第二章第一节化学反应速率导学案高中化学人教版选择性必修1

化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率（第1课时）[课标要求目标]1.知道化学反应速率的表示方法2.了解测定化学反应速率的简单方法[核心素养目标]1．通过研究化学反应速率变化和可逆反应，培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。2．通过运用“三段式”进行化学反应速率的计算，梳理模型意识，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。[重点难点]化学反应速率的相关计算活动一：温故知新——化学反应速率概念、表示方法和计算学生任务：（1）复习：必修2第二章第三节；（2）阅读选修4教材P17化学反应速率概念化学反应速率是物理量。用字母表示。表示方法：通常用单位时间内的减少或的增加来表示。表达式及其单位（1）数学表达式：；若恒容容器，则可表示为。（2）单位：。单位间的换算：1mol·L－1·s－1=三、化学反应速率的简单计算：例：一定条件下，向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，2min时测得剩余N21mol。求：（1）2min内N2、H2、NH3的平均反应速率v(N2)=；v(H2)=；v(NH3)=（2）v(N2)：v(H2)：v(NH3)=【注意】：(1)用三段式方法，厘清起始（始）、变化（变）、某时间末（末）或平衡（平）三段各个物质的量的关系，注意单位要统一。从该例题可以得出：（1）化学反应速率通常是指某一段时间内的反应速率，而不是反应速率。（2）在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能也可能，但表示的意义。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，在速率v的后面将该物质的化学式用括号括起来即v(B)。（3）用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比＝＝＝。同时还应当注意：（1）一般来说，随着反应的逐渐进行，反应物浓度会逐渐，化学反应速率也会逐渐。（2）固体或纯液体的浓度记为常数，Δc＝0，因此不用表示化学反应速率。练习1：一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是()A.反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol·L－1·s－1B.反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C.反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)练习2：在N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol·L－1，在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol·L－1·s－1，则此段时间是()A.1sB.2sC.44sD.1.33s练习3：一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1时，需要15s，那么C(HI)由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1时，所需反应的时间为（）A.等于5sB.等于10sC.大于10sD.小于10s练习4：某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为（2）反应开始至2min、5min时Z的平均反应速率为、。（3）5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率________(填“大”、“小”或“相等”)。四、反应速率大小比较：比较同一化学反应不同条件下反应速率快慢的方法：“一看、二化、三比较”。“一看”：看化学反应速率的单位是否统一；“二化”：将不同的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率或分别除以相应物质的化学计量数；“三比较”：比较同一种物质的化学反应速率的数值。练习1：在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是()A.v(SO2)＝4mol·L－1·min－1B.v(O2)＝3mol·L－1·min－1C.v(SO2)＝0.1mol·L－1·s－1D.v(O2)＝0.1mol·L－1·s－1练习2：反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为：(1)ν(A)=0.3mol/(L·s)(2)ν(B)=0.6mol/(L·s)(3)ν(C)=0.4mol/(L·s)(4)ν(D)=0.45mol/(L·s)则该反应速率的快慢顺序为：________________________________。一、化学反应速率概念【答案】表示化学反应快慢的v二、表示方法：【答案】反应物浓度生成物浓度【答案】v(B)=v(B)=【答案】mol/(L·S)（或写成mol·L1·S1）、mol/(L·min)（或写成mol·L1·min1）等【答案】60mol·L1·min1化学反应速率的简单计算：【答案】（1）0.25mol·L1·min10.75mol·L1·min10.5mol·L1·min1（2）1:3:2【答案】(1)平均瞬时（2）相同不同 相同（3）浓度变化量之比化学计量之比物质的量的变化量之比（恒容）【答案】（1）减小减小（2）纯液体或固体练习1：C练习2：B练习3：C练习4【答案】(1)3X+Y2Z(2)0.05mol·L－1·min－10.04mol·L－1·min－1。（3）相等。四、反应速率大小比较：练习1【答案】D练习2【答案】(1)>(4)>(2)=(3)

