JAB223化学反应的速率和限度.docx
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JAB223化学反应的速率和限度
第三节化学反应的速率和限度
说课
本节教学内容分为两部分：
第一部分，从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，引出反应速率的概念。
在此基础上又通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素。
这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。
第二部分，在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后，教材又设置新的实验探究，让学生发现化学反应限度问题，经过对该问题的再认识，逐步形成了化学反应限度的概念，并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
本节教学设计的指导思想，是由浅入深，从学生日常生活中的化学现象和实验中抽象出有关的概念和原理。
形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科学探究过程。
采用“指导发现与问题解决相结合”教学模式进行教学更能体现上述教学指导思想。
其主要过程是：
关于“化学反应速率”的具体教学程序设计为：
关于“化学反应的限度”的具体教学程序设计为：
本节可划分为两课时：
第一课时是化学反应速率的概念、表示方法以及影响因素；第二课时是化学反应限度概念，化学平衡状态的本质、外部特征、影响反应限度的因素。
燃料利用问题。
教学评价。
问题交流
【思考与交流】
日常生活中的化学变化有快有慢。
有的反应瞬间完成，如爆炸；有的化学反应要经历几万年以上，如化石燃料的形成和溶洞的形成；有的反应在高温条件下变化快，在低温的条件下变化慢，如食品的变质；还有的反应在干燥的环境中变化慢，在潮湿的环境下变化快，如钢铁的锈蚀。
人们在实验室进行化学反应时，常常采用粉碎反应物以增大其接触面积，或将固体反应物溶于水中以提高其接触机会，或加入催化剂等措施来提高化学反应速率。
将这些学生熟知的化学现象和事例引入课堂学习之中，能提高学生学习化学的兴趣，会使学生深刻体会到化学知识与生活的密切联系，对培养学生正确的科学价值观十分有利。
在生产、生活和科研中，常会遇到通过控制反应条件使化学反应按照人们的期望去完成，如对提高对人类有用的化学反应速率和反应程度，以提高原料的利用率或转化率。
对这些问题的研究不仅能让学生认识到面对一个具体化学反应所必须考虑的基本问题，还能对人们将提高燃料的燃烧效率、提高能量的转化率，作为解决能源危机的有效途径有更深刻的理解。
本节教学重点：
化学反应速率和反应限度概念；了解影响化学反应速率和反应限度的因素。
本节教学难点：
化学反应限度的本质原因及外部特征。
课时安排
2课时
第三节化学反应的速率和限度
第1课时
知识与技能
1．理解基本的化学反应速率的概念和影响化学反应速率的外界条件。
2．学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。
教学重点：
学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。
教学难点：
影响化学反应速率的因素
教具准备：
多媒体课件、投影仪。
教学过程
[新课导入]
教师：
播放投影片
北京的故宫是世界著名的古建筑群，是祖国珍贵的文化遗产。
在保和殿后，有一块巨大的“云龙陛石”，上面雕有精美的蟠龙图案（如左图）。
但是，近些年浮雕已开始受损，一些细小的花纹已变得模糊不清。
在太和殿周围的玉石护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀。
据统计，世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重，有的已面目全非。
这真是一场大的灾难。
造成这场灾难的元凶是什么呢？
它就是我们在前面介绍过的酸雨。
为什么以前几百年腐蚀很慢，而近几十年腐蚀却变快了呢？
这就会涉及化学反应速率的问题。
师：
同学们回忆在初中化学学习中有关化学反应速率的例子（或日常生活中有关的例子）
【化石燃料的形成】
【钢铁生锈】
【煤窑的瓦斯爆炸】
【冰箱中的食物变质】
【牛奶变质】
【森林火灾、岩石风化】
――――――
师：
很好。
请看P47-“思考与交流”大家一起讨论.
