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2019-2020年人教版高中化學選修四 2-1-1 化學反應速率 教案1 【教學目標】 (1)知識與技能 1．了解化學反應速率的概念及表示方法。 2．理解化學反應速率和化學方程式中計量數(shù)的關(guān)系，會進行反應速率大小的比較。 (2)過程與方法 1．通過有關(guān)化學反應速率概念的計算，掌握計算化學反應速率的方法，提高有關(guān)化學概念的計算能力。 2．提高根據(jù)化學方程式的判斷、比較和計算化學反應速率的能力，掌握比較化學反應快慢的方法。 3．通過實驗測定某些化學反應速率。 (3)情感態(tài)度與價值觀 通過學習過程使學生初步學會運用化學視角，去觀察生活、生產(chǎn)和社會中有關(guān)化學反應速率的問題。 【教學重點】 化學反應速率的概念及表示方法。 【教學難點】 反應速率和化學方程式中計量數(shù)的關(guān)系。 【教學用具】 試管若干、試管架、錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導氣管、50 mL注射器、鐵架臺、秒表、20 mL量筒、1 molL－1的鹽酸、1 molL－1的醋酸、1 molL－1的硫酸、4 molL－1的硫酸、鋅粒、大理石若干。 【教學過程】 新課引入　　　　　 我們在研究一個化學反應時，常常必須考慮某些因素對反應的影響，如提高反應物的轉(zhuǎn)化率、提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量，這與我們研究的化學反應速率和化學平衡有關(guān)，今天我們就來研究化學反應速率。 在我們的日常生活中，大家會發(fā)現(xiàn)食物在夏天比在冬天容易變質(zhì)，有的化學反應進行得很快，幾乎是瞬間完成的，比如爆炸；有的反應卻進行得很慢，比如煤的形成需要幾千年。這說明一個問題，便是對于不同反應來講，其反應速率是不相同的，即使對于相同的反應，條件不同，可能反應速率也不相同。下面我們通過實驗讓大家體會一下。 [實驗]投影：兩個大小相同的燒杯中各放入物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸20 mL，向其中加入顆粒大小相同的大理石。觀察大理石周圍產(chǎn)生氣泡的快慢。 [提問]剛才實驗中，大家可清晰觀察到放入鹽酸中的大理石周圍產(chǎn)生的氣泡速率明顯比放入醋酸中的快，這說明了什么問題呢？我們?nèi)绾蝸矶勘硎具@種反應的快慢呢？ [設(shè)疑]物理課中所學的速度和它的一般表述方法的共同特點。 都有一個確定的起點(速度＝0)；都有一個和速度大小相匹配的時間單位；都有說明體系某種變化的可計量的性質(zhì)。 [引入]提出問題討論：(1)怎樣判斷化學反應的快慢？(2)通過對實驗現(xiàn)象的觀察你能否判斷出一個反應比另一個反應快多少？ [板書]第二章　化學反應速率和化學平衡 第一節(jié)　化學反應速率 [討論]在物理上用單位時間內(nèi)物體運動的距離來表示物體運動的快慢，那么在化學上怎樣定量表示化學反應進行的快慢呢？ [講]化學反應速率的表示方法：用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。若濃度用物質(zhì)的量濃度(c)來表示，單位為 mol/L，時間用t來表示，單位用秒(s)或分(min)或小時(h)來表示，則化學反應速率的數(shù)學表達式為：v＝＝＝Δc/Δt　單位是： mol/(Ls)或 mol/(Lmin)或mol/(Lh)。 [板書]一、化學反應速率的表示方法：用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 表達式：v＝＝＝Δc/Δt 單位是： mol/(Ls)或mol/(Lmin)或mol/(Lh)。 例1：在2 L的密閉容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，發(fā)生N2＋3H2 2NH3，在2 s末時，測得容器中含有0.4 mol的NH3，求該反應的化學反應速率。 解：　　　　　N2?。?H22NH3 起始量( mol)： 1　　　 3　　 　0 變化量( mol)：　0.2　 　0.6　 　0.4 2s末量( mol)：1－0.2　3－0.6 　 0.4 則vN2：0.2/(22)——0.05 mol/(Ls)　vH2：0.6/(22)——0.15 mol/(Ls) vNH3——0.4/(22)——0.1 mol/(Ls) [討論]通過上述計算結(jié)果，你會得出什么結(jié)論？ [投影]理解化學反應速率的表示方法時應注意的幾個問題： 1．上述化學反應速率是平均速率，而不是瞬時速率。 2．無論濃度的變化是增加還是減少，一般都取正值，所以化學反應速率一般為正值。 3．由于在反應中純固體和純液體的濃度是恒定不變的，因此對于有純液體或純固體參加的反應一般不用純液體或純固體來表示化學反應速率。其化學反應速率與其表面積大小有關(guān)，而與其物質(zhì)的量的多少無關(guān)。通常是通過增大該物質(zhì)的表面積來加快反應速率。 