2019-2020年高中化學《影響化學反應速率的因素》教案3 新人教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學《影響化學反應速率的因素》教案3 新人教版選修4 [教學目標] 1.知識與技能 (1)理解濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。 (2)使學生能初步運用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。 2.過程與方法 (1)掌握運用濃度、壓強、溫度和催化劑等條件比較反應速率大小的方法; (2)通過識別有關(guān)化學反應速度與壓強、溫度或濃度等的圖像,提高識圖析圖能力,培養(yǎng)從圖像中挖掘化學信息的能力。 3、情感、態(tài)度與價值觀 (1)通過實驗培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,知道科學研究的一般方法。 (2)通過目前催化劑研究的遺憾,激發(fā)學生投身科學的激情。 [教學重點、難點]壓強對化學速率的影響,用活化分子理論解釋外界條件對化學反應速率的影響。 [教學過程] [導入]有些反應速率很快,如鹽酸與氫氧化鈉的中和反應,而有些反應速率很慢,如石油的形成??梢?,不同物質(zhì)化學反應速率相差很大,決定化學反應速率的因素是反應物本身的性質(zhì)。 [板書] 一、決定化學反應速率的因素:反應物本身的性質(zhì) 二、外界條件對化學反應速率的影響: (一)濃度對化學反應速率的影響 [演示]課本20頁實驗2-2草酸與酸性高錳酸鉀的反應 加入試劑 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.2mol/L H2C2O4 實驗現(xiàn)象 褪色時間 結(jié)論 在其它條件相同時,增大反應物濃度,反應速率增大。 [補充實驗] 不同濃度的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸反應的對比實驗表 編號 Na2S2O3溶液 水 硫 酸 出現(xiàn)渾濁的時間(秒) 1 10ml 0 10ml 2 5ml 5ml 10ml 【板書】當其它條件不變時,增加反應物的濃度,可以增大反應的速率。 【實驗解釋】為什么增大反應物的濃度會影響反應速率呢? (明確)當增加反應物的濃度時,單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)量增加,有效碰撞的頻率增大,導致反應速率增大。 【對結(jié)論的再理解】 1.一個反應的速率主要取決于反應物的濃度,與產(chǎn)物的濃度關(guān)系不大 2.對于可逆反應aA +bB cC + dD來說,正反應的速率只取決于A、B兩種物質(zhì)的濃度,與C、D兩種物質(zhì)的濃度關(guān)系不大。而逆反應的速率只取決于C、D兩種物質(zhì)的濃度,與A、B兩種物質(zhì)的濃度關(guān)系不大。增加A或B的濃度只可以使正反應的速率增大,不會影響逆反應的速率。 3.固體和純液體的濃度是一個常數(shù),所以增加這些物質(zhì)的量,不會影響反應的速率。 【應用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔,以減緩太快的反應速率。 2. 制Fe(OH)2時,通過降低NaOH溶液的含氧量(給溶液加熱)來降低Fe(OH)2被氧化的速率。 (二)壓強對化學反應速率的影響 【提出問題】壓強是怎樣對化學反應速率進行影響的? 【收集事實】途徑:已有的實驗知識 (提出以下幾個實驗)對比 1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸10毫升反應的實驗。 2. CaO固體與SiO2固體在高溫下反應生成CaSiO3。 3. SO2 與O2在一密閉容器內(nèi)反應生成SO3。 (討論)給上述三個反應的容器加壓,三個反應的反應物的濃度是怎樣變化的? 【事實的處理】列表比較 編號 反應物的狀態(tài) 加壓后反應物濃度變化 加壓后反應的速率變化 1 2 3 【板書】對于有氣體參加的反應來說,其他條件不變時,增大體系的壓強,反應速率會加大。 【解釋】為什么增大壓強會影響有氣體參加的化學反應的速率? (明確)1.一定量氣體的體積與其所受的壓強成正比。這就是說,如果氣體的壓強增大到原來的2倍,氣體的體積就縮小到原來的一半,單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增多到原來的2倍,即體系中各個物質(zhì)的濃度都增加,所以化學反應速率增大。相反,減小壓強,氣體的體積就擴大,濃度減小,因而反應速率減小。 2.如果參加反應的物質(zhì)是固體、液體或溶液時,由于改變壓強對它們的體積改變很小,因而它們的濃度改變也很小,可以認為壓強與它們的反應速率無關(guān)。 【結(jié)論的再理解】 1.壓強對反應速率的影響是通過改變濃度而影響反應速率的。我們在分析壓強對反應速率的影響時,應最終落實到濃度上,將壓強問題轉(zhuǎn)化為濃度問題。 2. 對于那些反應物和生成物都有氣體參加的可逆反應來說,增大體系的壓強,反應物和生成物的濃度都增加,所以,正反應的速率和逆反應的速率都增大。 3恒容時加入惰性氣體使壓強增大,反應物和生成物的濃度都沒有變化,所以化學反應速率不變。恒壓時加入惰性氣體使體積增大,反應物和生成物的濃度都減小,所以化學反應速率減小。 (三)溫度對化學反應速率的影響 [演示]課本21頁實驗2-3 同濃度的Na2S2O3溶液在不同溫度下與0.1摩/升的硫酸5毫升反應的對比表 編 號 0.1mol/L的 Na2S2O3 0.1mol/L的 H2SO4 反應溫度 (℃) 反應中出現(xiàn)渾濁的時間 (秒) 1 5ml 5ml 冷水 2 5ml 5ml 熱水 【板書】在其它條件不變的情況下,升高溫度,化學反應要加快。