2022年魯科版高中化學選修4第二章第3節(jié) 化學反應的速率第1課時教學設計2

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1、2022年魯科版高中化學選修4第二章第3節(jié) 化學反應的速率第1課時教學設計2 【教學目標】 知識與技能： 1. 使學生知道化學反應速率的定量表示方法，并初步了解測定某些化學反應速率的實驗方法。 2. 了解化學反應速率的一般計算。 3. 使學生了解化學反應速率的快慢對人類社會日常生產(chǎn)生活的影響。 過程與方法： 1.認識科學探究的意義和基本過程，能提出問題進行初步的探究活動。 2.能用變化與聯(lián)系的觀點分析化學現(xiàn)象，解決一些簡單的化學問題。 情感態(tài)度與價值觀： 樹立辯證唯物主義的觀點，學習化學反應速率的表示方法及各種因素對化學反應速率的影響,可以促使學生利用有關化學反應速率

2、的知識指導生活,提高生活質量，認識控制反應速率的意義。 【教學過程】 一、 化 學 反 應 速 率 1．意義 描述化學反應進行快慢的物理量。 2．定義 對于反應體系體積不變的反應，用單位時間內(nèi)某物質濃度(或質量、物質的量等)的改變量(取絕對值)來表示該物質的化學反應速率。 3．表達式 v(A)＝。 4．單位 mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1等。 二、思考探究 1.“合成氨過程中，3 min末v(N2)＝1 mol·L－1·min－1”的說法是否正確？ 【提示】　不正確。反應速率是平均速率，不是瞬時速率。 2.在C(s)＋H2

3、O(g) CO(g)＋H2(g)的反應中，可用哪些物質表示反應速率？在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反應中呢？ 【提示】　在C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的反應中，可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度變化來表示反應速率，而在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反應中只能用NaOH、H2的濃度變化來表示，即不能用固體或純液體來表示反應速率，因為固體或純液體的濃度為常數(shù)。 3.同一反應同一時段用不同物質表示化學反應速率時，如果數(shù)值不同，表示反應速率的意義是否相同？ 【提示】　同一反應同一時段，反應速率相同，用不同物質表示時，數(shù)值可能不同，但意義相

4、同。 三、使用化學反應速率的注意事項 1．化學反應速率通常指的是某物質在某一段時間內(nèi)的平均速率，而不是在某一時刻的瞬時速率，但在速率—時間圖像中經(jīng)常會出現(xiàn)瞬時速率。 2．對于有固體或純液體參與的反應，由于在一定條件下，固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，其在化學反應中濃度不改變，因此在表示化學反應速率時，不能用固體或純液體物質來表示。 3．一個確定的化學反應涉及反應物、生成物等多種物質，因而定量表示一個化學反應的反應速率時，必須指明是用哪一種物質來表示。 四、化 學 反 應 速 率 的 計 算 和 比 較 1. 同一化學反應，用各物質表示的化學反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各

5、物質的系數(shù)之比。 如：在反應aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)中，存在：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 2. [思考探究] (1)一定條件下，向2 L密閉容器中加入2 mol N2和10 mol H2，發(fā)生反應N2＋3H22NH3,2 min時測得剩余N2 1 mol，試用兩種方法求出v(N2)、v(H2)和v(NH3)。(寫出計算過程) 【提示】　解法一：求化學反應速率，需先求參加反應的物質的物質的量濃度的變化量和反應所耗時間，據(jù)物質的量的變化量與體積的比可得出濃度的變化量： 　　　　　　 N2?。?H2　　2NH3 起始量

6、/mol·L－1 1 5 0 變化量/mol·L－1 1－0.5 1.5 1 0.5 5－1.5 1 則v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1 v(H3)＝＝0.75 mol·L－1·min－1 v(NH3)＝＝0.5 mol·L－1·min－1 解法二：v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1。 因為v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min

7、－1。 (2)對于反應A(g)＋3B(g) 2C(g)，用下列數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應速率。 (ⅰ)v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1 (ⅱ)v(B)＝0.02 mol·L－1·s－1 (ⅲ)v(B)＝0.60 mol·L－1·min－1 ①反應速率(ⅱ)>(ⅰ)嗎？ 【提示】　否。v(B)＝3v(A)＝3×0.01 mol·L－1·s－1＝0.03 mol·L－1·s－1>0.02 mol·L－1·s－1，故反應速率(ⅰ)>(ⅱ)。 ②反應速率(ⅲ)>(ⅱ)嗎？ 【提示】　否。v(B)＝＝0.01 mol·L－1·s－1<0.02 mol·L－1·s－1，故反應

