【优教通】高二人教版化学选修四教案设计：2-1《化学反应速率》-

第一节化学反应速率●课标要求1．知道化学反应速率的定量表示方法。2．通过试验测某化学反应的速率。●课标解读1.了解化学反应速率的定义。2．把握有关化学反应速率的计算。3．了解试验测定化学反应速率的方法。●教学地位在同学已有的物体运动速度的基础上，引入化学反应速率的概念不会给同学带来太大的困难，但化学反应速率的表示方法却将是一个难点。用试验2－1来引导同学，使他们得出只依据看到的气泡产生的快、慢来表示反应的速率是模糊的、不精确     的推断。本节是该章学习的基础。●新课导入建议北京的故宫是世界出名的古建筑群，是世界贵重的文化遗产。在保和殿后，有一块巨大的“云龙陛石”，上面雕刻有精致的蟠龙图案。但是，近些年来这些浮雕已开头受损，一些细小的花纹已变得模糊不清。在太和殿四周的汉白玉护栏上的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀。据统计，世界上的古建筑在20世纪所患病的腐蚀比过去几百年甚至几千年所患病的腐蚀还要严峻，有的已面目全非。这真是一场大的灾难。几百年来，这些精致的图案都保存完好，可近些年来却不断患病损失，这是为什么呢？●教学流程设计课前预习支配：(1)看教材P17，完成【课前自主导学】中的“学问1”，并完成【思考沟通1】；(2)看教材P18页，完成【课前自主导学】中的“学问2”，并完成【思考沟通2】。同学之间可分组进行争辩沟通。⇒步骤1：导入新课、分析课时教学地位。⇒步骤2：建议对【思考沟通】多提问几个同学，使80%以上的同学都能把握该内容，以利于下一步对该重点学问的探究。⇓步骤6：师生互动完成“探究2、化学反应速率的计算及比较”，可利用【问题导思】所设置的问题，师生互动。可使用【老师备课资源】为您供应的例题拓展同学的思路。⇐步骤5：在老师指导下由同学自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2两题，验证同学对化学反应速率的理解把握状况。⇐步骤4：老师通过【例1】和教材P17页的讲解，对探究1中的“化学反应速率的特点”进行总结。⇐步骤3：师生互动完成“探究1、化学反应速率的特点”可利用【问题导思】所设置的问题，由浅入深地进行师生互动。步骤7：老师通过例2的讲解对【探究2】中的“化学反应速率的计算”进行总结。⇒步骤8：在老师指导下由同学自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的3、4两题，验证同学对探究点的理解把握状况。⇒步骤9：先让同学自主总结本课时学习的主要学问，然后对比【课堂小结】以明确已学的内容，并课下完成【课后知能检测】。课标解读重点难点1.了解化学反应速率的概念。2.把握化学反应速率的简洁计算。3.了解化学反应速率的测定方法。1.依据化学反应中各物质浓度的变化求各物质的化学反应速率。(重点)2.同一反应中依据不同物质的反应速率比较反应的快慢。(重难点)化学反应速率化学反应速率表示方法：用单位时间内反应物浓度的削减或生成物浓度的增加来表示。表达式：v＝eq\f(Δc,Δt)单位：常用mol/(L·s)或mol/(L·min)举例：对任意一个反应，用符号来代替具体的化学物质，反应方程式表示为mA＋nB===pY＋qZ。用不同物质表示的化学反应速率分别为：v(A)＝eq\f(ΔcA,Δt)；v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)；v(Z)＝eq\f(ΔcZ,Δt)；1．同一化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值相同吗？【提示】不愿定，若化学计量数相同，则反应速率相同，否则，不相同。化学反应速率的测定1.测定原理利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。2．测定方法(1)利用能够直接观看的某些性质测定如通过测量释放出确定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定确定时间内气体压强的变化来测定反应速率。(2)利用科学仪器测量物质的性质如在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。2．已知2g锌粒(假设颗粒大小基本相同)分别与40mL1mol/L和40mL4mol/LH2SO4溶液反应，请问你有几种方法分别测定它们反应速率的大小？【提示】(1)测定收集确定体积的H2时所用的时间。(2)测定一段时间内溶液中c(H＋)的变化。(3)测定一段时间内Zn粒质量的变化。化学反应速率的特点【问题导思】①对反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑能否用CaCO3来表示化学反应速率？【提示】不能用固体或纯液体表示化学反应速率。②化学反应速率是某一时刻的速率吗？【提示】不是，是平均反应速率。③同一反应中用不同物质表示反应速率时，其数值有什么关系？【提示】其数值与化学计量数成正比。1．一个确定的化学反应涉及反应物和生成物，在中学化学里，通常笼统地说化学反应速率快慢时，往往是对整个化学反应而言，例如，H2＋F2===2HF反应很快、CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O反应很慢等；定量地表示化学反应速率时，是对某种具体物质而言的，例如在N2＋3H22NH3中v(N2)＝0.5mol·(L·min)－1等。故描述反应速率时应指明具体物质。2．一般来说，化学反应速率随反应的进行而渐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际上是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。