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1、2022年魯科版高中化學(xué)選修4第二章第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率第1課時教學(xué)設(shè)計1
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能:
1. 理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和影響的外界條件。
2. 能設(shè)計并完成一些化學(xué)實驗。
過程與方法:
1. 重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的基本方法。
2. 通過實驗分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件。
情感、態(tài)度與價值觀:有參與化學(xué)科技活動的熱情,有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識,能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題做出合理的判斷
【教學(xué)過程】
[新課導(dǎo)入]播放投影片:鐘乳石的形成,煙花的燃放,鐵橋生銹,食物的腐敗,不同的化學(xué)反應(yīng)進行得快慢不一樣,有的反應(yīng)進行得很快,瞬間就能完成,
2、例如,氫氣和氧氣混合氣體遇火發(fā)生爆炸,酸、堿溶液的中和反應(yīng)等;有的反應(yīng)則進行得很慢,例如,有些塑料的分解要幾百年,而石油的形成要經(jīng)過億萬年等。這些都說明了不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率。
一、化學(xué)反應(yīng)速率
環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
新課導(dǎo)入
聯(lián)想質(zhì)疑
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)常溫常壓下K>1083,但是常溫常壓下即使經(jīng)過幾千年,氫氣和氧氣混合也不會生成水。因此對于一個化學(xué)反應(yīng),只關(guān)心反應(yīng)的限度和方向是不夠的,還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢。
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究化學(xué)反應(yīng)速率的熱情
創(chuàng)設(shè)情景,充分聯(lián)系生活,感受研究化學(xué)反應(yīng)速率的意義。
復(fù)習(xí)回顧
3、
必修中我們了解對于化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)的快慢可以用通過觀察生成物增加的快慢或反應(yīng)物減少的快慢來比較化學(xué)反應(yīng)的快慢
列舉所學(xué)的一些化學(xué)反應(yīng)比較反應(yīng)的快慢
觀察生活生產(chǎn)中的一些圖片,了解化學(xué)反應(yīng)快慢之分
從反應(yīng)快慢的定性角度認(rèn)識由感性認(rèn)識開始
新授
講述:那么,如何定量的描述化學(xué)反應(yīng)進行的快慢呢?我們需要引入一個新的物理量——化學(xué)反應(yīng)速率。引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本55頁一化學(xué)反應(yīng)速率 活動探究,
【板書】一、化學(xué)反應(yīng)速率
閱讀課本55頁一化學(xué)反應(yīng)速率 活動探究,
活動探究
[活動與探究]
② 別截取約1cm三根鎂條,分別稱重m1 ,m2 ,m3 ;
②分別量取30ml
4、 1mol/l, 1.5 mol/l, 2mol/l鹽酸于試管中;
③將三根鎂條分別加入濃度不同過量鹽酸中,測定鎂條消失所需要的時間;
④記錄數(shù)據(jù);分析數(shù)據(jù)。
1.根據(jù)測得實驗數(shù)據(jù),上述實驗?zāi)囊唤M反應(yīng)最快?
2.請求出單位時間內(nèi)鹽酸濃度的減少、氯化鎂濃度的增大,并分析二者在數(shù)值上的關(guān)系,說明理由。
3.如果借用物理上“速率”的定義,用單位時間內(nèi)鹽酸濃度的減少、氯化鎂濃度的增大表示該反應(yīng)的速率,你認(rèn)為應(yīng)該怎樣書寫該反應(yīng)的速率表達式?
