2022年人教版高中化學(xué)選修四 2-1-1 化學(xué)反應(yīng)速率 教案1

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1、2022年人教版高中化學(xué)選修四 2-1-1 化學(xué)反應(yīng)速率 教案1 【教學(xué)目標(biāo)】 (1)知識(shí)與技能 1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。 2．理解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行反應(yīng)速率大小的比較。 (2)過(guò)程與方法 1．通過(guò)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率概念的計(jì)算，掌握計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率的方法，提高有關(guān)化學(xué)概念的計(jì)算能力。 2．提高根據(jù)化學(xué)方程式的判斷、比較和計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率的能力，掌握比較化學(xué)反應(yīng)快慢的方法。 3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定某些化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程使學(xué)生初步學(xué)會(huì)運(yùn)用化學(xué)視角，去觀(guān)察生活、生產(chǎn)和社會(huì)中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的問(wèn)題。 【教學(xué)重點(diǎn)】

2、 化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。 【教學(xué)難點(diǎn)】 反應(yīng)速率和化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)的關(guān)系。 【教學(xué)用具】 試管若干、試管架、錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50 mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表、20 mL量筒、1 mol·L－1的鹽酸、1 mol·L－1的醋酸、1 mol·L－1的硫酸、4 mol·L－1的硫酸、鋅粒、大理石若干。 【教學(xué)過(guò)程】 新課引入　　　　　 我們?cè)谘芯恳粋€(gè)化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常必須考慮某些因素對(duì)反應(yīng)的影響，如提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、提高單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量，這與我們研究的化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡有關(guān)，今天我們就來(lái)研究化學(xué)反應(yīng)速率。 在我們的日常生活中，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)食物在夏天比

3、在冬天容易變質(zhì)，有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得很快，幾乎是瞬間完成的，比如爆炸；有的反應(yīng)卻進(jìn)行得很慢，比如煤的形成需要幾千年。這說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，便是對(duì)于不同反應(yīng)來(lái)講，其反應(yīng)速率是不相同的，即使對(duì)于相同的反應(yīng)，條件不同，可能反應(yīng)速率也不相同。下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓大家體會(huì)一下。 [實(shí)驗(yàn)]投影：兩個(gè)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(guān)察大理石周?chē)a(chǎn)生氣泡的快慢。 [提問(wèn)]剛才實(shí)驗(yàn)中，大家可清晰觀(guān)察到放入鹽酸中的大理石周?chē)a(chǎn)生的氣泡速率明顯比放入醋酸中的快，這說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？我們?nèi)绾蝸?lái)定量表示這種反應(yīng)的快慢呢？ [設(shè)疑]物理課中所學(xué)的速度和它的一般表

4、述方法的共同特點(diǎn)。 都有一個(gè)確定的起點(diǎn)(速度＝0)；都有一個(gè)和速度大小相匹配的時(shí)間單位；都有說(shuō)明體系某種變化的可計(jì)量的性質(zhì)。 [引入]提出問(wèn)題討論：(1)怎樣判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢？(2)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)察你能否判斷出一個(gè)反應(yīng)比另一個(gè)反應(yīng)快多少？ [板書(shū)]第二章　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第一節(jié)　化學(xué)反應(yīng)速率 [討論]在物理上用單位時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，那么在化學(xué)上怎樣定量表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢呢？ [講]化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。若濃度用物質(zhì)的量濃度(c)來(lái)表示，單位為 mol/L，時(shí)間用t來(lái)表示，單位用秒(s)

5、或分(min)或小時(shí)(h)來(lái)表示，則化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：v＝＝＝Δc/Δt　單位是： mol/(L·s)或 mol/(L·min)或mol/(L·h)。 [板書(shū)]一、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。 表達(dá)式：v＝＝＝Δc/Δt 單位是： mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)。 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(shí)，測(cè)得容器中含有0.4 mol的NH3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。 解：　　　　　N2　＋　3H22NH3 起始量( mol

6、)： 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/(2×2)——0.05 mol/(L·s)　vH2：0.6/(2×2)——0.15 mol/(L·s) vNH3——0.4/(2×2)——0.1 mol/(L·s) [討論]通過(guò)上述計(jì)算結(jié)果，你會(huì)得出什么結(jié)論？ [投影]理解化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題： 1．上述化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率，而不是瞬時(shí)速率。 2．無(wú)論濃度的變化是增加還是減少，一般都取正值，所以化學(xué)反應(yīng)速率一般為正值。 3．由于在反應(yīng)中純

