高中化学第一单元 化学反应速率与反应限度教案设计

《第1课时 化学反应速率》

【阅读教材】P30 第1段

化学反应的本质：有新物质的生成

化学反应的规律：质量守恒、能量守恒、电荷守恒

 化学反应的特征：化学反应还有快慢和进行程度之分

【新课导入】你了解下列化学变化过程（爆炸、溶洞的形成、铁生锈、牛奶变质）进行的快慢吗?化学反应的快慢与我们有什么关系呢?

“快慢”这个词在平时生活中也经常被说起，比如：刘翔跑的很快，蜗牛爬的很慢，那么我们是用什么术语来描述化学反应“快慢”的呢?如何描述?

一、化学反应速率

【教学目标】１．了解化学反应速率的含义及表示方法。能够进行化学反应速率的简单计算。

【阅读教材】P30 第2段，“观察与思考”，写出涉及的反应式：

 石灰石溶洞的形成： CaCO3 +H2O+CO2＝Ca(HCO3)2

 合成氨工业：

 酸碱中和反应： H++OH－ = H2O

 镁条与盐酸反应： Mg+2HCl = MgCl2+H2↑   

铁片盐酸反应： Fe+2HCl = FeCl2+H2↑   

【启发联想】

①钟乳石的形成，水垢的形成： Ca(HCO3)2  △  CaCO3↓+H2O+CO2↑

②“金属性强弱”的比较：与水或酸反应产生氢气的快慢

【阅读教材】P30第3段：

１．化学反应速率的含义及表示方法

（1）意义：表示化学反应进行 快慢程度 的物理量。

（2）定义：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，

其常用单位是mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1 。

（3）公式：

【阅读教材】P30 第4段：2H2O2  △  2H2O+O2↑

解：

或

【解题方式】“三段式”

【范例解析】

在一体积固定的密闭容器中加入N2和H2进行合成氨反应：N2+3H22NH3 。反应经2 min后，N2的浓度从开始时的1.0 mol·L－1降到0.8 mol·L－1 。已知反应开始时H2的浓度是1.2 mol·L－1 。求：

（1）2 min末H2、NH3 的浓度。

（2）以单位时间内N2的浓度的减小来表示2 min内该反应的平均速率。

解：      N2  +  3H2  2NH3

 起始 （mol·L－1）：  1.0     1.2    0

 2 min （mol·L－1）：  0.8    0.6   0.4

 改变 （mol·L－1）：  0.2    0.6   0.4

∴ （1）c(H2)2min=0.6 mol·L－1 ，c(NH3)2min=0.4 mol·L－1

（2）

还可求出： 

可得出结论：，即 

（4）反应速率之比=化学方程式系数之比

（5）注意问题

①化学反应速率是指平均反应速率，而不是即时反应速率。

②虽然可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示反应速率，但化学反应速率均用正值表示。

③不同的化学反应具有不同的反应速率，其数值无可比性。

④在表示反应速率时必须指明以哪种物质为标准，否则这个速率的数值没有确定的含义。

比较化学反应速率快慢时应注意两点：

①单位是否一致，若不一致转化为同一单位。

②转化为同一物质表示的速率，再比较数值大小。

【范例解析】

（2010·海南高考）对于化学反应：3W(g)+2X(g) = 4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，

正确的是               （  ）

A．v(W)=3v(Z) B．2v(X)=3v(Z)  C．2v(X)=v(Y)  D．3v(W)=2v(X)

解：3W(g)   +   2X(g)   =   4Y(g)    +    3Z(g)

 3            2          4              3

    v(W)        v(X)        v(Y)           v(Z)   有：

【针对练习】

１．在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：A+2B = 3C 。反应经2 min后，A的浓度从开始时的1.0 mol·L－1降到0.8 mol·L－1 。已知反应开始时B的浓度是1．2 mol·L－1 ，求：

（1）2 min末B、C的浓度。

（2）以单位时间内A的浓度的减小来表示2 min内该反应的平均速率。

【针对练习】

２．反应N2+3H2  2NH3，刚开始时，N2的浓度为3 mol·L－1，H2的浓度为5 mol·L－1，3min后测得NH3的浓度为0.6 mol·L－1，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是（ ）

