《2022年魯科版高中化學(xué)選修4第二章3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率第2課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年魯科版高中化學(xué)選修4第二章3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率第2課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)1（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年魯科版高中化學(xué)選修4第二章3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率第2課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)1 【教學(xué)目標(biāo)】 1.通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。 2.使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞、撞碰的取向和活化分子的概念等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 3.通過催化劑實(shí)際應(yīng)用的事例，認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 【教學(xué)過程】 一、濃 度、 壓 強(qiáng) 對(duì) 反 應(yīng) 速 率 的 影 響 1．定量關(guān)系 對(duì)反應(yīng)H2O2＋2HI===2H2O＋I(xiàn)2， v＝kc(H2O2)·c(HI)。 (1)k為反應(yīng)速率常數(shù)，它表示單位濃度下的化學(xué)

2、反應(yīng)速率。 (2)k值的大小與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。 (3)通常情況下，k值越大，反應(yīng)進(jìn)行的越快。 2．濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的基本規(guī)律 當(dāng)其他條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物的濃度可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，減小反應(yīng)物的濃度可以降低化學(xué)反應(yīng)速率。 3．壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的規(guī)律 (1)對(duì)于氣體反應(yīng)，壓強(qiáng)與濃度成正比。增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。 (2)對(duì)于只涉及液體和固體的反應(yīng)，壓強(qiáng)改變對(duì)反應(yīng)速率幾乎沒有影響。 [探究·升華] [思考探究] 反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)　ΔH<0；在一容積可

3、變的密閉容器中進(jìn)行，試回答下列問題： 問題思考： (1)增加Fe的量，化學(xué)反應(yīng)速率是否變化，為什么？ 【提示】　無變化。由于固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，所以改變固體或純液體的量，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無影響。 (2)用Fe粉取代Fe粒，加入密閉容器，化學(xué)反應(yīng)速率怎樣變化？為什么？ 【提示】　加快。因?yàn)樵黾庸腆w的表面積能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大，化學(xué)反應(yīng)速率怎樣變化？為什么？ 【提示】　不變。因?yàn)楸３煮w積不變，充入N2，容器內(nèi)的壓強(qiáng)雖然增大，但反應(yīng)物的濃度沒有改變，反應(yīng)速率不變。 (4)保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器的體積增大，化學(xué)反應(yīng)速率怎樣變化

4、？為什么？ 【提示】　減小。因?yàn)槿萜鲀?nèi)的壓強(qiáng)保持不變，充入N2，容器的容積增大，反應(yīng)物的濃度減小，化學(xué)反應(yīng)速率減小。 (5)將容器的容積縮小一半，對(duì)該可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率各有什么影響？平衡是否移動(dòng)？ 【提示】　該反應(yīng)Δνg＝0，增大壓強(qiáng)，v正、v逆同時(shí)增大且v正＝v逆，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。 二、濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的特點(diǎn) 1．濃度 (1)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素是指物質(zhì)的量濃度；而不是指物質(zhì)的量或反應(yīng)物的總量。 (2)對(duì)于純液體或固體物質(zhì)，可認(rèn)為其濃度為“常數(shù)”，它們的量的改變不會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。 2．壓強(qiáng) 對(duì)于無氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率無影響；

5、改變壓強(qiáng)時(shí)若反應(yīng)物的濃度不發(fā)生改變，對(duì)反應(yīng)速率無影響。常見的形式有以下幾種情況： (1)恒溫時(shí)： 增大壓強(qiáng)體積縮小反應(yīng)速率增大。 (2)恒溫恒容時(shí)： ①充入反應(yīng)氣體該物質(zhì)濃度增大該反應(yīng)速率迅速增大。 ②充入“無關(guān)氣體”(如He、Ne、Ar等不參與本反應(yīng)也不干擾本反應(yīng)的氣體，下同)總壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)混合物的各組分濃度沒有改變，反應(yīng)速率不變。 (3)恒溫恒壓時(shí)： 充入“無關(guān)氣體”體積增大反應(yīng)混合物各組分的濃度減小反應(yīng)速率減小。 三、溫 度、 催 化 劑 對(duì) 化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率 的 影 響 1．基本規(guī)律 當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，降低溫度可以減慢化學(xué)

