人教版选修四《化学反应原理》第二章教案.docx
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人教版选修四《化学反应原理》第二章教案
第一节化学反应速率教案
[教学目标]
1、知识技能目标：
（1）知道化学反应速率可以表示化学反应的快慢，认识反应速率的含义、单位；
（2）知道怎样测定、描述、计算在一定条件进行的某一化学反应的速率；
（3）认识外界条件（催化剂、温度、反应物浓度）怎样影响化学反应速率；
2、过程与方法目标
（1）通过实验观察、思考、分析、比较认识影响化学反应速率的因素，了解提出问题——实验探究——分析比较——获得结论——是研究化学的方法之一。
（2）通过化学反应速率定量表示的学习培养学生类比的方法，阅读、分析、交流、归纳的能力。
3、情感态度价值观：
（1）体验由定性到定量表示化学反应速率；
（2）培养对化学反应研究的兴趣，能够在对化学反应原理的探究过程中找到成功的喜悦，激发学习化学探究原理的动力；增强学生合作、创新与求实精神。
[教学重点、难点]
（1）教学重点：
化学反应速率的定量表示和影响因素。
（2）教学难点：
1、化学反应速率的简单计算
2、用化学反应速率的有关知识解决实际问题。
[教学过程]
[导入]提出问题讨论：
（1）怎样判断化学反应的快慢？
（2）通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？
[板书]第二章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
[讨论]在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量的表示化学反应进行得快慢呢？
[讲解]化学反应速率的表示方法；
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）
[板书]1、化学反应速率的表示方法：
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。
V==△C/△t
单位是：
mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h）
[例题1]在密闭容器中，合成氨反应N2+3H2=2NH3，开始时N2浓度8mol/L，H2浓度20mol/L，5min后N2浓度变为6mol/L，求该反应的化学反应速率。
解：
用N2浓度浓度变化表示：
V（N2）==△C/△t==（8mol/L－6mol/L）/5min==0.4mol/（L·min）V（H2）==1.2mol/（L·min）
V（NH3）==0.8mol/（L·min）
[讨论]上述计算题的结果，你会得出什么结论？
[讲解]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。
[板书]2、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。
[例题2]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·min
C.VC==0.4mol/L·minD.VD==0.01mol/L·s
解析：
解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。
选B。
[讲述]化学反应速率测定方法
有关因素：
任何一种反应物质的浓度或质量的相关性质，包括直接观察某些物质性质，也包括利用科学仪器测量的性质。
在溶液中，常利用颜色变浅和显色物浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
[板书]3、化学反应速率测定方法
[学生实验]2-1
[讲述]操作：
按图按装两套装置，在锥形瓶里装有2g锌粒（颗粒大小相同），然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L硫酸，比较二者收集10ml氢气所需的时间。
[学生分组实验]填写实验记录卡：
加入试剂
反应时间（min）
反应速率（mL/min）
1mol/L硫酸
4mol/L硫酸
[讨论]实验中为何规定锌粒颗粒大小相同？
你还可以通过相同时间内收集到的氢气量多少来比较二者反应速率，请你设计方案，并继续实验。
[学与问]你能根据反应速率相关量的那些变化来测定反应速率？
[小结]略
[课堂练习]
1、mA+nB
pC的反应中，m、n、p为各物质的计量数。
现测得C每分钟增加amol/L，B每分钟减少1.5amol/L，A每分钟减少0.5amol/L，则m：
n：
p为
A、2：
3：
2B、2：
3：
3C、1：
3：
2D、3：
1：
2
2、在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是
A、0.02mol/（L•min）B、1.8mol/（L•min）C、1.2mol/（L•min）D、0.18mol/（L•min）
3．（03年上海高考）可逆反应N2＋3H2
2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A、3v正（N2）＝v正（H2）B、v正（N2）＝v逆（NH3）
C、2v正（H2）＝3v逆（NH3）D、v正（N2）＝3v逆（H2）
第二节影响化学反应速率的因素教案
[教学目标]1．知识与技能
（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．过程与方法
（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。
3、情感、态度与价值观
（1）通过实验培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。
（2）通过目前催化剂研究的遗憾，激发学生投身科学的激情。
[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]
[导入]有些反应速率很快，如盐酸与氢氧化钠的中和反应，而有些反应速率很慢，如石油的形成。
可见，不同物质化学反应速率相差很大，决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质。
[板书]
一、决定化学反应速率的因素：
反应物本身的性质
二、外界条件对化学反应速率的影响：
（一）浓度对化学反应速率的影响
[演示]课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应
加入试剂
4mL0.01mol/LKMnO4
2mL0.1mol/LH2C2O4
4mL0.01mol/LKMnO4
2mL0.2mol/LH2C2O4
实验现象
褪色时间
结论
在其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大。
[补充实验]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
【板书】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。
【实验解释】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，单位体积内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）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
【板书】对于有气体参加的反应来说，其他条件不变时，增大体系的压强，反应速率会加大。
【解释】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。
3恒容时加入惰性气体使压强增大，反应物和生成物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。
恒压时加入惰性气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。
（三）温度对化学反应速率的影响
[演示]课本21页实验2-3
同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下与0.1摩/升的硫酸5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
5ml
5ml
冷水
2
5ml
5ml
热水
【板书】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。
『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↑
【解释】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，使活化分子的百分比增大，因而单位体积内活化分子数量增多，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。
【科学探究】课本21页科学探究：
不同温度下碘化钾与稀硫酸反应（淀粉指示颜色）的速率不同。
（四）催化剂对化学反应速率的影响
【演示】22页演示实验2-4：
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）2H2O2==2H2O+O2↑
