化学教案高三化学反应速率与化学平衡.docx
《化学教案高三化学反应速率与化学平衡.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学教案高三化学反应速率与化学平衡.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
化学教案高三化学反应速率与化学平衡
第一章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
教学目标
知识技能：
了解化学反应速率的概念及表示方法；认识浓度、压强、
温度和催化剂等对化学反应速率的影响。
能力培养：
结合化学实验培养学生的观察能力、记录实验现象及设计
简单实验的能力。
科学思想：
通过学习过程使学生初步学会运用化学视角，去观察生
活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。
科学方法：
通过学习过程培养化学科学研究方法。
重点、难点外界条件对化学反应速率的影响；实验条件的控制。
教学过程
[引入]在生活中我们常常会遇到些现实问题，例：
CO+NO→N2+CO2，从稳定性角度分析，生成物CO2及N2比反应物要稳定得多，研究人员经计算得知即使在很低浓度下也应完全反应。
但遗憾的是，在通常状况下该反应进行的非常之慢，以至于不能有一个实用的方法来消除快车道空气中的CO、NO。
我们在研究一个化学反应时，常常必须考虑某些因素对反应的影响，如提高反应物的转化率，提高单位时间产量，这与我们研究的化学平衡、化学反应速率是同一问题，今天我们就来研究化学平衡与反应速率。
[过度]首先我们来研究化学反应速率
[板书]第一节化学反应速率
一、定义
[阅读]课本（第2页第6行）
表达式：
V=
单位mol/（L·s）或其他时间单位。
[练习]2L密闭容器中，投入5molN2、8molH2、在催化剂存在的条件下发生反应，2min时，测得容器内生成NH34mol。
求：
该反应用N2、H2、NH3表示的化学反应速率，并分析所得结果有何内在联系。
[结论]
1、反应速率无负值。
2、计算的速率是平均速率。
3、化学反应中选用不同的物质表示同一反应的反应速率时，可能有不同的数值，但反应速率之比一定等于反应方程式中的系数比。
4、固体或纯液体在反应中可视为浓度不变，故不用固体或纯液体物质来表示速率，但固体表面积增大，可加快反应速率。
[过度]问：
结合生活实践与已掌握的知识，请同学归纳有哪些因素对化学反应速率能产生影响？
[板书]二、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、催化剂等。
[过度]为了验证浓度对化学反应速率的影响，我们以Na2S2O3与H2SO4的反应为研究对象，通过实验加以说明。
[演示]将0.1mol/L的硫酸，滴入0.1mol/L硫代硫酸钠溶液中。
[设问]实验现象与化学反应速率快慢有何关系；你如何设计实验能达到我们的实验目的。
[投影]6滴H2SO4H2SO4
5ml1ml2.5ml
Na2S2O3Na2S2O3Na2S2O3
4mlH2O
[结论]反应物浓度越大化学反应速率越快
[讲述]对于纯液体和固体无浓度，其参与化学反应时表面积的大小将决定反应速率的快慢。
例：
CaCO3颗粒与稀HCl反应及CaCO3粉末与稀HCl反应，CaCO3粉末产生CO2的速率大。
[过度]刚才我们通过讨论及实验分析了浓度对化学反应速率的影响，现在我们还是通过实验来研究温度对化学反应速率的影响，请同学们以Na2S2O3与H2SO4的反应为例设计实验，完成实验目的。
6滴H2SO4注：
其中一支试管在酒精灯
上微热使液体温度产生
差异。
5ml5ml
Na2S2O3Na2S2O3
[板书]温度升高化学反应速率加快
[讲述]经过科学实验统计的结果分析，每升高100C化学反应速率增大到原来的2—4倍。
[练习]对于反应M+N→P，如果温度每升高100C，化学反应速率增加3倍，在100C时，完成反应10%需要81分，将温度提高到300C时，完成反应10%需要时间为（）
