高中化学《化学反应的速率和限度》教案9第二课时 新人教版必修2Word格式.docx

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当反应的条件改变后，若正、逆反应速率不能保持相等，反应原有的限度改变，浓度、温度、压强等外界条件的改变都可能改变反应原有的化学限度。

在工业生产中我们可以充分利用这一规律，选择和控制反应的条件，使化学反应能更好地符合人们的预期效果。

[问题解决Ⅰ]

利用p45科学史话内容，让学生分析分析讨论

为什么增加高炉的高度不能减少CO的浓度？

你认为可以从哪些方面考虑减少CO的浓度？

[问题解决Ⅱ]

因为改变条件要改变反应进行的快慢，改变浓度、温度、压强等条件还可能改变反应进行的程度，试分析采取哪些措施可以提高煤的燃烧效率？

[总结]

化学反应限度的涵义、影响因素及研究化学反应限度的实际意义。

补充练习

1.在28℃时，鲜牛奶约4h后变酸，但在5℃的冰箱内，鲜牛奶48h后才变酸。

试分析其原因。

2分析下列实例，根据已有的知识和经验，填写下表。

实例

影响速率的因素

如何影响

夏天食物易变质

硫在氧气中比在空气中燃烧快

粉状的碳酸钙与盐酸反应经块状的碳酸钙反应快

氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气

工业合成氨通常要在高压下进行

3.已知氯水中有如下平衡：

Cl2+H2O=HCl+HclO

常温下，在一个体积为50mL的针筒里吸入学40mL氯气后，再吸进出口10mL水，写出针筒中可能观察到的现象：

————————————————————若将此针筒长时间入置，又能看到何种变化？

为什么？

———————————————————————————————————————————————————————————4.在高温、高压和催化剂存在的条件下，把3mol氢气和1mol氮气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨气吗？

把2mol氢气和1mol氧气的混合气体引燃可以得到2mol水吗？

说明理由。

2019-2020年高中化学《化学反应速率》教案1新人教版选修4

〖教学目标〗

1．了解化学反应速率的概念和表示方式，认识浓度、压强（理科）、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响,了解改变化学反应速率的意义。

2．能初步运用有效碰撞、活化分子等概念解释浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响。

（理科）

〖教学重点〗化学反应速率的概念及外界条件对化学反应速率的影响。

〖教学难点〗化学反应速率的表示方式。

〖课时安排〗2课时

〖教学过程〗第一课时

[讲解]我们知道，化学反应往往需要在一定的条件下进行。

例如，H2和N2化合生成NH3的反应，就需要高温、高压和催化剂存在的条件下进行。

又如，从理论上讲，NO和CO可以反应生成CO2和N2，但是在没有催化剂存在时，这个反应的速率非常小，否则，汽车尾气中的这两种有毒气体在排放前就进行反应，可以大大改善汽车尾气对大气的造成的污染，但实际上，迪个美好的愿望目前还未能顺利实现。

可见，研究化学反应的条件对日常生活、工农业生产和科学研究等具有重要的意义。

为什么一个反应的进行，需要这样或那样的条件呢？

这就要从以下两个方面来认识：

一个是反应进行的快慢，即化学反应速率问题；

一个是反应进行的程度，也就是化学平衡问题。

这两个问题不仅是今后学习化学所必须的基础理论知识，也是选择化工生产适宜条件时所必须了解的化学变化的规律。

[过渡]在这一章里，我们将重点学习化学反应速率和化学平衡的有关知识，然后将运用化学反应速率和化学平衡等有关理论，分析一些简单的化工生产的实际问题。

[引言]讲述酸雨对北京故宫“云龙陛石”、太和殿周围的汉白玉护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹；

