高中化学选修4-第二章教案+练习题+参考答案

高中化学选修4--第二章教案+练习题+参考答案第二章化学反应速率和化学平衡一、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。了解影响化学反应速率的因素，理解浓度、温度、催化剂等因素对化学反应速率的影响规律。理解化学平衡的概念，掌握化学平衡的特征。理解勒夏特列原理，能够运用该原理分析外界条件对化学平衡的影响。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生观察、分析、归纳的能力。通过对化学反应速率和化学平衡的学习，培养学生运用化学理论知识解决实际问题的能力。3.情感态度与价值观目标通过实验探究，培养学生严谨的科学态度和合作精神。通过对化学平衡移动原理的学习，培养学生的辩证唯物主义观点。二、教学重难点1.教学重点化学反应速率的概念及表示方法。影响化学反应速率的因素。化学平衡的概念及特征。勒夏特列原理。2.教学难点化学反应速率的计算。影响化学反应速率的因素的实验探究。化学平衡状态的判断。勒夏特列原理的应用。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法四、教学过程第一课时化学反应速率导入新课通过展示一些化学反应的图片，如爆炸、金属生锈、溶洞的形成等，让学生感受化学反应有快有慢，从而引出本节课的主题化学反应速率。讲解新课1.化学反应速率的概念引导学生阅读教材，理解化学反应速率的概念：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。强调化学反应速率的表示方法：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。给出化学反应速率的数学表达式：\(v=\frac{\Deltac}{\Deltat}\)，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。2.化学反应速率的计算例1：在某一化学反应中，反应物A的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L，求该反应中A的化学反应速率。解：\(\Deltac(A)=2.0mol/L0.5mol/L=1.5mol/L\)\(v(A)=\frac{\Deltac(A)}{\Deltat}=\frac{1.5mol/L}{5s}=0.3mol/(L·s)\)强调计算化学反应速率时的注意事项：化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。对于同一个化学反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比。例2：在反应\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)中，已知\(v(N_2)=0.5mol/(L·s)\)，求\(v(H_2)\)和\(v(NH_3)\)。解：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得：\(v(H_2)=3v(N_2)=3×0.5mol/(L·s)=1.5mol/(L·s)\)\(v(NH_3)=2v(N_2)=2×0.5mol/(L·s)=1mol/(L·s)\)课堂小结1.化学反应速率的概念。2.化学反应速率的表示方法及数学表达式。3.化学反应速率的计算。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，则下列关系正确的是（）A.\(4v(A)=5v(B)\)B.\(5v(B)=6v(D)\)C.\(2v(A)=3v(D)\)D.\(4v(B)=5v(C)\)2.在一定条件下，\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)反应中，起始时\(N_2\)的浓度为\(2mol/L\)，\(H_2\)的浓度为\(5mol/L\)，反应进行\(2min\)后，测得\(NH_3\)的浓度为\(0.4mol/L\)，则用\(N_2\)表示该反应的速率为（）A.\(0.5mol/(L·min)\)B.\(0.1mol/(L·min)\)C.\(0.05mol/(L·min)\)D.\(0.2mol/(L·min)\)布置作业教材课后习题第1、2、3题。第二课时影响化学反应速率的因素导入新课通过复习化学反应速率的概念和表示方法，引出本节课的主题影响化学反应速率的因素。讲解新课1.浓度对化学反应速率的影响实验22：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\(FeCl_3\)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：升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。引导学生分析原因：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；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。2.温度对化学反应速率的影响实验23：在两支大小相同的试管中，分别加入2mL0.1mol/L\(H_2C_2O_4\)溶液，向其中一支试管中加入2mL0.1mol/L\(H_2SO_4\)溶液，向另一支试管中加入2mL蒸馏水，振荡试管。观察并记录现象。实验现象：加入\(H_2SO_4\)溶液的试管中溶液褪色的速率明显加快，加入蒸馏水的试管中溶液褪色的速率较慢。实验结论：增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。引导学生分析原因：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；减小反应物浓度，单位体积内活化分子数减少，有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。3.催化剂对化学反应速率的影响实验24：在三支大小相同的试管中，分别加入2mL5%的\(H_2O_2\)溶液，向其中一支试管中加入少量MnO_2粉末，向另一支试管中加入少量FeCl_3溶液，观察并记录现象。实验现象：加入MnO_2粉末和FeCl_3溶液的试管中均迅速产生大量气泡，而未加催化剂的试管中产生气泡的速率较慢。实验结论：催化剂能加快化学反应速率。引导学生分析原因：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。课堂小结1.浓度对化学反应速率的影响：增大反应物浓度，化学反应速率加快；减小反应物浓度，化学反应速率减慢。2.温度对化学反应速率的影响：升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。