A、9分钟B、27分钟C、13.5分钟D、3分钟
[过度]2L密闭容器中，投入5molN2、8molH2、在催化剂存在的条件下发生反应，2min时，测得容器内生成NH34mol，若将容器的体积减小为原来的一半，其他条件不变，同样生成4molNH3所花费的时间与2min的关系是什么？
为什么？
追问：
在室温条件下，通过什么途径可以改变容器的体积？
[板书]气体参与的反应压强增大化学反应速率加快。
[过度]催化剂对化学反应速率的影响是显而易见的，下面我们就通过实验以验证。
[投影]
注：
试管中先加入双氧水观察现象，然后加入
二氧化锰，观察对比分析
2ml
H2O2
[结论]催化剂可加快化学反应速率。
[回忆]硫酸工业制法流程，分析催化剂在实际应用中应注意的事项。
（原料的净化，防止催化剂中毒）
[小结]回忆化学反应速率概念及不同物质表示的化学反应速率与化学方程式系数的关系；回忆影响化学反应速率变化的因素及该因素改变与化学反应速率改变趋势的关系，影响化学反应速率的其他因素。
[作业]阅读课本P1-6页，预习化学平衡一节内容；完成补充练习。
[随堂检测]
1、A和B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。
反应进行2min后A的浓度为0.8mol/L，B的浓度为0.6mol/L，C的浓度为0.6mol/L。
则2min内反应的平均速率VA=，VB=，VC=。
该反应的化学方程式为
。
VH2
2、下图为将Zn投入一定浓度一定体积的
H2SO4中，解释图象的成因。
（纵坐标为H2的生
成速率）
t1时间
第二节化学平衡
化学平衡的概念与计算（2课时）
教学目标
知识技能：
掌握化学平衡的概念及其特点；掌握化学平衡的有关计
算。
能力培养：
培养学生分析、归纳，语言表达与综合计算能力。
科学思想：
结合平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行
辩证唯物主义教育。
科学品质：
培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
科学方法：
加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握新知识
的关键。
重点、难点化学平衡的概念及其特点。
教学过程设计
[提问]什么是可逆反应？
在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3？
（可逆反应不能进行完全，因此得不到2molSO3）
[引入]得不到2molSO3，能得到多少摩SO3？
也就是说反应到底进行到什么程度？
这就是化学平衡所研究的问题。
[分析]在一定条件下，2molSO2与1molO2反应体系中各组分速率与浓度是如何变化的？
一、化学平衡状态
1、定义：
见课本P9
[分析]引导学生从化学平衡研究的范围，达到平衡的原因与结果进行分析、归纳。
[板书]归纳
研究对象：
可逆反应
平衡前提：
温度、压强、浓度一定
原因：
V正==V逆（同一物质）
结果：
各组成成分的质量分数保持不变。
[提问]化学平衡有什么特点？
[小结]平衡特点：
等（正逆反应速率相等）
定（浓度与质量分数恒定）
动（动态平衡）
变（条件改变，平衡发生变化）
[讨论题]在一定温度下，反应2NO2==N2O4达平衡标志是（）
A、混合气颜色不随时间的变化而变化
B、数值上V（NO2生成）==2V（N2O4消耗）
C、单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数
D、压强不随时间的变化而变化
E、混合气的平均分子量不变
[过度]化学平衡状态代表了化学反应进行达到了最大程度，如何定量的表示化学反应进行的程度呢？
2、转化率：
在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量分数，叫该反应物的转化率。
公式：
a==△C/C始×100%
注：
达平衡时反应物的转化率小于100%
3、平衡的有关计算
（1）起始浓度、变化浓度、平衡浓度。
