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第2节化学反应的限度

一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助高中教师提高自己的教学质量。关于好的高中教案要怎么样去写呢?小编特地为大家精心收集和整理了“第2节化学反应的限度”,仅供参考,欢迎大家阅读。

第2节化学反应的限度
学习目标
1.掌握化学平衡常数的数字表达式。
2.理解化学平衡常数的意义,会用化学平衡常数判断反应进行的方向。
3.掌握有关化学平衡的计算。
4.掌握浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,会判断化学平衡移动的方向。
知识梳理
1.化学平衡常数K及表达式
化学平衡常数可定量描述化学反应的限度。
在______一定时,对于确定的反应,K为常数,压强、浓度的改变与平衡常数______(无关,有关)。K值越大,反应进行的越________。
aA+bBcC+dD,Kc=______________________
(1)对于有纯固体或纯液体参加的反应,如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),Kc=_______
C(B)表示____________C0(B)表示____________[B]表示____________
(2)若A、B、C、D均为气体,Kp=________________
※气体分压定律:
混合气体中某组分气体_____________所表现的压强为该气体的分压强,简称分压。
总压强为混合气体各组分分压________。
混合气体中,分压之比与气体物质的量有何关系?当体积一定时,与浓度又有何关系?
__________________________________________________________________________
浓度平衡常数(Kc):由各物质_________算得的平衡常数。
(3)化学平衡常数
压强平衡常数(Kp):由各物质_________算得的平衡常数。
(4)可逆反应的化学平衡常数表达式与方程式的书写有关。
3H2(g)+N2(g)2NH3(g)K1=__________
H2(g)+N2(g)NH3(g)K2=__________
2NH3(g)3H2(g)+N2(g)K3=___________
K1,K2,K3之间的关系_____________________
2.用化学平衡常数判断反应进行的方向
对于化学反应aA+bBcC+dD,浓度商Qc=_______________
当Qc=Kc时,反应________________;
Qc>Kc时,反应________________;
Qc<Kc时,反应________________。
3.化学平衡的计算
(1)可逆反应达到平衡过程中物质浓度的变化关系
反应物:平衡浓度=______________________;
生成物:平衡浓度=______________________。
各物质的转化浓度之比等于_________________之比。
(2)平衡转化率
对于化学反应aA+bBcC+dD反应物A的转化率α(A)=_________________
①温度一定,反应物的转化率因反应物的不同而不同。
②提高A在原料气中的比例,可使B的转化率________,而A的转化率_________。
提高B在原料气中的比例,可使A的转化率________,而B的转化率_________。
(3)平衡时某组分的百分含量A%=____________________
4.反应条件对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,
(1)改变温度:升高反应体系的温度,平衡向________的方向移动;
降低反应体系的温度,平衡向________的方向移动。
温度对平衡移动的影响是通过改变_______________实现的。
(2)改变浓度:增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,Qc___Kc,化学平衡____移动。
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,Qc___Kc,化学平衡____移动。
(3)改变压强:增大体系压强,平衡向着气体体积_________的方向移动;
减小体系压强,平衡向着气体体积_________的方向移动。
※勒夏特列原理——平衡移动原理
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH>0,设平衡状态下,体系中O2的物质的量浓度为amolL—1,SO3的物质的量浓度为bmolL—1,气体的压强为MPa,气体的温度为d℃。
(1)将平衡体系中的C(O2)增大为2amolL—1,则平衡将向____反应方向移动,使O2物质的量浓度______,达到新平衡时[O2]与2amolL—1、amolL—1比较为__________________。
(2)将平衡体系中的C(SO3)减小为molL—1,则平衡将向____反应方向移动,使SO3物质的量浓度______,达到新平衡时[O2]与bmolL—1、molL—1比较为__________________。
