高三化學 1_6 化學反應速率教學設計

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化學反應速率 〖復習目標〗 （1）了解化學反應速率的概念、化學反應速率的定量表示方法。 （2）了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重要作用。 （3）理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率的影響，認識其一般規(guī)律。。 （4）了解化學反應速率的調控在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重要作用。 〖教學重點〗化學反應速率的計算、外界條件對和化學反應速率的影響。 〖教學難點〗外界條件對和化學反應速率的影響。 〖教學過程〗 【知識精講】 1、化學反應速率 （1）化學反應速率的表示方法： 通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示化學反應速率。 （2）表達式： （3）單位：mol/(Ls) ；molL-1S-1；mol/(Lmin) ；mol/(Lh)等。 （4）特點 ①同一化學反應用不同物質濃度的改變量表示 速率，數(shù)值可能不同，但表示意義相同。因此，在表示化學反應速率時，必須注明是以哪種物質作標準的。 ②對于任一化學反應：aA +bB==cC +dD可用υ(A)、υ(B)、υ(C)、υ(D)表示其速率，則有υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)== a:b:c:d，即化學反應速率之比等于化學方程式中各物質的系數(shù)之比（還可等于其學其濃度變化之比或物質的量變化之比）。 2、影響反應速率的因素 （1）有效碰撞理論 ①有效碰撞 反應物分子間能發(fā)生反應的碰撞。 發(fā)生條件：發(fā)生碰撞的分子具有較高的能量； 分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。 ②活化分子 化學反應中，能量較高、有可能發(fā)生 有效碰撞的分子。 ③活化能 活化分子的平均能量與所有分子的 平均能量之差（用Ea表示，其單位為kJ/mol）。活化能越大，反應越難進行。 （2）影響化學反應速率的因素 內(nèi)因：反應物的性質是反應速率大小的決定因素。 外因：主要因素有濃度、溫度、壓強、催化劑等。 ①濃度：其它條件不變時，增大反應物濃度，化學反應速率加快。 ②溫度：其它條件不變時，升高溫度，化學反應速率加快。一般來說，溫度每升高10℃，反應速率增大為原來的2～4倍。 ③壓強：其它條件不變時，增大壓強，對于有氣體物質參加的化學反應，反應速率加快。 ④催化劑：使用正催化劑，能加快反應速率。未特別指明時，均指正催化劑。 【方法精講】 1、化學反應速率計算的常見錯誤 (1)不注意容器的容積。 (2)漏寫單位或單位寫錯。 (3)忽略有效數(shù)字。 2．比較化學反應速率大小的注意事項 (1)看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同單位。 (2)比較不同時間段內(nèi)的化學反應速率大小時，可先換算成同一物質表示的反應速率，再比較數(shù)值小。 (3)比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值 例如，對于一般反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，比較不同時間段內(nèi)與的大小，若＞，則用A表示的反應速率比用B表示的大。 3、影響化學反應速率的因素的探究 影響化學反應速率的因素有多種，在探究相關規(guī)律時，需要控制其他條件不變，只改變某一個條件，探究這一條件對反應速率的影響。變量探究實驗因為能夠考查學生對于圖表的觀察、分析以及處理實驗數(shù)據(jù)歸納得出合理結論的能力，因而在這幾年高考試題中有所考查。解題策略為： （1）確定變量 解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結果的因素有哪些。 （2）定多變一 在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。 （3）數(shù)據(jù)有效 解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷。 【典例精講】 【例1】下列措施能明顯增大原反應的化學反應速率的是 （ ） A．Na與水反應時增大水的用量 B．將稀H2SO4改為98%的濃H2SO4與Zn反應制取H2 C．在H2SO4與NaOH兩溶液反應時，增大壓強 D．恒溫恒容條件下，在工業(yè)合成氨反應中，增加氮氣的量 【答案】D 【解析】A、水是液體，增大水的量，水的濃度不變，所以不能增大反應速率，錯誤；B、Zn與濃硫酸反應不會生成氫氣，錯誤；C、壓強對溶液中的反應的反應速率幾乎無影響，錯誤；D、恒溫恒容條件下，在工業(yè)合成氨反應中，增加氮氣的量，反應物濃度增大，所以反應速率增大，正確，答案選D。 【例2】下列說法正確的是 A．增大壓強，活化分子百分數(shù)增加，化學反應速率一定增大 B．