2021-2022学年人教版选修4 第二章 第一节 化学反应速率 教案

其次章化学反应速率和化学平衡
章前概述
化学反应速率、化学平衡和反应进行的方向等化学反应原理，是在学习了化学反应与能量、物质结构、元素周期律等学问的基础上学习的中学化学的重要理论之一，有助于加深理解以前所学的元素化合物学问及化学反应，后续学习的电离平衡、水解平衡等，实际上是化学平衡学问的连续，因此它还为后一章内容的学习打下基础。

本章内容是依据如下挨次支配的：化学反应速率→化学平衡→化学平衡常数→化学反应进行的方向。

化学反应速率属于化学动力学的范畴。

为了让同学在争辩化学反应进行的快慢及如何定量表述上有感性学问，教科书支配了简洁易行的试验。

在试验过程中使同学体会到，要想精确表达化学反应进行的快慢，就必需建立起一套行之有效的方法：确定起点，确定时间单位，找出易于测量的某种量或性质的变化。

要明确反应物的本质打算了反应速率，在影响速率的因素方面着重介绍浓度、压强、温度及催化剂等外界条件对化学反应速率的影响；通过试验和理论分析，使同学由感性生疏上升到理性生疏。

化学平衡属于化学热力学的范畴。

当化学反应的正反应速率和逆反应速率相等时，反应就达到在该条件下的最大限度，即达到了化学平衡状态。

化学平衡是一种动态平衡，它只与起始状态和终了状态有关，与变化途径无关，这就为我们在思考问题时供应了机敏利用所学学问的可能。

在始态和终态保持不变的前提下，我们可以设计不同的途径来达到同一个平衡，从而使问题简化。

教科书通过试验，介绍浓度、压强(气体反应)、温度等外界条件对化学平衡的影响。

由于有了化学反应速率的学问作基础，同学可以通过试验及相应的【思考与沟通】【学与问】等栏目的引导推理，得出正确的结论，生疏化学平衡移动，是正反应速率和逆反应速率发生变化的结果，化学平衡总是向着反应速率变化幅度最大的方向移动。

本章虽然没有具体的化工生产内容，但选择化工生产最适宜的条件必定涉及化学反应速率和化学平衡等理论的应用。

可以引导同学学习分析具体反应的特点，如反应物的聚集状态、气体体积的变化、能量变化等，进而利用所学理论学问进行合理选择。

同时要学习全面思考问题，兼顾各种条件的相互影响，如温度对平衡和速率的影响，高压对平衡的影响及对设备材料的要求，在比较中趋利避害，取得最优化的工业生产条件，使同学了解化学理论对生产实际的指导作用。

化学平衡常数有利于从定量角度加深对化学平衡的生疏理解，教科书利用某一反应体系的一组浓度数据，导出化学平衡常数以及化学平衡常数只随温度变化、不随浓度变化的结论。

化学反应进行的方向涉及反应的自由能变化(ΔG)，要用到焓变和熵变学问，需要对化学反应的实质有更多的领悟，所以把它放在本章的最终(第四节)，以学问介绍的方式呈现出来，让同学了解打算反应进行方向的因素不是单一的焓变，熵变也是打算因素之一。

教材通过生活中的实际事例，力争使学问浅显易懂，使同学从混乱度的角度形成对熵的概念的粗浅生疏。

只要求同学能利用化学反应原理学问解释日常生活中的某些现象，思考问题时能够更加全面。

本章内容既抽象又具体。

抽象在于它的理论解释对同学来说是全新的，有些反应的深层本质同学是接触不到的，只能凭思考、想像，增大了学习的难度；说它具体，是由于在生活中有大量鲜活的事实。

教科书利用数据、图片等引发同学思考，把抽象的学问适度地直观化，引发同学联想，从而培育同学的思维力量和学问迁移力量。

课时支配
第一节化学反应速率1课时
其次节影响反应速率的条件2课时
第三节化学平衡6课时
第四节化学反应进行的方向1课时
复习2课时
小计12课时
第一节化学反应速率
王玉峰，江苏省淮州中学
从容说课
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是一个难点。