化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率（第2课时）[课标要求目标]1.知道化学反应速率的表示方法2.了解测定化学反应速率的简单方法[核心素养目标]利用化学反应速率的测定实验，通过气泡产生的快慢定性地理解化学反应速率的概念。通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素，形成由宏观到微观、由感性到理性的科学探究过程，并获得基本的观察能力、探究能力和实际解决问题的能力。培养学生“宏观辨识和微现探析”“科学探究与创新意识”的学科素养。[重点难点]化学反应速率的相关计算实验探究——化学反应速率测定学生任务：（1）阅读教材P18粗略了解化学反应速率的测定原理。（2）阅读实验21,明确实验目的、步骤、实验注意事项等；（3）动手实验。完成实验下面的实验报告单。一、测定的原理利用化学反应中与任何一种化学物质的（或）相关的性质进行测定。二、测定方法化学反应速率是通过的，包括能够直接观察的某些性质，如和_______________，也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质，如、、、等。在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，人们常利用来跟踪反应的过程和测量反应的速率。三、动手实验探究：完成实验报告单（一）实验目的：（二）实验用品：1、仪器：双孔塞、直角导气管、50mL注射器、铁架台、锥形瓶、分液漏斗、秒表（各两套）2、药品：Zn粒、1mol/L和4mol/L的稀硫酸（三）、实验步骤：1、按右图所示安装装置二套，,2、装入药品进行反应：向锥形瓶内各加入2g颗粒大小基本相同的锌粒，然后通过分别快速加入40mL1mol·L－1和40mL4mol·L－1的硫酸，观察到的现象是。记录收集10mLH2所用的时间。3、数据处理：附表：下表是某一同学记录的实验数据：时间01minv（H+）mol·L－1·min－14mol·L1的硫酸43.41mol·L1的硫酸10.64、实验结论：练习1：化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是()选项化学反应测量依据(单位时间内)ACO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)压强变化BZn(s)＋H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)＋H2(g)H2体积C2NO2(g)N2O4(g)颜色深浅DCa(OH)2(aq)＋Na2CO3(aq)=CaCO3(s)＋2NaOH(aq)沉淀质量练习2：探究浓度对化学反应速率的影响，并测定(NH4)2S2O8和KI反应的化学反应速率。进行如下实验探究：【实验原理】(NH4)2S2O8和KI反应的离子方程式为：S2O82－+2I－=2SO42－+I2(1)平均反应速率的计算式为v(S2O82－)=________________________实验时，向KI、Na2S2O3和淀粉指示剂混合溶液中加入(NH4)2S2O8溶液，不断搅拌。在反应(1)进行的同时，发生反应：2S2O32－+I2

=S4O62－+2I－

(2)。反应(1)生成的I2立即与S2O32－反应，生成无色的S4O62－和I－。S2O32－耗尽时，反应(1)继续生成的I2才与淀粉作用呈现蓝色。从加入(NH4)2S2O8溶液到出现蓝色的时间为Δt。【实验内容】（1）实验小组设计的实验记录表和数据记录如下，请将表中字母表示的空格填上。为了使反应充分进行，减少数据误差，实验过程中应该不断进行的操作是

