高中化学23《化学反应的速率和限度》教案新人教版必修2.docx
《高中化学23《化学反应的速率和限度》教案新人教版必修2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学23《化学反应的速率和限度》教案新人教版必修2.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高中化学23《化学反应的速率和限度》教案新人教版必修2
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]从同学们以前所学的化学反应知道，不同的反应有快慢之分，例如爆炸在瞬间就可以完成，而金属的生锈以年月计，离子反应以秒计，而塑料的老化以年计，溶洞的形成以万年计，那么化学反应的快慢与我们有什么关系呢？
人们希望通过控制化学反应速率的快慢为人类造福。
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）
【例1】在一定条件下N2+3H2
2NH3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.
（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）_________。
※注意：
（1）以上所指的反应速率是平均反应速率而不是瞬时反应速率．且无论用反应物还是生成物表示均取正值。
（2）同一反应在不同时刻，瞬时反应速率不同．
（3）对于同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
（4）同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同．但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
对于同一反应：
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）来说
vA:
vB:
vC:
vD＝ΔnA:
ΔnB:
ΔnC:
ΔnD
＝ΔCA:
ΔCB:
ΔCC:
ΔCD＝m:
n:
p:
q
vA/m=vB/n=vC/p=vD/q
（5）固体或纯液体的物质的量浓度可视为不变常数，不用来表示反应速率。
【例2】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3】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。
有哪些条件影响化学反应速率呢？
3．影响化学反应速率的因素
【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
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。
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
（1）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—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
（2）催化剂：
能改变化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变为可能
（在可逆反应中，能同等程度的改变正逆反应速率）
（3）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。
（4）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。
（5）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。
（6）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。
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。
请学生完成课本思考与交流
【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：
。
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
Na2S2O3
H2SO4
V
℃
V（ml）
C（molL－1）
V（ml）
C（molL－1）
（ml）
A
10
5
0.1
10
0.1
5
B
10
5
0.1
5
0.1
10
C
30
5
0.1
5
0.1
10
D
30
5
0.2
5
0.2
10
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MnO2
A．全部B．①②⑤C．②D．②③
4.反应
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：
0.001
B．H2O：
0.002
C．NH3：
0.002
D．O2：
0.00125
5.在N2+3H2
2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6
在此时间内用NH3表示的反应速率为0.30
·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3
，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）
A．48
·S－1B．36
·S－1
C．24
·S－1D．12
·S－1
7.在2N2O5==4NO2+O2反应中，N2O5的起始浓度为2.1
，经100秒钟后，N2O5的浓度为1.95
，则反应速率：
==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a
、b
，A跟B反应生成C，反应方程式为：
A+2B
3Ct秒末时，用C表示的反应速率为d
·S－1，则此时B的浓度为（b-2/3dt）
。
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]学生阅读课本46页科学史话,
科学研究表明，很多化学反应在进行时都具有可逆性，即很多化学反应是不能够按照化学方程式中的计量系数进行到底的，这就是我们今天要进行学习的
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。
例如：
判断下列反应是否属于可逆反应：
2H2+O2===2H2OPb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O
过渡：
在可逆反应中，随着反应的进行，反应物的浓度和生成物的浓度是怎样改变的？
正反应速率和逆反应速率是怎样改变的？
例如CO2（g）＋H2（g）
CO（g）＋H2O（g），将0.01mol的CO2（g）和0.01mol的H2（g）通入
1L的密闭容器中，
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。
（二）化学反应限度
1、化学平衡状态：
.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。
2.化学平衡的特征：
逆：
研究对象为可逆反应
等：
υ正＝υ逆；
定：
各组分的浓度一定；
动：
动态平衡，正反应和逆反应过程还在进行。
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。
[例2]对于反应N2+3H2
2NH3，下列说法处于化学平衡状态的是：
①υ（N2生成）=υ（N2消耗），②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2，③单位时间内生成2molNH3，同时消耗1molN2，④N2、H2、NH3的物质的量不再发生变化。
⑤1个N
N键断裂的同时，有6个H—H键断裂
通过改变外界条件是可以改变反应限度的，这在我们生产和生活中有很多应用
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。
阅读课文52页，回答课文中的有关问题，归纳：
提高煤的燃烧效率可以采取哪些措施？
[小结]2、提高煤燃烧效率的方法：
①使燃料充分燃烧（提高能量转化率）：
用煤粉（增加固体的表面积）、空气或氧气适当过量（增加反应物浓度）……
②充分利用释放的能量（提高能量利用率）
炉膛采用保温材料、废气用以烧水取暖等等。
【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
2NH3
反应特点：
正反应是放热反应、气体总体积缩小的反应
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：
还原铁粉为主体的多成分催化剂。
【随堂练习】
1、高温高压催化剂条件下，3mol氢气和1mol氨气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨
气吗？
为什么？
答：
不能。
因为该反应是可逆反应。
2.对于达到平衡的可逆反应：
N2＋3H2
2NH3（正反应为放热），下列叙述中正确的是-------------------------------------------------------------------------（C）
A.反应物和生成物的浓度相等B.增大压强不利于氨的合成
C.反应物和生成物的浓度不再变化D.降低温度，平衡混合物里氨的浓度减小
3.下列反应达到平衡后，加压或降温都能使平衡向正反应方向移动的是-------------（D）
A.C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g）正反应吸热
B.CO2（g）＋H2（g）
CO（g）＋H2O（g）正反应放热
C.2H2O（g）
2H2（g）＋O2（g）正反应吸热
D.N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）正反应放热
【知识拓展】判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
1．等速标志：
v正＝v逆
指反应体系中的同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等.对不同种物质而言，速率不一定相等.