升高溫度，單位體積內(nèi)分子總數(shù)不變，但活化分子數(shù)增加了 C．分子間所有的碰撞為有效碰撞 D．加入反應物，使活化分子百分數(shù)增加，化學反應速率增大 【答案】B 【解析】 試題分析：A、壓強對反應速率的影響只能適用于氣體體系，且增大壓強，活化分子百分數(shù)不變，A錯誤；B、升高溫度，活化分子百分數(shù)增加，化學反應速率一定能夠增大，B正確；C、活化分子間所發(fā)生的分子間的碰撞，只有能發(fā)生反應的碰撞才是有效碰撞，C錯誤；D、加入反應物，活化分子百分數(shù)不變，但是單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，化學反應速率增大，且改變固體的質量反應速率不變，D錯誤，答案選B。 【例3】在373K 時，把0.5 mol N2O4氣體通入體積為5 L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色。反應進行到2 s時，NO2的濃度為0.02 mol/L。在60 s時，體系已達到平衡，此時容器內(nèi)壓強為反應前的1.6倍。下列說法正確的是 A．前2 s，以N2O4濃度變化表示的平均反應速率為0．01 molL－1s－1 B．在2 s時，體系內(nèi)壓強為反應前的1．1倍　　　　 C．平衡時，體系內(nèi)含N2O4 0．25 mol D．平衡時，若往容器內(nèi)充入氮氣，則可提高N2O4的轉化率 【答案】B 【解析】A.2秒時，NO2的濃度為0.02mol/L，則轉化的N2O4的濃度為0.01mol/L，則前2秒，以N2O4的濃度變化表示的平均反應速度為0.01mol/L2s=0.005mol/（L?s），A錯誤；B.由N2O42NO2，2秒時NO2的物質的量為0.1mol，N2O4的物質的量為0.5mol-0.01mol/L5L=0.45mol，由反應前后的物質的量之比等于壓強之比，則在2秒時體系內(nèi)的壓強為開始時的(0.1mol+0.45mol)0.5mol=1.1倍，B正確；C.設轉化的N2O4的物質的量為x，則平衡時N2O4的物質的量為0.5mol-x，NO2的物質的量為2x，由平衡時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍，則(0.5mol-x+2x)0.5mol=1.6，解得x=0.3mol，則平衡時N2O4的物質的量為0.5mol-x=0.5mol-0.3mol=0.2mol，C錯誤；D.在恒容條件下，向容器中充入氮氣，壓強雖然增大，但體積不變，各組分的濃度不變，平衡不移動，則N2O4的轉化率不變，D不變；答案選B。 【考題精練】 1．反應2SO2＋O2 2SO3(g)經(jīng)一段時間后，SO3的濃度增加了0.4 mol/L，在這段時間內(nèi)用O2表示的反應速率為0.04 mol?L－1?s－1，則這段時間為 （ ） A．0.1 s　 B．2.5 s　　 C．5 s　　 D．10 s 【答案】C 【解析】 試題分析：反應2SO2＋O2 2SO3(g)經(jīng)一段時間后，SO3的濃度增加了0.4 mol/L，在這段時間內(nèi)用O2表示的反應速率為0.04 mol?L－1?s－1，則用SO3表示的反應速率為0.08mol?L－1?s－1，故這段時間為：0.4 mol/L0.08mol?L－1?s－1= 5s。 2．對于合成氨反應，達到平衡后，以下分析正確的是( ) A．升高溫度，對正反應的反應速率影響更大 B．增大壓強，對正反應的反應速率影響更大 C．減小反應物濃度，對逆反應的反應速率影響更大 D．加入催化劑，對逆反應的反應速率影響更大 【答案】B 【解析】A.合成氨反應的正反應是放熱反應，升高溫度，正反應、逆反應的反應速率都增大，但是溫度對吸熱反應的速率影響更大，所以對該反應來說，對逆速率影響更大，錯誤。B．合成氨的正反應是氣體體積減小的反應。增大壓強，對正反應的反應速率影響更大，正反應速率大于逆反應速率，所以平衡正向移動，正確。C．減小反應物濃度，使正反應的速率減小，由于生成物的濃度沒有變化，所以逆反應速率不變，逆反應速率大于正反應速率，所以化學平衡逆向移動，錯誤。D．加入催化劑，使正反應、逆反應速率改變的倍數(shù)相同，正反應、逆反應速率相同，化學平衡不發(fā)生移動，錯誤。 3．一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應：2HI(g)H2(g)＋I2(g)。若c(HI)由0.1 molL－1降到0.07 molL－1時，需要15 s，那么c(HI)由0.07 molL－1降到0.05 molL－1時，所需反應的時間為 (　　) A．等于5 s　　　　　　B．等于10 s C．大于10 s D．小于10 s 【答案】Ｃ 【解析】 試題分析：c(HI)從0.1 molL－1降到0.07 molL－1過程中：v(HI)＝Δc/Δt＝0.03 molL－1/15 s＝0.002 molL－1s－1。假設v(HI)不變，則c(HI)從0.07 molL－1降到0.05 molL－1時，Δt＝Δc/v＝0.02 molL－1/0.002 molL－1s－1＝10 s。但反應速率受濃度變化的影響，濃度越大，反應速率越快。隨著反應的進行c(HI)越來越小，反應速率越來越慢，所需反應時間大于10 s。