。

（3）第①组实验的v(S2O82－)=

mol·(L·s)1。

（4）根据上表数据分析，可以得到的结论有（写出一条即可）

一、测定的原理【答案】浓度质量二、测定方法【答案】实验来测定气体体积气体压强光的吸收光的发射导电性颜色深浅颜色深浅与显色物质的浓度的正比关系三、动手实验探究：完成实验报告单【答案】测定Zn与稀硫酸反应的速率；感知不同浓度对反应速率的影响。【答案】1、检查装置的气密性2、分液漏斗产生大量气泡；Zn溶解；针筒活塞向右移动见表时间01minV（H+）mol·L－1·min－14mol·L1的硫酸43.41.21mol·L1的硫酸10.60.84、速率是通过实验测定的；反应物浓度越大、反应越快。练习1【答案】A练习2【答案】（1）a=8.0b=5.0c=15(2)搅拌（3）2.5×105增大反应物浓度（如增大I或S2O82的浓度）反应速率加快（反应时间较少）；或者或者反应速率的变化和反应物起始浓度变化存在某种比例关系；或者反应物浓度对速率的影响与化学计量数无关等。化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率（第3课时）[课标要求目标]1.了解有效碰撞理论、活化分子和活化能。2.通过实验验证浓度对反应速率的影响规律，并能有有效碰撞理论予以解释。[核心素养目标]利用化学反应速率的测定实验，通过气泡产生的快慢定性地理解化学反应速率的概念。通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素，形成由宏观到微观、由感性到理性的科学探究过程，并获得基本的观察能力、探究能力和实际解决问题的能力。培养学生“宏观辨识和微现探析”“科学探究与创新意识”的学科素养。[重点难点]用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。活动一：模型建构、理论学习——理解有效碰撞理论、活化分子和活化能学生任务：阅读教材P23“绪言”。完成下列自学提纲。1、化学反应的前提（必要条件）：2、有效碰撞：（1）条件：具有足够的；具有合适的（2）与反应速率的关系：碰撞频率越，则反应速率越3、活化分子：活化能：右图是化学反应体系中反应物、生成物的能量与活化能的关系（1）E1的涵义（2）E2的涵义（3）E2E1的涵义（4）活化能与反应速率的关系：活化能越大意味着一般分子成为活化分子越；活化能越大，反应速率越。活化能较高的反应，反应速率，比如；有的反应几乎瞬间完成，其活化能接近于,比如。反应对于正反应放热的可逆反应，活化能为akJ/mol，则逆反应的活化能为bkJ/mol，则a、b之间大小关系为。活动二：实验探究——浓度对化学反应速率的影响动手实验22（P20）：实验目的：5）活化能大小（填“影响”或“不影响”）应热的大小。实验用品：仪器：试管（2支）、胶头滴管、秒表2、药品：、4mL0.01mol/L的KMnO4溶液、2mL0.1mol/LH2C2O4溶液、2mL0.2mol/LH2C2O4溶液三、实验：原理、步骤、记录（现象、时间等）、结论。完成下表原理（离子方程式）___________________________________________实验步骤实验现象______________________________产生气泡快慢：__________________________________褪色时间褪色时间______较0.1mol·L－1H2C2O4溶液褪色时间______结论H2C2O4溶液浓度越______，KMnO4酸性溶液褪色越_____，反应速率也越______；反之H2C2O4溶液浓度越_____，反应速率越_______四、实验得出的结论和理论解释：1、浓度对反应速率的影响规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率；减小反应物的浓度，反应速率。注意：可逆反应中，改变浓度，正、逆反应速率均增大或均减小。2、有效碰撞理论解释：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数→单位时间内有效碰撞几率→反应速率；反之，反应速率。该过程中，活化分子百分数。练习：1、对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是()A.增大C(s)的量B.增大H2O(g)的浓度C.增大CO(g)或H2(g)的浓度D.减小H2O(g)的浓度2、N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，反应速率为v(正)、v(逆)；对于上述可逆反应，当改变某一条件（其他不变），试判断v(正)、v(逆)的变化(填“增大”、“减小”或“不变”)。（1）保持体积不变，反应①通入时N2，v(正)________，v(逆)________。（2）保持体积不变，通入“He”气，v(正)________，v(逆)________。（3）保持压强不变，通入“He”气，v(正)________，v(逆)________。（4）压缩反应容器体积，v(正)________，v(逆)________。活动一：模型建构、理论学习——理解有效碰撞理论、活化分子和活化能【答案】物质间相互碰撞【答案】能发生化学反应的碰撞（1）能量取向（2）高（或低）快（或慢）【答案】能够发生有效碰撞的分子【答案】活化分子比普通分子高出的那部分能量（1）活化能（2）由活化态到生成物状态释放的能量（3）反应热（反应的热效应）（4）难慢较慢溶洞、矿物的形成等0中和反应、硝酸银和氯化钠溶液反应等b>a【答案】不影响活动二：实验探究——浓度对化学反应速率的影响【答案】探究反应物浓度大小对反应速率的影响规律【答案】1、增大减小2、增加增大加快减小不变练习1：A练习2：【答案】（1）增大增大（2）不变不变（3）减小减小（4）增大增大