世界各地的古建筑等腰三角形的腐蚀。

指出以前几百年的腐蚀很慢，这些年来的腐蚀变快了，就与化学反应速率有关。

[板书]一、化学反应速率

[讲解]不同的化学反应进行的快慢不一样，有的反应进行得很快，瞬间就能完成。

例如氢气与氧气混合遇火发生瀑炸，酸碱的中和反应等；

有的反应进行得很慢，例如，石油的形成要经过几百万年甚至更长的时间。

[演示实验2-1]引导学生观察：

两支试管中都有气泡产生，但大理石与盐酸反应迅速，有大量气泡产生，而与醋酸反应较缓，只有少量气泡产生。

[指出]二者的反应快慢不一样，我们要用一个衡量化学反应进行快慢程度的量来表示，这就是化学反应速率。

[板书]

化学反应速率：

通常用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。

单位：

mol/L.min或mol/L.s。

[例题]某一化学反应：

A+B==2C,在2min钟内，A的浓度由2mol/L减小到1mol/L,C浓度由0.5mol/L增加到2.5mol/L，则在这两分钟内，A的化学反应速率为0.5mol/L.min，C的化学反应速率为1mol/L.min。

[讲解]在同一段时间内，同一个化学反应中各物质的反应速率是成比例的：

[讨论并板书]引导学生填空

在2升密闭容器中发生的可反应：

A+2B2C

A的物质的量

B的物质的量

C的物质是量

t=0min

3mol

1mol

t=1min

2.8mol

0.6mol

0.4mol

反应速率

0.1mol/L.min

0.2mol/L.min

VA:

VB:

VC=1:

2:

3（为方程式中的系数比）

[引言]不同的化学反应，具有不同的反应速率，这说明，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素。

但由于受其它条件的影响，同一化学反应在不同条件下可能会有不同的化学反应速率，因此，我们可以通过改变反应条件来改变化学反应的速率。

[讲解]改变化学反应速率在实践中有很重要的意义，例如，我们可以根据生产和生活的需要，采取适当的措施加快某些和产过程，如使炼钢、合成树脂或合成橡胶的反应加快等；

也可以根据需要减慢某些反应速率，如使钢铁生锈、塑料和橡胶老化的反应速率减慢。

下面我们来探讨浓度、压强（主要对有气体参加的反应）、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响。

二、外界条件对化学反应速率的影响（影响化学平衡的条件——理科）

[提问]我们曾做过硫与氧气反应的实验：

硫在空气中燃烧时产生微弱的淡蓝色火焰；

而在纯氧中燃烧时，则发出明亮的蓝紫色火焰。

这说明硫在纯氧中与氧的反应要比空气中进行得更快，更剧烈。

1．浓度对化学反应速率的影响

[演示实验2-2]引导学生观察：

大理石与1mol/L的盐酸反应迅速，有大量气泡产生，而与0.1mol/L的盐酸反应较缓，只有少量气泡产生。

[分析得出结论]浓度较大的盐酸与大理石反应的化学反应速率比浓度较小的盐酸与大理石反应的化学反应速率大。

[讲解并板书]许多实验证明，当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率。

（理科）[引导学生阅读教材后分析讲解]能量高于分子平均能量的分子，属于活化分子；

活化分子在具有合适的取向相互碰撞后，才能使旧键断裂，发生化学反应，这样的碰撞叫做有效碰撞。

在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数目是一定的，因此，单位体积内活化分子数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。

增大反应物的浓度，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应增多，单位时间内的有效碰撞次数也相应增多。

化学反应速率就增大。

[板书]2．压强对化学反应速率的影响

[讲解]对于气体来说，当温度一定时，一定量气体的体积与其所受的压强成反比。

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1/2，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。

所以，增大压强，就是增加单位体积内反应物和生成物的物质的量，即增大了浓度，因而可以增大化学反应速率。

相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度就减小，因而化学反应速率也减小。

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体积的影响很小，因而对它们浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强对它们的反应速率无影响。

[板书]3．温度对化学反应速率的影响

［讲解］通过〖实验2-2〗我们还看到，给加入０.1mol/L盐酸的试管加热后，反应速率明显加快了。

这说明温度的变化也可以使反应的化学反应速率发生改变。

（理科）［讲解］在浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使化学反应速率增大。

当然，由于温度升高，会使分子的运动加快，这样单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加，反应也会相应地加快，但不是反应加快的主要原因，而前者是反应加快的主要原因。