生:
讨论
师：
不同的化学反应进行得快慢不一样，有的反应进行得很快，瞬间就能完成或以秒计，例如，氢气和氧气混合气体遇火发生爆炸，酸、碱溶液的中和反应等；有的反应进行得较慢,以年月天计,如金属生锈、食物变质，当然，金属生锈的快慢还决定于金属本身的性质及其存在的环境，食物变质的快慢还与温度有很大关系；有的反应则进行得很慢，例如，有些塑料的分解要几百年，溶洞的形成以万年计，而石油的形成要经过亿万年等。
这些都说明了不同的化学反应具有不同的反应速率。
反应的快慢与我们的生活、学习、科研、生产等关系很密切，有利的反应我们希望快一些，有害的反应则越慢越好。
[板书] 第三节 化学反应的速率和限度
[推进新课]
师：
在初中物理课本上是怎样定义宏观物体的运动速率的呢？
同学们想一想化学反应速率应该怎样衡量呢？
［板书］一、化学反应速率
［学生自学］阅读课本P47-P48页
【化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的，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。
浓度的单位常用mol／L表示，化学反应速率的单位常用mol／（L·min）或mol／（L·s）表示。
】
[板书]1.概念:
（1）定义:
化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的，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。
（2）表达式:
（3）单位:
mol/（L·s）或mol/（L·min）
师：
请举例说明化学反应速率的意义
【某反应物的浓度在1min内减少了1mol／L，则其化学反应速率为1mol／（L·min）。
又如，在某化学反应中，某一反应物B的初始浓度是2.0mol／L。
经过2min后，B的浓度变成了1.6mol／L，则在这2min内B的化学反应速率为0.2mol／（L·min）。
】
师生:
边讨论边板书:
（4）注意:
①B只能表示溶液中的溶质或气体.
师：
若B为固体或纯液体物质,因其浓度是常数,即△c（B）总是为0,故不能用于计算速率）.
②以上表示的是平均速率,而不是瞬时速率.
（5）重要规律:
同一反应中,各物质表示的速率之比=方程式中各物质的计量数之比=各物质的变化量之比.
师：
同一反应同一时间段内的反应速率，用不同反应物或生成物表示时，其数值大小一定相同吗？
，意义一定相同吗？
【不一定】
【一定】
师：
很好。
投影下表:
［合作探究］
演示P48-实验2－5（为了增加实验的趣味性,改用下图装置和步骤进行实验）
师：
引导学生完成实验探究:
本实验研究了什么因素对化学反应速率的影响?
请填写下表:
生：
观察并完成下表
实验题目
比较不同温度下双氧水分解反应的化学反应速率大小
实验步骤
在三支相同的试管中分别加入2～3ml约5%的H2O2，然后在每一支试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液后立即套上气球（大小相同）。
等三支试管上的气球大小差不多相同时，同时置于三个烧杯中当置于热水中试管上的气球明显大于其余两个时,取下气球,同时将带火星的木头放在试管口。
观察现象。
反应条件
热水
常温
冷水
实验现象
试管中迅速产生大量气泡，气球很快胀大。
带火星的木头复燃。
产生气泡的速度较慢，气球慢慢胀大。
产生气泡的速度很慢，短时间内气球几乎不胀大。
反应方程式
反应速率大小
热水>室温>冷水
得出结论
温度超高,反应速率越快,温度越低,反应速率越慢
[板书]
2.影响化学反应速率的因素
（1）内因:
反应物的结构和性质（主要因素）
（2）外因:
①温度:
其他条件相同的情况下,温度升高,反应速率增大,反之减小
师:
下面我们一起来探讨催化剂对化学反应速率的影响.
演示P48-实验2－6
根据所给出的仪器和药品设计实验方案、步骤和装置并填写下表。
实验题目
比较不同条件下双氧水分解反应的化学反应速率大小
实验步骤
在三个相同的带活塞的漏斗中分别加入2～3mL约5%的H2O2，然后在一支试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液，另一支试管中加入少量MnO2固体。
同时向三支试管中放入漏斗中的全部溶液，观察红墨水上升情况。
反应条件
少量MnO2
无催化剂
2滴FeCl3溶液
实验现象
迅速产生气泡,左侧液面下降,右侧液面上升.
无明显变化
迅速产生气泡左侧液面下降,右侧液面上升.
