高中化学2.3《化学反应的速率和限度》教案新人教版必修2

高中化学2.3《化学反应的速率和限度》教案新人教版必修2一、教学目标1.知识与技能目标理解化学反应速率的概念，掌握化学反应速率的表示方法。学会根据化学反应方程式进行化学反应速率的简单计算。了解影响化学反应速率的因素，能举例说明温度、浓度、催化剂等因素对化学反应速率的影响。理解可逆反应的概念，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态，掌握化学平衡状态的特征。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生观察、记录、分析实验现象的能力，以及设计实验方案的能力。运用比较、归纳等方法，引导学生总结化学反应速率的表示方法和影响因素，培养学生的逻辑思维能力。通过讨论化学平衡状态的特征，培养学生的合作学习能力和辩证思维能力。3.情感态度与价值观目标通过实验探究，激发学生学习化学的兴趣，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。认识化学反应速率和限度在生产、生活中的重要应用，体会化学科学对人类生产、生活的贡献，增强学生学习化学的使命感和责任感。

二、教学重难点1.教学重点化学反应速率的概念、表示方法及简单计算。影响化学反应速率的因素。化学平衡状态的概念及特征。2.教学难点化学反应速率的计算。理解影响化学反应速率的因素的本质原因。化学平衡状态的判断。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法

四、教学过程

（一）导入新课【展示图片】展示汽车发动机中燃料燃烧、溶洞的形成、铁桥生锈、牛奶变质等图片。【提出问题】这些化学反应进行的快慢一样吗？如何描述化学反应进行的快慢呢？【引出课题】本节课我们就来学习化学反应的速率和限度。

（二）讲授新课1.化学反应速率概念【讲解】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。【举例】例如，在实验室制取氧气时，过氧化氢分解产生氧气的反应，有的反应进行得很快，瞬间就能产生大量氧气；而有的反应则进行得很慢，比如铁生锈的过程，需要很长时间才能观察到明显的变化。表示方法【讲解】通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。【板书】数学表达式：\(v=\frac{\Deltac}{\Deltat}\)【讲解】其中\(v\)表示化学反应速率，\(\Deltac\)表示浓度的变化量，\(\Deltat\)表示时间的变化量。【强调】浓度的变化量是指反应前后的浓度之差，单位一般为\(mol/L\)；时间的变化量单位一般为\(s\)、\(min\)等。【举例】在某一化学反应中，反应物\(A\)的浓度在\(2min\)内由\(2mol/L\)减少到\(1mol/L\)，则\(A\)的化学反应速率为：\(v(A)=\frac{\Deltac(A)}{\Deltat}=\frac{2mol/L1mol/L}{2min}=0.5mol/(L·min)\)单位【讲解】化学反应速率的单位由浓度单位和时间单位组合而成，常用的单位有\(mol/(L·s)\)、\(mol/(L·min)\)等。2.化学反应速率的简单计算根据化学方程式计算【讲解】对于反应\(aA+bB=cC+dD\)，在同一时间段内，各物质的化学反应速率之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比，即\(v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d\)。【例题】在\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)反应中，经过一段时间后，\(NH_3\)的浓度增加了\(0.6mol/L\)，在此时间内用\(H_2\)表示的平均反应速率为\(0.45mol/(L·s)\)，则这段时间是多少？【分析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可先求出\(v(NH_3)\)，再根据\(v=\frac{\Deltac}{\Deltat}\)计算时间\(\Deltat\)。【解答】因为\(v(H_2):v(NH_3)=3:2\)，已知\(v(H_2)=0.45mol/(L·s)\)，则\(v(NH_3)=\frac{2}{3}v(H_2)=\frac{2}{3}×0.45mol/(L·s)=0.3mol/(L·s)\)。又因为\(v(NH_3)=\frac{\Deltac(NH_3)}{\Deltat}\)，\(\Deltac(NH_3)=0.6mol/L\)，所以\(\Deltat=\frac{\Deltac(NH_3)}{v(NH_3)}=\frac{0.6mol/L}{0.3mol/(L·s)}=2s\)。同一反应中用不同物质表示反应速率的比较【讲解】在同一化学反应中，用不同物质表示的反应速率数值可能不同，但表示的是同一个反应的速率，因此比较反应速率的快慢不能只看数值大小，而要转化为同一物质的反应速率进行比较。【例题】反应\(A+3B=2C+2D\)在四种不同情况下的反应速率分别为：①\(v(A)=0.15mol/(L·s)\)②\(v(B)=0.6mol/(L·s)\)③\(v(C)=0.4mol/(L·s)\)④\(v(D)=0.45mol/(L·s)\)该反应进行的快慢顺序为。【分析】将不同物质表示的反应速率转化为用\(A\)表示的反应速率，然后进行比较。【解答】根据\(v(A):v(B):v(C):v(D)=1:3:2:2\)，可得：②\(v(B)=0.6mol/(L·s)\)，则\(v(A)=\frac{1}{3}v(B)=\frac{1}{3}×0.6mol/(L·s)=0.2mol/(L·s)\)；③\(v(C)=0.4mol/(L·s)\)，则\(v(A)=\frac{1}{2}v(C)=\frac{1}{2}×0.4mol/(L·s)=0.2mol/(L·s)\)；④\(v(D)=0.45mol/(L·s)\)，则\(v(A)=\frac{1}{2}v(D)=\frac{1}{2}×0.45mol/(L·s)=0.225mol/(L·s)\)。所以反应进行的快慢顺序为④＞③=②＞①。3.影响化学反应速率的因素实验探究【实验25】在两支大小相同的试管中，装入\(2～3mL\)约\(5\%\)的\(H_2O_2\)溶液，分别滴入\(1～2\)滴\(1mol/L\)的\(FeCl_3\)溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中；另一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察现象并记录。【实验现象】放入热水中的试管产生气泡的速率明显加快，放入冷水中的试管产生气泡的速率明显减慢。【实验结论】温度升高，化学反应速率加快；温度降低，化学反应速率减慢。【讲解】温度对化学反应速率的影响是通过影响活化分子的百分数来实现的。温度升高，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快；反之，温度降低，活化分子百分数减小，有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。【实验26】在三支大小相同的试管中各装入\(2～3mL\)约\(5\%\)的\(H_2O_2\)溶液，再向其中两支试管中分别加入少量\(MnO_2\)粉末、\(1～2\)滴\(1mol/L\)的\(FeCl_3\)溶液，观察现象并记录。【实验现象】加入\(MnO_2\)粉末和\(FeCl_3\)溶液的试管中产生气泡的速率明显加快，且加入\(MnO_2\)粉末的试管产生气泡的速率更快。【实验结论】催化剂能加快化学反应速率。【讲解】催化剂能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。【实验27】在两支大小相同的试管中，分别加入\(3mL0.1mol/L\)和\(3mL0.5mol/L\)的\(Na_2S_2O_3\)溶液，再分别加入\(3mL0.1mol/L\)的稀硫酸，振荡，观察现象并记录。【实验现象】加入\(0.5mol/L\)的\(Na_2S_2O_3\)溶液的试管中先出现浑浊。【实验结论】增大反应物浓度，化学反应速率加快。【讲解】增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。影响化学反应速率的因素总结【讲解】影响化学反应速率的因素主要有温度、浓度、催化剂等。此外，压强（对于有气体参加的反应）、反应物的表面积等也会影响化学反应速率。【强调】升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂一般会加快化学反应速率；降低温度、减小反应物浓度会减慢化学反应速率。4.可逆反应与化学平衡状态可逆反应【讲解】在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。【举例】\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)、\(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\)等都是可逆反应。【强调】可逆反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。化学平衡状态【讲解】在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。【举例】对于反应\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)，当反应进行到一定程度时，单位时间内生成\(N_2\)、\(H_2\)的分子数与消耗\(N_2\)、\(H_2\)的分子数相等，同时生成\(NH_3\)的分子数与消耗\(NH_3\)的分子数也相等，此时反应体系中\(N_2\)、\(H_2\)、\(NH_3\)的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。【化学平衡状态的特征】逆：研究对象是可逆反应。等：正反应速率和逆反应速率相等。动：化学平衡是一种动态平衡，反应仍在进行。定：反应物和生成物的浓度不再发生变化。变：当外界条件改变时，化学平衡可能会发生移动。化学平衡状态的判断【讲解】判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态，可以从以下几个方面进行分析：正逆反应速率相等：\(v_{正}=v_{逆}\)，这是判断化学平衡状态的本质依据。对于不同物质表示的反应速率，要根据化学计量数转化为同一物质的反应速率进行比较。各物质的浓度保持不变：这是判断化学平衡状态的宏观表现。如果某一物质的浓度不再改变，则说明反应达到了平衡状态。体系的颜色不变：对于有颜色变化的反应，当体系的颜色不再改变时，说明反应达到了平衡状态。体系的压强不变：对于有气体参加且反应前后气体体积不相等的反应，当体系的压强不再改变时，说明反应达到了平衡状态。体系的温度不变：对于绝热体系，当体系的温度不再改变时，说明反应达到了平衡状态。

