資源簡介

第六章　化學反應與能量
第二節 化學反應的速率與限度
第二課時 化學反應的限度 化學反應條件的控制
教案
核心素養 ：
1.變化觀念與平衡思想:
知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律；認識化學變化有一定限度，是可以調控的。能多角度、多動態地分析化學反應，運用化學反應原理解決實際問題。
2.證據推理與模型認知:
建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系；知道可以通過分析.推理等方法認識化學平衡的特征及其影響因素，建立模型。能運用模型解釋化學現象，揭示現象的本質和規律。
3.科學態度與社會責任:
具有可持續發展意識和綠色化學觀念，能運用化學平衡原理對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。
教學目標：
1.了解可逆反應的含義，知道可逆反應在- -定條件下達到化學平衡。
2.能夠簡要描述化學平衡建立的過程。
3.利用化學平衡狀態的標志進行化學平衡狀態的判斷。
4.通過數據分析和圖像處理，提升分析解決問題的能力。
教學重難點：
1.教學重點：化學反應限度的概念和本質
2.教學難點：化學反應限度的概念和本質
教學過程：
[引入]：
思考:我們知道在化學反應中,反應物之間是按照化學方程式中的系數比進行反應的，那么，在實際反應中，反應物能否按相應的計量關系完全轉化為生成物呢
學生活動:思考與交流:一個化學反應在實際進行時，反應物能否完全轉變為生成物 閱讀: P48科學史話，從這一材料中，你得到什么啟示
煉鐵高爐尾氣之謎:煉制1t生鐵所需要的焦炭的實際用量,遠高于按照化學方程式計算所需用量，且從高爐爐頂出來的氣體中含有沒有利用的CO氣體。
教師小結:化學反應中有可逆反應，存在化學反應限度。
板書：
一、 可逆反應
1、定義：在同一條件下既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應。
2、特征：
雙向→正反應和逆反應發生的條件相同。
雙同→正反應、逆反應在同一條件下同時進行。
共存→反應物、生成物同時存在。
如：
注：在可逆反應的化學方程式中，用“”號代替“===”號。
二、化學平衡的建立
學生活動：
（1）對于可逆反應2SO2＋O22SO3，在一定溫度下，將 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定體積的密閉容器中。其化學反應速率與時間關系如圖所示。分析回答下列問題：
①反應開始時，正反應速率最大，原因是反應物濃度最大；逆反應速率為0，原因是生成物濃度為0；
②反應進行中，正反應速率的變化是逐漸減小，原因是反應物濃度逐漸減??；逆反應速率的變化是逐漸增大，原因是生成物濃度逐漸增大；
③反應一段時間(t1)后，正反應速率和逆反應速率的關系是大小相等，反應物的濃度不再改變，生成物的濃度不再改變。
(2)化學平衡狀態也可從逆反應開始建立。如圖：
1、化學平衡狀態的定義:
在一定條件下，可逆反應中,當正、逆兩個方向的反應速率相等時,反應物的濃度和生成物的濃度都不在改變。達到了一種表面靜止的狀態，我們稱之為“化學平衡狀態”?；瘜W平衡狀態是可逆反應在一定條件下能達到的或完成的最大“限度”。
注：化學平衡研究的對象是可逆反應。
學生活動：思考與交流:如何判斷可逆反應已達到平衡狀態了呢
教師總結：
2、判斷方法：
（1）、v(正)=v(逆), (正)=x(逆)是指指定某物質(反應物或生成物)的消耗速率與生成速率相等，
（2）、各物質的濃度保持不變，各物質的百分含量不變。
對于反應mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，判斷下列條件下是否平衡。
條件 是否平衡
正、逆反應速率的關系 在單位時間內消耗了m mol A，同時生成m mol A，則v(正)＝v(逆) 平衡
在單位時間內消耗了n mol B，同時消耗了p mol C，則v(正)＝v(逆) 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆) 不一定 平衡
在單位時間內生成了n mol B，同時消耗了q mol D，v(正)不一定等于v(逆) 不一定 平衡
變 化 量 達 不 變 的 關 系 混合物體系中各成分的含量 各物質的物質的量或各物質的物質的量分數一定 平衡
各物質的質量或各物質的質量分數一定 平衡
各氣體的體積或體積分數一定 平衡
總體積、總壓強、總物質的量一定 不一定 平衡