例1、4450C时，将0.1molI2与0.02molH2通入2L密闭容器中，达平衡后有0.03molHI生成。
求：
1各物质的起始浓度与平衡浓度。
2平衡混合气中氢气的体积分数。
[小结]
1起始浓度、变化浓度、平衡浓度三者的关系，只的变化浓度才与
方程式前面的系数成比例。
2可逆反应中任一组分的平衡浓度不可能为0。
（2）转化率产有关计算
例2、将0.02molCO与0.02mol水蒸气在2L密闭容器里加热至12000C经2min达平衡，生成CO2和H2，已知V（CO）=0.003mol/（L·min），求平衡时各物质的浓度及CO的转化率。
[小结]
变化浓度是联系化学方程式，平衡浓度与起始浓度，转化率，化学反应速率的桥梁。
因此，抓变化浓度是解题产关键。
（3）综合计算
例3、在一定条件下，在密闭容器内将N2和H2以体积比为1:
3混合，当反应达平衡时，混合气中氨占25%（体积比），若混合前有100molN2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。
[课堂小结]今天我们重点学习了化学平衡的概念及有关计算，较抽象，大家加强练习，以便熟练掌握平衡的概念。
[随堂检测]
1、对于一定温度下的密闭容器中，可逆反应H2+I2==2HI达到平衡的标志是
A、压强不随时间的变化而变化
B、混合气的平均化子量一定
C、生成nmolH2同时生成2nmolHI
D、V（H2）==V（I2）
2、合成氨生产中，进入塔内的氮气和氢气体积比为1:
3，P=150atm，从合成塔出来的氨气占平衡混合气体积的16%，求合成塔出来的气体的压强。
二、浓度、温度对化学平衡的影响
教学目标
知识技能：
掌握化学平衡移动概念及浓度，温度对化学平衡的影响。
能力培养：
依据对实验的观察和所学和知识进行分析、判断、综合等，培养学生的逻辑思维能力。
科学思想：
化学平衡是有条件的，相对的，对学生进行辩证唯物主义观点的教育。
培养严谨、求实的科学思想。
科学品质：
激发学生的求知欲，去探索自然科学的奥秘。
重点、难点浓度、温度对化学平衡的影响。
教学过程设计
[复习提问]上节课我们已经学习了化学平衡，什么是化学平衡状态？
它有什么特点？
[实验]
2滴0.01mol/L
KSCN
分两等分
2滴1mol/LKSCN
6ml0.01mol/L
FeCl3
[提问]
（1）上述混合物体系是否达到了化学平衡？
为什么？
（2）这两次平衡是不是同一平衡状态？
（达到了化学平衡状态，因颜色不再变化说明混合体系中各组分的浓度一定，但这两次平衡不是同一平衡状态，因外加条件发生了变化，各组分的浓度也发生了变化，表现在第二次达到平衡体系中血红色加深了。
一定条件下条件改变平衡被破坏一定时间后重新建立平衡
的化学平衡V正==V逆V正==V逆
V正==V逆各组分百分含
各组分百分含量又保持一定
量保持一定
V
0t（时间）
二、影响化学平衡的条件
（一）化学平衡的移动
定义：
P10
移动原因：
正逆反应速率由相等到不等最后又相等。
移动结果：
混合体系中各物质的质量分数发生了变化。
[过渡]哪些条件可以使化学平衡发生移动？
速率发生了变化，化学平衡一定移动吗？
（二）影响化学平衡（移动）的条件
1、浓度
条件改变平衡移动方向原因结果
增大反应物浓度正反应方向V正>V逆消耗反应物
减小反应物浓度逆反应方向V正增大生成物浓度逆反应方向V正减小生成物浓度正反应方向V正>V逆补充生成物
注意：
对于固体或纯液体来说，它们的浓度是常数，改变它们的量，平衡
不移动。
VVVV
0t0t0t0t
2、温度对化学平衡的影响
[实验1-]
[思考]
（1）在升温或降温过程中正逆反应速率如何变化？
（2）如何用速率的变化解释平衡移动方向？
小结：
（1）升温
速率：
V吸增大>V放增大，平衡向吸热反应方向移动
（2）降温
速率：
V吸减小V
其余由同学自已归纳
0T（时间）
3、压强对化学平衡的影响
[实验1-]
[思考]
（1）在升温或降温过程中正逆反应速率如何变化？
（2）如何用速率的变化解释平衡移动方向？
小结：
（1）增大压强
速率：
V缩小增大>V增大增大，平衡向气体体积缩小的反应方向移动