6、反應(yīng)速率。 2．經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 對(duì)于在溶液中發(fā)生的反應(yīng)，溫度每升高10 K，反應(yīng)速率增加到原來的2～4倍。利用此經(jīng)驗(yàn)規(guī)律可以對(duì)一些反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率做粗略估計(jì)，但適用范圍有限。 3．影響實(shí)質(zhì) (1)活化能。如圖是基元反應(yīng)H2＋Cl===HCl＋H的活化能示意圖。 活化能Ea是過渡態(tài)的能量與反應(yīng)物的能量之差。 (2)活化能對(duì)反應(yīng)速率的影響。 ①活化能越高，反應(yīng)越難進(jìn)行，反應(yīng)速率越小。 ②升高溫度，可以提高反應(yīng)物分子的能量，增大反應(yīng)物分子形成過渡態(tài)的比例，加快反應(yīng)速率。 教材整理2　催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1．催化劑 能加快化學(xué)反應(yīng)速率而在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不

7、變的物質(zhì)。 2．催化原理 通過參與反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。 3．特點(diǎn) (1)選擇性：只對(duì)某一反應(yīng)或某類反應(yīng)起催化作用。 (2)高效性：可以較大幅度降低反應(yīng)的活化能，從而有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)催化劑不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)，不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。 4. [思考探究] 下圖是化學(xué)反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖： 圖1　　　　　　　　　　　　圖2 問題思考： (1)圖1中的Ea和Ea′分別表示什么？其大小對(duì)反應(yīng)速率有什么影響？ 【提示】　Ea、Ea′分別表示正、逆反應(yīng)的活化能。Ea、Ea′越小反應(yīng)越容易進(jìn)行，反應(yīng)越快

8、。 (2)圖2中Ea1、Ea2分別表示什么意義？說明什么？ 【提示】　Ea1表示有催化劑的活化能，Ea2表示無催化劑的活化能。使用催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，使反應(yīng)速率增大。 四、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響的特點(diǎn) 1．溫度 (1)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，對(duì)于吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)都適用，且不受反應(yīng)物狀態(tài)的限制。 (2)升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，但增大的程度不同；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均降低，降低的程度也不同。 2．催化劑 (1)催化劑有正、負(fù)之分，正催化劑能加快反應(yīng)速率，負(fù)催化劑能減慢反應(yīng)速率，若不特別說明，均指正催化劑。 (2)催化劑只有在一定溫度下，才能最大

9、限度地發(fā)揮其催化作用。 五、速 率— 時(shí) 間 圖 像 [思考探究] 速率—時(shí)間圖像的三種變化 圖1　 　　　圖2　　　　　圖3 問題思考： (1)O～t1段：開始時(shí)，v正最大，v逆為零，表示反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)物、生成物的濃度大小關(guān)系如何？反應(yīng)從哪邊開始進(jìn)行？ 【提示】　反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)物濃度最大，生成物濃度為0，反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始進(jìn)行。 (2)t2～t3段，外界條件發(fā)生了改變，據(jù)圖所示，你能判斷平衡移動(dòng)的方向嗎？ 【提示】　圖1中v正′＞v逆′，平衡正向移動(dòng)，圖2中v正′＜v逆′，平衡逆向移動(dòng)，圖3中v正′＝v逆′，平衡不移動(dòng)。 (3)推測(cè)圖像在t2時(shí)刻分別可能改變了什

10、么條件？ 【提示】　圖1與圖2的區(qū)別在于圖2中v正′和v逆′均比原平衡時(shí)的速率高，說明外界條件改變的瞬間正反應(yīng)速率及逆反應(yīng)速率同時(shí)增大，這種改變可能是升高了溫度，也可能是增大了壓強(qiáng)；圖1中在條件改變的瞬間正反應(yīng)速率發(fā)生突變，逆反應(yīng)速率則是在原平衡基礎(chǔ)上漸變，這種變化是由于t2時(shí)刻增加了反應(yīng)物的濃度所造成的。圖3在t2時(shí)刻直接出現(xiàn)了一條新的橫線l，這表示外界條件是同等程度地加快了正、逆反應(yīng)速率，平衡沒有移動(dòng)，條件的改變可能是使用了催化劑，對(duì)于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量沒有變化的反應(yīng)來說，還可能是增大了壓強(qiáng)。 [認(rèn)知升華] 外界條件改變時(shí)影響化學(xué)平衡的v-t圖像 平衡體系 條件變化 速率變