經(jīng)過實驗測定,溫度每升高10℃,反應速率通常要增大到原來的2~4倍。 『回顧』1. Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反應情況的對比。 2. Mg條分別與冷水和沸水的反應情況的對比。 【實驗事實的處理】1.化學用語化(寫方程式) (1) Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O 或 S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O (2)Cu + 2H2SO4(濃)=== CuSO4 +2 SO2↑+2 H2O (3 )Mg +2H2O === Mg(OH)2 + 2H2↑ 【解釋】為什么升高溫度會使反應速率加快? (明確)當反應物濃度一定時,分子總數(shù)一定,升高溫度,反應物分子的能量增高,使活化分子的百分比增大,因而單位體積內(nèi)活化分子數(shù)量增多,有效碰撞頻率增大,所以,反應速率加大。 【對結(jié)論的再理解】對于可逆反應來說,升高體系的溫度,反應物和生成物中的活化分子數(shù)都增加,所以,正反應的速率和逆反應的速率都增大。 【應用】1.在實驗室進行化學反應時,常常通過給反應物加熱來增大反應的速率。 2. 合成氨工業(yè)中,是在500℃的條件下進行反應,以加快反應進行的速度。 3. 為防止食品變質(zhì),我們將食品放入冰箱中保存,以降低食品變質(zhì)的速率。 【科學探究】課本21頁科學探究:不同溫度下碘化鉀與稀硫酸反應(淀粉指示顏色)的速率不同。 (四)催化劑對化學反應速率的影響 【演示】22頁演示實驗2-4:過氧化氫分解的對比實驗 (復習回顧)用KClO3制氧氣的實驗 【實驗事實的處理】 (1) 2H2O2 == 2H2O + O2↑ (2) 2KClO3 == 2KCl +3O2↑ (1)過氧化氫分解實驗的對比表 編號 無催化劑時的反應情況 有催化劑時的反應情況 1 (2)用KClO3制氧氣實驗的對比表 編號 無催化劑時的反應情況 有催化劑時的反應情況 1 【結(jié)論】催化劑能加快化學反應速率。 【解釋】為什么催化劑能加快化學反應速率? (明確)當溫度和反應物濃度一定時,使用催化劑可使反應途徑發(fā)生改變,從而降低了反應的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多,有效碰撞頻率增大,故化學反應速率加大。 【對結(jié)論的再認識】1.催化劑改變化學反應速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑,不改變反應的結(jié)果。例: (1)在加熱條件下: 2Cu + O2 == 2CuO 2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O (2)氮的氧化物破壞臭氧: NO + O3 == NO2 + O2 NO2 + O ==NO + O2 2. 能加快反應速率的催化劑叫正催化劑;能減慢化學反應速率的催化劑叫負催化劑。如不作特殊說明,均指正催化劑。 3. 對可逆反應而言,正催化劑使正、逆反應速率都加快,且加快的程度相同。相反,負催化劑使正、逆反應速率都減小,且減小的程度相同。 【應用】催化劑在現(xiàn)代化學和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反應需要催化劑。尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中,很多反應還必須使用性能良好的催化劑。例;接觸法制硫酸工業(yè)。 (五)其它因素對化學反應速率的影響 光、磁場、超聲波、顆粒大小、溶劑性質(zhì)…等 [隨堂練習] 1.一般都能使反應速率加快的方法是( B )。 ① 升溫;②改變生成物濃度;③增加反應物濃度;④加壓 (A)①②③ (B)①③ (C)②③ (D)①②③④ 2.NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì),它們能緩慢地起反應生成氮氣和二氧化碳氣體:2NO+2CO=N2+2CO2 對此反應,下列敘述正確的是( AC ) (A)使用催化劑能加快反應速率 (B)改變壓強對反應速率沒有影響 (C)冬天氣溫低,反應速率降低,對人體危害更大 (D)無論外界條件怎樣改變,均對此化學反應的速率無影響 3.設 C+CO2 2CO-Q1,反應速率為υ1;N2+3H2 2NH3+Q2,反應速率為υ2。對于上述反應,當溫度升高時,υ1和υ2的變化情況為( A)。 (A)同時增大 (B)同時減小 (C)υ1增大,υ2減小 (D)υ1減小,υ2增大 4.把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生H2的速率可由如圖2-1-1表示,在下列因素中,①鹽酸的濃度,②鎂條的表面積,③溶液的溫度,④氯離子的濃度,影響反應速率的因素是( C )。 (A) ①④ (B)③④ (C)①②③ (D)②③ 5.煅燒硫鐵礦產(chǎn)生二氧化硫,為了提高生成二氧化硫的速率,下列措施可行的是( AB)。 (A)把塊狀礦石碾成粉末 (B)向爐內(nèi)噴吹氧氣 (C)使用Fe2O3作催化劑 (D)降低體系的溫度 6.在密閉容器中發(fā)生2SO2+O2 2SO3反應,現(xiàn)控制下列三種不同的條件: ①在400℃時,10molSO2與5molO2反應; ②在400℃時,20molSO2與5molO2反應; ③在300℃時,10molSO2與5molO2反應; 問:開始時,正反應速率最快的是____②_;正反應速率最慢的是______③___。- 配套講稿:
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