化学反应速率化学平衡教案.docx

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化学反应速率化学平衡教案

第一章化学反应速率和化学平衡

一、教学目的：

1.了解化学反应速率的表示方法，掌握化学平衡的概念，认识浓度、压强、温度、催化剂等条件对化学反应速率和化学平衡的影响。

2.利用分析合成氨的化学原理和适宜条件，培养学生分析问题和利用理论知识解决问题的能力。

二、教材地位：

二者都是中学化学的重要理论之一。

化学反应速率属于化学动力学，化学平衡属于化学热力学，研究内容不同，本章统一于对可逆反应的研究之中。

三、教学重点：

化学平衡的概念和特征；浓度、温度等外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响；勒沙特列原理。

四、教学难点：

平衡理论的有关计算和实际应用

第一节化学反应速率（第1课时）

一、教学目的：

了解化学反应速率的概念和表示方法，掌握化学反应速率的基本计算、与化学计量数之间的关系。

二、教学方法：

讲练结合，以训练为主。

三、教学过程：

[课堂引导]指出化学反应速率和化学平衡分属不同的化学分支，反应速率属于化学动力学，化学平衡属于化学热力学，而放在一起学习的原因是在高中阶段主要研究对象相同：

可逆反应。

[简单复习]可逆反应的定义

化学反应速率研究反应的快慢，化学平衡研究化学反应进行的程度。

[引导]化学反应的速度有快有慢，象石油和煤的形成需要上亿万年，而燃烧、中和反应等在瞬间就可完成。

如何表示反应的快慢呢？

[讲解]化学反应速率的表示方法和计算

反应速率：

单位时间内，反应物或生成物的量的变化。

强调：

①单位时间并非特指1秒，1分、1小时等也可以。

②改变的量一般用物质的量浓度表示，反应物、生成物都可以。

定义式：

反应速率=反应物（或生成物）物质的量浓度变化/时间

即：

V=Δc/t

单位：

mol·L-1·min-1,mol·L-1·s-1等

注意：

①化学反应速率是某段时间内的平均速率。

②表示化学反应速率时要指明具体物质。

③同一反应中，不同物质表示速率时，数值可能不同，但意义相同，且速率数值比等于物质前系数比。

[练习]课本习题（第6页2题）

[延伸]反应物（或生成物）物质的量变化=反应速率×时间×体积

[例题引导]反应A+3B=4C+2D，在不同条件下反应，其平均速率Vx（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）如下所示，则反应速率最快的是

A．VA＝0.4摩/（升·秒）B．VB＝0.8摩/（升·秒）

C．VC=1.2摩/（升·秒）D．VD=0.7摩/（升·秒）

要求学生在20秒内说出答案，大部分学生可能会感觉选C，再引导学生思考：

同一个反应，在相同的条件下，采用不同的物质来表示反应速率，结果相同吗？

引导学生以A为例计算一下：

设1L、1s，则A的物质的量减小了0.4mol,由此可知B减少了1.2mol,C增加了1.6mol,D增加了0.8mol。

即VA＝0.4摩/（升·秒）时，VB＝1.2摩/（升·秒）,VC=1.6摩/（升·秒）,VD=0.8摩/（升·秒），故答案选A

由此引导学生认识到，同一个反应，在相同的条件下，用不同的物质表示反应速率可能不相同。

有什么关系呢？

引导学生发现，反应速率之比等于化学计量数之比（系数）

[巩固]上述关系是偶然还是必然？

为什么？

由上述例题计算过程引导，相同时间、相同体积下，反应速率之比等于各物质的物质的量之比，即系数比。

比较反应的快慢，必须比较用相同物质表示的速率大小，所以上述例题的正确答案应为A。

[课堂练习]

1.在一定温度和压强下，在一密闭容器中发生下列反应：

N2+3H2=2NH3。

起始时，N2、H2的浓度分别为1mol·L-1和4mol·L-1，2秒末时，测定N2浓度为0.9mol·L-1，则用H2表示的反应速率为

A.0.45mol·L-1·s-1B.0.15mol·L-1·s-1

C.0.10mol·L-1·s-1D.0.05mol·L-1·s-1

[解析]N2的反应速率为：

（1-0.9）/2=0.05mol·L-1·s-1

VH2=3VN2=0.15mol·L-1·s-1。

故应选B

2.在体积为VL的密闭容器中进行如下反应：

mA（g）+nB（g）=pC（g）+qD（g）。

用A物质的浓度变化表示的平均反应速率为amol·L-1·min-1，则tmin时，D物质增加的物质的量是。

3.在N2+3H2=2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol·L-1，在此时间内，用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L-1·s-1，反应所经过的时间是