1.完成活動探究實驗
2.分析實驗數(shù)據(jù)并思考,能夠從定量的角度認(rèn)識反應(yīng)速率,并得出速率的表達式。
C(HCl)(mol/L)
2.0
1.5
5、
1.0
m(Mg)/g
n(Mg)/mol
t/min
讓學(xué)生從定量的角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率,借助熟悉的物理量寫出化學(xué)反應(yīng)速率的定量表達式,便于學(xué)生理解
理解概念
1. 定義:體積不變的體系
可以用單位時間內(nèi)某物質(zhì)濃度(或質(zhì)量、物質(zhì)的量)的改變量(取絕對值)來表示該物質(zhì)在此反應(yīng)中的化學(xué)反應(yīng)速率
2.表達式:v=△c/△t
3.單位:mol/(L?s) 、mol/(L?min)、 mol/(L?h)
學(xué)生總結(jié)
1. 對于溶液,可以用溶質(zhì)的濃度該變量
2. 對于固體, 濃度為定值可以用質(zhì)量或物質(zhì)的量的該變量來表示反應(yīng)的速率
給出新
6、概念→自學(xué)總結(jié)→鞏固練習(xí),對學(xué)生掌握知識起到了一個循序漸進的作用,培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題和解決問題的能力。
練習(xí)
例1:在某一化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物B的濃度在5秒內(nèi)從2.0mol/l降低到0.5mol/l,在這5秒內(nèi)B的反應(yīng)速率為
代入速率的表達式計算
V(B)= △c/△t
=(2.0mol/l-0.5mol/l)/2s
= 0.75 mol/(L?s)
理解速率公式
練習(xí)
例2在2L的密閉容器中進行反應(yīng):3H2+N2 2NH3,隨著反應(yīng)的進行測得不同時間各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表:
時間
?/ min
0
1
2
3
n(H2)
7、/ mol
6.00
4.20
3.00
3.00
n(N2)/ mol
2.00
1.40
1.00
1.00
n(NH3)
/mol
0.00
1.20
2.00
2.00
(1)該反應(yīng)在???????? min時達到平衡。
(2)0—3min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率為????? ,NH3的平均反應(yīng)速率為????? ,N2的平均反應(yīng)速率為?????? 。
(3)想一想,在該反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率在同一時間段內(nèi)數(shù)值相同嗎?它們之間存在什么聯(lián)系?
規(guī)范:列三段式,代公式
3H2 + N2 2NH3
C0(mol/l) 3 1
8、0
△C(mol/l)1.5 0.5 1
C平(mol/l)1.5 0.5 1
V(H2)= △c/△t
= 0.75 mol/(L?min)
V(N2)= △c/△t
= 0.25 mol/(L?min)
V(NH3)= △c/△t
= 0.50 mol/(L?min)
運用概念計算化學(xué)反應(yīng)速率;
[討論分析]
①討論并得出用不同物質(zhì)所表達的速率不同的結(jié)論;
②分析所得數(shù)據(jù)有何內(nèi)在聯(lián)系,得出化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)之比的關(guān)系。
通過習(xí)題加深對概念的理解和表達式的應(yīng)用。
使用化學(xué)反應(yīng)速
9、率的注意事項
(教師根據(jù)學(xué)生發(fā)現(xiàn)的規(guī)律進行小結(jié)。)
【小結(jié)】使用化學(xué)反應(yīng)速率時,應(yīng)注意:
1.化學(xué)反應(yīng)速率指的是一個時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率,且均為正值。
2.對于同一個化學(xué)反應(yīng),可以用反應(yīng)物或生成物表示反應(yīng)速率,其數(shù)值不一定相同,因此表示化學(xué)反應(yīng)速率時必須指明是何種物質(zhì)。
3.對于同一個化學(xué)反應(yīng),各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。
4.由于純液體和固體在反應(yīng)中不存在濃度的變化,不能用純液體和固體濃度的變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率。
理解記憶
通過歸納將發(fā)現(xiàn)的規(guī)律上升為理論,加深印象。
板書
10、
4.a A(g) + bB(g) = cC(g) + dD(g)
v(A): v(B):v(C): v(D)=a:b:c:d
隨堂練習(xí)
【練習(xí)】1.反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D 在四種不同條件下的反應(yīng)速率為:
(1)v(A)=0.3 mol/(L·s)
(2)v(B)=0.6mol/(L·s)
(3)v(C)=0.4mol/(L·s) (4)v(D)=0.45mol/(L·s)
則該反應(yīng)速率的快慢順序為—————————。
【概括】所以比較反應(yīng)速率大小時,不僅要看反應(yīng)速率數(shù)值本身的大小,還要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)的大小來說明。
11、
“統(tǒng)一單位,統(tǒng)一物質(zhì)”
學(xué)生計算得出結(jié)論:
(1)>(4)>(2)=(3)
會利用所學(xué)知識解決實際問題。
2、某溫度時,在2L容器中,x、y、z三種物質(zhì)隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:_______________,反應(yīng)開始至2min,z的平均速率是____________
理解定義
