23《化学反应的速率》教案(鲁科版选修4).docx
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1、第3节 化学反响的速率知识与技能:使学生知道化学反响速率的定量表示方法,并初步了解测定某些化学反响的速率的实验方法;使学生进一步了解浓度、温度、压强、催化剂对化学反响速率的影响,认识其一般规律;使学生知道活化能的概念及其对化学反响速率的影响。过程与方法:通过对“化学反响速率的表示方法的探究,让学生体验如何进行定量实验的设计、如何完成实验数据的记录及处理等,提高他们利用定量实验研究问题的能力;通过对浓度、温度、催化剂对化学反响速率的影响等问题的研讨,培养学生分析、处理数据并从中获取信息的能力。情感态度与价值观:通过催化剂实际应用的事例,使学生认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。教学
2、重点:化学反响速率的表示方法和浓度、温度、催化剂等外界条件对化学反响速率的影响。教学难点:化学反响速率的表示方法和浓度、温度、催化剂等外界条件对化学反响速率的影响。课时安排:共四课时教学内容:第一课时【引入新课】通过课本上的例子说明一个化学反响是否具有利用价值不仅决定于它是否有可能发生以及反响进行的程度,还决定于化学反响速率的快慢。要想有效地控制化学反响,必须要了解化学反响是怎样进行的,并能定量分析浓度、温度、催化剂等反响条件对化学反响速率的影响程度。今天这节课我们主要学习一下化学反响速率的表示方法,下节课我们学习影响化学反响速率的因素。【板书】第3节化学反响的速率【思考1】影响化学反响速率的
3、因素有哪些 【答复】浓度、温度、压强、催化剂、反响物间的接触面积【思考2】如何比较化学反响的速率【学生】反响物消耗的快慢或生成物增加的快慢【思考3】如何定量描述化学反响的速率【活动探究】学生阅读P55【投影】实验的图片。【思考1】实验中化学反响速率可用哪些方法表示【学生】单位时间内盐酸溶液或氯化镁的浓度变化;单位时间内镁的质量变化;单位时间内镁的物质的量的变化。【思考2】假设用单位时间内盐酸浓度的减小或氯化镁浓度的增大来表示该化学反响的速率,需要哪些数据呢二者在数值上相等吗为什么【学生】需要准确量取盐酸的体积,并利用关系式计算出反响中消耗的氯化氢或生成的氯化镁的物质的量【板书】一、化学反响速率
4、1、概念:对于反响体系体积不变的化学反响,通常用单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反响速率。2、意义:描述化学反响快慢的物理量。3、计算公式:v(A)=单位:molL-1min-1 molL-1s-14、应用中应注意的问题:【教师】概念中的反响速率实际上是某段时间间隔内的平均反响速率。时间间隔越短,在这段时间发生的浓度变化越接近瞬时反响速率指在某一瞬间的反响速率;对某一具体化学反响来说,在用不同物质表示化学反响速率时所得数值往往不同。用各物质表示的化学反响速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比【板书】它是平均速率 不能用固体或纯液体表示反响速率因为它们的浓度是一个常
5、数【例题】在2L的密闭容器中,参加1mol和3mol的H2和N2,发生 N2 + 3H22NH3 ,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反响的化学反响速率。解: N2 + 3H2 2NH3起始量mol: 1 3 0 2s末量mol: 1-0.2 3-0.6 0.4变化量mol: 0.2 0.6 0.4那么: V(N2)= 0.05mol/Ls V(H2)= 0.15 mol/Ls V(NH3)= 0.1mol/Ls 有:V(N2) :V(H2) :V(NH3) = 1:3:2【板书】对于aA + bB = dD + eE有:v(A):v(B):v(D):v(E)=a:b:d:e
6、【练习】1、在2AB = 3C4D反响中,下面表示的反响速率最快的是 A. V(A)3.0molL-1min-1B. V(B)0.28molL-1S-1C. V(C)4.8molL-1min-1D. V(D)1.0molL-1S-1【板书】用化学反响速率来比较不同反响进行得快慢或同一反响在不同条件下反响的快慢时,应选择同一物质来比较【练习】2、可逆反响m A(g)+n B(g)x C(g),V(A)=a mol/L.min,V(B)=b mol/L.min,V(C)=c mol/L.min,那么x的值为 A. B. C. D. 3、4NH3 + 5O24NO + 6H2O,假设反响速率分别用(