A.0.44sB.1sC.1.33sD.2s

[解析]VNH3=2/3VH2=0.45×3/2=0.30mol·L-1·s-1

∴t=0.6/0.3=2s。

应选D

4.反应4NH3（气）＋5O2（气）=4NO（气）＋6H2O（气）在10L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V（X）（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为

A.V（NH3）=0.0101mol·L-1·s-1　　　　　　　B.V（O2）=0.0010mol·L-1·s-1

C.V（NO）=0.0010mol·L-1·s-1　　　　　　　　D.V（H2O）=0.045mol·L-1·s-1

[解析]V（H2O）=0.45/（10×30）=0.0015mol·L-1·s-1

V（NH3）=V（NO）=4V（H2O）/6=0.0010mol·L-1·s-1

V（O2）=5V（NH3）/4=0.00125mol·L-1·s-1

应选C

5.在一定体积的密闭容器放入3L气体R和5L气体Q，在一定条件下发生反应:

2R（气）+5Q（气）=4X（气）+nY（气）,完全反应后，容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，则化学方程式中的n值是

A.2B.3C.4D.5

[解析]压强变化就是物质的量变化，也就是体积变化。

完全反应后R过量

解法Ⅰ2R+5Q=4X+nY

起始3500

反应254n

剩余104n

（1+4+n）/（3+5）=87.5%n=2

解法Ⅱ2R+5Q=4X+nYΔV

254n2+5-4-n=3-n

（1-87.5%）×（3+5）=3-nn=2

解法Ⅲ因为压强变为原来的87.5%，即减小，

故：

2+5>4+n，n<3。

应选A

第2课时

教学目的：

掌握外界条件对于化学反应速率的影响。

教学方法：

引导学生以实验事实为依据说明问题，然后用理论加以解释。

讲连结合，以学生自我讲解为主。

教学过程：

[课堂复习]化学反应速率的定义式，化学反应速率之比=化学计量数之比

[练习]1.已知4NH3+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用VNH3，VO2，VNO，VH2O（摩／升·分）表示，则正确的关系是A.4/5VNH3=VO2　　B.5/6VO2=VH2O　C.2/3VNH3=VH2O　　D.4/5VO2=VNO[解析]由化学反应速率之比=化学计量数之比可知，应选D2.反应4NH3（气）+5O2（气）=4NO（气）+6H2O（气）在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是A.NO:

0.001mol/LB.H2O:

0.002mol/LC.NH3:

0.002mol/LD.O2:

0.00125mol/L[解析]注意时间是1分钟，而问题中是1秒，应选C3.X、Y、Z为三种气体。

把amolX和bmolY充入一密闭容器中。

发生反应X＋2Y=2Z,30分钟后，若它们的物质的量满足：

n（X）+n（Y）=n（Z），则Y的转化率为A.[（a+b）/5]×100%　B.[2（a+b）/5b]×100%C.[2（a+b）/5]×100%　D.[（a+b）/5a]×100%[解析]设Y反应了mmol,X+2Y=2Z反应消耗（生成）：

m/2mm30分钟后剩余：

a-m/2b-mm即：

（a-m/2）+（b-m）=m，解得m=2（a+b）/5。

应选B[讲解]化学反应速率的影响因素。

决定化学反应速率的因素是什么呢？

使学生明白物质的化学性质（内因）是决定反应速率快慢的主要因素，例讲石油不可能在一朝一夕形成。

当反应物一定时，外界条件也会对反应速率产生影响。

二、影响反应速率的条件1、内因：

参加反应物质的性质（决定因素）。

2、外因：

[演示实验]浓度对反应速率的影响引导学生观察现象，总结结论：

浓度越大（小），反应速率越快（慢）。

强调：

对于固体和纯液体来说，浓度都是不变的，固体和纯液体的量对于化学反应速率几乎不产生影响。

[例题巩固]1.在一定温度下，在两个体积相同的密闭容器中分别充入1molC和1molH2O（气）、2molC和1molH2O（气），进行如下反应：

C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），二者的反应速率：

A.前者大B.后者大C.相等D.无法确定[解析]改变固体的量对于速率不产生影响。

应选C[例题巩固]2.比较下列情况混合时，开始时的反应速率的大小。

A.10mL2mol•L-1Na2S2O3和10mL1mol•L-1HClB.10mL4mol•L-1Na2S2O3和30mL2/3mol•L-1HClC.10mL1mol•L-1Na2S2O3和30mL0.5mol•L-1HCl