8、速率(ⅱ)>(ⅲ)。 (3)通過分析問題(1)、(2)，你認為比較用不同物質的濃度變化來表示化學反應速率大小時，應注意什么？ 【提示】　比較用不同物質的濃度變化來表示化學反應速率的大小時，不能僅憑表面數(shù)據(jù)，必須結合化學計量數(shù)對數(shù)據(jù)進行換算，同時應注意單位統(tǒng)一。 五、化學反應速率的計算與比較 1．利用化學方程式計算 (1)寫出有關反應的化學方程式。 (2)找出各物質的初始量、轉化量、某時刻量。 (3)根據(jù)已知條件列方程式計算。 如反應：　　　　 mA(g)＋nB(g)　 　pC(g) 起始濃度/mol·L－1　 a　 　　b　　　　　　c 轉化濃度/mol·L－1 　x　 　

9、　　　　　　 某時刻濃度/mol·L－1 a－x　　b－　　　c＋ 計算中注意以下關系： ①對于反應物：c(初始)－c(轉化)＝c(某時刻)， ②對于生成物：c(初始)＋c(轉化)＝c(某時刻)， ③轉化率＝×100%。 (4)根據(jù)公式v(A)＝進行計算。 2．根據(jù)化學反應速率之比等于系數(shù)之比計算 如對于反應：mA(g)＋nB(g) pC(g)，有關系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 3．化學反應速率大小的比較 方法一：首先要注意單位統(tǒng)一，然后轉化為同一物質，再比較大小。 方法二：先統(tǒng)一單位，然后同除以對應物質的系數(shù)，再比較大小。

10、 六、檢測題 1. 下列關于化學反應速率的說法正確的是(　　) A．化學反應速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加 B．化學反應速率為“0.8 mol·L－1·s－1”所表示的意思是：時間為1 s時，某物質的濃度為0.8 mol·L－1 C．根據(jù)化學反應速率的大小可以知道化學反應進行得快慢 D．對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯 2. 反應4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，經(jīng)2 min后B的濃度減少0.6 mol·L－1。對此反應速率的表示正確的是(　　) A．用A表示的反應速率是0.4 mol

11、·L－1·min－1 B．分別用B、C、D表示反應速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反應速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在2 min內(nèi)的反應速率，用C表示是0.3 mol·L－1·min－1 3. 下列事實能說明影響化學反應速率的決定性因素是反應物本身性質的是(　　) A．Cu能與濃硝酸反應，而不與濃鹽酸反應 B．Cu與濃硝酸反應比與稀硝酸反應快 C．N2與O2在常溫、常壓下不反應，放電時可反應 D．Fe與濃鹽酸反應快，與稀鹽酸反應慢 4. 一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應： 2HI(g)H2 (g)＋I

12、2 (g)。若c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1時，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1時，所需反應的時間為(　　) A．等于5 s 　　　　　　B．等于10 s C．大于10 s D．小于10 s 5. 下列有關化學反應速率的說法正確的是(　　) A．用鐵片和稀硫酸反應制取氫氣時，改用98%的濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率 B．100 mL 2 mol·L－1的鹽酸跟鋅片反應，加入適量的氯化鈉溶液，反應速率不變 C．SO2的催化氧化是一個放熱的反應，所以升高溫度，反應速率減慢 D．汽車

13、尾氣中的NO和CO可以緩慢反應生成N2和CO2，減小壓強，反應速率減慢 6. 在2 L的密閉容器中，一定條件下發(fā)生化學反應：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.4 kJ·mol－1。起始反應時NO和CO各為4 mol,10秒鐘后達到化學平衡，測得N2為1 mol。下列有關反應速率的說法中正確的是(　　) A．反應前5秒鐘內(nèi)，用NO表示的平均反應速率為0.1 mol·(L·s)－1 B．達到平衡后，升高溫度，正反應速率將減小，逆反應速率將增大 C．達到平衡后，反應速率的關系有：v正(CO)＝2v逆(N2) D．保持容器體積不變，往容器中充入1

14、mol O2，正、逆反應速率都不改變 7. 將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s后測得C濃度為0.6 mol·L－1，現(xiàn)有下列幾種說法：①用物質A表示的反應的平均速率為0.3 mol·L－1·s－1 ②用物質B表示的反應的平均速率為0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s時物質A的轉化率為70%　 ④2 s時物質B的濃度為0.7 mol·L－1 其中正確的是(　　) A．①③　 B．①④　　 C．②③　　 D．③④ 8(雙選題)在一定條件下，向2 L密閉容器中加入2 m