3．无论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。4．由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不愿定相同，所以，在同一个化学反应里，用不同物质表示的化学反应速率不愿定相同。但是，各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比。5．固体或纯液体(留意：不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，则一般不用钠或水表示化学反应速率。1．化学反应速率计算公式中：v＝eq\f(Δc,Δt)Δc的计算依据Δc＝eq\f(Δn,V)，物质的量的计算依据所给的不同条件接受不同的计算方法：n＝eq\f(m,M)＝eq\f(V,Vm)＝eq\f(N,NA)等。2．可用溶液浓度变化来表示反应速率。(2022·抚顺高二月考)反应4A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度削减0.6mol·L－1。对此反应速率的表示，正确的是()①用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1②分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1③在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1④在这2min内用B表示的反应速率的值是渐渐减小的，用C表示的反应速率的值是渐渐增大的A．①② B．③C．① D．②④【解析】本题考查对反应速率定义的理解。①依据化学计量数知，A的浓度削减0.8mol/L，故v(A)＝0.4mol/(L·min)。②B、C、D的化学计量数之比为3∶2∶1，故其反应速率之比为3∶2∶1。③中是2min内的平均反应速率，而不是瞬时速率。④用B表示的反应速率渐渐减小，用C表示的值也渐渐削减。【答案】A本题对化学反应速率概念的理解不够，易错选③，忽视了是2min末，而不是2min内，也易错选④，认为反应物浓度小了，生成物浓度大了。1．以下关于化学反应速率的论述中正确的是()A．化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示B．在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率数值是相同的C．化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减小或生成物浓度的增加D．可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示NaOH和H2SO4反应的速率【解析】化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的转变量来描述的，用不同物质表示时，数值可能不同，所以A、B、C都不正确。【答案】D化学反应速率的计算及比较【问题导思】①已知A＋2BC中，若知道A的反应速率，能否确定其他物质的反应速率？【提示】能。依据速率之比等于化学方程式中计量数之比来求算。②比较化学反应速率大小时要留意哪些问题？【提示】见学问点2。1．化学反应速率的计算(1)利用化学反应速率的表达式：v＝eq\f(Δc,Δt)(2)同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如：对于化学反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，有下列恒等式：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)(3)求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤：①写出有关反应的化学方程式。②找出各物质的起始浓度、转化浓度、某时刻浓度。③依据已知条件列方程计算。例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol/L)abc转化浓度(mol/L)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某时刻浓度(mol/L)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)计算中留意以下关系：①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)③转化率：eq\f(c转化,c起始)×100%2．化学反应速率的比较(1)用同一物质的反应速率比较反应进行的快慢时，必需要保证在速率单位全都的前提下再比较数值的大小。例如，v(H2)＝0.1mol/(L·s)与v(H2)＝3mol/(L·min)不能只看数值大小，应当先换算单位统一后，再进行比较。(2)用不同物质的反应速率比较反应进行快慢时，除要保证单位全都外，还要依据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算后再比较。例如，反应aA＋bBcC，要比较两种不同状况下的v(A)与v(B)的相对大小，即比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b)，则第一种状况下A的反应速率较大。1．在同一化学反应中，虽然用不同物质表示的化学反应速率不愿定相同，但是它们表示的实际意义是完全相同的。