[解析]浓度是指反应时（混合物中）的浓度，而不是所取试剂的浓度。

故A=B>C

[讲解]压强对化学反应速率的影响

引导学生总结出：

对于气体，当物质的量和温度一定时，压强增大（减小），体积减小（增大），浓度变大（小），反应速率加快（减慢）。

强调：

只有压强能够引起体积变化，从而引起浓度的变化，才会引起反应速率的变化。

压强对于只有固体和纯液体参与的反应速率几乎没有影响。

[例题巩固]1.对于反应I2（g）+H2（g）=2HI（g），采取下列措施时，反应速率如何变化？

压强如何变化？

（1）缩小体积。

（2）保持体积不变，通入惰性气体He。

（3）保持压强不变，通入惰性气体He。

[例题巩固]2.一定温度下，在密闭容器a（体积不变）和b（体积可变）中分别充入1molN2和3molH2,进行如下反应：

N2+3H2=2NH3，起始时两容器反应速率相同。

若重新充入时都增加1molNe,则与起始相比较a容器中反应速率（填“加快、减慢、不变”），b容器中反应速率（填“加快、减慢、不变”）。

[解析]部分学生会错误的认为：

a容器中压强增大，反应速率加快，b容器中压强不变，反应速率不变。

引导学生认识到容器压强和气体压强的区别。

意识到容器压强是由多种气体产生的压强之和，a容器体积没变，浓度没有发生变化，反应速率不变；b容器体积增大后，浓度减小，反应速率降低。

[演示实验]温度对反应速率的影响

引导学生观察现象，总结结论：

温度越高（低），反应速率越快（慢）。

[检测]由学生书写H2SO4和Na2S2O3的反应方程式，强调反应特点和重要性：

既有气体，又有沉淀，还有溶液生成，常用于物质推断题。

[思考]1.使用电冰箱的主要目的是什么？

（降温，减缓食品的变质速率，防止腐烂）

2.某反应20℃时，V=2mol•L-1•s-1，则40℃时反应速率的范围是。

[演示实验]催化剂对反应速率的影响

引导学生观察现象，总结结论：

催化剂可以加快（减慢）反应速度。

[检测]由学生书写H2O2的催化分解反应方程式。

引导学生总结有关H2O2的一些性质。

[讲解]①可用作制备氧气。

②H2O2的性质（强氧化性，漂白性；还原性）③H2O2作为氧化剂的优点：

不向溶液中引入其它杂质。

强调：

①催化剂可以改变反应速率，而非加快。

②催化剂参与化学反应，[但反应前后催化剂的质量和化学性质不发生变化，物理性质可能发生变化。

③注意催化剂中毒。

（如何防止？

）

论解释]为什么外界条件会对反应速率产生上述影响？

[讲解]化学反应是旧键的断裂、新键的形成，从能量及有效（无效）碰撞理论方面进行解释。

强调高能量原子的浓度与反应速率的关系。

[讲解]其它影响因素

[思考]1.接触法制硫酸中，为什么要把矿石粉碎？

（增大表面积，加快反应速度，节省原料。

）

2.面粉厂都标有“严禁烟火”字样，原因是？

第3课时

教学目的：

使学生巩固化学反应速率的有关计算和影响因素，掌握外界条件对可逆反应的正逆反应速度所产生的不同影响，为化学平衡打基础。

教学方法：

讲练结合，用实际练习培养学生解决问题的能力。

教学过程

[课堂复习]影响化学反应速率的因素：

①内因；②外因。

[引导]化学平衡的研究对象是可逆反应，影响反应速率的因素分别对于正反应和逆反应所产生的影响是否相同？

[讲解]实验表明：

吸热反应方向反应速率受温度影响较大

引导学生分析结论：

升高（降低）温度，正、逆反应速率都加快（减慢），吸热反应方向增大（减慢）的多。

[讲解]实验表明：

气体物质的量减小的方向反应速率受压强影响较大

引导学生分析结论：

增大（减小）压强，正、逆反应速率都加快（减慢），气体物质的量减小的方向增大（减慢）的多。

[讲解]实验表明：

催化剂对正、逆反应速率影响相同

引导学生分析结论：

催化剂对于正、逆反应速率加快（减慢）倍数相同。

[引导发现]浓度对正、逆反应速率的影响

改变反应物（生成物）的浓度只影响正反应（逆反应）的速率。

举例说明各因素对正逆反应速率的影响：

N2+3H2=2NH3+Q

测试：

时间：

20分钟

1.某温度时，浓度都是1摩/升的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，2min后[X2]为0.4摩/升，[Y2]为0.8摩/升，生成的[Z]为0.4摩/升，则该反应式（Z用X、Y表示）是

