两条曲线分别表示在不同压强时的情况，则曲线______表示的压强较大时的情况。8．某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度（mol·L－1）随反应时间（min）的变化情况如下表：实验序号时间浓度温度01020304050601800℃1.00.800.670.570.500.500.502800℃C20.600.500.500.500.500.503800℃C30.920.750.630.600.600.604820℃1.00.400.250.200.200.200.20根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验1，反应在10至20min时间内平均速率为mol·(L·min)－1。（2）在实验2中A的初始浓度C2＝mol·L－1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是。（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3v1(填“＞”“＝”或“＜”），且C31.0mol·L－1(填“＞”“＝”或“＜”）。（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是反应（选填“吸热”或“放热”）。理由是。9.某温度时，在2L容器中，某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：(1)在4min末时，A、B的物质的量浓度c(A)____c(B)，0～4min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)(以上填“”“”或“=”)。(2)从反应开始至4min时，A的平均反应速率为__________。(3)该反应的化学方程式为________________________________________。莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤5第2章第4节化学反应条件的优化——工业合成氨命制人：姜成胜审核人：周绪家【课前预习案】【学习目标】1、了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件；2、学会应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法。【自主学习】1、改变哪些外界条件可以提高化学反应速率？2、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H0，改变下列条件对化学平衡有何影响？（1）升高温度，平衡向移动（2）减小压强，平衡（3）增大反应物的浓度，平衡（4）使用催化剂，平衡（3）判断化学反应在一定温度下能否自发进行的判据是什么？【课堂探究案】一、合成氨反应的限度：【问题1】根据课本提供的数据判断298K下合成氨反应能否自发进行？【问题2】合成氨反应的特点是什么？（1）反应（是、否）可逆反应（2）正反应是（吸、放）热的，△H0，△S0。（3）正反应是气体分子数（增大、减小）的反应。【问题3】利用化学平衡移动的知识分析，采取哪些措施有利于提高合成氨反应的限度？【练习1】在一处于平衡状态的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H0,为了使平衡向生成NH3的方向移动，应选择下列的适宜条件是（）①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥移去NH3A.①③⑤B.②③⑤C.②③⑤⑥D.②③⑥二、合成氨反应的速率：[问题1]你认为可以通过控制哪些反应条件（温度、压强）来提高合成氨反应的速率？[问题2]从浓度的角度考虑可以采取哪些措施来提高反应速率？莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤6[问题3]催化剂对合成氨反应的速率有何影响？【练习2】对于合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H0,为了增大生成NH3的速率，应选择下列的适宜条件是（）①高温②低温③高压④低压⑤加催化剂⑥移去NH3A.①③⑤B.②③⑤C.②③⑤⑥D.②③⑥三、合成氨的适宜条件：在工业上合成氨时，反应的限度越大，速率越快，工厂的效益就越高。所以:1．合成氨反应条件的选择原则(1)尽量增大反应物的，充分利用原料。(2)选择较快的，提高单位时间内的产量。(3)考虑设备和技术条件。2．合成氨反应条件的选择(1)压强：压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为、和三种类型。(2)温度：温度越高，反应速率，但不利于，在实际生产中一般控制反应温度在K左右（且在此温度时催化剂的活性）。(3)催化剂：使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择做催化剂。(4)浓度：合成氨生产通常采用N2和H2的物质的量之比为的投料比，及时将氨气从反应混合物中分离出去。此外，还考虑原料的、未转化的原料气的使用、反应热的综合利用等问题。【练习3】在合成氨时，要使氨气的产量增大，又使化学反应速率增大，可以采取的措施有：①增大体积使压强减小②减小体积使压强增大③升高温度④降低温度⑤恒温恒容，再充入等量的N2和H2⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2⑦及时分离产生的NH3⑧使用催化剂（）A．②④⑤⑦B．②③④⑤⑦⑧C．②⑤D．②③⑤⑧【思考】合成氨工业生产中，为什么采用未转化的原料气（合成气）的循环使用？【教、学后反思】莒县一中2015级化学科导学案天道酬勤7【课堂检测】1．关于合成氨的反应，下列说法正确的是（）A．温度越高，反应速率越快，所以合成氨反应的温度越高越好B．压强越大合成氨反应速率越大，工业上不采用过高的压强主要是考虑反应的限度问题C．使用催化剂可以提高单位时间内氨气的产量D．浓度越大，反应速率越快，所以不必把氨从混合物中分离出来2．一定温度下，在体积为10L的密闭容器中充满NH3，反应2NH33H2＋N2经5s达到平衡，经测定NH3和H2的浓度均为amol/L，下列叙述中不正确的是()A．反应前后的压强比为5