7、NH3)、(O2)、(NO)、(H2O) mol/Ls表示,以下关系式正确的选项是 A4(NH3) =5(O2) 5(O2)=6(H2O).2(NH3) =3(H2O) .4(O2)= 5(NO)【讲解】用不同的物质表示同一时间的反响速率时其数值可能不同,但表达的意义是相同的,各物质表示的反响速率的数值有相互关系,彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算.为了统一起见,将化学反响速率定义为:【板书】5、对于反响aA + bB = dD + eE,其化学反响速率为:= = = = 【讲解】这是表示这个化学反响的速率的,不用再强调是用哪种物质表示了,因为这样一规定后,无论用哪种物质表示,化学
8、反响速率都是相同的。【阅读】指导学生阅读课本P56的“拓展视野。【讲解】讲解化学反响速率的测量方法。【小结】小结本节课的内容。【作业】P63 1【板书设计】第3节 化学反响的速率一、化学反响速率1、概念:对于反响体系体积不变的化学反响,通常用单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反响速率。2、意义:描述化学反响快慢的物理量。3、计算公式:v(A)=单位:molL-1min-1 molL-1s-14、应用中应注意的问题:它是平均速率不能用固体或纯液体表示反响速率因为它们的浓度是一个常数对于aA + bB = dD + eE有:v(A):v(B):v(D):v(E)=a:b:d:e
9、用化学反响速率来比较不同反响进行得快慢或同一反响在不同条件下反响的快慢时,应选择同一物质来比较5、对于反响aA + bB = dD + eE,其化学反响速率为:= = = = 第二课时【复习提问】如何表示化学反响速率【引入新课】上节课我们主要学习了化学反响速率的表示方法,今天我们来学习影响化学反响速率的因素。【板书】二、浓度对化学反响速率的影响【交流研讨】小组完成教材P57 交流研讨 。反响物的浓度与化学反响的速率之间的定量关系探究:实验编号小12345C(HI)/molL-10.1000.2000.3000.1000.100C(H2O2)/molL-10.1000.1000.1000.200
10、0.300v/molL-1s-10.00760.01530.02270.01510.0228请找出化学反响速率与C(HI)、C(H2O2)之间的关系,并尝试写出相应的数学表达式。【学生】V=kc(H2O2)c(HI)【讲解并板书】反响速率常数k1、表示单位浓度下的化学反响速率2、通常反响速率常数越大,反响进行得越快3、与浓度无关,但受温度、催化剂、固体外表性质等因素的影响4、反响速率常数有单位。在不同的速率表达式中,反响速率常数的单位可能不同,单位不同的速率常数没有可比性【学生】阅读教材P58表2-3-2,【讲解】理解如下两点:1、反响物浓度对化学反响速率的影响程度与其在化学方程式中的系数并无
11、确定的关系,不能根据化学方程式写出速率方程;2、压强对化学反响速率的影响实质是通过改变反响物质浓度实现的,因此压强的改变会对气体参与的化学反响速率产生影响,而对于只涉及液体和固体的反响几乎没有影响。【教师】介绍化学反响的“碰撞理论。【板书】三、温度对化学反响速率的影响【提问】通过化学必修课程的学习,你已经知道温度可以影响化学反响的速率。温度与化学反响速率之间存在定量的关系吗【讲解并板书】1、经验规律范托夫经验规那么 通常情况下,温度每升高10,化学反响速率将增大到原来的24倍【例题】对于反响MNP,如果温度每升高10,速率增加为原来的3倍。在10时完成反响的10%需要54min,将温度提高到4
12、0完成反响的10%需要的时间为 A A. 2min B. 3min C. 6min D. 9min 1、范托夫经验规那么是否普遍适用 2、温度对化学反响速率有怎样的影响 3、升高相同温度,对不同化学反响的反响速率的影响程度一样吗 【答案】1、范托夫经验规那么与表中提供的数据相矛盾,这说明此规那么适用范围有限,只能对一些反响的化学反响速率做粗略估计;2、温度越高,反响速率常数越大,化学反响速率越快;3、温度对不同化学反响的反响速率的影响程度不一样,温度对反响速率常数的影响与活化能有关。【板书】2、活化能(Ea)【讲解】1、能发生化学反响的分子必须是吸收能量后形成的活化分子,而活化能是普通反响物分
13、子形成活化分子所吸收的能量。2、活化能越高,反响越难进行,反响速率常数越小。3、只有基元反响的活化能才是活化分子平均能量与普通反响物分子平均能量的差AB+CHEaA BCA+BCEa反响进程E值。【教师】介绍化学反响的“过渡态理论 如右图:【板书】阿仑尼乌斯公式【讲解】当Ea0时,升高温度,反响速率常数增大,化学反响速率随之增大。由阿仑尼乌斯公式可知,Ea值越大,改变温度对反响速率的影响程度就越大,这就是升高相同温度时不同化学反响的速率增加的倍数不同的原因。【板书】四、催化剂对化学反响速率的影响【交流研讨】小组交流研讨分析教材P61表2-3-5所列出的数据信息,并根据表中数据讨论。【思考一】催