(3)将体系气体温度一次性升高到2d℃,则平衡向_____反应方向移动,使体系的温度______,达到新平衡时,温度t与d℃、2d℃比较为________________________。
(4)将体系气体压强一次性降到Pa,则平衡向_____反应方向移动,使体系的压强______,达到新平衡时,压强p与Pa、MPa比较为_______________________。
学习导航
1.方法导引
(1)有关化学平衡的计算,浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律是本节的重点。
(2)对于一个已知的化学反应,当温度一定时,化学平衡常数K为确定的值。温度对平衡移动的影响是通过改变平衡常数实现的。浓度、压强的影响是通过使Qc与Kc不再相等,而使平衡发生移动。
(3)浓度适用于有气体参加或气体生成的反应或溶液中进行的反应,所以通常认为改变固体的量时化学平衡不发生移动。
(4)反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率升高。
(5)不特别指明时,增大压强均指压缩体积。平衡混合物是固体或溶液时,改变压强,平衡不移动。改变体系的压强相当于改变体系的体积,也就相当于改变物质的浓度(如增大体系的压强相当于增大气体的浓度),压强对化学平衡移动的影响是由于压强改变引起气体浓度的改变而引起化学平衡移动的,若压强的改变并没有造成气体浓度的改变则平衡不移动。稀有气体(或不参加反应的气体)的加入而导致的压强变化,对化学平衡的影响,要具体分析平衡物质的浓度是否变化,即体系占据的体积是否改变。恒容时,压强增大,但体积不变,所以浓度不变,平衡不移动。恒压时,体积增大,反应物和生成物的浓度同时减小,相当于减小压强,平衡向总体积增大的方向移动。
(6)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
2.例题解析
例1.密闭容器中进行如下反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),X2、Y2、Z起始浓度分别为0.2mol.L—1、0.6mol.L—1、0.4mol.L—1,当平衡时,下列数据肯定不对的是()
A.X2为0.4mol.L—1,Y2为1.2mol.L—1B.Y2为1.0mol.L—1
C.X2为0.3mol.L—1,Z为0.2mol.L—1D.Z为1.0mol.L—1
分析:若X2、Y2完全反应,则可生成Z的浓度为0.8mol.L—1,若Z完全转化为X2、Y2,则X2、Y2最多可达0.4mol.L—1、1.2mol.L—1,但反应为可逆反应,故不能进行到底。
答案:A、D
点评:化学平衡研究的是可逆反应,故解这类题目要善于利用极值法。另外,选项中将所有物质的浓度都列出来,还得注意物质的量是否守恒。
例2.HI分解反应为2HI(g)H2(g)+I2(g),若开始时有1molHI,平衡时有24.4%的HI发生了分解。今欲将HI的分解率降到10%,应往此平衡体系中加入I2物质的量是多少?
解析:设容器的体积为V,应向平衡体系中加入I2物质的量为x
2HI(g)H2(g)+I2(g)
起始浓度mol.L—100
原平衡浓度mol.L—1
新平衡浓度mol.L—1
根据题意,温度不变,则平衡常数不变:
==
答案:x=0.372mol
例3.反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡时,下列各种情况中,不能使平衡发生移动的是()
A.温度、容积不变时,通入SO2气体B.加入一部分NH4HS固体
C.保持容器体积不变,充入氮气D.保持容器体积不变,通入氯气
解析:在NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的平衡体系中,当恒温、恒容通入SO2时,SO2与H2S反应,将使的浓度减小;因NH4HS为固体,增加或减少其量,浓度不变;容积不变,充入氮气,体系的总压强虽然增大,但NH3和H2S的浓度却没改变;压强不变,充入氮气,相当于将容器中的NH3、H2S稀释。
答案:B、C
例4.对反应2NO2(g)N2O4(g),在一定条件下达到平衡,在温度不变时,欲使[NO2]/[N2O4]的比值增大,可采取的方法是()
A.使体积增大到原来的2倍B.体积不变,增加的物质的量
C.保持压强不变,充入D.体积不变,增加的物质的量
解析:A.扩大体积,容器内的压强减小,平衡向气体体积增大方向移动,即平衡左移,[NO2]增大,[N2O4]减小,[NO2]/[N2O4]变大;B.根据[N2O4]/[NO2]2=K,可化为=,据此分析,体积不变,增加n(NO2),即增加了C(NO2),所以[NO2]/[N2O4]变小;同理,D体积不变,增加n(N2O4),C(N2O4)变大,平衡左移,结果[NO2]也变大,据上式分析得[NO2]/[N2O4]变小;C压强不变,充入N2,容器体积必然扩大,平衡左移,[NO2]增大,[N2O4]减小,[NO2]/[N2O4]变大。
答案:A、C
例5.由可逆反应测绘出图像如图,纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量,下列对该反应的判断正确的是()
A.反应物中一定有气体B.生成物中一定有气体
C.正反应一定是放热反应D.正反应一定是吸热反应