A．v(H2)=0.3mol·L·min-1 .   B．v(N2)=1.0 mol·L·min-1

C．v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1   D．v(H2)=1.67 mol·L·min-1

【阅读教材】P30~31 “活动与探究”，P31第1段

【教学目标】２．了解影响化学反应速率的因素，并能用于说明有关问题。

２．影响化学反应速率的因素：

（1）内因：反应物的性质（主要因素）

（2）外因：其他条件相同时，

反应的 温度越高 ，

加入 催化剂 ，        反应速率也越大。

反应物的 浓度越大（对气体，压强越大），

固体反应物的颗粒越细，反应物接触面积越大 ，

此外光、超声波、磁场等也能改变某些反应的速率。

【交流讨论】

１．合成氨的反应在通常条件下反应速率极小，工业上却可以实现氨的合成。联系合成氨的条件讨论：人们是如何提高合成氨反应的速率的?

 解析： 温度         ，压强       ，浓度       ，催化剂         。

【知识应用】请解释下列现象。

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

（2）加热氯酸钾，产生氧气的速率很慢；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，产生氧气的速率明显加快。                                                                                                                                                                                                                                                           

（3）将大小相等的镁条和铁片投入同浓度的稀盐酸中，前者产生氢气的速率明显大于后者。

（4）将大小相等的铁片分别放入相同体积的0．1 mol·L－1及1 mol·L－1盐酸中，后者产生氢气的速率大于前者。                                                                                                                                                                                                                               

《第1课时 化学反应速率》练习

１．反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) 在10L密闭容器中进行，半分钟后。水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率(x)（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为                                                                                                                                                                                                    （                            ）

A．( NH3)=0.010 mol·L-1·s-1   B．( O2)=0.0010 mol·L-1·s-1

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

２．（2008·17）对于反应2H2O2＝2H2O＋O2↑，下列措施不能增大化学反应速率的是（ ）

A．减小H2O2溶液的浓度.    B．升高H2O2溶液的温度

C．向H2O2溶液中加入少量MnO2粉末 D．向H2O2溶液中加入一定浓度的FeCl3溶液

３．（2009·17）实验室用锌粒与2 mol/L 硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是                                                                                                                                                                                                                                              （                            ）

 A．用锌粉代替锌      B．改用3mol/L硫酸溶液

C．改用热的2 mol/L硫酸溶液   D．向该硫酸溶液中加入等体积的水.

４．（2011·11）用下列方法制取氢气，反应速率最大的是      （  ）

 A．冬天，块状锌与2 mol/L硫酸溶液反应

B．冬天，粉末状锌2 mol/L硫酸溶液反应

C．夏天，块状锌与2 mol/L硫酸溶液反应

D．夏天，粉末状锌2 mol/L硫酸溶液反应.

５．下列各组反应（表中物质均为反应物）中，产生H2速率最快的是   （  ）

６．为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题。

（1）在O~t1、t1~t2、t2~t3各相同的时间段里，

收集到气体最多的是       时间段，

反应速率最大的是         时间段。

（2）在t4以后，为什么收集到的气体的体积不再增加?

（3）试分析三个时间段里，反应速率不同的可能原因

（该反应是放热反应）。

O~t1：盐酸浓度最     ，随着反应进行，浓度     ，

温度最     ，随着反应进行，反应放热，温度     ；

反应速率加快，此时 温度的升高 对反应起主要作用。

t1~t2：盐酸浓度继续       ，温度继续       ，反应速率最快，

此时                对反应起主要作用。

t2~t3：盐酸浓度继续       ，温度继续       ，反应速率减慢，

此时                对反应起主要作用。

《第2课时 化学反应的限度》

【教学目标】认识可逆反应有一定的限度，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。

【测试要求】设计实验证明某些化学反应的可逆性

【新课导入】我们已经知道，氯气溶解于水得到的氯水中既含有Cl2、、H2O分子，也含有H+、Cl－、HClO等微粒。这是由于Cl2能与H2O发生可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO，反应只能进行到一定限度。