化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率（第4课时）[课标要求目标]1.理解压强对反应速率的影响规律，并能有有效碰撞理论予以解释。2.通过实验探究温度对反应速率的影响，理解温度对反应速率的影响规律，并能用有效碰撞理论予以解释。[核心素养目标]通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素，形成由宏观到微观、由感性到理性的科学探究过程，并获得基本的观察能力、探究能力和实际解决问题的能力。培养学生“宏观辨识和微现探析”“科学探究与创新意识”的学科素养。[重点难点]用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。活动三：探究压强对化学反应速率的影响任务：阅读教材P21“二、压强对反应速率的影响”一、影响规律对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如上图所示：由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积，浓度，化学反应速率。注意：可逆反应中，改变压强，正逆反应速率均增大或均减小。二、有效碰撞理论的解释增大压强→气体体积→反应物浓度→单位体积内活化分子数→单位时间内有效碰撞几率→反应速率；反之，反应速率。该过程中活化分子百分数。注意：1、压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度。恒容下充入“惰性”气体，气体压强，但反应物浓度，故反应速率。恒压下充入稀有气体，气体压强，但体积，反应物浓度，反应速率。只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于化学反应速率的影响是，原因是压强的改变几乎（填“能”或“不能”）它们的浓度。活动四：实验探究——温度对反应速率的影响实验探究：实验探究一：阅读教材P21“实验23”实验目的研究温度对反应速率的影响实验原理（化学反应方程式）____________________________________________离子方程式：______________________________实验用品（药品、仪器）1.仪器：______________________________2.药品：5mL0.1mol/LNa2S2O3、5mL0.1mol/LH2SO4实验操作实验现象实验结论（二）实验探究二：阅读P21“科学探究”，完成实验：实验原理________________________________________实验设计方案、实验操作过程在2支试管中加入1mL1mol/L_____溶液、2滴______溶液，将一支试管置于5℃的冰水浴中，另一支试管置于50℃的热水浴中，同时迅速向2支试管中加入1mL0.1mol/L_______溶液。观察现象。按上述顺序添加试剂的原因是___________________________________________________________________________________实验现象实验结论二、微观探析（一）温度对反应速率的影响规律：其他条件不变时，升高温度，化学反应速率；降低温度，化学反应速率。注意：可逆反应中，改变温度，正逆反应速率均增大或均减小。有效碰撞理论解释：升高温度→一般分子获得能量变为分子→活化分子的百分数→单位（二）时间内有效碰撞几率→反应速率；反之，反应速率。练习1：下列说法不正确的是()A.增大反应物浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多B.增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多C.升高温度，活化分子百分数增加，分子运动速度加快，有效碰撞次数增多D.催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多练习2：下列方法对2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反应速率没有影响的是()A.加入SO3B.容积不变，充入N2C.压强不变，充入N2 D.降低温度练习3：20℃时，将0.10mol·L－1Na2S2O3溶液10mL和0.10mol·L－1H2SO4溶液10mL混合，2min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2倍，那么50℃时，同样的反应要明显出现浑浊，所需的时间是()A.40sB.15sC.48sD.20活动三：探究压强对化学反应速率的影响【答案】减小变大加快【答案】减小增大增多增大加快减小不变【答案】1、（1）增大不变不变（2）不变增大减小减慢2、不大不能原理（离子方程式）2MnO4+5H2C2O4+6H+==2Mn2++CO2↑+8H2O实验步骤实验现象产生气泡；溶液褪色（慢）产生气泡；溶液褪色产生气泡快慢：（1）前者慢于后者（2）慢—快—慢褪色时间褪色时间长较0.1mol·L－1H2C2O4溶液褪色时间短结论H2C2O4溶液浓度越大，KMnO4酸性溶液褪色越快，反应速率也越快；反之H2C2O4溶液浓度越小，反应速率越慢活动四：实验探究——温度对反应速率的影响实验目的研究温度对反应速率的影响实验原理（化学反应方程式）Na2S2O3+H2SO4=SO2↑+S↓+H2O+Na2SO4离子方程式：S2O32+2H+=SO2↑+S↓+H2O实验用品（药品、仪器）仪器：试管、胶头滴管、烧杯药品：5mL0.1mol/LNa2S2O3、5mL0.1mol/LH2SO4实验操作实验现象(1)均出现淡黄色沉淀（溶液变浑）；（2）70℃的热水中的试管先出现浑浊现象。实验结论（1）稀硫酸能与硫代硫酸钠发生歧化反应；（2）温度越高，反应越快。实验原理4H++4I+O2=2I2+2H2O实验设计方案、实验操作过程在2支试管中加入1mL1mol/LKI溶液、2滴淀粉溶液，将一支试管置于5℃的冰水浴中，另一支试管置于50℃的热水浴中，同时迅速向2支试管中加入1mL0.1mol/LH2SO4溶液。观察现象。按上述顺序添加试剂的原因是I在酸性条件下易被空气中O2氧化，先加KI和淀粉可以证明KI此时未被空气氧化，确保实验条件的一致。实验现象溶液均变蓝；热水中的先变蓝。实验结论温度越高，反应速率越快。二、微观探析【答案】增大减小【答案】活化增大增大加快减慢练习1：A练习2：B练习3：B