14、化剂对化学反响速率有怎样的影响 【板书】概念:能加快化学反响速率而在反响前后本身的质量和化学性质不变的物质。【教师】催化剂通过参与反响改变反响历程降低反响的活化能来提高化学反响速率以氯催化臭氧分解历程为例分析。【板书】1、催化剂不能改变化学反响的平衡常数,不能改变平衡转化率2、催化剂具有选择性,催化活性受温度影响较大【思考二】与其他因素相比,催化剂对化学反响速率影响程度如何 为什么 【学生】由于催化剂参与反响改变反响历程,因此可以较大幅度地降低反响的活化能,从而能有效地提高化学反响速率反响进程 AB+C 催化剂DAB+C A.B.C AC+B+DA.B.D+C A.D.C AD+B+C 能量【
15、练习】1、某同学经过一系列测定,绘制出的溶液的PH随反响时间的变化曲线如下,试分析整个反响过程中溶液PH的变化先快后慢的原因。反响时间PH【答案】镁与盐酸反响放热,随着溶液温度升高,反响速率加快;经过一段时间后,溶液温度不再有明显变化,溶液浓度降低,反响速率减慢【练习】2、二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反响进行到45秒时,到达平衡NO2浓度约为0.0125mol/L。右图中的曲线表示二氧化氮分解反响在前25秒内的反响进程。1请计算前20秒内氧气的平均生成速度:;2假设反响延续至70秒,请在图中用实线画出25秒至70秒的反响进程曲线。3假设在反响开始时参加催化剂其他条件都不变,
16、请在图上用虚线画出加催化剂后的反响进程曲线。3、一氧化氮与一氧化碳都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反响生成氮气和二氧化碳。对此反响,以下表达中正确的选项是 A使用催化剂不能改变反响速率B使用催化剂能增大反响速率或减小反响速率C降低压强能增大反响速率D升高温度能增大反响速率 【小结】一、影响化学反响速率的因素:一内因:反响物本身的性质二外因:1浓度C:C , k , 2压强P:P , k , ,注:P的改变一定要导致C的改变3温度T:T , k , 4催化剂:Ea , k , 5接触面积S:S , k , 二、Ea活化分子:能够发生有效碰撞从而发生反响的分子活化分子数:活化分子百分数:=
17、活化分子数/总分子数1C , Ea , , , 2P , Ea , , , 3T , Ea , , , 4参加催化剂, Ea , , ,5接触面积S, Ea , , ,三、活化能不能解释的,就应用化学反响速率常数k来解释。【板书设计】第3节 化学反响的速率二、浓度对化学反响速率的影响反响速率常数k1、表示单位浓度下的化学反响速率2、通常反响速率常数越大,反响进行得越快3、与浓度无关,但受温度、催化剂、固体外表性质等因素的影响4、反响速率常数有单位。在不同的速率表达式中,反响速率常数的单位可能不同,单位不同的速率常数没有可比性三、温度对化学反响速率的影响1、经验规律范托夫经验规那么通常情况下,温
18、度每升高10,化学反响速率将增大到原来的24倍2、活化能(Ea)阿仑尼乌斯公式四、催化剂对化学反响速率的影响概念:能加快化学反响速率而在反响前后本身的质量和化学性质不变的物质。1、催化剂不能改变化学反响的平衡常数,不能改变平衡转化率2、催化剂具有选择性,催化活性受温度影响较大第三课时【题1】1830年,法国化学品制造商库尔曼就提出,氨能跟氧气在铂催化下反响生成硝酸和水,其中第一步反响为:NH3O2NOH2O,假设反响速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(H2O)molL1min1表示,那么正确的关系是DA.v(NH3)/5v(O2) B.5v(O2)/6v(H2O)C.2v(NH3)/3v(
19、H2O) D.4v(O2)/5v(NO)【解析】此题根据各物质的反响速率之比等于它们的系数比,所以简单的判断就是该物质的系数与本身的系数成反比的,而不是相乘。故只有D正确。【题】N2O5是硝酸的酸酐,某温度下可发生如下反响:2N2O54NO2+O2开始进行时,c(N2O5)0.0408 molL1。经分钟后,c(N2O5)0.030 molL1。那么该反响的速率为AA.v(N2O5)1.8104 molL1s1B.v(N2O5)1.08102molL1s1C.v(NO2)1.8104 molL1s1D.v(O2)1.8104 molL1s1【解析】此题的关键点就是单位的转化以及抓住各物质的反响
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