高中化学-2.3《化学反应的速率和限度》教案-新人教版必修2

1第二章化学反应与能量第3节化学反应的速率和限度（第1课时）三维目标知识与技能1．理解基本的化学反应速率的概念和影响化学反应速率的外界条件。2．学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。过程与方法1．重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。2．通过实验探究分析影响化学反应速率的外界条件。情感、态度与价值观有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。教学难点影响化学反应速率的因素教具准备多媒体课件、投影仪。教学过程[新课导入]一、化学反应速率1、定义：用单位时间内反应物物浓度的减少量或生成物物浓度的增加量来表示。2、计算公式：v＝△C/△t单位:mol/(L•s)mol/(L•min)mol/(L•h)※注意：（1）现表示的化学反应速率是平均速率，同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，必须注明物质。（2）起始浓度与化学计量数比无关，但是变化浓度一定与化学计量数成比例。（3）同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。例如：2A(g)+3B(g)C(g)+4D(g)ν(A):ν(B):ν(C):ν(D)=2：3：1：4【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升，经过两分钟的反应，它的浓度变成了1.6摩尔/升，求该反应的反应速率。[0.2mol/(L•min)]【例2】在一定条件下N2+3H22NH3的反应中，起始C(N2)为2mol/L，C(H2)为5mol/L，反应到2分钟时，测得C(NH3)为0.4mol/L.2(1)分别用N2、H2、NH3表示反应速率。V(N2)==0.1mol/(L•min)；V(H2)===0.3mol/(L•min)；V(NH3)===0.2mol/(L•min)。(2)反应到2分钟时C(N2)为________，C(H2)_________。【例3】某温度时，2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为3X+Y==2Z；反应开始至2min，Z的平均反应速率为：0.05mol/(L•min)【例4】在2A+B=3C+4D的反应中,下列表示该反应的化反速率最快的是---------------（B）A.V(A)=0.5mol/(L·s)B.V(B)=0.3mol/(L·s)C.V(C)=0.8mol/(L·s)D.V(D)=1mol/(L·s)【总结】对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速率，才能比较。3．影响化学反应速率的因素内因：由参加反应的物质的性质决定。影响反应速率的因素有外因：浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率。注意：“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面积越大，则反应速率越快。【例题5】在温度不变时，恒容的容器中进行反应H22H；△H＞0，若反应浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需要20s，那么由0.06mol/L降到0.036mol/L，所需时间为-----（C）A.10sB.12sC.大于12sD.小于12s（2）温度：其它条件不变时，升高温度可以增大反应速率；降低温度可以减小反应速率。【实验2—5】在两支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，分别加入1～2滴1mol·L－1的FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将一支放入盛有5℃左右冷水的烧3杯中，另将一支放入盛有40℃左右热水的烧杯中，观察现象并对比。待放热水烧杯中的试管里出现大量气泡时，用带火星的火柴梗检验放出的气体。[例6]把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系如图，其中0～t1速率变化的原因是反应放热，温度升高时速率加快；t1～t2速率变化的原因是盐酸浓度变稀世反应速率减小。（3）压强：对于有气体参加的反应，其它条件不变时，增大压强可以增大反应速率；减小压强，可以减小化学反应速率。解释：在温度、气体的物质的量不变时，增大压强，必缩小容器——引起气体的浓度增大，所以，反应速率加快。（4）催化剂：选择适当的催化剂可以成千上万倍的加快反应速率。“催化剂”：能改变反应速率，而在反应前后本身的组成和化学性质不发生变化。【实验2—6】在3支大小相同的试管中各装入2～3mL约5%的H2O2溶液，再向其中两支试管中分别加入少量MnO2粉末、1～2滴1mol·L－1FeCl3溶液。对比观察。现象结论加入MnO2产生大量气泡MnO2加快H2O2分解速率加入FeCl3溶液产生大量气泡FeCl3加快H2O2分解速率不加其它试剂产生少量气泡无催化剂时缓慢分解（5）其他：如：固体的表面积（颗粒度）、激光、射线、超声波、紫外线、溶剂等。（6）惰性气体对反应速率的影响：①恒温恒容，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器P增大，但各物质C不变，v不变。②恒温恒压，加入惰性气体（或不参加反应的气体），容器V增大，各物质C减小，v减小。现象结论热水中产生大量气泡升高温度反应速率加快常温产生气泡冷水中产生少量气泡降低温度反应速率减慢4【随堂练习】1.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是-------------------------------------------------------（C）A.增大反应物的量B.增大压强C.升高温度D.使用催化剂2.Na2S2O3溶液跟稀H2SO4反应的化学方方程式为：NaSOHSONaSOSOSHO223242422。下列各组实验中，溶液中最先变浑浊的是-------------------------------------------------------------------------------------------------------（D）反应反应物H2O温度Na2S2O3H2SO4V℃V(ml)C(molL－1)V(ml)C(molL－1)（ml）A1050.1100.15B1050.150.110C3050.150.110D3050.250.210第3页（共11页）3.