[讲解板书]经过多次实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。

[讲解]有很多在常温或高温时进行得很快的化学反应，在低温下则进行得较慢。

这就是人们使用电冰箱保存食物的原因。

[板书]４．催化剂对化学反应速率的影响

[演示实验2-3]引导学生观察：

在H2O2中加入MnO2粉末时，立即有大量气泡产生，而在没有加MnO2粉末的试管中只有小量气泡出现。

可见催化剂MnO2使H2O2分解的反应加快了。

（理科）[讲解]催化剂能够增大化学反应速率的原因，是它能够降低反应所需的能量，这样就会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而成千成万倍地增大了化学反应速率。

[讲解]综上所述，许多实验成绩和事实证明，对于同一个化学反应来说，条件不同时，反应速率会发生变化。

除了浓度（对于有气体参加的反应，改变压强相当于改变浓度）、压强、催化剂等能够改变化学反应速率外，反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。

在适当条件下，人们还可以利用光、超声波、甚至磁场来改变某个反应的速率。

（理科）［讨论］采用哪些方法可以增大Fe与盐酸反应的化学反应速率？

在这些方法中，哪些是由于增加了活化分子在反应物中的百分数所造成的？

（

增加盐酸的浓度

升高温度

增大铁与盐酸反应的接触面积等）

［练习］（文科）课后习题二：

１、２；

习题三。

（理科）课后习题二：

习题三、四、五。

［作业］（文科）课后习题一：

（理科）课后习题一：

１、２、３、４。

〖教学过程〗第二课时：

做练习

《化学反应速率》练习题

一、选择题

（）1、反应4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）在10升密闭容器中进行，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（X）（反应物的消耗速率或生成物的生成速率）可表示为

A．v（NH3）=0.01mol/LB．v（NO）=0.001mol/L

C．v（O2）=0.001mol/LD．vH2O）=0.045mol/L

（）2、在密闭容器中进行可逆反应，A跟B反应生成C，反应速率v（A）、v（B）、v（C）之间存在以下关系：

v（B）=3v（A），v（C）=2v（A），3v（C）=2v（B），则该反应可以表示为

A．A+BCB．2A+2B3C

C．3A+B2CD．A+3B2C

（）3、在N2+3H22NH3合成氨反应中，分别采取以下措施，不能使反应速率加快的是

A．适当升高温度B．增大氮气浓度C．扩大容器体积D．使用催化剂

（）4、0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/LH2SO4溶液各5mL跟10mL水混合，反应速率为v1mol/（L.s）;

0.2mol/LNa2S2O3溶液和0.2mol/LH2SO4溶液各5mL跟20mL水混合，反应速率为v2mol/（L.s）,则在相同条件下，v1和v2的关系是

A．v1>

v2B．v1=v2C．v1<

v2D．不能确定

（）5、可逆反应2A（g）+3B（g）2C（g）+D（g）在四种不同条件下有以下4种反应速率，则该反应在不同条件下反应速率最快的是

A．v（A）=0.5mol/（L.s）B．v（B）=0.6mol/（L.s）

C．v（C）=0.35mol/（L.s）D．v（D）=0.4mol/（L.s）

（）6、某一反应物的浓度是1.0mol/L,经过20s后，它的浓度变为0.2mol/L，在这20s内它的反应速率为

A．0.8mol（L.s）B．0.04mol/（L.s）C．0.04mol/LD．0.04

（）7、在下列过程中，需要加快化学反应速率的是

A．塑料老化B．炼钢C．钢铁腐蚀D．食物腐败

二、填空题

8、根据化学反应A+B=2C，填写下表中的空白：

A

B

C

反应开始时浓度

mol/L

2.7

2.5

2min后的浓度

2.3

化学反应速率mol/（L.min）

9、取amolA和bmolB置于v升容器内，发生可逆反应：

aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）。

1min后，测得容器内A的浓度为xmol/L,这时B的浓度为；

C的浓度为。

这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为。

要加快该反应的速率，可采取的方法有。

三、计算题

10、将等物质的量的A、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）,经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）：

c（B）=3:

5,C的平均反应速率为0.1mol/（L.min）。

试求：

（1）此时A的浓度及反应开始前容器中A、B的物质的量；

（2）B的平均反应速率；

（3）x的值。

化学平衡

1．建立化学平衡的观点。

2．能用等效平衡理论、原子守恒原理解答化学平衡问题。

3．理解浓度、压强、温度等外界条件对化学平衡的影响规律，能用化学移动原理解释一些化学移动问题。

〖重点〗化学平衡观点的建立和特征，浓度、压强、温度对化学平衡的影响。

〖难点〗等效平衡问题（理科），化学平衡观点的建立和化学平衡移动原理的应用。

〖课时安排〗3课时

[引言]在化不学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应所能达到的最大限度。

例如，在合成氨的工业中，除了需要考虑使N2和H2尽可能快地转变为NH3外，还需要考虑使N2和H2尽可能考虑多地转变为NH3，这就涉及到化学反应进行的程度问题－－－化学平衡。

化学平衡主要是研究可逆反应规律的，如反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响等。

[分析]一定温度下，当把适量蔗糖晶体溶解在水里时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水里去；

另一方面，溶解在水里的蔗糖分子不断地在未溶液的蔗糖表面聚集为晶体，当这两个相反过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。

此时，我们说达到溶解平衡状态。

在溶解平衡状态，溶解和结晶过程并没有停止，只是速率相等罢了，因此，溶解平衡状态是一种动态平衡状态。

[板书]化学平衡

[分析]800℃下，容积为1L的密闭容器里，在有催化剂存在条件下发生的可逆反应：

[板书]CO+H2O（g）CO2+H2

编号

起始时各物质的物质的量（mol）

平衡时各物质的物质的量（mol）

CO

H2O

CO2

H2

（1）

0.01

0.005

（2）

0.0005

（3）

0≤x≤0.01

x

0.01-x

[分析]

（1）t=0时，V（CO）=V（H2O）=最大值，V（CO2）=V（H2）=0，随着反应的进行，正反应速率（V（CO）或V（H2O））不断减小，逆反应速率（V（CO2）或V（H2））不断增大。

当反应进行到一定程度，V（CO）=V’（CO）≠0；

V（H2O）=V’（H2O）≠0；

V（CO2）=V’（CO2）≠0；

V（H2）=V’（H2）≠0，反应达到平衡状态。

此时n（CO）=n（H2O）=n（CO2）=n（CO2）=0.005mol，反应混合物中CO、H2O、CO2、H2的物质的量分数均为1/4。

（2）t=0时，V（CO2）=V（H2）=最大值，V（CO）=V（H2O）=0，随着反应的进行，正反应速率（V（CO2）或V（H2））不断减小，逆反应速率（V（CO）或V（H2O））不断增大。

V（H2）=V’（H2）≠0，，反应达到平衡状态。

此时n（CO）=n（H2O）=n（CO2）=n（CO2）=0.005mol，反应混合物中CO、H2O、CO2、H2的物质的量分数也均为1/4。

因为（3）状态下，最终达到平衡时，各物质的物质的量与

（1）、

（2）一样，所以可认为，

（1）、

（2）、（3）是等效的，即它们是等效平衡。

它们要满足的条件是：

反应前后元素的种类不变，原子的物质的量比不变（等温等压条件下，C、H、O原子的物质的量不变。

）

平衡状态相同，各组分的浓度保持不变。

故有：

（3）当0≤x≤0.01时，各物质的起始物质的量有许多种组合，在相同条件下达到平衡时，得到与

（1）和

（2）相同的平衡，

（1）和

（2）只不过是（3）的一种特殊情况。

[讲解]不论该反应从什么状态开始，要达到相同的平衡状态，起始状态有多种。

当反应达到平衡状态时，正反应和逆反应都仍在进行，只是由于在同一瞬间，正反应生成CO2和H2分子数和逆反应所消耗的CO2和H2的分子数相等，亦即正逆反应速率相等。

因此反应混合物中各组分的浓度不变。

由此可见，化学平衡是一种动态平衡。

[重点指出]反应物和生成物的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数比，与反应是否达到平衡没有关系。

