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2019-2020年高中化學(xué)《影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素》教案3 新人教版選修4 [教學(xué)目標(biāo)] 1．知識(shí)與技能 （1）理解濃度、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。 （2）使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等來(lái)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。 2．過(guò)程與方法 （1）掌握運(yùn)用濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件比較反應(yīng)速率大小的方法； （2）通過(guò)識(shí)別有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速度與壓強(qiáng)、溫度或濃度等的圖像，提高識(shí)圖析圖能力，培養(yǎng)從圖像中挖掘化學(xué)信息的能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，知道科學(xué)研究的一般方法。 （2）通過(guò)目前催化劑研究的遺憾，激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)的激情。 [教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)]壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)速率的影響，用活化分子理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 [教學(xué)過(guò)程] [導(dǎo)入]有些反應(yīng)速率很快，如鹽酸與氫氧化鈉的中和反應(yīng)，而有些反應(yīng)速率很慢，如石油的形成?？梢?jiàn)，不同物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率相差很大，決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。 [板書(shū)] 一、決定化學(xué)反應(yīng)速率的因素：反應(yīng)物本身的性質(zhì) 二、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響： （一）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 [演示]課本20頁(yè)實(shí)驗(yàn)2-2草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng) 加入試劑 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4 4mL 0.01mol/L KMnO4 2mL 0.2mol/L H2C2O4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 褪色時(shí)間 結(jié)論 在其它條件相同時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率增大。 [補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)] 不同濃度的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)表 編號(hào) Na2S2O3溶液 水 硫 酸 出現(xiàn)渾濁的時(shí)間（秒） 1 10ml 0 10ml 2 5ml 5ml 10ml 【板書(shū)】當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)的速率。 【實(shí)驗(yàn)解釋】為什么增大反應(yīng)物的濃度會(huì)影響反應(yīng)速率呢？ （明確）當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)量增加，有效碰撞的頻率增大，導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。 【對(duì)結(jié)論的再理解】 1.一個(gè)反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)物的濃度，與產(chǎn)物的濃度關(guān)系不大 2.對(duì)于可逆反應(yīng)aA +bB cC + dD來(lái)說(shuō)，正反應(yīng)的速率只取決于A、B兩種物質(zhì)的濃度，與C、D兩種物質(zhì)的濃度關(guān)系不大。而逆反應(yīng)的速率只取決于C、D兩種物質(zhì)的濃度，與A、B兩種物質(zhì)的濃度關(guān)系不大。增加A或B的濃度只可以使正反應(yīng)的速率增大，不會(huì)影響逆反應(yīng)的速率。 3.固體和純液體的濃度是一個(gè)常數(shù)，所以增加這些物質(zhì)的量，不會(huì)影響反應(yīng)的速率。 【應(yīng)用】1.用飽和食鹽水代替水制乙炔，以減緩太快的反應(yīng)速率。 2. 制Fe（OH）2時(shí)，通過(guò)降低NaOH溶液的含氧量（給溶液加熱）來(lái)降低Fe（OH）2被氧化的速率。 （二）壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【提出問(wèn)題】壓強(qiáng)是怎樣對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行影響的？ 【收集事實(shí)】途徑：已有的實(shí)驗(yàn)知識(shí) （提出以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)）對(duì)比 1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液與0.1摩/升的硫酸10毫升反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。 2. CaO固體與SiO2固體在高溫下反應(yīng)生成CaSiO3。 3. SO2 與O2在一密閉容器內(nèi)反應(yīng)生成SO3。 （討論）給上述三個(gè)反應(yīng)的容器加壓，三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物的濃度是怎樣變化的？ 【事實(shí)的處理】列表比較 編號(hào) 反應(yīng)物的狀態(tài) 加壓后反應(yīng)物濃度變化 加壓后反應(yīng)的速率變化 1 2 3 【板書(shū)】對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，其他條件不變時(shí)，增大體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率會(huì)加大。 【解釋】為什么增大壓強(qiáng)會(huì)影響有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)的速率？ （明確）1.一定量氣體的體積與其所受的壓強(qiáng)成正比。這就是說(shuō)，如果氣體的壓強(qiáng)增大到原來(lái)的2倍，氣體的體積就縮小到原來(lái)的一半，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增多到原來(lái)的2倍，即體系中各個(gè)物質(zhì)的濃度都增加，所以化學(xué)反應(yīng)速率增大。相反，減小壓強(qiáng)，氣體的體積就擴(kuò)大，濃度減小，因而反應(yīng)速率減小。 2.如果參加反應(yīng)的物質(zhì)是固體、液體或溶液時(shí)，由于改變壓強(qiáng)對(duì)它們的體積改變很小，因而它們的濃度改變也很小，可以認(rèn)為壓強(qiáng)與它們的反應(yīng)速率無(wú)關(guān)。 【結(jié)論的再理解】 1.壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過(guò)改變濃度而影響反應(yīng)速率的。我們?cè)诜治鰤簭?qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)最終落實(shí)到濃度上，將壓強(qiáng)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為濃度問(wèn)題。 2. 對(duì)于那些反應(yīng)物和生成物都有氣體參加的可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，增大體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)物和生成物的濃度都增加，所以，正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。 3恒容時(shí)加入惰性氣體使壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都沒(méi)有變化，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變。