下列条件一定能使反应速率加快的是--------------------------------------------------------------（C）①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO2A．全部B．①②⑤C．②D．②③4.反应4NH()5O()4NO()6HO()322气气气气在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟变化正确的是-------------------------------------------（C）A．NO：0.001molL1·B．H2O：0.002molL1·C．NH3：0.002molL1·D．O2：0.00125molL1·5.在N2+3H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6molL1·,在此时间内用NH3表示的反应速率为0.30molL1··S－1。则此一段时间是------------------（B）A．1秒B．2秒C．0.44秒D．1.33秒6.在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3molLmin11··，已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为50℃时，该反应的速率为----------------（A）5A．48molL1··S－1B．36molL1··S－1C．24molL1··S－1D．12molL1··S－17.在2N2O5==4NO2+O2反应中，N2O5的起始浓度为2.1molL1·，经100秒钟后，N2O5的浓度为1.95molL1·，则反应速率：vNO25==0.0015mol/(L•S).8.某反应的速率，当温度每升高10℃增快为原来的2倍，如果温度由100℃降到50℃，则该反应的速率约为原来的32倍。9.在某一密闭容器中有A、B两种气体，开始时浓度分别为amolL1·、bmolL1·，A跟B反应生成C，反应方程式为：A+2B3Ct秒末时，用C表示的反应速率为dmolL1··S－1，则此时B的浓度为(b-2/3dt)molL1·。第4页（共11页）6第3节化学反应的速率和限度（第2课时）三维目标知识与技能1．理解可逆反应、化学反应平衡的概念2.化学反应限度的本质原因及外部特征。3．学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。通过实验探究响形成化学反应平衡的概念及化学反应限度的概念过程与方法1．重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。2．通过探究实验认识化学平衡与反应限度，并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。情感、态度与价值观有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。教学难点化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。教学难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。教具准备多媒体课件、投影仪。教学过程[新课导入]二、化学反应的限度（一）可逆反应：1、定义：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的反应2、特点：（1）向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存，两个化学反应构成了一个对立的统一体。（2）符号：“”号（3）通常从左向右的反应称为正反应，从右向左的反应称为逆反应；（4）在反应体系中，与化学反应有关的各种物质浓度均不能为零。（二）化学反应限度71、定义：.当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度_不再改变_，达到表面上静止的一种“_状态_”，这就是这个反应所能达到的限度；此时这个状态就叫做化学平衡状态。反应开始：υ正υ逆反应过程中：υ正逐渐减小，υ逆逐渐增大；反应物浓度减小，生成物浓度增大；平衡时：υ正==υ逆；各组分的浓度不再变化。2.化学平衡的特征：等：υ正＝υ逆；定：各组分的浓度一定；动：动态平衡。变：如果外界条件的改变，原有的化学平衡状态将被破坏，平衡发生移动。【例1】．在可逆反应体系2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)加入18O2后，哪些物质中会含有18O？答：SO2、O2、SO3中均含有18O。3.影响化学平衡的条件：（催化剂不影响化学平衡）（1）浓度：增大反应物的浓度或减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减少反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。（2）温度：升高温度平衡向吸热反应方向移动；降低温度平衡向放热反应方向移动。（3）压强：（只对于有气体参加且反应前后气体总体积发生变化的反应）增大压强平衡向气体总体积缩小的方向移动；减小压强平衡向气体总体积增大的方向移动。第5页（共11页）（三）化学反应条件的控制促进有利的化学反应：提高反应物的转化率即原料的利率、加快在生产和生活中反应速率等。抑制有害的化学反应：减慢速率、减少或消除有害物质的产生，控制副反应的发生等这就涉及到反应条件的控制。通过控制反应条件，可以改变反应速率（加快或减慢）；也可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行。【应用】工业上合成氨的生产中：既要考虑反应的速率也要考虑反应所能达到的限度。二者兼顾，通过控制反应器的温度和压强，使反应既快又能达到较大的限度。合成氨的反应：N2＋3H2催化剂高温高压2NH3反应特点：正反应是放热反应、气体总体积缩小的反应8控制条件:速率快：高温有利（1）温度生产中二者兼顾，选择适宜的温度（约500℃）反应限度:低温有利速率快：高压有利（2）压强生产中采用中压法（20～50Mpa）反应限度：高压有力（3）催化剂：还原