（A）X2＋2Y2=2XY2　（B）2X2＋Y2=2X2Y

（C）3X2＋Y2=2X3Y　　　　　　　　　　（D）X2＋3Y2=2XY3

[解析]应选C

2.合成氨反应为：

N2+3H2=2NH3，其反应速率可以分别用VH2、VN2、VNH3（摩/升·秒）表示，则正确的关系式是

（A）VH2=VN2=VNH3　　（B）VN2=3VH2　　　

（C）VNH3=（3/2）VH2　　（D）VH2=3VN2

[解析]应选D

3.某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应：

A+3B=2C。

若维持温度和压强不变,5分钟时,容器的体积为V升,其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是①原混和气体的体积为1.2V升;②原混和气体的体积为1.1V升;③5分钟时气体A消耗掉0.05V升;④5分钟时气体B消耗掉0.05V升;

（A）②③　　　（B）②④　　　（C）①③　　　（D）①④

[解析]应选A

4.反应4NH3+5O2=4NO+6H2O在5升的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3摩，则此反应的平均速率Vx（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为A.VO2＝0.01摩/（升·秒）B.VNO＝0.008摩/（升·秒）C.VH2O＝0.003摩/（升·秒）D.VNH3＝0.002摩/（升·秒）[解析]应选CD5.将一定量的Ag2SO4固体置于容积不变的密闭容器中，某温度下，发生下列反应：

Ag2SO4（s）=Ag2O（s）+SO3（g），2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g），10min后，此时[SO3]=0.4mol·L-1，[SO2]=0.1mol·L-1。

则下列叙述中不正确的是A.10min时，SO3的分解率为20%B.10min时，VO2=0.005mol·L-1·min-1C.10min时，容器内的气体密度为40g·L-1D.10min时，容器内的气体密度小于40g·L-1[解析]设体积为1L，有题意可知10min时SO3为0.5mol，依据质量守恒，气体质量为40g，容器体积不变，密度为40g·L-1。

应选D6.取1molA和amolB按下式进行反应：

A（气）+aB（气）=bC（气），当A的转化率为50%时，同温同压下，测得混合气密度是原来的4/3，则a，b可能是①a=1b=1②a=3b=3③a=2b=3④a=3b=2A、仅为①B、①或④C、仅为③D、①或②[解析]密度变为原来的4/3，也就是物质的量变为原来的3/4A+aB=bC　　Δn1ab（1+a）-b0.50.5a1/4（1+a）解得：

a=2b-1。

应选B7.在373K时，把0.5摩N2O4气通入体积为5升的真空密闭容器中，立即出现棕色。

反应进行到2秒时，NO2的浓度为0.02摩/升。

在60秒时，容器内压强为开始时的1.6倍。

下列说法正确的是：

（A）前2秒,以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01摩/升·秒（B）在2秒时体系内的压强为开始时的1.1倍（C）在60秒时体系内含N2O40.25摩（D）在3秒时，NO2的浓度变为0.03摩/升[解析]压强变化就是物质的量变化。

N2O4=2NO2Δn121

2秒时：

0.050.02×5＝0.10.55/0.5=1.160秒时：

0.3（1.6-1）×0.5=0.30.5-0.3=0.2因为反应浓度越来越小，所以反应速率越来越小，在3秒时NO2的浓度应小于0.03摩/升。

应选AB8.将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：

NH4I（固）=NH3（气）+HI（气）,2HI（气）=H2（气）+I2（气）,一定时间后，[H2]=0.5摩/升，[HI]=4摩/升，则此时NH3的浓度为A、3.5摩/升B、4摩/升C、4.5摩/升D、5摩/升[解析][NH3]=剩余的[HI]+反应的[HI]。

应选D9.在一个6升的密闭容器中,放入3升X（气）和2升Y（气）,在一定条件下发生下列反应:

：

4X（气）+3Y（气）=2Q（气）+nR（气）,半分钟后,容器内温度不变,混和气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小1/3,则该反应后方程式中的n值是（A）3　　　　　（B）4　　　　　　　　（C）5　　　　　　　（D）6[解析]压强增大，即：

4+3<2+n，解得n>5。

应选D10.实验室测得4molSO2参加下列反应2SO2（气）+O2（气）=2SO3（气）+196.64KJ,当放出314.3KJ热量时,SO2的转化率最接近于（A）40%（B）50%（C）80%（D）90%[解析]2SO2+O2=2SO3+196.64KJ2196.64