4．對于同一個反應來說，用不同的物質(zhì)來表示該反應的速率時，其數(shù)值不同。因此，表示化學反應速率時，必須指明是用反應體系中的哪種物質(zhì)做標準。 5．對于在一個容器中的一般反應aA＋bB＝＝＝cC＋dD來說有：vA：vB：vC：vD＝＝＝ΔcA：ΔcB：ΔcC：ΔcD＝＝＝ΔnA：ΔnB：ΔnC：ΔnD＝＝＝a：b：c：d [板書]2.在同一個反應中，各物質(zhì)的反應速率之比等于方程式中的計量數(shù)比。 例2：可逆反應3A(g)＋B(g)＝＝＝2C(g)＋2D(g)，在四種不同情況下的反應速率如下，其中反應進行得最快的是(　　) A．vA＝0.15 mol/Lmin　　 　B．vB＝0.6 mol/Lmin C．vC＝0.4 mol/Lmin D．vD＝0.01 mol/Ls 解析：解答此題應注意將四種情況下的反應速率換算成同一種物質(zhì)并統(tǒng)一單位來比較，選B。 [講]化學反應速率是通過實驗測定的。 [板書]二、化學反應速率的測定 1．基本思路 [講]因為化學反應中發(fā)生變化的是體系中的化學物質(zhì)(包括反應物和生成物)，所以與其中任何一種化學物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測量反應速率時都可加以利用。 [板書]2.基本性質(zhì) [投影](1)直接可觀察的性質(zhì)，如釋放氣體的體積和體系的壓強。 (2)依靠科學儀器才能測量的性質(zhì)，如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導電能力等。 (3)在溶液中，當反應物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時，常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應過程和測量反應速率。 [板書]3.化學方法 [投影]學生實驗21 實驗用品：錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導氣管、50 mL注射器、鐵架臺、秒表、鋅粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。 實驗步驟：①取一套裝置，加入40 mL 1 mol/L的硫酸，測量收集10 mL H2所用的時間。 ②取另一套裝置，加入40 mL 4 mol/L的硫酸，測量收集10 mL H2所用的時間。 實驗現(xiàn)象：鋅跟硫酸反應產(chǎn)生氣泡，收集10 mL氣體。②所用的時間比①所用的時間短。 實驗結(jié)果： 加入試劑 反應時間min 反應速率mol/(Lmin) 1 mol/L　H2SO4 長 小 4 mol/L　H2SO4 短 大 實驗結(jié)論：4 mol/L的硫酸與鋅反應比1 mol/L的硫酸與鋅反應快。 注意事項： ①鋅粒的顆粒(即表面積)大小基本相同 ②40 mL的硫酸溶液要迅速加入 ③裝置氣密性要好，且計時要迅速準確　 [思考與交流]還可根據(jù)反應速率相關(guān)量的哪些變化來測定該反應速率？ 鋅跟硫酸反應的離子方程式為Zn＋2H＋＝＝＝Zn2＋＋H2↑，因此我們還可利用相同質(zhì)量的鋅完全溶解所用時間的不同、稀硫酸濃度的變化等來測定化學反應速率。 [投影]知識拓展——物理方法 1．量氣法。對于反應2H2O22H2O＋O2↑，可測量反應中唯一的氣體產(chǎn)物氧氣在溫度壓強一定時的體積變化。 2．比色法。由于物質(zhì)對特定波長的光的吸收性能不同，因此可以通過吸光度來測定反應物濃度。例如，在丙酮的溴化反應過程中：CH3COCH3＋Br2―→CH3COCH2Br＋HBr　有色反應物Br2吸收波長為450 nm的光波，因此可用分光光度計測量溶液對該波長的吸光度，據(jù)此計算化學反應速率。 3．電導法。根據(jù)離子導電能力的差異，通過電導率的變化測定反應物中離子濃度變化，從而計算化學反應速率。例如，在乙酸乙酯水解反應中： CH3COOC2H5＋OH――→CH3COO―＋C2H5OH 由于OH―的電導遠大于CH3COO―的電導，可以利用電導儀測量出溶液電導的變化，據(jù)此求得OH―濃度的變化，從而求得化學反應速率。 4．此外，激光技術(shù)也已廣泛應用于化學反應速率的測定。 【板書設(shè)計】 第一節(jié) 化學反應速率 1．化學反應速率的表示方法：用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 表達式：v＝＝＝Δc/Δt 單位是：mol/(Ls)或mol/(Lmin)或mol/(Lh) 2．在同一個反應中，各物質(zhì)的反應速率之比等于方程式中的各物質(zhì)前的化學計量數(shù)之比。 二、化學反應速率的測定 1．基本思路 2．基本性質(zhì) 3．化學方法 【教學反思】 本節(jié)教學活動中，通過學生重溫高一時電解質(zhì)、非電解質(zhì)概念，引入本節(jié)課教學重點——強弱電解質(zhì)。本節(jié)課探究性實驗主要是幫助學生建立強弱電解質(zhì)的概念，是本課的基本要求，通過實驗現(xiàn)象逐步分析得出相關(guān)結(jié)論。