壓強 m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件一定) 平衡
m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件一定) 不一定 平衡
混合氣體的平均相對分子質量(r) r一定，且m＋n≠p＋q 平衡
r一定，且m＋n＝p＋q 不一定 平衡
溫度 任何化學反應都伴隨著能量的變化，當體系溫度一定時(其他條件一定) 平衡
體系的 密度 密度一定 不一定 平衡
其他 如體系顏色不再變化等 平衡
3、化學平衡狀態的特征:
(1)逆：討論的對象是可逆反應（前提）
(2)等：同一物質v正=v逆≠0 (實質)
(3)動：化學平衡是一種動態平衡?；瘜W反應達到平衡時，反應并沒有停止。
(4)定：在平衡混合物中，各組成成分的含量保持不變(標志
(5)變：化學平衡狀態是有條件的，當影響化學平衡的外界條件發生改變,化學平衡就會被破壞，在新的條件下建立新的化學平衡。
三　化學反應條件的控制
1.化學反應條件的控制
(1)目的：促進有利的化學反應，抑制有害的化學反應。
(2)基本措施
①改變化學反應速率：改變反應物的溫度、溶液中溶質的濃度、氣體壓強(或濃度)、固體表面積以及催化劑的合理使用等；
②改變可逆反應進行的限度：改變可逆反應體系的溫度、溶液中溶質的濃度、氣體壓強(或濃度)等。
2.提高煤的燃燒效率問題探究
(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉的依據是與空氣中O2的接觸面積增大，煤粉燃燒更充分，反應速率快；通入過量空氣的依據是空氣充足，煤粉燃燒充分，生成CO2，放出熱量多，若空氣不足，煤燃燒不完全，生成CO，產生熱量減少，且會造成污染。
(2)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是防止熱量散失。
(3)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用。
四、板書設計
化學反應的速率與限度
化學反應的限度
可逆反應
化學平衡
定義
特征
判斷
化學反應條件的控制
五課堂作業：書后習題第六章　化學反應與能量
第二節 化學反應的速率與限度
第一課時 化學反應的速率 教案
核心素養 ：
1.變化觀念與平衡思想:
知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律；認識化學變化有一定限度，是可以調控的。能多角度、多動態地分析化學反應，運用化學反應原理解決實際問題。
2.證據推理與模型認知:
建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系；知道可以通過分析.推理等方法認識化學平衡的特征及其影響因素，建立模型。能運用模型解釋化學現象，揭示現象的本質和規律。
3.科學態度與社會責任:
具有可持續發展意識和綠色化學觀念，能運用化學平衡原理對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。
教學目標：
1.了解可逆反應的含義，知道可逆反應在- -定條件下達到化學平衡。
2.能夠簡要描述化學平衡建立的過程。
3.利用化學平衡狀態的標志進行化學平衡狀態的判斷。
4.通過數據分析和圖像處理，提升分析解決問題的能力。
教學重難點：
1.教學重點：化學反應限度的概念和本質
2.教學難點：化學反應限度的概念和本質
教學過程：
[導入]從化學反應知道，不同的反應有快慢之分，而有些反應需要加熱或使用催化劑,這是為什么呢 這就是我們這節要學習的從一個全新的角度去認識化學反應————化學反應速率與限度。
【板書】一、化學反應速率
【講授】在物理學上，物體運動的速率是怎么界定的？（單位時間內通過的路程），計算公式是……那化學反應速率可以表示為單位時間內什么物理量的改變呢？
[教師講解]化學反應速率的表示方法
1、概念:化學反應速率用來衡量化學反應進行的快慢程度。
2、表示方法:化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度
的增加來表示。(通常用符號 v表示)
例如：某反應的反應物濃度在5min內由6mol/L變為2mol/L，則這段反應的反應速率為0.8mol/(L min)。
[特別提醒]對于有固體或純液體參加的反應，由于固體或純液體的濃度為常數，即△c=0無意義，所以不用固體或純液體表示反應速率。
3、意義
化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量，同一化學反應用不同的物質來表示化學反應速率時，其數值可能不同，但這些數值所表示的意義相同。