因此，不要把这点做为化学平衡状态的标志！

化学平衡状态的标志是：

每一种物质的正反应速率等于它的逆反应速率；

反应混合物中各组分的浓度保持不变状态（当然它们的物质的量之比也是不变的）。

[板书]化学平衡状态是指一定条件下的可逆反应，正、逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

[举例]可逆反应2SO2+O22SO3达到化学平衡状态时，V（SO2）=V’（SO2）,V（O2）=V’（O2），V（SO3）=V’（SO3），由这些等式还可变化出许多关系式。

但要注意，当V（SO2）=2V（O2）时，并不能说明该反应已达化学平衡状态！

虽然化学平衡状态时这一等式成立。

[讨论]高炉炼铁Fe2O3+3CO2Fe+2CO2反应是一个可逆的反应。

在19世纪后期，人们发现高炉炼铁所排出的高炉气中含有相当量的CO，有的工程师认为，这是由于CO和铁矿石的接触时间不够长所造成的，于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉，以增加CO和铁矿石的接触时间。

可是后来发现，用这个高炉炼铁，所排出的高炉气中CO的含量并没有减少。

试用化学平衡的理论来分析，为什么用增加高炉高度的办法不能减少炼铁高炉CO的含量？

（在一定条件下的可逆反应达到平衡后，反应混合物中各组分的浓度保持不变，因此，CO的浓度不会因高炉的增大增高而发生改变，高炉气中CO的含量当然不会减少。

（理科）[练习]课后习题一：

1、2；

习题二。

（理科）[作业]课后习题三。

〖教学过程〗第二课时

[引言]化学平衡只有在一定条件下才能保持，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各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。

我们研究化学平衡的目的，并不是希望保持某一个平衡状态不变，而是要研究如何利用外界条件的改变，使旧的化学平衡破坏，并建立新的较理想的化学平衡。

例如，使转化率不高的化学平衡破坏，而建立新的转化率高的化学平衡，从而提高产量。

我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡移动。

下面，我们着重讨论浓度、压强和温度的改变对化学平衡的影响。

[板书]影响化学平衡的条件

一、浓度对化学平衡的影响

[演示实验2-4]引导学生观察：

当加入FeCl3溶液和KSCN溶液后，试管中颜色都变深了。

[分析]反应的原理为：

FeCl3+KSCNFe（SCN）3+3KCl实验说明增大任何一种反应物的浓度都会促使化学平衡向正反应方向移动，生成更多的红色Fe（SCN）3。

[讲解]其它实验也证明，在达到平衡的反应里，减小任何一种生成物的浓度，平衡会向正反应方向移动；

减小任何一种反应物的浓度，平衡会向逆反应方向移动。

[板书]在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动；

增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。

[讨论]运用浓度对化学反应的影响以及化学平衡的建立等知识，解释浓度对化学平衡的影响。

（增大反应物的浓度，则V正增大，而V逆增大得较慢，使平衡向正反应方向移动。

如果减小生成物的浓度，这时V正虽未增大，但V逆减小了，同样也使V正大于V逆，使化学平衡向正反应方向移动）

[讲解]在生产上，往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。

例如，在硫酸工业里，常用过量的空气使SO2充分氧化，以生成更多的SO3。

[引言]处于平衡状态的反应混合物里，不管是反应物还是生成物，只要有气态物质存在，那么改变压强也常常会使化学平衡移动。

[板书]二、压强对化学平衡的影响

[分析]我们可以合成氨反应为例来说明压强对化学平衡的影响：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

在该反应中，1体积N2与3体积H2反应生成2体积NH3，即反应前后气态物质的总体积发生了变化，反应后气体总体积减少了。

表2-1列入的是450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据。

表2-1450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据

压