11、化 平衡變化 速率變化曲線 任一平衡 體系 ①加入催化劑 v(正)、v(逆)均 增大相同倍數(shù) 平衡不移動(dòng) 任一平衡體系 ②增大反應(yīng)物濃度 v(正)、v(逆)均 增大，且v(正)＞v(逆) 正向移動(dòng) ③減小反應(yīng)物濃度 v(正)、v(逆)均 減小，且v(逆)＞v(正) 逆向移動(dòng) ④增大生成物濃度 v(正)、v(逆)均 增大，且v(逆)＞v(正) 逆向移動(dòng) ⑤減小生成物濃度 v(正)、v(逆)均 減小，且v(正)＞v(逆) 正向移動(dòng) 正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積增大 的放熱反 應(yīng) ⑥增大壓強(qiáng)或升高溫度 v(正)、v(逆)均 增

12、大，且v(逆)＞v(正) 逆向移動(dòng) ⑦減小壓強(qiáng)或降低溫度 v(正)、v(逆)均 減小，且v(正)＞v(逆) 正向移動(dòng) 六、【規(guī)律總結(jié)】　　化學(xué)反應(yīng)速率圖像題的解題策略 (1)立足化學(xué)方程式(熱效應(yīng)或氣體物質(zhì)的系數(shù)特點(diǎn))。 (2)分析圖像的含義(v正、v逆的大小，突變漸變等)。 (3)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率變化的規(guī)律。 七、怎樣掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 影響化學(xué)反應(yīng)速率分為兩個(gè)方面的因素，內(nèi)因和外因兩個(gè)方面，下面分別論述。 1．內(nèi)因 化學(xué)反應(yīng)所以能夠發(fā)生，是因?yàn)榻M成反應(yīng)物的分子中各原子間的化學(xué)鍵破裂，而重新組成生成物的分子中各原子間的化學(xué)鍵。這種鍵的破裂需要能量

13、。因物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，所以參加化學(xué)反應(yīng)各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定反應(yīng)速率的重要原因。 一般講活化能小于41.8kJ/mol，在反應(yīng)條件下瞬時(shí)完成。例如氫氣和氧氣或氯氣按比例混合后，點(diǎn)燃后迅速完成。 如果活化能大于334.4kJ/mol，例如氮和氫合成氨，即便在合適的條件下反應(yīng)速率也較慢。 2．外因 (1)反應(yīng)速率和物質(zhì)體系有關(guān)，在不同體系(環(huán)境)內(nèi)，同種物質(zhì)間反應(yīng)速率也不相同。例如固態(tài)碘化鉀和固態(tài)氯化汞之間的反應(yīng)速率，就比它們二者在溶液之間反應(yīng)速率慢很多。這是因?yàn)楹笳甙l(fā)生了電離，產(chǎn)生了自由移動(dòng)的離子，而在水溶液中自由移動(dòng)的離子間進(jìn)行反應(yīng)，它的速率是瞬間就能完成的。而固態(tài)中則沒有自由移動(dòng)的離子。

14、(2)濃度對(duì)于化學(xué)反應(yīng)速率的影響：增加濃度，可以增加有效碰撞機(jī)會(huì)，反應(yīng)速率與有效碰撞次數(shù)成正比，而有效碰撞次數(shù)與濃度又成正比，所以可以這樣說：化學(xué)反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度的乘積成正比。 (3)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，若增加反應(yīng)物和生成物的壓強(qiáng)，等于濃度增加，則反應(yīng)速率增大，反之則減小。 (4)溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響：在濃度一定時(shí)，升高溫度，反應(yīng)物的分子能量增加，使一部分原來能量較低的變成活化分子。從而增加了反應(yīng)物的有效碰撞次數(shù)，因而增大了反應(yīng)速率。 一般溫度每提高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率增大到原來的2～4倍。因此溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。 (5)催化劑對(duì)化學(xué)

15、反應(yīng)速率的影響：使用催化劑能加快反應(yīng)速率，這是因?yàn)榇呋瘎┚哂薪档头磻?yīng)所需活化能的作用，相應(yīng)地增加了活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而提高有效碰撞的百分率，加快反應(yīng)速率。使用催化劑，在加快正反應(yīng)速率的同時(shí)，也增加了逆向反應(yīng)速率。 八、檢測(cè)題 1. 下列體系加壓后，對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響的是（ ） A.2SO2＋O2 =2SO3 B.CO＋H2O(氣)= CO2＋H2 C.CO2＋H2O =H2CO3 D.OH－＋H＋＝H2O 2. 在一密閉的容器中充入2mol A和1mol B發(fā)生反應(yīng)： 2A(g)＋B(g)xC(g)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為w％；若維持容

