高中化学《影响化学反应速率的因素》教案1 苏教版选修4.docx
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高中化学《影响化学反应速率的因素》教案1苏教版选修4
2019-2020年高中化学《影响化学反应速率的因素》教案1苏教版选修4
学习目标：
1．|理解浓度、温度、压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2．能运用有效碰撞理论、过渡态理论等相关理论解释浓度、压强、温度、催化剂等对化学
反应速率的影响。
重点：
浓度对化学反应速度的影响。
外界条件对可逆反应的正逆反应速率的影响。
难点：
浓度对化学反应速率影响的原因。
教学过程：
教学过程：
一、复习回顾
化学反应的快慢可来表示，符号为，其表达式为。
化学反应不同，化学反应速率不同。
这说明化学反应速率取决于。
对于同一个化学反应，在不同条件下其反应速率也不同。
这说明化学反应速率受
的影响。
二、自主探究
根据我们的生活经验列举一些影响化学反应速率的因素：
Ⅰ、浓度对反应速率的影响
活动探究（教材33-34页）
实验结论：
规律小结：
原因：
（用碰撞理论解释）
有效碰撞：
活化分子：
原理：
Ⅱ、压强对反应速率的影响
由于压强的改变对气体影响很大而对固体、液体及溶液影响很小，因此压强对反应速率的影响仅适用于有气体参加的反应。
规律小结：
原因：
（归结为浓度的影响）
Ⅲ、温度对反应速率的影响
活动探究（教材35页）
实验结论：
规律小结：
原因：
（用碰撞理论解释）
Ⅳ、催化剂对反应速率的影响
活动探究（教材36页）
实验结论：
规律小结：
原因：
（用过渡状态理论解释）
Ⅴ、其他因素对反应速率的影响
除上述因素外，反应物间的接触面积、光、电磁波、超声波、磁场等因素也会影响反应速率。
例如，增大反应物间的接触面积，反应速率会增大。
三、总结：
影响化学反应速率的因素
内因 反应物质的本性
外因 浓度、温度、压强、催化剂、其他,
1．浓度对化学反应速率的影响
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。
这是为什么呢？
化学反应的过程的实质就是反应物分子中的原子重新组合，并形成生成物分子。
如：
Cl2+H2==2HCl
[引导讨论]化学键如何变化呢？
[探究]H－H、Cl－Cl键断裂，而H－Cl共价键生成。
[引导]旧键的断裂和新键的形成怎样才能发生呢？
要通过接触，通过碰撞来实现。
因此反应物分子（或离子）间的碰撞是反应发生的先决条件。
[引导]是不是所有碰撞都能发生反应呢？
要发生反应的条件是什么呢？
请大家阅读课本P34页。
[阅读讨论]
（1）不是所有的碰撞都能发生反应，能够发生反应的碰撞叫做有效碰撞，
（2）发生有效碰撞的条件是发生碰撞的分子具有较高的能量，分子碰撞必须有合适的取向。
（3）能量较高、能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子
（4）活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能
[讲述]
（1）以投篮作比喻
（2）以具体的化学反应2HI＝H2＋I2为实例，让学生观看HI分子的几中可能的碰撞模式图
[设问]很明显，当单位体积的活化分子数越多，有效碰撞越多，反应速率也越大。
那么，浓度增大时，为什么反应速率就快呢？
[讨论]
（1）在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的比例是一定的，单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比
（2）当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增大，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。
2．压强对化学反应速率的影响
[探究]利用上述结论，对于反应N2＋3H2＝2NH3，增大压强，反应速率如何变化呢？
[探究]
（1）气体的压强增大，原来的气体的体积就缩小，单位体积内的分子数就增大，活化分子数变增大，有效碰撞次数也相应增大，化学反应速率就增大。
[总结并板书]
（2）、对于有气体参加的化学反应，增大压强化学反应速率增大,
[探究]对于反应：
Zn+2HCl＝H2＋ZnCl2，增大反应的压强，化学反应速率会增大吗？
[分析]不会，因为参加反应的物质是固体、液体，改变压强对它们体积改变的影响很小
[探究]提高温度，对反应的速率会改变吗？
3．温度对化学反应速率的影响
[活动与探究]课本35页
[分析]
（1）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，从面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。
（2）。
测定：
许多反应的温度每升高10K，其反应速率增加2—4倍
[总结并板书]3、升高温度化学反应速率增大,
[过渡]初中我们学过用氯酸钾制取氧气，MnO2的作用是什么？
4．催化剂可以加快化学反应速率
[活动与探究]课本36页
[讲解]催化剂的作用机理：
在化学反应中选择适当的正催化剂，可以使反应速率显著加快。
这是因为催化剂降低了可有效碰撞的分子的能量，使更多的反应物分子变成能进行有效碰撞的分子，因而成倍地增加化学反应速率
[板书]催化剂的重要性。
[拓展]酶的催化作用
酶是一种特殊的生物催化剂，它是具有催化作用的蛋白质，存在于动物、植物和微生物中。
酶与一般非生物催化剂相比较，具有以下几个主要特点：
高度的选择性：
酶对所作用的底物反应物有高度的选择性，一种酶通常只能催化一种特定的反应。
（2）高度的催化活性：
酶的催化活性非常高，其催化能力为一般非生物催化剂的106~1013倍。
（3）温和的催化条件：
酶在常温常压下即可发挥催化作用，温度过高会引起酶变性，失去催化活性。
（4）特殊的pH：
酶只能在一定的pH范围内发挥催化作用，如果pH偏离这个范围，酶的活性就会降低，甚至完全丧失。
[小结]对于同一化学反应，条件不同时，反应会发生变化。
除了浓度、温度、压强、催化剂能改变化学反应速率外，其他因素也会影响化学反应的速率。
[板书]5、化学反应速率的影响其它因素。
重点在光、反应物颗粒大小。
2019-2020年高中化学《影响化学反应速率的因素》教案3新人教版选修4
[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+CO22CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H22NH3+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+O22SO3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___。
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