反应速率大小
MnO2≈FeCl3远大于无催化剂
得出结论
适当的催化剂可加快反应速率
[板书]②催化剂：
其他条件相同的情况下,适当的催化剂可以加快反应速率（正催化剂）
．补充实验
实验题目
比较铝片于不同浓度的盐酸反应的化学反应速率大小
实验步骤
在两支放有相同的铝片试管里，分别加入10mL1mol／L盐酸和10mL0．1mol／L盐酸。
观察现象。
观察反应现象。
反应条件
10mL1mol／L盐酸
0．1mol／L盐酸
实验现象
迅速产生大量气泡
产生少量气泡
反应速率大小
1mol/LHCl＞0.1mol/LHCl
得出结论
其他条件相同的情况下,增大反应物浓度,反应速率增大,反之减小
[板书]③浓度:
其他条件相同的情况下,增大反应物浓度,反应速率增大,反之减小
师：
请看P49-“思考与交流”
【1．低温下食物腐败速率大大降低，不易变质】
【2．固体研细后其表面积极大地增加，大增加了反应物之间的接触机会，可以提高反应速率，有利于反应的进行。
】
【3．溶液中溶质以分子或离子形式存在，且分布均匀，这使反应物分子或离子间直接接触的机会极大地增加，可以大大地提高反应速率】
【4．增大反应物的浓度，使反应物之间的接触机会增大，加快反应速率】
师：
影响反应速率的外界因素除了温度、催化剂、浓度以外，压强、固体颗粒大小、光、射线、介质、原电池等也可能会影响到速率。
[板书]④压强：
压强增大，反应速率加快。
反之减小
⑤固体表面积：
固体颗粒越小，表面积越大，反应速率越大，反之越小。
⑥其他：
光、射线、、反应物的状态、介质、原电池等
[课堂小结]本节课我们学习了化学反应速率的概念，并且通过实验探讨了温度、催化剂、浓度等外界对反应速率的影响规律
[布置作业]教材P47 T1、T3
[板书设计]
一、化学反应速率
1）定义:
化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的，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。
（2）表达式:
（3）单位:
mol/（L·s）或mol/（L·min）
（4）注意:
①B只能表示溶液中的溶质或气体.
②以上表示的是平均速率,而不是瞬时速率.
（5）重要规律:
同一反应中,各物质表示的速率之比=方程式中各物质的计量数之比=各物质的变化量之比.
2.影响化学反应速率的因素
（1）内因:
反应物的结构和性质（主要因素）
（2）外因:
①温度:
其他条件相同的情况下,温度升高,反应速率增大,反之减小
②催化剂：
其他条件相同的情况下,适当的催化剂可以加快反应速率（正催化剂）
③浓度:
其他条件相同的情况下,增大反应物浓度,反应速率增大,反之减小
④压强：
压强增大，反应速率加快。
反之减小
⑤固体表面积：
固体颗粒越小，表面积越大，反应速率越大，反之越小。
⑥其他：
光、射线、、反应物的状态、介质、原电池等
[活动与探究]
1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层被破坏问题的三位环境化学家。
大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光，保护地球上的生物。
近来由于大气中污染物（如冰箱制冷剂氟利昂CF2Cl2和汽车尾气中的氮氧化物等）不断增加使得臭氧层遭到破坏，从而造成对环境和生物的严重影响。
产生Cl原子，Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用（臭氧的分子式为（O3）。
有关反应为
CF2Cl2→CF2Cl+Cl
NO2→NO+O
因此Cl原子或NO2分子能消耗大量的O3
Cl＋O3→ClO+O2
NO+O3→N2+O2
ClO＋O→Cl＋O2
NO2+O→NO+O2
总反应O3+O=2O2
总反应O3+O=2O2
在上述臭氧变成氧气的反应过程中，Cl和NO2起什么作用？
应如何保护臭氧层？
参考练习
1．同质量的锌与稀硫酸反应，欲使反应速率最大，选择下列组合中的反应条件：
①锌粒②锌片③锌粉④10％的稀硫酸⑤15％的稀硫酸⑥20％的稀硫酸⑦加热⑧用冰冷却⑨不断搅拌⑩迅速加入锌片后静置。
[]
A．②⑥⑦⑩B．①④⑧⑩C．③⑤⑦⑨D．③⑥⑦⑨
2．在2L密闭容器内，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，则该反应的平均反应速率为[]
A．0.4mol／L·sB．0.3mol／L·sC．0.2mol／L·sD．0.1mol／L·s
3．下列各组实验中溶液最先变浑浊的是[]。
A．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水5mL，反应温度10℃
B．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反应温度10℃
C．0.1mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反应温度30℃
D．0.2mol／LNa2S2O3和H2SO4各5mL，加水10mL，反应温度30℃
4．反应A（s）＋B（g）=c（g）在密闭容器中进行，下列情况中，不能使反应速率加快的是［］。
A．升高温度B．增加A的物质的量C．使用催化剂D．缩小容器体积使压强增大
5.NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。
对此反应的下列叙述中正确的是[]。
A．使用催化剂能加快反应的速率B．使一种反应物过量能提高反应的速率
C．改变压强对反应速率没有影响D．降低温度能加快反应速率
