化学反应速率与限度

第二章 化学反应与能量
第三节 化学反应速率与限度 （第1课时）
一、教材分析
《化学反应速率与限度》是人教版高中化学必修二第二章《化学反应与能量》第3节《化学反应速率与限度》第1节课的内容，主要学习化学反应速率的概念、影响化学反应速率的因素，了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。本节内容是对前两节内容的拓展和延伸。通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入、更全面，在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。本节内容是后面学习化学反应限度概念的基础。
二、目标
1．知识目标：
（1）理解化学反应速率的概念。
（2）了解影响化学反应速率的因素。
（3）了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
2．能力目标：
(1) 通过在化学实验和日常生活中的现象，理解反应速率的概念及其表示方法，培养实验观察能力及分析探究能力；
（2）通过体验科学探究的过程和化学研究的基本方法，培养自主学习的能力。
3．情感、态度和价值观目标：
（1）通过对实验现象的观察和原因探究，培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
（2）通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。
（3）在影响化学反应速率的因素的学习中渗透辩证法。
三、教学重点难点
重点：化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
难点：化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
四、学情分析
我们的学生基础较差，特别是对实验现象的概括叙述不规范，需要老师规范学生的用语，本节学生掌握化学反应速率的概念以及计算应该没问题，让学生自己总结影响化学反应速率的因素会有一些困难。
五、教学方法
1．实验法：分小组进行课堂探究实验：实验2-5和实验2-6
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习实验《化学反应速率与限度》，完成学案。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：八人一组，多媒体教室内教学。课前准备好烧杯、试管、热水、冷水、配制好H2O2、FeCl3溶液。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
教师首先提问： 这些反应的发生所经历的时间一样吗（看图片）？炸药爆炸（图1）、金属锈蚀（图2）、溶洞形成（图3）、溶液中的离子反应（图4、图6、图7）、镁条燃烧（图5）、溶液中新制的氢氧化亚铁转化为氢氧化铁（8）、食物腐败、塑料老化
(2) 你能通过观察什么现象来判断反应进行得快慢？还有哪些其他方法观察该化学反快慢呢？（在日常生活和化学实验过程中，观察化学反应进行得快慢的方法都有哪些？请举例说明。观察反应快慢的方法：①冒气泡快慢；②固体量的改变；③浑浊程度；④颜色变化；⑤温度变化等。）
教师：物理学中用什么定量描述物体的运动快慢？??速度。不考虑速度的方向称之为速率。化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。因很多化学反应在溶液中进行，因此化学反应速率通常用物质的量浓度在单位时间内的改变量来表示。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。然后展示探究的第一个问题，化学反应速率的概念。已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：化学反应速率的概念
[教师]例：将锌粒放入5mol/L的盐酸中，经过10s盐酸的浓度变成1mol/L。
此10s内该化学反应的速率为
υ（HCl）=(5mol/L-1mol/L)/10s=0.4mol/(L?s)
[学生]请根据你的理解写出化学反应速率的字母表达式及化学反应速率的单位。
【思考】
反应速率是瞬时速率还是平均速率？
[小结]1、反应速率的值越大，说明化学反应越快！
2、化学反应速率表示的是平均反应速率。
[例1]在一密闭容器里装有氮气和氢气。反应开始时，氮气的浓度为2mol/L，氢气的浓度为5mol/L, 反应开始2min时，测得容器中氮气的浓度为1.8mol/L。2min后氢气的浓度为多少mol/L?这2min内氮气的平均反应速率是多少？氢气和氨气的平均反应速率各是多少？2min内氮气、氢气和氨气的速率之比为多少?
【思考】
②同一化学反应，用不同的物质表示其反应速率时，数值相同吗？意义相同吗？

③同一化学反应，不同物质表示的反应速率之比与什么有关?
设计意图：通过练习，使学生掌握有关反应速率的计算。
探究二：影响化学反应速率的外界条件因素
分组实验：做实验2-5，并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
现象结论
热水气泡多而快，产生的气体
使带火星的木条复燃升温，反应速率增大
常温气泡均匀H2O2分解FeCl3做催化剂
冷水气泡较少降温，反应速率减小

