2019-2020年鲁科版高中化学选修4第二章3节 化学反应的速率第2课时教学设计2.doc

2019-2020年鲁科版高中化学选修4第二章3节 化学反应的速率第2课时教学设计2【教学目标】知识与技能目标1、进一步了解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。2、知道活化能的概念及其对化学反应速率的影响。过程与方法目标1、通过对浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响等问题的研讨，培养分析、处理数据并从中获取信息的能力。情感态度与价值观目标进一步体会化学的魅力，激发对学习的兴趣；通过催化剂实际应用的事例，使认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。【教学过程】【思维导图】复习回顾 一、化学反应速率：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。若浓度用物质的量（C）来表示，单位为：mol/L，时间用t来表示，单位为：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 = C/ t 单位是：mol/（Ls） 或 mol/（Lmin） 或 mol/（Lh）化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的量变化来表示，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，其数学表达式可表示为【明确】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题： 1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位，时间单位通常可用s、min、h表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/(ls)、mol/(lmon)或mol/(lh)。 2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。 3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算： 对于反应来说，则有。4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 讲述影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行。二、浓度对化学反应速率的影响提出问题浓度是怎样影响化学反应速率的？交流研讨58页回答1.、2. 两题。结论1. v=kc(H2O2)c(HI) k为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率。通常，反应速率常数越大，反应进行的越快。反应速率常数与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积性质等因素的影响。2.其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。提出问题压强是怎样对化学反应速率进行影响的？讲解当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。思考为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？讲解1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。 强调压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。结论 对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。提出问题温度是怎样对化学反应速率进行影响的？三、温度对化学反应速率的影响交流研讨59页思考为什么升高温度会使反应速率加快？讲解当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。提出问题催化剂是怎样影响化学反应速率的？四、催化剂对化学反应速率的影响交流研讨62页讲解当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。结论1.催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。2.催化剂通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能来提高化学反应速率。需要注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。3、.催化剂具有选择性，某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他反应就不一定有催化作用。五、催化剂对化学反应速率的影响催化剂能改变反应的历程，新反应历程(催化反应)和原有反应历程(催化反应)相比，所需要的活化能降低，加快了反应速率。催化剂还有以下特性：催化剂只能缩短反应达到化学平衡所需的时间，但不能使化学平衡移动。这是因为在可逆反应中，催化剂对正反应和逆反应速率都按相同的比例发生作用。催化剂具有选择性，不同类型的反应需要选择不同的催化剂。例如，SO2的氧化用V2O5催化剂，而乙烯的氧化用Ag作催化剂。对于同样的反应物，使用不同的催化剂，可以得到不同的产物。例如：催化剂有一定的活化温度。催化剂的活性与温度有关，低于某一温度，催化活性很低，在一定温度范围内，催化剂的活性最高，超过一定温度，催化活性又降低。因此，催化剂都有一定的使用温度范围。催化剂的活性与中毒固体催化剂的表面有活性中心存在，反应分子与活性中心之间相互作用的结果是化学键发生改组，从而生成新的物质。催化剂的催化能力称为催化活性。催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，并在一段时间里保持稳定的活性，即为催化剂的寿命，然后活性下降，一直到衰老不能使用。催化剂在稳定活性期间，因接触少量的杂质，而使活性明显下降甚至破坏，这种现象称为催化剂的中毒。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物。六、催化剂对化学反应速率影响的原因是什么？催化剂加快反应速率的原因与温度对反应速率的影响是根本不同的。催化剂可以改变反应的路线，降低反应的活化能，使反应物分子中活化分子的百分数增大，反应速率加快。(如图)催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。如果催化剂和反应物同处于气态或液态，即为均相催化。若催化剂为固态物质，反应物是气态或液态时，即称为非均相催化。在均相催化中，催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低，因此反应速率快，然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物，并再生出催化剂。该过程可表示为：AB=AB(慢) AC=AC(快) ACB=ABC(快)式中A、B为反应物，AB为产物，C为催化剂。由于反应的途径发生了改变，将一步进行的反应分为两步进行，两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。该理论被称为“中间产物理论”。在非均相催化过程中，催化剂是固体物质，固体催化剂的表面存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心，称为活化中心。反应物在催化剂表面的活性中心形成不稳定的中间化合物，从而降低了原反应的活化能，使反应能迅速进行。催化剂表面积越大，其催化活性越高。因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。许多工业生产中都使用了这种非均相催化剂，如石油裂化，合成氨等，使用大量的金属氧化物固体催化剂。该理论称为“活化中心理论”。催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率，不能使化学平衡移动，不能改变反应物的转化率。七、检测题1在恒温恒容条件下，能使A(g)B(g) C(g)D(s)正反应速率增大的措施是 ()A减小C的浓度B增大D的量C减小B的浓度 D增大A或B的浓度2把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是()A20 mL 3 molL1 B20 mL 2 molL1C10 mL 4 molL1 D10 mL 2 molL13对反应AB=AB来说，常温下按以下情况进行反应：20 mL溶液中含A、B各0.01 mol50 mL溶液中含A、B各0.05 mol0.1 molL1的A、B溶液各10 mL0.5 molL1的A、B溶液各50 mL四者反应速率大小关系是() A BC D4增大压强对下列反应的速率无影响的是()ACO2(g)Ca(OH)2=CaCO3H2OBH2(g)I2(g)=2HI(g)CNaClAgNO3AgClNaNO3DN2(g)3H2(g) 2NH3(g)5对已达化学平衡的下列反应2X(g)Y(g) 2Z(g)，减小压强时，对反应产生的影响是 ()A逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动B逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动C正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动D正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动6反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 () A增加C的量 B将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入H2O(g)使体系压强增大D保持压强不变，充入N2使容器体积变大参考答案1. 【解析】减小C的浓度，正反应速率减小，A错误；增大D的量，正反应速率不变，B错误；减小B的浓度，正反应速率减小，C错误；增大A或B的浓度，都会使正反应速率增大，D正确。【答案】D2. 【解析】本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。【答案】A3. 【解析】中c(A)c(B)0.5 molL1，中c(A)c(B)1 molL1，中c(A)c(B)0.05 molL1，中c(A)c(B)0.25 molL1在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越快，所以反应速率由大到小的顺序为。【答案】A4. 【解析】对于反应前后没有气体参与或生成的反应，如选项C中的反应，则压强对化学反应速率无影响。【答案】C5. 【解析】减小压强时，反应物浓度和生成物浓度均减小，故v正、v逆均减小；由于该反应正方向为气体体积减小的反应，故减小压强时，平衡向体积增大的方向移动，即逆向移动。【答案】C6. 【解析】C为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响，A项符合题意；容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大，B项不符合题意；充入H2O(g)，体积不变，反应速率加快，C项不符合题意；压强不变，充入N2，体积增大，气体的浓度变小，反应速率减小，D项不符合题意。【答案】A