同一反應(yīng)用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時數(shù)值不同,但表示的意義相同。
好比拖拉機的前后輪因直徑不同它們的轉(zhuǎn)速不同,但它們代表的是拖拉機相同的行駛速度。
【過渡】為了統(tǒng)一起見,對化學(xué)反應(yīng)速率有這樣一種定義。
【講解】
這是表示這個
12、反應(yīng)的速率的,不用再強調(diào)是用哪種物質(zhì)表示了,因為這樣一規(guī)定后,無論用哪一種物質(zhì)表示,化學(xué)反應(yīng)速率都是相同的
讀課本P55-56相關(guān)內(nèi)容
對于簡單易懂的內(nèi)容,學(xué)生可以通過閱讀自學(xué)來消化吸收。
總結(jié)
【總結(jié)】引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容交流收獲。
學(xué)生小組討論,然后組內(nèi)討論學(xué)習(xí)體會,小組代表展示討論結(jié)果。
學(xué)生討論,回顧總結(jié),加深記憶,鞏固、落實了所學(xué)知識。
二、三、四、五、六、
檢測題
1.反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10 L密閉容器中進行,半分鐘后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol,則此反應(yīng)的平均速率可表示為 (
13、 )
A.v(NH3)=0.010 mol/(L·s)
B.v(O2)=0.001 0 mol/(L·s)
C.v(NO)=0.001 0 mol/(L·s)
D.v(H2O)=0.045 mol/(L·s)
2.在一個10 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g) 2HI(g),起始加入H2的物質(zhì)的量為2 mol,I2的物質(zhì)的量為5 mol,5 s后,HI的物質(zhì)的量為0.5 mol,則這5 s內(nèi)H2的反應(yīng)速率為( )
A.0.04 mol·L-1·s-1
B.0.005 mol·L-1·s-1
C.0.01 mol·L-1·s-1
D.0.1 mol·L-1·s-
14、1
3.將氮氣、氫氣的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個容器中進行合成氨反應(yīng),經(jīng)過一段時間后,反應(yīng)速率為:
甲:v(H2)=3 mol·L-1·min-1;
乙:v(N2)=2 mol·L-1·min-1;
丙:v(NH3)=1 mol·L-1·min-1,
則這段時間內(nèi)三個容器中合成氨的反應(yīng)速率大小是( )
A.甲>乙>丙 B.甲=乙=丙
C.乙>甲>丙 D.甲>丙>乙
4.對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s) 2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是 ( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(
15、B)=1.2 mol·L-1·s-1
C.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
D.v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
5.根據(jù)下圖填空:
(1)反應(yīng)物是________;生成物是________。
(2)在2 min內(nèi)用A、B、C表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為___________、________、____________。
(3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。
參考答案
1. 【解析】 v(H2O)==0.001 5 mol/(L·s)
v(NH3)==0.001 0 mol/(L
16、·s)
v(O2)==0.001 25 mol/(L·s)
v(NO)==0.001 0 mol/(L·s)
【答案】 C
2. 【解析】 生成HI 0.5 mol,需消耗H2 0.25 mol,則5 s內(nèi)H2的反應(yīng)速率為v(H2)==0.005 mol·(L·s)-1。
【答案】 B
3. 【解析】 由合成氨反應(yīng)的方程式為:N2+3H22NH3可得:甲中v(H2)=3 mol·L-1·min-1;乙中v(N2)=2 mol·L-1·min-1,則v(H2)=3v(N2)=3×2 mol·L-1·min-1=6 mol·L-1·min-1;丙中v(NH3)=1 mol·L-1·mi
17、n-1,則v(H2)=v(NH3)=×1 mol·L-1·min-1=1.5 mol·L-1·min-1。則三個容器中的化學(xué)反應(yīng)速率大小關(guān)系為乙>甲>丙。
【答案】 C
4. 【解析】 采用歸一法進行求解,即通過方程式中的化學(xué)計量數(shù)將不同物質(zhì)的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率進行比較,B項中的B物質(zhì)是固體,不能表示反應(yīng)速率;C項中對應(yīng)的v(A)=0.2 mol·L-1·min-1;D項中對應(yīng)的v(A)=3 mol·L-1·min-1。
【答案】 D
5. 【解析】 已知在反應(yīng)過程中反應(yīng)物的濃度減小,生成物的濃度增大,故A、B為反應(yīng)物,C為生成物,由速率計算公式得:
v(A)= mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1,
v(B)= mol·L-1·min-1=2 mol·L-1·min-1,
v(C)= mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1,
則三種物質(zhì)的系數(shù)之比為3∶2∶3,又因最終各物質(zhì)濃度不變且均不為零,故為可逆反應(yīng),其方程式為3A+2B3C。
【答案】 (1)A、B C
(2)3 mol·L-1·min-1 2 mol·L-1·min-1
3 mol·L-1·min-1
(3)3A+2B3C