高中化学选修4全册课时学案.docx
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高中化学选修4全册课时学案
化学反应速率和化学平衡
第1节化学反应速率（第1课时）
[教学目标]
1．知识目标
了解化学反速率的概念和表示方法。
2．能力和方法目标
（1）通过有关化学反应速率概念的计算，掌握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的计算能力。
（2）提高根据化学方程式判断、比较和计算化学反应速率的能力，掌握比较化学反应快慢的方法。
[教学重点、难点]重点是化学反应速率的概念。
难点是化学反应速率的计算。
[教学过程]
一、化学反应速率
1.定义：
用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。
若浓度用物质的量（C）来表示，单位为：
mol/L，时间用t来表示，单位为：
秒（s）或分（min）或小时（h）来表示，则化学反应速率的数学表达式为：
V==△C/t单位是：
mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h）
化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的量变化来表示，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，其数学表达式可表示为
【例题】在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生N2+3H22NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。
解：
N2+3H22NH3
起始量（mol）：
130
2s末量（mol）：
1-0.23-0.60.4
变化量（mol）：
0.20.60.4
则VN2==0.2/2×2==0.05mol/（L·s）VH2==0.6/2×2==0.15mol/（L·s）
V（NH3）==0.4/2×2==0.1mol/（L·s）
【明确】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。
3.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。
4.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。
即：
VN2：
VH2：
VNH3====1：
3：
2
5.对于在一个容器中的一般反应aA+bB==cC+dD来说有：
VA：
VB：
VC：
VD===△CA：
△CB：
△CC：
△CD===△nA：
△nB：
△nC：
△nD
====a：
b：
c：
d
6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。
例如：
可逆反应A（g）+B（g）C（g）+D（g），在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（）
A.VA==0.15mol/L·minB.VB==0.6mol/L·minC.VC==0.4mol/L·minD.VD==0.01mol/L·s
对化学反应速率要注意以下几个问题：
1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位，时间单位通常可用s、min、h表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/（l·s）、mol/（l·mon）或mol/（l·h）。
2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。
3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：
对于反应
来说，则有
。
4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
[随堂练习]
1．把下列四种X溶液，分别加进四个盛有10mL浓度为2mol·L-1的盐酸的烧杯中，并都加水稀释至50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是（）。
（A）10mL、2mol·L-1（B）20mL、2mol·L-1
（C）10mL、4mol·L-1（D）20mL、3mol·L-1
2．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应。
根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（）
（A）υ（H2）=0.1mol·L-1·min-1（B）υ（N2）=0.2mol·L-1·min-1
（C）υ（NH3）=0.15mol·L-1·min-1（D）υ（H2）=0.3mol·L-1·min-1
3．反应4NH3+5O2=4NO+6H2O，在5L的密闭容器中进行半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率υ（x）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（）。
（A）υ（O2）=0.01mol·L-1·s-1（B）υ（NO）=0.008mol·L-1·s-1
（C）υ（H2O）=0.003mol·L-1·s-1（D）υ（NH3）=0.002mol·L-1·s-1
4．反应4A（气）+5B（气）==4C（气）+6D（气）在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3mol。
下列论述正确的是（）。
（A）A的平均反应速率是0.010mol·L-1·s-1
（B）容器中含D的物质的量至少为0.45mol
（C）容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:
5:
4:
6
（D）容器中A的物质的量一定增加了0.3mol
5．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ（A）、υ（B）、υ（C）（mol·L-1·s-1）表示，且υ（A）、υ（B）、υ（C）之间有如下所示的关系：
υ（B）=3υ（A）；
3υ（C）=2υ（B）。
则此反应可表示为（）
（A）2A+3B＝2C（B）A＋3B＝2C
（C）3A+B＝2C（D）A＋B＝Ｃ
6．在一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3X（气）+Y（气）
2Z（气）
若最初加入的X、Y和Z都是1mol，反应中X的平均反应速率为0.12mol·L-1·s-1。
若要产物Z为1.8mol，反应所需的时间为（）B
（A）5s（B）10s（C）15s（D）20s
7．取2g干燥铝粉和3g碘粉小心混匀，分为四堆。
往各堆上分别加0.5g水，1g明矾，1g胆矾，1g无水硫酸铜。
加水那堆混合物首先冒火花，发生剧烈反应，其次发生反应的是加明矾的那一堆混合物，再次发生反应的是加胆矾的那一堆混合物，而加无水硫酸铜的那堆最难发生反应。
（1）铝和碘反应的方程式为___________。
铝和碘反应还可以看到___________。
（2）四堆混合物发生反应的先后顺序说明_________________。
8．在一个容积为3L的密闭容器内进行如下反应：
N2（气）+3H2（气）
2NH3（气）。
反应开始时，n（N2）=1.5mol，n（H2）=4.4mol，2min后，n（H2）=0.8mol。
试用H2、N2和NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率，并求出2min末的N2的浓度。
课堂练习题答案
1D，2B，3CD，4B，5B，6B。
7．
（1）2Al+3I2=2AlI3；紫色碘蒸气
（2）水是催化剂，明矾比胆矾更易失水。
8．υ（H2）=0.6mol·L-1·min-1，υ（N2）=0.2mol·L-1·min-1，υ（NH3）=0.4mol·L-1·min-1。