2．描述反应速率时应指明具体物质。(2022·辽阳高二月考)确定温度下，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．反应开头到10s时，用Z表示的反应速率为0.158mol·(L·s)－1B．反应开头到10s时，X的物质的量浓度削减了0.79mol·L－1C．反应开头到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)【解析】由图可知，由0～10s，n(X)由1.20mol削减到0.41mol，n(Y)由1.00mol削减到0.21mol，n(Z)由0增加到1.58mol，故v(Z)＝eq\f(\f(1.58mol,2L),10s)＝0.079mol·L－1·s－1，A项错；反应开头到10s时，X的物质的量浓度削减eq\f(1.20－0.41,2)＝0.395(mol·L－1)，B项错；c(Y)＝eq\f(1.00mol－0.21mol,1.00mol)×100%＝79.0%，C项正确；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79mol∶0.79mol∶1.58mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项错。【答案】C利用图像进行化学反应速率计算的方法(1)由图像中各量的变化找出反应物、生成物。(2)看准图像坐标表示的含义，依据某一时段各物质的变化，找出相应的变化量(Δc、Δn等)，求反应速率。(3)依据化学反应速率之比等化学计量数之比，确定相应的化学方程式。2．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在确定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol/(L·s)②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol/(L·s)③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1。其中正确的是()A．①③ B．①④C．②③ D．③④【解析】解题时先利用所给条件列出“三段式”：2A(g)＋B(g)2C(g)起始浓度/mol·L－12102s内变化浓度/mol·L－10.60.30.62s时浓度/mol·L－11.40.70.6①依据反应的平均速率的定义可知eq\x\to(v)(A)＝eq\f(2mol·L－1－1.4mol·L－1,2s)＝0.3mol/(L·s)；②同理可知：eq\x\to(v)(B)＝0.15mol/(L·s)；③A的转化率＝eq\f(2mol·L－1－1.4mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝30%；④2s时B的浓度为0.7mol·L－1，检查选项，只有①④正确，即B项正确。【答案】B【老师备课资源】比较化学反应速率快慢的方法：(1)化为同一物质：①统一单位，把所给反应速率的单位统一；②化成同一物质，依据反应速率之比等于化学计量数之比转化；③比较大小。(2)直接求得反应速率与对应物质化学计量数的比值，比值越大、反应速率越快，若相等，则反应速率相等。在2A＋B3C＋5D反应中，表示该反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol/(L·s)B．v(B)＝0.3mol/(L·s)C．v(C)＝0.6mol/(L·s)D．v(D)＝1mol/(L·s)【解析】比较反应速率时，应当换算成用同一物质表示。将各数据转化为B的速率进行比较。A．v(A)＝0.5mol/(L·s)，则v(B)＝0.25mol/(L·s)，C．v(C)＝0.6mol/(L·s)，则v(B)＝0.2mol/(L·s)，D．v(D)＝1mol/(L·s)，则v(B)＝0.2mol/(L·s)，所以速率最快的为B选项v(B)＝0.3mol/(L·s)。【答案】B化学反应速率概念：定量描述化学反应进行快慢的物理量表达式：v＝eq\f(Δc,Δt)计算(计算大小，比较快慢)测定方法(气体体积变化，浓度变化，显色时间等)1．下面有关化学反应速率的说法中正确的是()A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的削减或任何一种生成物浓度的增加来表示C．若某化学反应的反应速率为0.5mol·L－1·s－1就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒为0.5mol·L－1D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度【解析】不是全部化学反应都有明显的现象，A错误；不是全部的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，由于固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错；该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒都为0.5mol·L－1，C说法错误，反应速率应当指单位时间内反应物和生成物的浓度变化；D正确。【答案】D2．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是()A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同B．不能用CaCO3浓度的变化来表示反应速率，但可用水来表示C．用