7.对于反应NO2（气）＋SO2（气）=NO（气）＋SO3（气）＋Q，下列叙述正确的是[]
A．使用催化剂不能改变反应速率B．改变压强对反应速率没有影响
C．升高温度能加快反应速率D．减小压强会降低反应速率
8.反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。
化学反应H2+Cl2=2HCl的反应速率。
可表示为v=k[C（H2）]m[C（C12）]n，式中k为常数，m,n值可用下表中的数据确定。
c（H2）（mol·L-1）
c（C12）（mol·L-1）
v[mol·L-1·S-1］
1.0
1.0
1.Ok
2.0
1.0
2.Ok
2.0
4.0
4.Ok
由此可推得，m,n值正确的是（）
A.m=1,n=1B.m=1/2,n=1/2C.m=1/2,n=1D.m=l,n=1/2
9．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气
生成速率加大的是（）
A．加热B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸
C．滴加少量CUSO4溶液D.不用铁片，改用铁粉
10．下列因素一定会使化学反应速率加快的是（）
①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小容器体积④加人生成物
A.①②④B.②③C.①②③D.只有②
参考练习参考答案：
1.D2.C3.D4.B5.答案：
A。
分析：
该反应的方程式为：
2CO＋2NO=N2＋2CO2
这里虽然列出了化学方程式，其实反应速率与化学方程式无关。
反应的速率只与浓度、温度、催化剂有关，气体的反应还与压强有关。
本题中，B不正确，因为一种皮应物过量并不一定是反应物浓度增加。
一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高，不涉及反应的速率问题；C也不正确，对气体来说，改变压强必然影响速率；D也不正确，降低温度只能降低反应速率。
7.答案：
C、D
分析：
这是一个有气体物质参加的化学反应，因此，浓度、温度、压强、催化剂等因素能影响该反应的反应速率。
8.D
9.B.分析，铁与浓硫酸在常温下发生钝化，加热后发生反应也不生成氢气
10.D．分析：
反应物或生成物是固体时，改变其量；或没有气体物质参加反应，缩小容器的体积，反应速率均不变。
第三节化学反应的速率和限度
（第2课时）
知识与技能
1．理解可逆反应、化学反应平衡的概念
2.化学反应限度的本质原因及外部特征。
3．学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学实验。
通过实验探究响形成化学反应平衡的概念及化学反应限度的概念
教学重点：
化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。
教学难点：
化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。
教学难点：
化学反应限度的本质原因及外部特征。
教具准备：
多媒体课件、投影仪。
教学过程
[新课导入]
师：
根据化学方程式进行计算时，你是否考虑过这样的问题：
一个化学反应在实际进行时，所有反应物能否完全（按照方程式中相应物质的量关系）转变成生成物，如果能，反应条件是什么？
如果不能，原因是什么？
解决这些问题的重要性是不言而喻的。
例如在预知理论产率极低的情况下，就不必再耗费人力、物力和时间去进行探索性实验等。
[板书]第三节 化学反应的速率和限度
二.化学反应的限度
[推进新课]
师：
请同学阅读课本P50“科学史话”及P51第二段，回答：
（1）什么叫可逆反应？
可逆反应的宏观特征是什么？
【同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应，叫可逆反应】
【一定体系中进行的可逆反应，其反应物不能完全转化成生成物】
{板书]1、可逆反应
（1）定义：
同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应，叫可逆反应
（2）特征：
一定体系中进行的可逆反应，其反应物不能完全转化成生成物。
（即任一反应物和生成物的物质的量不可能为0）
P51-“思考与交流”
【所列反应都不是可逆反应，因为不是在同一条件下的“可逆”】
师：
请同学们阅读P51-第四段及图2-20，并思考：
（1）一个可逆反应最初时刻，正反应速率和逆反应速率各是怎样的？
【正反应速率最大，逆反应速率为0】
（2）随着反应的进行，正、逆反应速率各怎样变化？
为什么？
【随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大。
因为反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大。
】
（3）如果外界条件保持不变，正、逆反应速率最终会建立什么关系？
反应体系最终会达到什么状态？
【若外界条件保持不变，正、逆反应速率最终会相等，都不会变为0】
（4）什么叫化学平衡？
【在一定条件下，一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等，各反应物和生成物的浓度不再改变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。
】
（5）化学平衡有什么特征？
生：
阅读、思考、讨论
师：
小结板书：
2、化学平衡
（1）定义：
在一定条件下，一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等，各反应物和生成物的浓度不再改变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。