解析:定一议二。温度不变时,增大压强,生成物的百分含量降低,说明平衡逆向移动,逆向为体积缩小方向,而题中未给出具体的可逆反应,但是可以确定生成物中一定有气体;压强不变时,升高温度,生成物的百分含量增大,说明平衡正向移动,正向为吸热反应。
答案:B、D
例6在容积相同且固定不变的四个密闭容器中,进行同样的可逆反应:2A(g)+3B(g)3C(g)+2D(g),
起始时四个容器所盛A、B的量分别是甲:A2mol,B1mol;乙:A1mol,B1mol;丙:A2mol,B2mol;丁:A1mol,B2mol,在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系正确的是()
A.B的转化率:甲<丙=乙<丁B.A的转化率:甲<丙<乙<丁
C.B的转化率:甲>丙>乙>丁D.A的转化率:甲<乙<丙<丁

解析:甲、乙、丙、丁四个容器的容积相同在同温时放入A、B的物质的量不同,对于可逆反应2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g),加压时,向逆反应方向移动;减压时向正反应方向移动。我们将甲、乙、丙、丁四个容器中的变化用下列框图表示分析比较。则B的转化率:甲>乙>丙>丁,A的转化率:丁>乙>丙>甲
答案:B

相关知识

化学反应速率与限度


一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,减轻高中教师们在教学时的教学压力。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?下面是小编为大家整理的“化学反应速率与限度”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!

第二章化学反应与能量
第三节化学反应速率与限度(第1课时)
一、教材分析
《化学反应速率与限度》是人教版高中化学必修二第二章《化学反应与能量》第3节《化学反应速率与限度》第1节课的教学内容,主要学习化学反应速率的概念、影响化学反应速率的因素,了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。本节内容是对前两节内容的拓展和延伸。通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入、更全面,在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。本节内容是后面学习化学反应限度概念的基础。
二、教学目标
1.知识目标:
(1)理解化学反应速率的概念。
(2)了解影响化学反应速率的因素。
(3)了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
2.能力目标:
(1)通过在化学实验和日常生活中的现象,理解反应速率的概念及其表示方法,培养实验观察能力及分析探究能力;
(2)通过体验科学探究的过程和化学研究的基本方法,培养自主学习的能力。
3.情感、态度和价值观目标:
(1)通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
(2)通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。
(3)在影响化学反应速率的因素的学习中渗透辩证法。
三、教学重点难点
重点:化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
难点:化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。
四、学情分析
我们的学生基础较差,特别是对实验现象的概括叙述不规范,需要老师规范学生的用语,本节学生掌握化学反应速率的概念以及计算应该没问题,让学生自己总结影响化学反应速率的因素会有一些困难。
五、教学方法
1.实验法:分小组进行课堂探究实验:实验2-5和实验2-6
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习实验《化学反应速率与限度》,完成学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:八人一组,多媒体教室内教学。课前准备好烧杯、试管、热水、冷水、配制好H2O2、FeCl3溶液。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:这些反应的发生所经历的时间一样吗(看图片)?炸药爆炸(图1)、金属锈蚀(图2)、溶洞形成(图3)、溶液中的离子反应(图4、图6、图7)、镁条燃烧(图5)、溶液中新制的氢氧化亚铁转化为氢氧化铁(8)、食物腐败、塑料老化
(2)你能通过观察什么现象来判断反应进行得快慢?还有哪些其他方法观察该化学反快慢呢?(在日常生活和化学实验过程中,观察化学反应进行得快慢的方法都有哪些?请举例说明。观察反应快慢的方法:①冒气泡快慢;②固体量的改变;③浑浊程度;④颜色变化;⑤温度变化等。)
教师:物理学中用什么定量描述物体的运动快慢?——速度。不考虑速度的方向称之为速率。化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。因很多化学反应在溶液中进行,因此化学反应速率通常用物质的量浓度在单位时间内的改变量来表示。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标,强调重难点。然后展示探究的第一个问题,化学反应速率的概念。已经布置学生们课前预习了这部分,检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:化学反应速率的概念
[教师]例:将锌粒放入5mol/L的盐酸中,经过10s盐酸的浓度变成1mol/L。
此10s内该化学反应的速率为
υ(HCl)=(5mol/L-1mol/L)/10s=0.4mol/(Ls)
[学生]请根据你的理解写出化学反应速率的字母表达式及化学反应速率的单位。
【思考】
反应速率是瞬时速率还是平均速率?
[小结]1、反应速率的值越大,说明化学反应越快!
2、化学反应速率表示的是平均反应速率。
[例1]在一密闭容器里装有氮气和氢气。反应开始时,氮气的浓度为2mol/L,氢气的浓度为5mol/L,反应开始2min时,测得容器中氮气的浓度为1.8mol/L。2min后氢气的浓度为多少mol/L?这2min内氮气的平均反应速率是多少?氢气和氨气的平均反应速率各是多少?2min内氮气、氢气和氨气的速率之比为多少?
【思考】
②同一化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,数值相同吗?意义相同吗?