为了增加同学的感性生疏，用[试验21]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。

通过教科书图21的提示，同学很简洁想到可从测量H2的体积来比较反应的快慢。

这种测量可以是在相同的时间内看H2体积的多少，也可以看产生相同体积的H2所耗时间的多少。

假如在相同时间内测量溶液中H＋浓度的变化，测量锌粒质量的变化，也都可以定量比较这个反应进行的快慢。

同学通过争辩沟通，可以发觉表示反应速率的方法有多种，因此可以通过多种试验来测定某些化学反应的速率。

在沟通中得出：反应速率表示方法的共同之处，都是用在单位时间内反应前后的反应物或生成物的量(物质的量)的变化来表示。

明显该反应以测量H2的体积最为简便易行。

然后引导同学得出：化学反应速率通常是单位时间内反应前后的反应物或生成物的浓度(物质的量浓度)的变化来表示。

充分利用试验教学的功能，可启发引导同学的思维。

[试验21]最好以边讲边做的形式进行，在试验中加深同学对学问的理解。

也可以让同学分组争辩，列举生活中的事例，由感性生疏逐步上升为理性生疏。

教学中需留意以下几点：
1．精确把握教学要求，不要过分拓展教学内容，把规定的内容讲透彻，讲明白。

2．让同学调动利用已有的学问储备与新学问嫁接。

3．利用好教科书，给同学阅读和思考的空间，把握化学反应速率表示方法的要点。

4．充分利用好[试验21]，让同学争辩清楚试验目的和试验方法，做好试验。

5．预备1～2个练习题，强化化学反应速率是用单位时间内反应前后反应物浓度的削减或生成物浓度的增加来表示的。

三维目标
学问与技能
1．了解化学反应速率的概念及表示方法。

2．理解化学反应速率和化学方程式中计量数的关系，会进行反应速率大小的比较。

过程与方法
1．通过有关化学反应速率概念的计算，把握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的计算力量。

2．提高依据化学方程式的推断、比较和计算化学反应速率的力量，把握比较化学反应快慢的方法。

3．通过试验测定某些化学反应速率。

情感态度与价值观
通过学习过程使同学初步学会运用化学视角，去观看生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。

教学重难点
教学重点
化学反应速率的概念及表示方法。

教学难点
反应速率和化学方程式中计量数的关系。

教学用具
试管若干、试管架、锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、20 mL
量筒、1 mol·L－1的盐酸、1 mol·L－1的醋酸、1 mol·L－1的硫酸、4 mol·L－1的硫酸、锌粒、大理石若干。

教学过程设计
新课引入
我们在争辩一个化学反应时，经常必需考虑某些因素对反应的影响，如提高反应物的转化率、提高单位时间内的产量，这与我们争辩的化学反应速率和化学平衡有关，今日我们就来争辩化学反应速率。

在我们的日常生活中，大家会发觉食物在夏天比在冬天简洁变质，有的化学反应进行得很快，几乎是瞬间完成的，比如爆炸；有的反应却进行得很慢，比如煤的形成需要几千年。

这说明一个问题，便是对于不同反应来讲，其反应速率是不相同的，即使对于相同的反应，条件不同，可能反应速率也不相同。

下面我们通过试验让大家体会一下。

[试验]投影：两个大小相同的烧杯中各放入物质的量浓度相同的盐酸和醋酸20 mL，向其中加入颗粒大小相同的大理石。

观看大理石四周产生气泡的快慢。

[提问]刚才试验中，大家可清楚观看到放入盐酸中的大理石四周产生的气泡速率明显比放入醋酸中的快，这说明白什么问题呢？我们如何来定量表示这种反应的快慢呢？
[设疑]物理课中所学的速度和它的一般表述方法的共同特点。

都有一个确定的起点(速度＝0)；都有一个和速度大小相匹配的时间单位；都有说明体系某种变化的可计量的性质。

[引入]提出问题争辩：(1)怎样推断化学反应的快慢？(2)通过对试验现象的观看你能否推断出一个反应比另一个反应快多少？
[板书]其次章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
[争辩]在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量表示化学反应进行的快慢呢？
[讲]化学反应速率的表示方法：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。

若浓度用物质的量浓度(c)来表示，单位为 mol/L，时间用t来表示，单位用秒(s)或分(min)或小时(h)来表示，则化学反应速率的数学表达式为：v＝＝＝Δc/Δt单位是：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)。