7、固體和純液體的濃度是恒定不變的，因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān)，而與其物質(zhì)的量的多少無(wú)關(guān)。通常是通過(guò)增大該物質(zhì)的表面積來(lái)加快反應(yīng)速率。 4．對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值不同。因此，表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。 5．對(duì)于在一個(gè)容器中的一般反應(yīng)aA＋bB＝＝＝cC＋dD來(lái)說(shuō)有：vA：vB：vC：vD＝＝＝ΔcA：ΔcB：ΔcC：ΔcD＝＝＝ΔnA：ΔnB：ΔnC：ΔnD＝＝＝a：b：c：d [板書(shū)]2.在同一個(gè)反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的

8、計(jì)量數(shù)比。 例2：可逆反應(yīng)3A(g)＋B(g)＝＝＝2C(g)＋2D(g)，在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下，其中反應(yīng)進(jìn)行得最快的是(　　) A．vA＝0.15 mol/L·min　　 　B．vB＝0.6 mol/L·min C．vC＝0.4 mol/L·min D．vD＝0.01 mol/L·s 解析：解答此題應(yīng)注意將四種情況下的反應(yīng)速率換算成同一種物質(zhì)并統(tǒng)一單位來(lái)比較，選B。 [講]化學(xué)反應(yīng)速率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。 [板書(shū)]二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定 1．基本思路 [講]因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物)，所以

9、與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可加以利用。 [板書(shū)]2.基本性質(zhì) [投影](1)直接可觀(guān)察的性質(zhì)，如釋放氣體的體積和體系的壓強(qiáng)。 (2)依靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì)，如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。 (3)在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí)，常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速率。 [板書(shū)]3.化學(xué)方法 [投影]學(xué)生實(shí)驗(yàn)21 實(shí)驗(yàn)用品：錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50 mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表、鋅粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。 實(shí)驗(yàn)步驟：①取一套裝置，加入

10、40 mL 1 mol/L的硫酸，測(cè)量收集10 mL H2所用的時(shí)間。 ②取另一套裝置，加入40 mL 4 mol/L的硫酸，測(cè)量收集10 mL H2所用的時(shí)間。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋅跟硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，收集10 mL氣體。②所用的時(shí)間比①所用的時(shí)間短。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 加入試劑 反應(yīng)時(shí)間min 反應(yīng)速率mol/(L·min) 1 mol/L　H2SO4 長(zhǎng) 小 4 mol/L　H2SO4 短 大 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：4 mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)比1 mol/L的硫酸與鋅反應(yīng)快。 注意事項(xiàng)： 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

11、好，且計(jì)時(shí)要迅速準(zhǔn)確　 [思考與交流]還可根據(jù)反應(yīng)速率相關(guān)量的哪些變化來(lái)測(cè)定該反應(yīng)速率？ 鋅跟硫酸反應(yīng)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(shí)間的不同、稀硫酸濃度的變化等來(lái)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率。 [投影]知識(shí)拓展——物理方法 1．量氣法。對(duì)于反應(yīng)2H2O22H2O＋O2↑，可測(cè)量反應(yīng)中唯一的氣體產(chǎn)物氧氣在溫度壓強(qiáng)一定時(shí)的體積變化。 2．比色法。由于物質(zhì)對(duì)特定波長(zhǎng)的光的吸收性能不同，因此可以通過(guò)吸光度來(lái)測(cè)定反應(yīng)物濃度。例如，在丙酮的溴化反應(yīng)過(guò)程中：CH3COCH3＋Br2―→CH3COCH2Br＋HBr　有色反應(yīng)物Br2吸收波長(zhǎng)為450

12、nm的光波，因此可用分光光度計(jì)測(cè)量溶液對(duì)該波長(zhǎng)的吸光度，據(jù)此計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。 3．電導(dǎo)法。根據(jù)離子導(dǎo)電能力的差異，通過(guò)電導(dǎo)率的變化測(cè)定反應(yīng)物中離子濃度變化，從而計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。例如，在乙酸乙酯水解反應(yīng)中： CH3COOC2H5＋OH――→CH3COO―＋C2H5OH 由于OH―的電導(dǎo)遠(yuǎn)大于CH3COO―的電導(dǎo)，可以利用電導(dǎo)儀測(cè)量出溶液電導(dǎo)的變化，據(jù)此求得OH―濃度的變化，從而求得化學(xué)反應(yīng)速率。 4．此外，激光技術(shù)也已廣泛應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定。 【板書(shū)設(shè)計(jì)】 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 1．化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。 表達(dá)式：v＝＝＝Δc/Δt 單位是：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h) 2．在同一個(gè)反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定 1．基本思路 2．基本性質(zhì) 3．化學(xué)方法 【教學(xué)反思】 本節(jié)教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)學(xué)生重溫高一時(shí)電解質(zhì)、非電解質(zhì)概念，引入本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)——強(qiáng)弱電解質(zhì)。本節(jié)課探究性實(shí)驗(yàn)主要是幫助學(xué)生建立強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念，是本課的基本要求，通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象逐步分析得出相關(guān)結(jié)論。