15、ol N2和10 mol H2，發(fā)生反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，2 min時測得剩余N2為1 mol，此時表示化學反應速率的下列選項中不正確的是(　　) A．v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1 B．v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝1 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1 參考答案 1. 【解析】化學反應速率是指單位時間內(nèi)反應物物質的量濃度的減少或生成物濃度的增加，是正值，是反應的平均速率，故A、B兩項錯誤。對于無明顯現(xiàn)象的化學反應來說，無法通過現(xiàn)象體現(xiàn)反應速率

16、的大小，故D項也錯誤 【答案】C 2. 【解析】反應速率不能用純固體或純液體的物質的量變化來表示，故A項不正確；化學反應速率是平均速率而不是瞬時速率，故C項錯誤；同一反應用不同的物質表示反應速率，速率之比等于系數(shù)之比，故B項正確；利用v＝計算可知D項錯誤。 【答案】B 3. 【解析】該實驗事實應區(qū)別在反應物本身而不是外界因素，如濃度、壓強，溫度、催化劑等。其中選項B、D為濃度不同所致，選項C為反應條件不同所致，只有選項A是因濃硝酸與濃鹽酸本身性質不同所致。 【答案】A 4. 【解析】前15 s內(nèi)，c(HI)由0.1 mol·L－1降至0.07 mol·L－1，則v(HI)＝＝0.0

17、02 mol·L－1·s－1，若再降低0.02 mol·L－1，反應速率不變，所需時間t＝＝10 s，但是隨著c(HI)的降低，反應速率越來越慢，故所需時間大于10 s。 【答案】C 5. 【解析】A項中，F(xiàn)e與98%的濃硫酸發(fā)生鈍化，不能產(chǎn)生氣體，就是加熱時反應也不會生成H2；B項中，向鹽酸中加NaCl溶液會將鹽酸稀釋，降低反應速率；C項中，升溫一般會使反應速率加快，不論是放熱反應還是吸熱反應；D項中，增大壓強，提高氣體的濃度，會加快反應速率，反之減小壓強，降低了氣體的濃度，會減慢反應速率。 【答案】D 6. 【解析】10 s內(nèi)，由化學反應方程式知，參加反應的NO為2 mol，則v(

18、NO)＝＝0.1 mol·(L·s)－1，所以5 s內(nèi)的速率不是0.1 mol·(L·s)－1，故A項錯；升高溫度，正、逆反應速率均加快，故B項錯；由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，結合C項中的關系，可說明v正(N2)＝v逆(N2)，即為平衡狀態(tài)，故C項正確；充入O2可以與NO反應，則正反應速率減小，逆反應速率瞬時不變，隨后減小，故D項錯。 【答案】C 7. 【解析】解決本題的關鍵是抓住有關化學反應速率的計算公式及轉化率的含義，即可速解。具體分析如下： 首先，解題時先利用所給條件列出反應式： 　　 2A(g)＋B(g)　 2C(g) 起始濃度/mol·L－

19、1 ＝2 ＝1 0 2 s時濃度/mol·L－1 2－0.6＝1.4 1－＝0.7 0.6 其次，利用算出的數(shù)據(jù)，對問題進行分析： ①依據(jù)化學反應速率的定義可知： v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1； ②同理可知： v(B)＝＝0.15 mol·L－1·s－1； ③依據(jù)轉化率的定義可知： A的轉化率＝ ×100%＝30%； ④2 s時B的濃度為0.7 mol·L－1。 檢查題目中的4種說法，只有①④正確，故B項正確。 【答案】B 8. 【解析】解法一(模式法)：求化學反應速率，需先求物質的量濃度的變化量和反應時間，據(jù)物質的量的

20、變化量與體積的比可得出濃度的變化量 　　　　　　　 N2(g)＋3H2(g)　　2NH3(g) 起始量/mol 2 10 0 2 min末量/mol 1 (10－3) 2 變化量/mol (2－1) 3 2 則v(N2)＝(2－1)mol/(2 L×2 min)＝ 0．25 mol·L－1·min－1， v(H2)＝3 mol/(2 L×2 min)＝0.75 mol·L－1·min－1， v(NH3)＝2 mol/(2 L×2 min)＝0.5 mol·L－1·min－1。 解法二(規(guī)律法)： v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1， 由于v(H2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1。 【答案】CD