（三）课堂小结【引导学生回顾】本节课我们主要学习了化学反应速率和限度的相关知识。【提问】谁能说一说化学反应速率的概念、表示方法及简单计算？【学生回答】【总结】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，其数学表达式为\(v=\frac{\Deltac}{\Deltat}\)。计算化学反应速率时要注意单位的统一，同一反应中用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比。【提问】影响化学反应速率的因素有哪些？【学生回答】【总结】影响化学反应速率的因素主要有温度、浓度、催化剂等。升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂一般会加快化学反应速率；降低温度、减小反应物浓度会减慢化学反应速率。【提问】什么是可逆反应？什么是化学平衡状态？化学平衡状态有哪些特征？如何判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态？【学生回答】【总结】在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。化学平衡状态具有逆、等、动、定、变等特征。判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态，可以从正逆反应速率相等、各物质的浓度保持不变等方面进行分析。

（四）课堂练习1.已知反应\(4A+5B=4C+6D\)，若反应速率分别用\(v(A)\)、\(v(B)\)、\(v(C)\)、\(v(D)\)表示，则正确的关系是（）A.\(4v(A)=5v(B)\)B.\(5v(B)=6v(D)\)C.\(2v(A)=3v(D)\)D.\(4v(B)=5v(C)\)2.反应\(A(g)+3B(g)\rightleftharpoons2C(g)+2D(g)\)在四种不同情况下的反应速率分别为：①\(v(A)=0.45mol/(L·min)\)②\(v(B)=0.6mol/(L·s)\)③\(v(C)=0.4mol/(L·s)\)④\(v(D)=0.45mol/(L·s)\)该反应进行的快慢顺序为（）A.④＞③=②＞①B.④＜③=②＜①C.①＞②＞③＞④D.④＞③＞②＞①3.对于反应\(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\)，下列判断正确的是（）A.\(2molSO_2\)和足量\(O_2\)反应，必定生成\(2molSO_3\)B.当\(v(正)＞v(逆)\)时，随着反应的进行，反应物的物质的量逐渐减小C.正反应速率之比为\(v(SO_2):v(O_2):v(SO_3)=2:1:2\)时，反应达到平衡状态D.反应达到平衡状态后，升高温度，正