 二、化学反应的限度

 １．可逆反应：（见《化学1》P43注释①）

  在 相同条件下 下既能向 正反应 方向，又能向 逆反应 方向进行的反应。

 学过的可逆反应有：

①Cl2+H2OHCl+HClO（《化学1》P43第2段）

②SO2+H2OH2SO3（《化学1》P89第2段）

③（《化学1》P89图4－1中）

④（《化学1》P98第1段）

⑤NH3+H2O NH3·H2O（《化学1》P99第1段）

【阅读教材】P32 “活动与探究”，P32第2、3段

【信息提示】 ①2Fe3+ + 2I－= 2Fe2+ + I2

② I2 遇 淀粉 显 蓝色 。

③ Fe3+ 与 SCN－ 显 血红色 ，Fe3+ +3 SCN－== Fe(SCN)3

④CCl4可以萃取碘水中的I2， 下 层的 含I2的四氯化碳 层显 紫红色 。

【范例解析】

请设计实验证明反应2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2的可逆性：

解：取一支试管，加入适量 FeCl3溶液；再加入过量的KI溶液，充分振荡；滴入KSCN溶液，溶液仍然出现血红色，证明还有Fe3+，该反应不能彻底进行，为可逆反应。

【阅读教材】P32 “交流与讨论”，P33第1、2段

 ２．化学反应的限度

（1）反应刚开始时，

反应物浓度 最大 ，正反应速率 最大 ，

生成物浓度为 0  ，逆反应速率为 0  。

（2）反应进行中，

反应物浓度逐渐 减小 ，正反应速率逐渐 减小 ，

生成物浓度逐渐 增大 ，逆反应速率逐渐 增大 。

（3）达到平衡时，

正反应速率与逆反应速率 相等 ，

反应物浓度 不再变化 ，生成物浓度也 不再变化 。

（1）化学平衡状态：正反应速率 等于 逆反应速率，各物质浓度 保持不变 的状态。

（2）化学平衡状态的特征和判断化学平衡状态的依据：

①v(正)=v(逆)≠0， ②各物质浓度保持不变。

 （3）条件改变时，原化学平衡被破坏，一段时间后，达到新的平衡。

《第2课时 化学反应的限度》练习

１．下列关于反应速率的说法中，错误的是         （  ）

A．反应速率用于衡量化学反应进行的快慢

B．决定反应速率的主要因素是反应物的性质

C．可逆反应达到化学平衡状态，正、逆反应速率都为0

D．增大反应物的浓度，提高反应温度都能增大反应速率

２．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1mol N2和3mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是（               ）

A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3

B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等

C．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零

D．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化.

３．（2010·14）对于工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，

下列说法错误的是              （  ）

A．使用合适的催化剂可以加大反应速率

B．升高温度可以增大反应速率

C．增大N2浓度可以使H2化率达到100℅ .

D．增大N2浓度可以增大反应速率

４．（2012·21）N2＋3H2 2NH3 是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是                                                                                                                                                                                                                                （                            ）

A．增大N2浓度可以增大反应速率.

B．降低体系温度能加快反应速率

C．使用催化剂不影响反应速率

D．若反应在密闭容器中进行，N2和H2能100℅转化为NH3

５．下列各组反应中，属于可逆反应的一组是        （  ）

A．2H2O  通电  2H2↑+O2↑， 2H2+O2  点燃  2H2O

B．NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ，NH4HCO3  △  NH3+CO2+H2O

  C．H2+I2  △  2HI， 2HI  △  H2+I2

D．2Ag+Br2  CuO  2AgBr，2AgBr  光照  2Ag+Br2

６．下列对化学反应限度的叙述，错误的是         （  ）

A．化学反应的限度不可改变   B．反应达到限度时，正逆反应速率相等

C．化学反应的限度与时间的长短无关 D．任何可逆反应都有一定的限度

７．为探究化学反应速率的有关问题，某研究小组进行了以下实验。以H2O2的分解为研究对象，实验方案与数据记录如下表，t表示收集a mL O2所需的时间。

（1）设计实验2和实验3的目的研究       对化学反应速率的影响。

（2）为研究温度对化学反应速率的影响，可以将实验    和实验    作对比。

（3）比较t1和t2，可以认识        对反应速率的影响。