（2）减少压强
速率：
V缩小减小注意：
反应前后气体的体积不发生变化，改变压强平衡不发生移动。
由同学绘出速率时间图象。
[提问]催化剂能改变化学反应速率，能否使化学平衡发生移动？
阅读P14，并画出V-t曲线图。
V
0t
由图线可知：
化学平衡发生移动，速率一定发生变化；但速率发生变化，平衡不一定发生移动。
[结论]催化剂对化学平衡不发生移动。
[随堂小测]
1、在下列反应中，升高温度能使混合气平均分子量减小同时能使反应物转化率增大的是
A、CO+H2O（g）==CO2+H2+Q
B、2SO3（g）==2SO2+O2-Q
C、2HCl==H2+Cl2-Q
D、CaO+CO2==CaCO3+Q
2、某一可逆反应A+B==C在一定条件下达平衡，C的质量分数与时间、温度的关系如下图所示，则正反应为（）反应。
C%
T2
T1
t
1
3、对于平衡体系CO（g）+H2O（g）==CO2（g）+H2（g）+Q，
当其他条件不变时，增大某一反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，则下列说法一定正确的是
A、生成物浓度一定增大
B、反应物的浓度一定减小
C、任一生成物的体积分数一定增大
D、反应物转化率一定增大
[作业]
三、合成氨工业
教学目标
知识技能：
初步认识合成氨的化学原理；了解应用化学反应速率和化学平衡原理来选择适宜的化工生产条件的一般原则；了解合成氨生产的主要流程。
能力培养：
培养学生的逻辑思维能力；自学能力。
科学思想：
对学生进行辩证唯物主义观点的教育；关心环境、能源。
科学品质：
进行爱国主义教育，培养学生进取、创新的优良品质。
重点、难点合成氨工业生产适宜条件的选择。
教学过程设计
[设问]假如某位同学是一个工厂的厂长，对畅销产品的生产效率、成本有
何要求？
（降低成本，提高产量和质量）
[引入]现在工厂合成氨气，应怎样选择生产条件呢？
[板书]适宜化工生产条件的选择
[设问]利用化学反应速率和化学平衡知识，从生产目的、选择的依据和原则角度考虑这个问题。
首先选择生产条件的目的是什么？
（加快反应速率，提高产率）
[板书]目的：
尽可能加快反应速率和提高反应进行的程度。
[设问]选择生产条件和依据是什么？
（外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律）
[板书]依据：
外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律。
[提问]请写出合成氨的化学方程式，并分析该反应特点。
[板书]N2+3H2==2NH3+92.4kJ
特点：
放热的、气体体积缩小的可逆反应。
[练习]
完成下表，已知：
化学反应N2+3H2==2NH3+92.4kJ
使氨生产快
（速率分析）
使氨生成多
（平衡分析）
压强
温度
催化剂
[阅读]利用课本P16表1—1，检查自己的判断是否正确。
[设问]根据合成氨反应特点，我们应该选择什么样的生产条件？
[板书]适宜条件：
5000C，铁触媒，2×107—5×107Pa
循环操作过程（且N2与H2浓度比为1:
3）
[设问]选择适宜生产条件的原则是什么？
原则：
（1）既要注意外界条件对二者影响一致性，又要注意对二者影响的矛盾性。
（2）既要注意温度、催化剂对速率影响一致性，又要注意催化剂的活性对温度的限制。
（3）既要注意理论生产，又要注意实际可能性。
[读书]P17合成氨工业简述
[问题]
（1）合成氨工业的原料：
空气、燃料（煤、天然气、石油等）、水
[引导]合成氨需要H2、N2，N2来源于空气，方法有：
液化空气或将空气中氧气反应掉；H2来源于水和燃料，净化的目的是防止催化剂中毒。
有关反应：
H2O（g）+C（s）=CO（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）
（2）氨的合成：
设备：
合成塔、压缩机、分离器。
过程：
原料气的制备→净化→压缩→合成→分离
反应：
N2+3H2=2NH3
[练习]《优化设计》P1203、5、9、1
升级会员 