3.24314.3应选C或估计：

314.3>196.34，应>50%，再观察出90%太大，即可得出结论。

第二节化学平衡（第1课时）教学目的：

掌握化学平衡的概念和化学平衡状态的特征，初步了解等效平衡的概念。

教学重点：

平衡状态的特征，等效平衡教学方法：

由学生根据化学反应速率自我推导，辅助练习巩固教学过程：

[课堂复习]可逆反应[引导]可逆反应的特征是在同条件下，反应既向正向进行，又向逆向进行。

化学平衡是研究反应进行的程度问题。

可逆反应为什么不能进行到底呢？

引入平衡概念[举例]CO+H2O=CO2+H2。

起始填充1molCO和1molH2O，正反应速率越来越小，逆反应速率由零开始越来越大，当二者相等时速率不再变化。

（结合图进行分析）[阅读]第9页化学平衡状态4要点：

①一定条件下（？

）②可逆反应里③正、逆反应速度相等（如何理解？

化学平衡是动态平衡）④各组成成分百分含量不变。

（各组分浓度、物质的量不变，有的压强、气体的平均分子量等也不变）3特征：

①动：

V正=V逆≠0。

②定：

各组成成分百分含量不变（各组分浓度、物质的量、压强、气体的平均分子量等也不变）。

③变：

条件变化，原平衡移动。

2标志：

①V正=V逆；同一物质相同，不同物质相当。

②各组成成分百分含量不变。

（可派生出其它）判断是否为平衡状态的依据。

[练习]1.在一定温度下，可逆反应A（气）+3B（气）=2C（气）达到平衡的标志是A.C生成的速率和C分解的速率相等B.单位时间内生成n摩A，同时生成3n摩BC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数之比为1:

3:

2[解析]A说明正逆反应速率相等，B所举的都是逆反应，D平衡时各物质的物质的量不一定是系数比的关系。

应选AC2.在一定温度下，固定体积的密闭容器内，反应2HI（g）=H2（g）+I2（g）达到平衡状态的标志是：

①I2的体积分数不再变化②生成1摩H2同时消耗1摩I2③容器内压强不再变化④生成2摩HI同时消耗1摩H2⑤气体的密度不再变化⑥混合气体的平均式量不再变化A.①②③④⑤⑥B.①②③⑤⑥C.①②⑤⑥D.①②[解析]此反应的特点是反应前后气体的物质的量不变，所以无论平衡与否，压强、式量都不会改变；气体质量守恒，容器体积固定，密度不会变化。

应选D3.在一定温度下，固定体积的密闭容器内，反应3H2+N2=2NH3达到平衡状态的标志是：

①N2的体积分数不再变化②生成1摩N2同时消耗3摩H2③容器内压强不再变化④生成2摩NH3同时消耗3摩H2⑤气体的密度不再变化⑥混合气体的平均式量不再变化A.①②③④⑤⑥B.①②③⑤⑥C.①②③⑥D.①②[解析]和上题不同之处在于此反应是体积可变的反应。

应选C4.一定温度和压强下，在密闭容器内发生如下反应：

2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g），达到平衡状态的标志是：

①O2的体积分数不再变化②生成1摩O2同时消耗2摩SO3③气体体积不再变化④生成2摩SO3同时生成2摩SO2⑤气体的密度不再变化⑥混合气体的平均式量不再变化A.①②③④⑤⑥B.①③④⑤⑥C.①②③⑥D.①③④

[解析]本题的特点在于容器体积可变，应选B

5.在一定温度下，体积固定的密闭容器中，不能说明可逆反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）是否达到平衡的标志是

A.混合气体的密度不再变化B.混合气体的平均式量不再变化

C.容器内压强不再变化D.CO的体积分数为33.3%

[解析]本题的特点C是固体。

应选D

[阅读]第9页第3自然段简单理解等效平衡的概念

对于可逆反应，在相同条件下，若通过化学计量数比转化成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两个平衡时的混合物的组成完全相同，我们可以认为两个平衡效果相同，所以称之为等效平衡。

[例题巩固]在一定温度下，把1molCO和2molH2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g），一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是

A.1molCO2、2molH2

B.0.2molCO2、0.2molH2、0.8molCO、1.8molH2O

C.1molCO2、1molH2O

D.1molCO21molH21molH2O

[解析]注意转化后仍为1molCO和2molH2O。

应选BD

[练习提高]在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应；2SO2+O2=2SO3，当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态。

现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量（摩）。

如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。

请填写下列空白：

（1）若a=0,b=0,则c=。

.

（2）若a=0.5,则b=，c=。

.

（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c）：

。

[解析]答案为⑴2⑵0.251.5

⑶2SO2+O2=2SO3

cc/2