c（N2）=0.1mol。
L-1。
第一节化学反应速率（第2课时）
[教学目标]
1．知识目标
（1）理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
（2）使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2．能力和方法目标
（1）掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；
（2）通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。
[教学重点、难点]压强对化学速率的影响，用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
[教学过程]
二、外界条件对化学反应速率的影响：
（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
（明确）当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大2.对于可逆反应aA+bBcC+dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。
而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。
增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。
3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。
2.制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。
（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响
【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？
【收集事实】途径：
已有的实验知识
（提出以下几个实验）对比
1.10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。
2.CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。
3.SO2与O2在一密闭容器内反应生成SO3。
（讨论）给上述三个反应的容器加压，三个反应的反应物的浓度是怎样变化的？
【事实的处理】列表比较
编号
反应物的状态
加压后反应物浓度变化
加压后反应的速率变化
1
2
3
【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。
【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
（明确）1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。
这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。
相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。
2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。
【结论的再理解】1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。
我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。
2.对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
（三）在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响
【提出问题】温度是怎样对化学反应速率进行影响的？
【收集事实】途径：
1.观察演示实验。
2.回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。
『演示实验』10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比实验
『复习回顾』1.Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。
2.Mg条分别与冷水和沸水的反应情况的对比。
【实验事实的处理】1.化学用语化（写方程式）
（1）Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+SO2+S↓+H2O
或S2O32-+2H+==SO2+S↓+H2O
（2）Cu+2H2SO4（浓）===CuSO4+2SO2↑+2H2O
（3）Mg+2H2O===Mg（OH）2+2H2↑
2.表格化
（1）同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比表
编
号
0.1mol/L的
Na2S2O3
0.1mol/L的
H2SO4
反应温度
（℃）
反应中出现浑浊的时间
（秒）
1
10ml
10ml
冷水
2
10ml
10ml
热水
（2）Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况对比表
编号
Cu与浓硫酸在常温条件下反应
Cu与浓硫酸在加热条件下反应
1
2
（3）Mg条分别与冷水和沸水的反应情况对比表
编号
Mg条与冷水反应
Mg条与热水反应
1
2
【表征性抽象】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。
经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。
【原理性抽象】为什么升高温度会使反应速率加快？
（明确）当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。
【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。
2.合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。
3.为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。
（四）催化剂对化学反应速率的影响
【提出问题】催化剂是怎样影响化学反应速率的？
【收集事实】途径：
1.观察演示实验。
2.回顾已有知识
（演示实验）过氧化氢分解的对比实验
（复习回顾）用KClO3制氧气的实验
【实验事实的处理】1.写化学方程式
（1）2H2O2==2H2O+O2↑
（2）2KClO3==2KCl+3O2↑
2.列表对比
（1）过氧化氢分解实验的对比表
编号
无催化剂时的反应情况
有催化剂时的反应情况
1
2
（2）用KClO3制氧气实验的对比表
编号
无催化剂时的反应情况
有催化剂时的反应情况
1
2
【表征性抽象】催化剂能加快化学反应速率。
【原理性抽象】为什么催化剂能加快化学反应速率？
（明确）当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。
【对结论的再认识】1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。
例：
（1）在加热条件下：
2Cu+O2==2CuO
2CuO+2CH3CH2OH==2Cu+2CH3CHO+2H2O
（2）氮的氧化物破坏臭氧：
NO+O3==NO2+O2
NO2+O==NO+O2
2.能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。
3.对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。
相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。
【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。