（2）2KClO3==2KCl+3O2↑
（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）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
【结论】催化剂能加快化学反应速率。
【解释】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，因此单位体积内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。
如不作特殊说明，均指正催化剂。
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。
（五）其它因素对化学反应速率的影响
光、磁场、超声波、颗粒大小、溶剂性质…等
[随堂练习]
1．一般都能使反应速率加快的方法是（B）。
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（AC）
（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）。
（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（C）。
（A）①④（B）③④
（C）①②③（D）②③
5．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（AB）。
（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
6．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____②_；正反应速率最慢的是______③___。
第三节化学平衡教案
[教学目标]
（1）知识与技能：
使学生理解化学平衡状态建立的过程，认识化学平衡状态的特征，并能初步判断化学反是否处于平衡状态。
（2）过程与方法：
通过做硫酸铜晶体结晶的实验，引导学生分析、认识可逆过程与平衡状态的建立及特征培养学生利用实验探究、分析、解决问题的能力。
（3）情感态度与价值观：
培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养。
[教学重点、难点]
（1）教学重点：
描述化学平衡建立的过程。
（2）教学难点：
探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
第一课时教学过程
[导课]我们已经学过许多化学反应，有的能进行到底，有的不能进行到底。
请同学们思考并举例说明。
[回答]学生举例化学反应存在的限度。
[讲述]化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题，但是在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。
例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
［板书］第三节化学平衡
［讲述］如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说，由于反应物已全部转化为生成物，如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了，所以，化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。
[板书]一、可逆反应与不可逆反应
[思考］大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？
［回答］开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。
［追问］不溶了是否就意味着停止溶解了呢？
［回答］回忆所学过的溶解原理，阅读教材自学思考后回答：
没有停止。
因为当蔗糖溶于水时，一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。
［讲述］所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。
我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。
［讲解］这时候我们就说，蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，是一个动态平衡。
［板书］溶解平衡的建立
开始时v（溶解）＞v（结晶）
平衡时v（溶解）=v（结晶）
结论：
溶解平衡是一种动态平衡
[探讨]我们学过那些可逆反应？
可逆反应有什么特点？
[板书]二、化学平衡状态
1.定义：
是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量（溶液中表现为浓度）可以保持恒定的状态。
[板书]2。
化学平衡的特征：
（1）反应物和所有产物均处于同一反应体系中，反应条件（温度、压强）保持不变。
（2）达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变；由于化学平衡状态时反应仍在进行，故其是一种动态平衡。
达到平衡时正反应速率等于逆反应速率。
[实验2-5]两试管中各加入5ml0.1mol/LK2Cr2O7溶液,按要求操作,观察颜色的变化。
[记录实验卡片]
滴加3～10滴浓硫酸
滴加10～20滴6mol/LNaOH
K2Cr2O7溶液
橙色
黄色
[板书]3、
（1）浓度对化学平衡的影响：
Cr2O72－+H2O
2CrO42－+2H+
橙色黄色
[实验2—6]通过学生对实验归纳可知：
增大反应物的浓度可促使化学平衡向正反应方向移动。
方程式：
FeCl3+3KSCN
Fe（SCN）3+3KCl
[思考与交流]
1、你使如何判断上述化学平衡发生变化的？
2、你能否推知影响化学平衡的其它因素？
[板书]在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度，正反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆反应方向移动。
[练习]填空：
浓度的变化
v正v逆的变化
结果
平衡移动
平衡移动结果
增大反应物浓度
减少反应物浓度
增大生成物浓度
减少生成物浓度
[讲解]
（2）压强对化学平衡的影响
1.固态、液态物质的体积受压强影响很小，压强不使平衡移动。
2.反应中有气体参加：
压强减小→浓度减小→平衡向体积减小的方向移动，反之亦然。
[板书]
（2）压强对化学平衡的影响：
①其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强；平衡向气体体积增大的方向移动。
②如反应前后气体体积没有变化的反应，改变压强不会使平衡移动。
[板书]（3）温度对化学平衡的影响：
[投影]以2NO2
N2O4；△H<0为例说明。
[板书]在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡商着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
[练习]填空：
温度改变
v正v逆的变化
结果
平衡移动
平衡移动结果
升高温度
降低温度
[讲解]化学平衡只有在一定的条件下才能保持，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，如果改变浓度、压强、温度等反应条件，达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。
由此引出化学平衡的移动。
P
[板书]（4）可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动。
勒沙特列原理：
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
[思考]催化剂对化学平衡有何影响？
[回答]阅读教材后回答：
催化剂同等程度增加正逆反应速率，平衡不移动。
[小结]什么是化学平衡？
浓度、温度、压强、催化剂如何影响化学平衡移动？
[课堂练习]
1.（2003年春季高考题）反应：
A（g）＋3B（g）
2C（g），ΔH＜0达平衡后，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是（）
A.正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动
B.正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动
C.正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向正反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向逆反应方向移动
2.（2001年全国理综题）在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为：
2M
NB.t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
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