[板书]一、化学反应速率的表示方法：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＝＝＝Δc/Δt
单位是：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)。

例1：在2 L的密闭容器中，加入1 mol N2和3 mol H2，发生N2＋3H22NH3，在2 s末时，测得容器中含有0.4 mol的NH3，求该反应的化学反应速率。

解：N2＋3H 22NH3
起始量( mol)： 1 3 0
变化量( mol)：0.2 0.6 0.4
2s末量( mol)：1－0.2 3－0.6 0.4
则vN2：0.2/(2×2)——0.05 mol/(L·s)vH2：0.6/(2×2)——0.15 mol/(L·s)
vNH3——0.4/(2×2)——0.1 mol/(L·s)
[争辩]通过上述计算结果，你会得出什么结论？
[投影]理解化学反应速率的表示方法时应留意的几个问题：
1．上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

2．无论浓度的变化是增加还是削减，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。

3．由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参与的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。

其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。

通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。

4．对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同。

因此，表示化学反应速率时，必需指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

5．对于在一个容器中的一般反应aA＋bB＝＝＝cC＋dD来说有：v A：v B：v C：v D＝＝＝Δc A：Δc B：Δc C：Δc D＝＝＝Δn A：Δn B：Δn C：Δn D＝＝＝a：b：c：d
[板书]2.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的计量数比。

例2：可逆反应3A(g)＋B(g)＝＝＝2C(g)＋2D(g)，在四种不同状况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是( )
A．v A＝0.15 mol/L·min B．v B＝0.6 mol/L·min
C．v C＝0.4 mol/L·min D．v D＝0.01 mol/L·s
解析：解答此题应留意将四种状况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较，选B。

[讲]化学反应速率是通过试验测定的。

[板书]二、化学反应速率的测定
1．基本思路
[讲]由于化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可加以利用。

[板书]2.基本性质
[投影](1)直接可观看的性质，如释放气体的体积和体系的压强。

(2)依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸取、光的放射、导电力量等。

(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，经常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率。

[板书]3.化学方法
[投影]同学试验
21
试验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L
的硫酸、4 mol/L的硫酸。

试验步骤：①取一套装置，加入40 mL 1 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。

②取另一套装置，加入40 mL 4 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。

试验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。

②所用的时间比①所用的时间短。

试验结果：
试验结论：4 mol/L的硫酸与锌反应比1 mol/L的硫酸与锌反应快。

留意事项：
①锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同
②40 mL的硫酸溶液要快速加入
③装置气密性要好，且计时要快速精确
[思考与沟通]还可依据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？
锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn＋2H＋＝＝＝Zn2＋＋H2↑，因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化等来测定化学反应速率。

[投影]学问拓展——物理方法
1．量气法。

对于反应2H2O2=====
MnO2
2H2O＋O2↑，可测量反应中唯一的气体产物氧气在温度压强肯定时的体积变化。

2．比色法。

由于物质对特定波长的光的吸取性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。

例如，在丙酮的溴化反应过程中：CH3COCH3＋Br2―→CH3COCH2Br＋HBr 有色反应物Br2吸取波长为450 nm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度，据此计算化学反应速率。

3．电导法。

依据离子导电力量的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化，从而计算化学反应速率。

例如，在乙酸乙酯水解反应中：
CH3COOC2H5＋OH――→CH3COO―＋C2H5OH
由于OH―的电导远大于CH3COO―的电导，可以利用电导仪测量出溶液电导的变化，据此求得OH―浓度的变化，从而求得化学反应速率。

4．此外，激光技术也已广泛应用于化学反应速率的测定。

板书设计
第一节化学反应速率
1．化学反应速率的表示方法：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＝＝＝Δc/Δt
单位是：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)
2．在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的各物质前的化学计量数之比。

二、化学反应速率的测定
1．基本思路
2．基本性质
3．化学方法
教学反思
本节教学活动中，通过同学重温高一时电解质、非电解质概念，引入本节课教学重点——强弱电解质。

本节课探究性试验主要是挂念同学建立强弱电解质的概念，是本课的基本要求，通过试验现象逐步分析得出相关结论。