分组实验：做实验2-6，并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
现象结论
加入MnO2气泡多而快加入MnO2，反应速率加快
加入FeCl3气泡均匀加入FeCl3，反应速率加快
（稍慢）
不加其他试剂无明显现象H2O2分解反应中，MnO2和
FeCl3做催化剂，加快了反应
速率
设计意图：通过学生实验让学生体验影响反应速率的因素。
[讨论]课本43页的思考与交流。
除此之外，请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素。
教师组织学生分组讨论，最后师生总结：（1）温度：温度越高，化学反应速率越快。
（2）催化剂：通常加入催化剂能极大地加快化学反应速率。
（3）固体反应物的表面积：有固体参加的反应，固体的表面积越大，固体在同一时间内与其他反应物的接触越多，化学反应速率越快。
（4）反应物状态：通常气相或液相反应比固相反应的反应速率大。
（5）溶液浓度：在溶液中进行的反应，反应物的浓度越大，化学反应速率越快。
（98%浓硫酸例外）
（6）压强：对于有气体参加的反应，改变压强将使气体的体积发生改变，也即相应地改变气体的浓度。故增大压强，反应速率加快，降低压强，反应速率减缓。
（7）形成原电池：加快反应速率。
探究三：探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义？
如何通过改变外界条件来达到我们所希望的反应速率呢？请举例。
教师组织学生分组讨论，最后师生总结：
探究影响化学反应速率的外界条件因素的意义：
控制反应条件，提高那些对人类有利的反应速率，降低那些对人类反应不利的反应速率。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。化工生产还要关注化学反应进行的程度，即化学反应限度，在下一节课我们一起来学习化学反应限度。这节课后大家可以先预习这一部分，并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第三节 化学反应的速率和限度
一、化学反应速率
1、化学反应速率的含义：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（均取正值）来表示。
浓度的变化??△C 时间的变化??△t
表达式：υ=△C/△t 单位：mol/(L?s)或mol/(L?min)
2、影响化学反应速率的外界条件因素
温度、催化剂、溶液浓度、形成原电池、固体的表面积、反应物状态、气体压强、潮湿的空气……
反应物的性质是决定反应速率的主要因素，
外界条件的改变可以影响化学反应速率。
十、教学反思
本节课内容从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，通过看一些形象生动的图片，学生知道了化学变化是有快有慢的，并且可以从很多方面观察判断化学变化的快慢，引导学生对实验现象的观察，为下面的实验探究做铺垫。在此基础上引出反应速率的概念及其表示方法。又通过练习，要学生明确决定反应速率的主要因素是物质本身的化学性质，外界条件可以影响反应速率。通过实验探究和课本上的思考与交流，学生自己就能够总结出影响化学反应速率的一些外界条件因素。再通过一些日常生活、化学实验和工农业生产中人为控制反应速率的实例，认识到学习反应速率有关知识的重要性
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习3分钟，讲解化学反应速率及练习15分钟，学生分组实验10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节12分钟，能够完成教学内容。学生实验用时太多，今后应控制好。