3.催化剂对化学反应速率的影响：催化剂能加快化学反应速率。课堂练习1.下列条件的改变，一定能加快化学反应速率的是（）A.增大压强B.升高温度C.增大反应物的量D.减小生成物的浓度2.对于反应\(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\)，下列判断正确的是（）A.2体积\(SO_2\)和足量\(O_2\)反应，必定生成2体积\(SO_3\)B.其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动C.平衡时，\(SO_2\)消耗速率必定等于\(O_2\)生成速率的两倍D.平衡时，\(SO_2\)浓度必定等于\(O_2\)浓度的两倍布置作业教材课后习题第4、5、6题。第三课时化学平衡导入新课通过展示一些可逆反应的实例，如\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)、\(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\)等，引出本节课的主题化学平衡。讲解新课1.化学平衡的概念引导学生阅读教材，理解化学平衡的概念：在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种"平衡状态"，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。强调化学平衡的特征：逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。等：正反应速率与逆反应速率相等。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改变。变：当外界条件改变时，化学平衡会发生移动。2.化学平衡状态的判断引导学生分析判断化学平衡状态的标志：正反应速率与逆反应速率相等。各物质的浓度不再改变。对于有气体参加的反应，混合气体的总压强、总体积、总物质的量不再改变。对于有颜色变化的反应，体系的颜色不再改变。例1：在一定温度下，可逆反应\(A(g)+3B(g)\rightleftharpoons2C(g)\)达到平衡的标志是（）A.\(C\)的生成速率与\(C\)的分解速率相等B.单位时间内生成\(nmolA\)，同时生成\(3nmolB\)C.\(A\)、\(B\)、\(C\)的浓度不再改变D.\(A\)、\(B\)、\(C\)的分子数之比为1:3:2解：A选项，\(C\)的生成速率与\(C\)的分解速率相等，说明正反应速率与逆反应速率相等，达到平衡状态；B选项，单位时间内生成\(nmolA\)，同时生成\(3nmolB\)，均表示逆反应速率，不能说明达到平衡状态；C选项，\(A\)、\(B\)、\(C\)的浓度不再改变，符合化学平衡状态的特征，达到平衡状态；D选项，\(A\)、\(B\)、\(C\)的分子数之比为1:3:2，不能说明各物质的浓度不再改变，不一定达到平衡状态。故答案为AC。课堂小结1.化学平衡的概念。2.化学平衡的特征。3.化学平衡状态的判断。课堂练习1.下列说法中可以充分说明反应\(P(g)+Q(g)\rightleftharpoonsR(g)+S(g)\)在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.\(P\)和\(S\)的生成速率相等C.反应容器内\(P\)、\(Q\)、\(R\)、\(S\)四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间变化2.在一定温度下，反应\(A_2(g)+B_2(g)\rightleftharpoons2AB(g)\)达到平衡的标志是（）A.单位时间内生成\(nmolA_2\)，同时生成\(nmolAB\)B.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成\(2nmolAB\)，同时生成\(nmolB_2\)D.单位时间内生成\(nmolA_2\)，同时生成\(nmolB_2\)布置作业教材课后习题第7、8、9题。第四课时化学平衡的移动导入新课通过复习化学平衡的概念和特征，引出本节课的主题化学平衡的移动。讲解新课1.化学平衡移动的概念引导学生阅读教材，理解化学平衡移动的概念：当一个可逆反应达到平衡状态后，如果改变浓度、温度、压强等反应条件，原来的平衡状态会被破坏，化学平衡会发生移动。2.影响化学平衡移动的因素浓度对化学平衡的影响实验25：在\(FeCl_3\)溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液立即变成红色，再向其中加入少量铁粉，振荡，观察现象。实验现象：溶液红色变浅。实验结论：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。引导学生分析原因：根据勒夏特列原理，当改变影响化学平衡的一个条件时，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。温度对化学平衡的影响实验26：将装有\(NO_2\)和\(N_2O_4\)混合气体的两个连通烧瓶，一个放入热水中，另一个放入冷水中，观察现象。实验现象：放入热水中的烧瓶内气体颜色加深，放入冷水中的烧瓶内气体颜色变浅。实验结论：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。引导学生分析原因：温度升高，平衡向吸热反应方向移动，以减弱温度升高对体系的影响；温度降低，平衡向放热反应方向移动，以减弱温度降低对体系的影响。压强对化学平衡的影响引导学生分析对于有气体参加的反应，压强对化学平衡的影响：对于反应\(N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3\)，增大压强，平衡向正反应方向移动，因为正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动。对于反应\(2SO_2+O_2\rightleftharpoons2SO_3\)，增大压强，平衡向正反应方向移动，因为正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动。对于反应\(H_2+I_2(g)\rightleftharpoons2HI\)，增大压强，平衡不移动，因为反应前后气体体积不变，增大压强，平衡不移动。总结压强对化学平衡的影响规律：增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。课堂小结1.化学平衡移动的概念。2.浓度对化学平衡的影响。3.温度对化学平衡的影响。4.压强对化学平衡的影响。课堂练习1.对于反应\(2A(g)+B(g)\rightleftharpoons2C(g)\)（正反应