例：
N2+3H2
2NH3
1）若有1molN2消耗，则有1molN2生成
2）若有1molN2消耗，则有2molNH3生成,2V（正N2）=V（逆NH3）
3）若有1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂
注：
用同种物质表示反应速率，该物质的生成速率等于消耗速率，用不同物质表示时，某反应物的消耗（或生成）速率：
某生成物的消耗（或生成）速率=化学计量系数之比
2．百分含量不变标志
正因为v正＝v逆≠0，所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量.总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变.
3．对于有气体参与的可逆反应△ng：
反应前后气体物质的化学计量数差值
1）从反应混合气的平均相对分子质量（
）考虑
＝
当△ng≠0,
一定时，则标志达平衡.
当△ng＝0，
为恒值，不论是否达平衡.m气是变化的
若有非气体参与：
不论△ng是否等于0，则当
一定时，可标志达平衡
2）从气体密度考虑：
＝
恒容：
总为恒值，不能作平衡标志
恒压：
当各成分均为气体时△ng＝0.V不变，
总为恒值，同上
△ng≠0.
为一定值时，则可作为标志
当有非气体物质参与时晨时
恒容：
为一定值时，可作标志
恒压：
△ng＝0.
为一定值时，可作标志
3）从体系内部压强考虑：
∵恒容、恒温．n（g）越大,P越大
当
∴不论各成分是否均为气△ng＝0．则P为恒值，不能作标志
体、只需考虑△ng．△ng≠0．则当P一定时，可作标志
4）从体系内部温度考虑
当化学平衡尚未建立或平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量．
若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡．
5）对于有颜色变化的可逆反应，颜色不再改变时。
[例1]一定温度下的密闭容器中进行可逆反应，N2（g）+3H2（g）
2NH3（g），下列情况能说明反应已达平衡的是----------------------------------------------------------------------------------------（AB）
A.混合气体的总物质的量不随时间而变化
B.混合气体的压强不随时间而变化
C.混合气体的密度不随时间而变化
D.生成6molN—H键的同时有3molH—H键生成
E.生成1molN2的同时有3molH2的生成
【例2】在一定条件下，反应A（g）＋3B（g）
2C（g）达到平衡的标志是----------（CD）
A.A、B、C的分子数比为1：
3：
2
B.C的体积分数比B、A大
C.单位时间内生成amolA同时生成2amolC
D.单位时间内生成C的物质的量与消耗C的物质的量相等
第二章第3节化学反应的速率与限度测试题
一、单项选择题（本题共9小题，每题4分，共36分）
1.在下列过程中，需要加快反应速率的是------------------------------------------------------------（）
A.钢铁腐蚀B.食物腐烂C.工业炼钢D.塑料老化
2.对于某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是----------------------------------------------------（）
A.提高反应物的平衡转化率B.以同样程度改变正逆反应的速率
C.增大正反应速率，减小逆反应速率D.改变平衡混合物的组成
3.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是----------------（）
A.不用稀硫酸，改用98％硫酸B.加热
C.滴加少量CuSO4溶液D.不用铁片，改用铁粉
4.反应2SO2＋O2
2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol·L－1，在这段时间内用O2表示的平均反应速率为0.04mol/（L·s），则这段时间为---------------------------------------（）
A.0.1sB.2.5sC.5sD.10s
5.已知反应A＋3B＝2C＋D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应的速率为1mol/（L·min），则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为-----------------------（）
A.0.5mol/（L·min）B.1mol/（L·min）
C.2mol/（L·min）D.3mol/（L·min）
6.可逆反应A＋3B＝2C＋2D，在各种不同的情况下的反应速率分别为：
①
（A）＝0.15mol·L－1·s－1②
（B）＝0.6mol·L－1·s－1
③
（C）＝0.4mol·L－1·s－1④
（D）＝0.45mol·L－1·s－1
该反应进行最快的是------------------------------------------------------------------------------------（）
A.④B.②和③C.①D.①和④
7.下列说法正确的是-----------------------------------------------------------------------------------------（）
A.化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率
B.在可逆反应里，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应是负值
C.在同一化学反应里，其化学反应速率可以用反应物的浓度表示，其数值可能相同，也可能不相同
D.化学反应速率的单位可以是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1，也可以用t·L－1·s－1
8.下列关于化学反应限度的叙述错误的是--------------------------------------------------------------（）
A.不同的化学反应，限度可能不同
B.可以通过改变温度来控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应便停止不再进行
9.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是------------------------------------------------------------------（）
①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料燃烧④将液体燃料
雾化⑤进行煤气化处理⑥通入适量的空气
A.①③④⑤B.②③⑤⑥C.③④⑤⑥D.①②③④
二、多项选择题（本题共6小题，每题4分，共24分）
10.可逆反应达到平衡的重要标志是--------------------------------------------------------------------（）
A.反应停止了B.正逆反应的速率相等
C.正逆反应的速率均为零D.正逆反应都还在继续进行
11.下列说法正确的是---------------------------------------------------------------------------------------（）
A.参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C.决定化
升级会员 