選修四《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》教案

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第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素教案 月平 [教學(xué)目標(biāo)] 1．知識(shí)與技能 （1）理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 （2）使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 2．過程與方法 （1）掌握運(yùn)用濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件比較反應(yīng)速率大小的方法； （2）通過識(shí)別有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率與壓強(qiáng)、溫度或濃度等的圖像，提高識(shí)圖分析能力，培養(yǎng)從圖像中挖掘化學(xué)信息的能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，知道科學(xué)研究的一般方法。 （2）通過目前催化劑研究的缺陷，激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)的激情。 [教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)] 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，用活化分子理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 [教學(xué)過程] [導(dǎo)入]有些反應(yīng)速率很快，如爆炸反應(yīng)，而有些反應(yīng)速率很慢，如石油的形成。可見，不同物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率相差很大，決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。 爆炸反應(yīng) 石油的形成 [板書] 一、決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素：反應(yīng)物本身的性質(zhì) 二、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響： （一）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 [實(shí)驗(yàn)探究] 課本20頁實(shí)驗(yàn)2-2草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng) 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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 褪色時(shí)間 結(jié)論 在其它條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大。 【板書】當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)的速率。 【實(shí)驗(yàn)解釋】為什么增大反應(yīng)物的濃度會(huì)影響反應(yīng)速率呢？ 當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，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(dǎo)致反應(yīng)速率增大。 【注意】 a. 反應(yīng)物是純液體或固體，其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量反應(yīng)速率不變。 b. 一般來說，固體反應(yīng)物表面積越大，反應(yīng)速率越大。 （2） 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【結(jié)論】對(duì)于氣體反應(yīng)，其他條件不變，壓強(qiáng)增大化學(xué)反應(yīng)速率加快。 【原因】氣體壓強(qiáng)增大，體積減小，氣體濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，反應(yīng)速率增大。 【注意】 1. 壓強(qiáng)對(duì)固體和液體（溶液）間的反應(yīng)無影響 2. 對(duì)于反應(yīng)物和生成物都有氣體的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都增大；減小壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都減小 3. 壓強(qiáng)改變有以下兩種情況 A. 恒溫、恒容時(shí)充入He：壓強(qiáng)變大，但濃度不變，反應(yīng)速率不變。 B. 恒溫、恒壓時(shí)充入He：體積變大，壓強(qiáng)不變，濃度減小，反應(yīng)速率減慢。 （三）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 [實(shí)驗(yàn)探究]課本21頁實(shí)驗(yàn)2-3 同濃度的Na2S2O3溶液在不同溫度下與0.1mol/L的硫酸5ml反應(yīng)的對(duì)比表 編 號(hào) 0.1mol/L的 Na2S2O3 0.1mol/L的 H2SO4 反應(yīng)溫度 （℃） 反應(yīng)中出現(xiàn)渾濁的時(shí)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(xué)反應(yīng)要加快。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常要增大到原來的2~4倍。 【解釋】為什么升高溫度會(huì)使反應(yīng)速率加快？ 當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時(shí)，分子總數(shù)一定，升高溫度，反應(yīng)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(yīng)速率加大。 【說明】對(duì)于可逆反應(yīng)來說，升高體系的溫度，反應(yīng)物和生成物中的活化分子數(shù)都增加，所以，正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。 【應(yīng)用】1.在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常通過給反應(yīng)物加熱來增大反應(yīng)的速率。 2. 合成氨工業(yè)中，是在500℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以加快反應(yīng)進(jìn)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。 （四）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【實(shí)驗(yàn)探究】22頁演示實(shí)驗(yàn)2-4：過氧化氫分解的對(duì)比實(shí)驗(yàn)（多媒體演示） （復(fù)習(xí)回顧）用KClO3制氧氣的實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)事實(shí)的處理】 （1） 2H2O2 == 2H2O + O2↑ （2） 2KClO3 == 2KCl +3O2↑ （1）過氧化氫分解實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表 編號(hào) 無催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 有催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 1 （2）用KClO3制氧氣實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表 編號(hào) 無催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 有催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 1 【結(jié)論】催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率。 【解釋】為什么催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率？ （明確）當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時(shí)，使用催化劑可使反應(yīng)途徑發(fā)生改變，從而降低了反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率加大。 【對(duì)結(jié)論的再認(rèn)識(shí)】1.催化劑改變化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的結(jié)果。 2. 對(duì)可逆反應(yīng)而言，催化劑使正、逆反應(yīng)速率都加快，且加快的程度相同。 【應(yīng)用】催化劑在現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反應(yīng)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(yīng)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(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 光、磁場(chǎng)、超聲波、顆粒大小、溶劑性質(zhì)…等 [隨堂練習(xí)] 1．一般都能使反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w：2NO+2CO=N2+2CO2 對(duì)此反應(yīng)，下列敘述正確的是（ AC ） （A）使用催化劑能加快反應(yīng)速率 （B）改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒有影響 （C）冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，對(duì)人體危害更大 （D）無論外界條件怎樣改變，均對(duì)此化學(xué)反應(yīng)的速率無影響 3．設(shè) C+CO2 2CO-Q1，反應(yīng)速率為υ1；N2+3H2 2NH3+Q2，反應(yīng)速率為υ2。對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，υ1和υ2的變化情況為（ A）。 （A）同時(shí)增大 （B）同時(shí)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(yīng)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(yīng)，現(xiàn)控制下列三種不同的條件： ①在400℃時(shí)，10molSO2與5molO2反應(yīng)； ②在400℃時(shí)，20molSO2與5molO2反應(yīng)； ③在300℃時(shí)，10molSO2與5molO2反應(yīng)； 問：開始時(shí)，正反應(yīng)速率最快的是____②_；正反應(yīng)速率最慢的是______③___。