大约85%的反应需要催化剂。
尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。
例；接触法制硫酸工业。
【课堂练习】1.要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2A（气）+B（固）==2C（气）+Q（Q＞0）的正反应速率显著加快，可采用的措施是（不考虑固、气态间的接触面积）（）
A．降温B.加入BC.增大体积使压强减小D.加入A
2.把除去氧化膜的镁条放入一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速度V随时间t变化如图。
其中t1——t2速度变化的原因是___________________；t2——t3速度变化的原因是_________________________________。
V
t1t2t3
【实验事实的处理】1.写化学方程式或离子方程式
（1.）Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+SO2+S↓+H2O
或S2O32-+2H+==SO2+S↓+H2O
（2.）2Mg+O2===2MgO
（3.）CaC2+H2O===C2H2↑+Ca（OH）2
2.列表对比
（1）不同浓度的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸反应的对比实验表
编号
Na2S2O3溶液
水
硫酸
出现浑浊的时间（秒）
1
10ml
0
10ml
2
5ml
5ml
10ml
（2）.镁条分别在空气中和纯氧中燃烧的情况对比表
编号
镁条与空气反应
镁条与纯氧气反应
现象
速率
（3）电石分别在水中和饱和食盐水中反应的情况对比表
编号
电石与水的反应
电石与饱和食盐水的反应
现象
速率
[随堂练习]
1．一般都能使反应速率加快的方法是（）。
1升温；②改变生成物浓度；③增加反应物浓度；④加压
（A）①②③（B）①③（C）②③（D）①②③④
2．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：
2NO+2CO=N2+2CO2
对此反应，下列叙述正确的是（）
（A）使用催化剂能加快反应速率
（B）改变压强对反应速率没有影响
（C）冬天气温低，反应速率降低，对人体危害更大
（D）无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
3．设C+CO2
2CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H2
2NH3+Q2，反应速率为υ2。
对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为（）。
（A）同时增大（B）同时减小
（C）υ1增大，υ2减小（D）υ1减小，υ2增大
4．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由如图2-1-1表示，在下列因素中，①盐酸的浓度，②镁条的表面积，③溶液的温度，④氯离子的浓度，影响反应速率的因素是（）。
（A）①④（B）③④
（C）①②③（D）②③
5．下表中是各组反应的反应物和反应温度，反应刚开始时，放出H2速率最快的是（）
编号金属（粉末状）酸的浓度及体积反应温度
（mol）（℃）
AMg，0.16mol·L-1硝酸10mL60
BMg，0.13mol·L-1盐酸10mL60
CFe，0.13mol·L-1L盐酸10mL60
DMg，0.13mol·L-1硫酸10mL60
6．容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应
A（气）+2B（气）
2C（气）
以B的物质的量浓度改变表示的反应速度υ正，υ正、υ逆与时间的关系图如所示。
已知反应速率υ的单位为mol·L-1·s-1，则图中阴影部分的面积可表示（）。
（A）A的物质的量浓度的减少（B）B的物质的量浓度的减少
（C）C的物质的量增加（D）B的物质的量减少
7．煅烧硫铁矿产生二氧化硫，为了提高生成二氧化硫的速率，下列措施可行的是（）。
（A）把块状矿石碾成粉末（B）向炉内喷吹氧气
（C）使用Fe2O3作催化剂（D）降低体系的温度
8．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl（-1）和S（+6）的反应速率如图2-1-4所示，已知这个反应速率随着溶液中[H+]增大而加快。
（1）反应开始时反应速率加快的原因是____。
（2）反应后期反应速率下降的原因是______。
9．在密闭容器中发生2SO2+O2
2SO3反应，现控制下列三种不同的条件：
①在400℃时，10molSO2与5molO2反应；
②在400℃时，20molSO2与5molO2反应；
③在300℃时，10molSO2与5molO2反应；
问：
开始时，正反应速率最快的是_____；正反应速率最慢的是_________。
10．Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：
2I-+2Fe3+=2Fe2++I2（水溶液）。
正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为υ=k（I-）m（Fe3+）n（k为常数）
c（I-）（mol·L-1）
C（Fe3+）（mol·L-1）
υ（mol·L-1·s-1）
（1）
0.20
0.80
0.032k
（2）
0.60
0.40
0.144k
（3）
0.80
0.20
0.128k
通过所给数据计算得知：
在υ=k（I-）m（Fe3+）n中，m、n的值为______。
[选填A、B、C、D]
（A）m=1，n=1（B）m=1，n=2（C）m=2，n=1（D）m=2，n=2
碘离子浓度对反应速率的影响______铁离子浓度对反应速率的影响。
（选填：
小于、大于、等于）
课堂练习答案
1B，2AC，3A，4C，5D，6B，7AB。
8．
（1）2KClO3+6NaHSO3=3Na2SO4+KCl+3H2SO4，氢离子浓度增大，反应速率加快。
（2）反应物浓度减小，反应速率减慢。
9．②；③。
10．C；大于。
第一节化学反应速率（第3课时）
[教学目标]
1．知识目标
整理和总结相关的基本概念、基本规律，把零散知识串成线、结成网。
2．能力和方法目标
（1）通过有关化学反应速率概念、公式和影响因素的梳理和总结，提高知识的总结、归纳能力。
（2）通过用化学反应速率的基础知识和规律解释一些实际问题来提高分析和解决实际问题的能力。
[教学过程]
1．有关化学反应速率的基本内容
化概念：
单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化
学以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
反表示方法：
单位：
mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1等等。
应计算公式：
υ=Δc/Δt（式中υ-平均速率、Δc-浓度变化、Δt-时间）
速影响因素：
内因：
反应物的性质
率外因：
反应所处的条件，如浓度、温度、压强、催化剂、光照等多种因素都可影响反应速率
对于反应：
mA（气）+nB（气）=pC（气）+qD（气）同一时刻的反应速率可用各种反应物或生成物的浓度变化来表示，即υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D），且有υ（A）:
υ（B）:
υ（C）:
υ（D）=m:
n:
p:
q。
2．化学反应速率的分类
分类角度
从测定时间分
从反应方向分
类型
瞬时速率：
某一时刻的反应速率
平均速率：
某段时间内的反应速率的平均值
正反应速率：
可逆反应中正反应方向的反应速率
逆反应速率：
可逆反应中逆反应方向的反应速率
注意点
通常所计算的是平均速率
通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率
3．影响化学反应速率的条件
（1）不同的化学反应具有不同的反应速率
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