16、器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為w％，則x的值為（ ） A．只能為2 B．只能為3 C．可能為2，也可能為3 D．無法確定 3. NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反應(yīng)，生成N2和CO2。對(duì)此反應(yīng)的下列敘述中正確的是 （ ） A．使用催化劑能加快反應(yīng)的速率 B．使一種反應(yīng)物過量能提高反應(yīng)的速率 C．改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒有影響 D．降低溫度能加快反應(yīng)速率 4.

17、把下列四種X溶液分別加入四個(gè)盛有10ml，2mol/L鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時(shí)，X和鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)最快的是 A．10℃ 20mL 3mol/L的X溶液 B．20℃ 30mL 2molL的X溶液 C．10℃ 10mL 4mol/L的X溶液 D．10℃ 10mL 2mol/L的X溶液 5. 對(duì)于反應(yīng)NO2(氣)＋SO2(氣)NO(氣)＋SO3(氣)＋Q，下列敘述正確的是 （ ） A．使用催化劑不能改變反應(yīng)速率 B．改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒有影響 C．升高溫度能加快反應(yīng)速率 D．減小壓強(qiáng)會(huì)降低反應(yīng)速率 6. 其它條件不變，升高溫度能增大反應(yīng)速率的原因是

18、　　 （ ） A．單位體積內(nèi)分子數(shù)增多 　　B．單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多 　　C．單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多 　　D．單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)減少 參考答案 1. 【解析】壓強(qiáng)對(duì)沒有氣體參加的反應(yīng)無影響，B選項(xiàng)有氣體參加反應(yīng)加壓后平衡不移動(dòng)，但化學(xué)反應(yīng)速率加大只不過增加的幅度相同。 【答案】D 2. 【解析】這是一道關(guān)于在恒溫恒容條件下的等效平衡問題，應(yīng)該包括兩種情況。若x等于3，則這一反應(yīng)是一個(gè)前后氣體體積不變的類型，因此只要滿足第二種投料方式中按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與第一種投料方式相等即可達(dá)到等效平衡。若x不等于3

19、，則須滿足第二種投料方式通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與第一種投料方式完全相等，才能使二平衡等效。正確答案為C。 【答案】C 3. 【解析】該反應(yīng)的方程式為：2CO＋2NO=N2＋2CO2 這里雖然列出了化學(xué)方程式，其實(shí)反應(yīng)速率與化學(xué)方程式無關(guān)。反應(yīng)的速率只與濃度、溫度、催化劑有關(guān)，氣體的反應(yīng)還與壓強(qiáng)有關(guān)。本題中，B不正確，因?yàn)橐环N皮應(yīng)物過量并不一定是反應(yīng)物濃度增加。一種反應(yīng)物過量只能使另一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高，不涉及反應(yīng)的速率問題；C也不正確，對(duì)氣體來說，改變壓強(qiáng)必然影響速率；D也不正確，降低溫度只能降低反應(yīng)速率。 【答案】A 4. 【解析】化學(xué)反

20、應(yīng)的速率隨濃度的增大而加快，隨濃度的降低而減慢。當(dāng)在其它條件相同的情況下，溫度高化學(xué)反應(yīng)速率快，溫度低化學(xué)反應(yīng)速率慢。分析本題，要比較反應(yīng)速率的大小，在其它條件不變的情況下，比較速率大小，先比較濃度的大小。此時(shí)，濃度必須是混合后的濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸濃度相等，所以只要求出X的濃度是最大者反應(yīng)最快，然后比較溫度的高低。 　　 　　 　 由此可見，混合后A、B選項(xiàng)中x的濃度最大，但是二者溫度不同。A項(xiàng)中10℃，B項(xiàng)中20℃，故選項(xiàng)B中化學(xué)反應(yīng)的速率最大。 【答案】B 5. 【解析】這是一個(gè)有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)，因此，濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等因素能影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率。 【答案】C D 6. 【解析】升高溫度，壓強(qiáng)和濃度不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，故A不正確。壓強(qiáng)和濃度雖不變，但升高溫度使一部分分子獲得能量而成為活化分子，所以活化分子百分?jǐn)?shù)增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞次數(shù)增多，所以BC正確。 【答案】B C