化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率（第5课时）[课标要求目标]1.通过实验探究温度、催化剂对反应速率的影响，理解温度、催化剂对反应速率的影响规律，并能用有效碰撞理论予以解释。2.了解光、射线、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、颗粒物大小、搅拌等影响反应速率的其他因素。[核心素养目标]通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素，形成由宏观到微观、由感性到理性的科学探究过程，并获得基本的观察能力、探究能力和实际解决问题的能力。培养学生“宏观辨识和微现探析”“科学探究与创新意识”的学科素养。[重点难点]用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。活动五：实验探究——催化剂对反应速率的影响一、实验探究实验探究一：阅读教材P22实验24，完成下表：原理_________________________________________ 实验操作实现现象①未加入MnO2时，_______________，与加入催化剂后作比较。②加入MnO2后，锥形瓶内立即产生___________，并且带余烬的木条______。结论_______________________________________________________实验反思能否先将MnO2置于锥形瓶中，再通过漏斗加入10%H2O2溶液？______________________________________________________能否将10mL10%H2O2和MnO2先后从漏斗中加入锥形瓶？____________________________________________________________实验探究二：阅读教材P23“科学探究1”：探究目的：其他条件相同，不同催化剂对H2O2溶液分解速率的影响。完成下表：原理______________________________________实验操作注意：（1）两支试管中均加入2mL10%H2O2溶液，用胶头滴管分别滴入1mL0.1mol/L的FeCl3和CuCl2溶液。（2）实验改进：用CuCl2代替了CuSO4溶液，你认为哪个更好？________________________________________________产生气泡快慢_____________________结论对比①与②可知：__________________________________________实验探究三：阅读教材P23“科学探究2”：探究目的：其他条件相同，Mn2+对KMnO4与H2C2O4溶液反应速率的影响。加入试剂4mL0.01mol/LKMnO42mL0.1mol/LH2C2O4溶液4mL0.01mol/LKMnO42mL0.1mol/LH2C2O4溶液一粒黄豆大MnSO4固体实验现象（褪色快慢）__________________________________________________结论___________________________________________________回顾实验22的现象，并阐述原因。反应产生气泡的快慢：_____________________原因是：_________________________________________________________________________________________________实验探究四：其他条件相同，不同催化剂（生物酶催化剂和无机催化剂）对淀粉分解应速率的影响。反应物5mL淀粉溶液+2滴碘水+1mL2mol/LH2SO4溶液（必要时加热，但温度不超过40℃）5mL淀粉溶液+2滴碘水+1mL唾液反应现象______________________________________________________________结论____________________________________________________二、微观探析：（一）催化剂对反应速率的影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，（二）微观解释（P22）：使用催化剂→改变了反应的_______________(如图)，降低反应所需的温度→反应的活化能_________→使更多的一般分子转化为活化分子，活化分子数目________→活化分子的百分数_________→单位时间内有效碰撞几率_________→反应速率________。催化剂对反应热无影响。注意：可逆反应中，催化剂同等程度的改变正、逆反应速率。活动六：自主学习——影响化学反应的其他因素任务：阅读教材P20“第一自然段”；P24最后一自然段。请归纳总结，完成下列学习任务。常见的其他因素有______________________________________________________________________________等。