第三节 化学反应的速率和限度（第二课时）
一、教材分析：在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后，教材通过科学史实等实例，让学生认识化学反应限度问题，经过对化学反应的可逆性可逆反应化学平衡状态的分析推进，认识化学反应是有限度的，并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
二、教学目标：
1．知识目标：
（1）通过实验认识化学反应限度的存在，了解化学反应限度的概念和产生原因。
（2）知道达到化学反应限度的特征。
（3）了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用，认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。
2．能力目标：
(1) 重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
（2）通过探究实验认识化学平衡与反应限度，并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。
3．情感、态度和价值观目标：
（1）通过对实验现象的观察和原因探究，培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
（2）通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。
三、教学重点难点
重点：化学反应限度概念；了解影响化学反应限度的因素。
难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。
三、学情分析
我们的学生抽象思维能力较差，需要教师多引导，学生对于反应限度的理解不透彻。
五、教学方法
1．学案导学：见后面的学案。
2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习学案《化学反应的速率和限度学案》。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
[设疑]炼铁高炉尾气之谜（学生阅读课本45页科学史话）
通过这一节课的学习你就能解开这一谜底了。你想知道吗？
教师：这节课我们就来学习化学反应限度。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。然后展示探究的第一个问题，为什么存在化学反应限度的问题？已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：为什么存在化学反应限度的问题？
[设问]为什么存在化学反应限度的问题？
[教师]可逆反应??在相同条件下，正向反应和逆向反应都能同时进行的反应。
正向反应：反应物→生成物
逆向反应：生成物→反应物
[讨论]
（1）在2SO2+O2 2SO3中，随着反应的进行，反应物的浓度和生成物的浓度是怎样改变的？
(2) 刚开始时，正向反应逆向反应同时进行，反应速率是否相同？（提示：此时反应速率与浓度有关）
(3) 随着反应的进行，正反应速率和逆反应速率是怎样改变的？最终达到怎样的状态?
(4) 能否用图示表示该过程？
[小结]反应开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为零，逆反应速率为零。随着反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率减小；生成物浓度增大，逆反应速率增大。当正反应速率等于逆反应速率时，反应物浓度和生成物浓度不再发生改变，达到表面静止的状态??平衡状态。
探究二：达到化学反应限度的特征有哪些?
正反应速率=逆反应速率，各组分的浓度、物质的量、百分含量保持不变。
[例1]对于反应N2+3H2 2NH3，下列说法处于化学平衡状态的是：
①υ（N2生成）=υ（N2消耗），②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2，③单位时间内生成2molNH3，同时消耗1molN2， ④N2、H2、NH3的物质的量不再发生变化。
A、①④　　　　B、②③　　　C、②③④　　　　　D、①③④
[练习1] 下列哪种说法可以证明反应N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态（ ）
A.1个N N 键断裂的同时，有3个H?H键形成
B.1个N N 键断裂的同时，有3个H?H 键断裂
C.1个 N N键断裂的同时，有6个H?H 键断裂
D.1个N N 键断裂的同时，有6个N?H 键形成
设计意图：通过练习加深学生对化学平衡状态特征的理解。
探究三：学习化学反应的限度有何意义？
【思考交流】（1）.观看有关定向爆破的图片，你从中得到什么启示。
（2）. 阅读课文52页，回答课文中的有关问题，归纳：提高煤的燃烧效率可以采取哪些措施？

[小结]2、提高煤燃烧效率的方法：
①使燃料充分燃烧（提高能量转化率）：
用煤粉（增加固体的表面积）、空气或氧气适当过量（增加反应物浓度）……
②充分利用释放的能量（提高能量利用率）
炉膛采用保温材料、废气用以烧水取暖等等。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们学习了化学反应限度问题，就学完了《化学反应与能量》这一章，在下一节课我们一起来复习这一章的知识点。这节课后大家可以先复习这一部分，着重理解化学能与热能、化学能与电能、化学反应速率和限度。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第三节 化学反应的速率和限度
二、化学反应的限度
1、化学反应限度：在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时的完成程度
2、达到化学反应限度的特征（一定条件下的可逆反应）：
（1）υ正=υ逆≠0
（2）反应物和生成物的浓度不再改变
三、化学反应条件的控制
控制反应条件，最大程度地得到产物，提高反应物的利用率
十、教学反思
本节课由科学史话“炼铁高炉之谜”引发学生强烈的求知欲望，继而通过实验探究发现反应限度的问题，随着问题探究的步步深入，引导学生理解可逆反应中存在反应限度的原因，理解反应限度的概念及达到反应限度的特征。在此基础上指导学生分析和解决实际问题??提高煤的燃烧效率，理解控制化学反应条件在生产和生活中的实际意义，使学生认识到学习本节知识的意义所在，激发学生学习的兴趣。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解化学平衡的建立用时5分钟左右，讲解化学平衡状态的特征及相应练习 10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节15分钟，能够完成教学内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!

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