4.規律
對于同-反應，用不同的物質來表示反應速率，其比值一定等于化學方程式中相應的化學計量數之比。即：
aA+bB = cC+dD，速率關系式：v(A)： v(B) ： v(C) ： v(D) = a：b：c：d。
注：比較反應速率快慢的方法：根據速率關系式，轉化成同一種物質的速率，再比較大小。
【例1】反應：3A(g)+B(g) = 2C(g) +2D(g)，在不同條件下，用不同物質表示其反應速率，分別為：
①v(A)=0.6 mol/(L·min)
②v(B)=0.45 mol/(L·min)
③v(C)=0.015 mol/(L·min)
④v(D)=0.45 mol/(L·min)
則此反應在不同條件下進行最快的是( )
A.②③ B.① C.②④ D.②
【思考】在相同條件下，等質量(金屬顆粒大小相當)的下列金屬與足量同濃度的鹽酸反應，反應速率最快的是( )
A.鐵 B.鎂 C.鋁 D.鈉
【討論】為什么鈉的反應速率是最快的，即決定某化學反應反應速率大小的主要因素是什么？外界條件能否改變化學反應速率？即內因和外因是怎樣的關系？
【小結】反應物的性質是決定其反應速率的主要因素，外界條件的改變可以影響化學反應速率。
二、影響化學反應速率的因素
1.內因:化學反應速率的大小主要取決于反應物本身的性質。
2.外因
【學生】分組實驗：做教材P43探究實驗——影響化學反應速率的因素，并填表。注意觀察實驗現象并比較和思考。
(注意反應物的用量要盡可能的相同，試管規格也要相同。)
現象 結論
熱水 氣泡多而快，產生的氣體使帶火星的木條復燃 升溫，反應速率增大
常溫 氣泡均勻 H2O2分解，FeCl3作催化劑
冷水 氣泡較少 降溫，反應速率減小
【學生】分組實驗：做實驗，并填表。注意觀察實驗現象并比較和思考。
現象 結論
加入MnO2 氣泡多而快 加入MnO2，反應速率加快
加入FeCl3 氣泡均勻 加入FeCl3，反應速率加快
不加其他試劑 無明顯現象 H2O2分解反應中，MnO2和FeCl3做催化劑，加快了反應速率
小結：
1、升高溫度，化學反應速率加快；降低溫度，化學反應速率減慢。
2、催化劑能改變化學反應速率。
【討論】教材P44的思考與交流。
除此之外，請你結合生活經驗，舉例說明其他影響化學反應速率的外界因素。
教師：影響化學反應速率的因素除溫度和催化劑外，還有反應物的狀態、固體表面積、溶劑、光照等許多因素。人們可以通過這些因素來調控化學反應速率。
教師總結：
1.濃度
(1)只適用于有氣體參加或在溶液中進行的化學反應。
(2)在- -定溫度下，固體或純液態物質的濃度是一個常數，改變其用量，對化學反應速率無影響。
(3)化學反應速率與固體顆粒的大小有關，顆粒越小，表面積越大，化學反應速率越大。
2.溫度
(1)對任何化學反應都適用，且不受反應物狀態的影響。
(2)不論是吸熱反應還是放熱反應，升高溫度都能增大化學反應速率，降低溫度都能減小化學，反應速率。
3.壓強
(1)壓強對化學反應速率的影響實質是通過改變濃度對化學反應速率的影響實現的。
(2)由于固體或液體的體積受壓強的影響很小，所以壓強只影響有氣體參加的化學反應的反應速率。
(3)改變壓強必須引起反應物或生成物的濃度改變才能改變化學反應速率，否則，化學反應速率不變。
(4)壓強改變的常見方式
①恒溫恒容:充入稀有氣體→容器壓強增大→各反應物的濃度不變-→化學反應速率不變。
②恒溫恒壓:充入稀有氣體-→容器體積增大→各反應物的濃度減小→化學反應速率減小。
③恒溫:縮小容器體積→容器壓強增大-→反應物濃度增大→化學反應速率增大。
④恒溫恒容:充入一種反應物→增大反應物濃度→化學反應速率增大。
4.催化劑
(1)催化劑參與化學反應，但其化學性質在反應前后保持不變。
(2)催化劑只有在適宜的溫度下才能最大限度地顯示其催化作用，不同的催化劑所需要的適宜溫度不一定相同。
(3)使用催化劑，可逆反應的正、逆反應速率增大的倍數相同。
5、固體接觸面積最大，反應速率最大。
6、是否形成原電池：形成原電池可加快反應。
課堂小結：
本節課主要學習了化學反應速率的概念和影響反應速率的因素兩個內容，這兩個內容本身并不難理解，但它對我們現實生活具有很強的指導意義，有的反應我們需要它快些，如工業上生產其些產品；有些則要求慢一些，如食物腐敗、塑料老化、鋼鐵生銹等。通過學習影響化學反應速率的因素，我們能夠很快找到解決這些問題的辦法，如改變溫度、濃度等條件。
板書設計：
化學反應的速率與限度
第1節 化學反應的速率
化學反應速率的定義及表示
影響化學反應速率的因素
化學反應速率的計算
作業：課后習題。

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