（2）化学平衡建立的过程（如P51-图2-20）
（3）化学平衡的特征：
①“逆”：
化学平衡研究的对象是可逆反应，只有可逆反应才可能建立化学平衡。
②“动”：
达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，并没有停止。
（如：
……）
③“等”：
达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等。
④“定”：
达到平衡状态时，体系中各组分的浓度保持不变，各组分的含量保持一定。
⑤“变”：
当外界条件改变时，原平衡被破坏，在新的条件下再建立新的平衡。
（4）判断化学平衡的标志
①
或单位时间内，△n消耗（A）=△n生成（A）（不同方向同一物质比较）
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
#③体系若一种物质有颜色，可以借助颜色不变判断。
#④反应前后气体物质的计量数之和不相等的可逆反应中，可根据总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变判断。
[过渡]对于不可逆反应来说，一旦发生即可进行到某种反应物消耗完为止，不存在限度问题；而对可逆反应来说，一定条件下会建立化学平衡，此时即进行到反应的最大程度，反应物在此条件下的转化率最大，也就是反应的限度。
[板书]
3、化学反应的限度
（1）概念：
在给定条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。
（2）状态：
化学平衡状态
内因：
反应物的性质
温度
外因压强
浓度
师：
在生产生活中，促进有利的化学反应发生，抑制有害的化学反应发生，这就要求我们对反应条件进行控制。
板书：
三、化学反应的条件控制
[学生自学]阅读课本P52-“思考与交流”
师：
带领学生探究
【1、加热使反应速率增大，多数是提供热能使之转化为化学能（吸热反应），少数是提供启动反应发生的动力。
】【2、减缓或抑制橡胶老化反应的速率，延长使用寿命。
】【3、隔绝空气和水分，防止金属与之反应（生锈）。
】【4、使林木与火源脱离接触，防止火势扩大，以利灭火。
】【5、硅胶可以吸潮（水分），防止食品、药品受潮变质。
】
[课堂小结]
本节课我们了解了：
可逆反应、化学平衡、化学平衡状态、化学反应限度。
.控制反应条件可以使化学反应向有益的方向尽可能多、快地进行。
[布置作业]教材P53 T4、T5.
[板书设计]第三节 化学反应的速率和限度
二.化学反应的限度
1、可逆反应
（1）定义：
同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应，叫可逆反应
（2）特征：
一定体系中进行的可逆反应，其反应物不能完全转化成生成物。
2、化学平衡
（1）定义：
在一定条件下，一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等，各反应物和生成物的浓度不再改变的状态
（2）化学平衡建立的过程（如P51-图2-20）
（3）化学平衡的特征：
①“逆”：
只有可逆反应才可能建立化学平衡。
②“动”：
正、逆反应仍在进行，
③“等”：
正反应速率和逆反应速率相等。
④“定”：
各组分的浓度保持不变，各组分的含量保持一定。
⑤“变”：
条件改变，原平衡被破坏，再建立新的平衡。
（4）判断化学平衡的标志
①
或单位时间内，△n消耗（A）=△n生成（A）（不同方向同一物质比较）
②各组分浓度保持不变或百分含量不变
3、化学反应的限度
（1）概念：
在给定条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。
（2）状态：
化学平衡状态
内因：
反应物的性质
温度
外因压强
浓度
三、化学反应的条件控制
[活动与探究]
1.利用NO2平衡气体遇热颜色加深、遇冷颜色变浅来指示放热过程和吸热过程
（1）按图2-7所示将实验装置连接好。
（2）向其中一个烧杯的水中投入一定量的CaO固体，CaO与水反应放热，此烧杯中的NO2平衡混合气体的红棕色变深。
查找资料：
NO2平衡气体遇热颜色加深，遇冷颜色变浅的反应原理。
习题祥解1.
影响反应速率的条件
如何影响
（可能原因）
实例
温度
升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢
升高温度，反应物分子能量增加，单位时间内有效碰撞次数增多，反应速率加快
夏季食物更易变质
浓度
浓度大，反应速率快，浓度小，反应速率慢
浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增多
Fe不能在空气中燃烧，但能在纯O2中燃烧。
固体表面积
固体表面积增大，反应速率加快
等量固体颗粒越小，则表面积越大，反应物接触机会增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快
炼铁时，为了加快反应速率，将铁矿石粉碎
催化剂
加入催化剂，可以改变反应速率
催化剂可以降低或升高反应的活化能
H2O2中加MnO2作催化剂，加快分解速率
2.D3.BD4.面粉厂空气中充满面粉尘,这些粉尘是颗粒极小总表面积非常大的有机物，与空气的接触面积大，非常容易剧烈燃烧而发生爆炸。
5.
（1）提高温度或使用催化剂都可以促进KClO3的分解。
（2）2KClO32KCl+3O2↑
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