恒壓時(shí)加入惰性氣體使體積增大，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。 （三）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 [演示]課本21頁(yè)實(shí)驗(yàn)2-3 同濃度的Na2S2O3溶液在不同溫度下與0.1摩/升的硫酸5毫升反應(yīng)的對(duì)比表 編 號(hào) 0.1mol/L的 Na2S2O3 0.1mol/L的 H2SO4 反應(yīng)溫度 （℃） 反應(yīng)中出現(xiàn)渾濁的時(shí)間 （秒） 1 5ml 5ml 冷水 2 5ml 5ml 熱水 【板書(shū)】在其它條件不變的情況下，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)要加快。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常要增大到原來(lái)的2~4倍。 『回顧』1. Cu與濃硫酸在常溫條件下和在加熱條件下反應(yīng)情況的對(duì)比。 2. Mg條分別與冷水和沸水的反應(yīng)情況的對(duì)比。 【實(shí)驗(yàn)事實(shí)的處理】1.化學(xué)用語(yǔ)化（寫(xiě)方程式） （1） Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O 或 S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O （2）Cu + 2H2SO4（濃）=== CuSO4 +2 SO2↑+2 H2O （3 ）Mg +2H2O === Mg（OH）2 + 2H2↑ 【解釋】為什么升高溫度會(huì)使反應(yīng)速率加快？ （明確）當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時(shí)，分子總數(shù)一定，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而單位體積內(nèi)活化分子數(shù)量增多，有效碰撞頻率增大，所以，反應(yīng)速率加大。 【對(duì)結(jié)論的再理解】對(duì)于可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，升高體系的溫度，反應(yīng)物和生成物中的活化分子數(shù)都增加，所以，正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。 【應(yīng)用】1.在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常通過(guò)給反應(yīng)物加熱來(lái)增大反應(yīng)的速率。 2. 合成氨工業(yè)中，是在500℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以加快反應(yīng)進(jìn)行的速度。 3. 為防止食品變質(zhì)，我們將食品放入冰箱中保存，以降低食品變質(zhì)的速率。 【科學(xué)探究】課本21頁(yè)科學(xué)探究：不同溫度下碘化鉀與稀硫酸反應(yīng)（淀粉指示顏色）的速率不同。 （四）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【演示】22頁(yè)演示實(shí)驗(yàn)2-4：過(guò)氧化氫分解的對(duì)比實(shí)驗(yàn) （復(fù)習(xí)回顧）用KClO3制氧氣的實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)事實(shí)的處理】 （1） 2H2O2 == 2H2O + O2↑ （2） 2KClO3 == 2KCl +3O2↑ （1）過(guò)氧化氫分解實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表 編號(hào) 無(wú)催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 有催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 1 （2）用KClO3制氧氣實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表 編號(hào) 無(wú)催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 有催化劑時(shí)的反應(yīng)情況 1 【結(jié)論】催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率。 【解釋】為什么催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率？ （明確）當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時(shí)，使用催化劑可使反應(yīng)途徑發(fā)生改變，從而降低了反應(yīng)的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多，有效碰撞頻率增大，故化學(xué)反應(yīng)速率加大。 【對(duì)結(jié)論的再認(rèn)識(shí)】1.催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑，不改變反應(yīng)的結(jié)果。例： （1）在加熱條件下： 2Cu + O2 == 2CuO 2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O （2）氮的氧化物破壞臭氧： NO + O3 == NO2 + O2 NO2 + O ==NO + O2 2. 能加快反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑；能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑。如不作特殊說(shuō)明，均指正催化劑。 3. 對(duì)可逆反應(yīng)而言，正催化劑使正、逆反應(yīng)速率都加快，且加快的程度相同。相反，負(fù)催化劑使正、逆反應(yīng)速率都減小，且減小的程度相同。 【應(yīng)用】催化劑在現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反應(yīng)需要催化劑。尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中，很多反應(yīng)還必須使用性能良好的催化劑。例；接觸法制硫酸工業(yè)。 （五）其它因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 光、磁場(chǎng)、超聲波、顆粒大小、溶劑性質(zhì)…等 [隨堂練習(xí)] 1．一般都能使反應(yīng)速率加快的方法是（ B ）。 ① 升溫；②改變生成物濃度；③增加反應(yīng)物濃度；④加壓 （A）①②③ （B）①③ （C）②③ （D）①②③④ 2．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w：2NO+2CO=N2+2CO2 對(duì)此反應(yīng)，下列敘述正確的是（ AC ） （A）使用催化劑能加快反應(yīng)速率 （B）改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)有影響 （C）冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，對(duì)人體危害更大 （D）無(wú)論外界條件怎樣改變，均對(duì)此化學(xué)反應(yīng)的速率無(wú)影響 3．設(shè) C+CO2 2CO-Q1，反應(yīng)速率為υ1；N2+3H2 2NH3+Q2，反應(yīng)速率為υ2。對(duì)于上述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，υ1和υ2的變化情況為（ A）。 （A）同時(shí)增大 （B）同時(shí)減小 （C）υ1增大，υ2減小 （D）υ1減小，υ2增大 4．把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生H2的速率可由如圖2-1-1表示，在下列因素中，①鹽酸的濃度，②鎂條的表面積，③溶液的溫度，④氯離子的濃度，影響反應(yīng)速率的因素是（ C ）。 （A） ①④ （B）③④ （C）①②③ （D）②③ 5．煅燒硫鐵礦產(chǎn)生二氧化硫，為了提高生成二氧化硫的速率，下列措施可行的是（ AB）。 （A）把塊狀礦石碾成粉末 （B）向爐內(nèi)噴吹氧氣 （C）使用Fe2O3作催化劑 （D）降低體系的溫度 6．在密閉容器中發(fā)生2SO2+O2 2SO3反應(yīng)，現(xiàn)控制下列三種不同的條件： ①在400℃時(shí)，10molSO2與5molO2反應(yīng)； ②在400℃時(shí)，20molSO2與5molO2反應(yīng)； ③在300℃時(shí)，10molSO2與5molO2反應(yīng)； 問(wèn)：開(kāi)始時(shí)，正反應(yīng)速率最快的是____②_；正反應(yīng)速率最慢的是______③___。