③同一化学反应,不同物质表示的反应速率之比与什么有关?
设计意图:通过练习,使学生掌握有关反应速率的计算。
探究二:影响化学反应速率的外界条件因素
分组实验:做实验2-5,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
现象结论
热水气泡多而快,产生的气体
使带火星的木条复燃升温,反应速率增大
常温气泡均匀H2O2分解FeCl3做催化剂
冷水气泡较少降温,反应速率减小

分组实验:做实验2-6,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
现象结论
加入MnO2气泡多而快加入MnO2,反应速率加快
加入FeCl3气泡均匀加入FeCl3,反应速率加快
(稍慢)
不加其他试剂无明显现象H2O2分解反应中,MnO2和
FeCl3做催化剂,加快了反应
速率
设计意图:通过学生实验让学生体验影响反应速率的因素。
[讨论]课本43页的思考与交流。
除此之外,请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素。
教师组织学生分组讨论,最后师生总结:(1)温度:温度越高,化学反应速率越快。
(2)催化剂:通常加入催化剂能极大地加快化学反应速率。
(3)固体反应物的表面积:有固体参加的反应,固体的表面积越大,固体在同一时间内与其他反应物的接触越多,化学反应速率越快。
(4)反应物状态:通常气相或液相反应比固相反应的反应速率大。
(5)溶液浓度:在溶液中进行的反应,反应物的浓度越大,化学反应速率越快。
(98%浓硫酸例外)
(6)压强:对于有气体参加的反应,改变压强将使气体的体积发生改变,也即相应地改变气体的浓度。故增大压强,反应速率加快,降低压强,反应速率减缓。
(7)形成原电池:加快反应速率。
探究三:探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义?
如何通过改变外界条件来达到我们所希望的反应速率呢?请举例。
教师组织学生分组讨论,最后师生总结:
探究影响化学反应速率的外界条件因素的意义:
控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
(五)发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学反应速率的概念及影响化学反应速率的因素。化工生产还要关注化学反应进行的程度,即化学反应限度,在下一节课我们一起来学习化学反应限度。这节课后大家可以先预习这一部分,并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第三节化学反应的速率和限度
一、化学反应速率
1、化学反应速率的含义:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加(均取正值)来表示。
浓度的变化——△C时间的变化——△t
表达式:υ=△C/△t单位:mol/(Ls)或mol/(Lmin)
2、影响化学反应速率的外界条件因素
温度、催化剂、溶液浓度、形成原电池、固体的表面积、反应物状态、气体压强、潮湿的空气……
反应物的性质是决定反应速率的主要因素,
外界条件的改变可以影响化学反应速率。
十、教学反思
本节课内容从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,通过看一些形象生动的图片,学生知道了化学变化是有快有慢的,并且可以从很多方面观察判断化学变化的快慢,引导学生对实验现象的观察,为下面的实验探究做铺垫。在此基础上引出反应速率的概念及其表示方法。又通过练习,要学生明确决定反应速率的主要因素是物质本身的化学性质,外界条件可以影响反应速率。通过实验探究和课本上的思考与交流,学生自己就能够总结出影响化学反应速率的一些外界条件因素。再通过一些日常生活、化学实验和工农业生产中人为控制反应速率的实例,认识到学习反应速率有关知识的重要性
本节课时间45分钟,其中情景导入、展示目标、检查预习3分钟,讲解化学反应速率及练习15分钟,学生分组实验10分钟左右,反思总结当堂检测5分钟左右,其余环节12分钟,能够完成教学内容。学生实验用时太多,今后应控制好。
第三节化学反应的速率和限度(第二课时)
一、教材分析:在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后,教材通过科学史实等实例,让学生认识化学反应限度问题,经过对化学反应的可逆性可逆反应化学平衡状态的分析推进,认识化学反应是有限度的,并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
二、教学目标:
1.知识目标:
(1)通过实验认识化学反应限度的存在,了解化学反应限度的概念和产生原因。
(2)知道达到化学反应限度的特征。
(3)了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用,认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。
2.能力目标:
(1)重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
(2)通过探究实验认识化学平衡与反应限度,并用得到的结论去指导去分析和解决实际问题。
3.情感、态度和价值观目标:
(1)通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。
(2)通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。
三、教学重点难点
重点:化学反应限度概念;了解影响化学反应限度的因素。
难点:化学反应限度的本质原因及外部特征。
三、学情分析
我们的学生抽象思维能力较差,需要教师多引导,学生对于反应限度的理解不透彻。
五、教学方法
1.学案导学:见后面的学案。
2.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习学案《化学反应的速率和限度学案》。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
[设疑]炼铁高炉尾气之谜(学生阅读课本45页科学史话)
通过这一节课的学习你就能解开这一谜底了。你想知道吗?
教师:这节课我们就来学习化学反应限度。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标,强调重难点。然后展示探究的第一个问题,为什么存在化学反应限度的问题?已经布置学生们课前预习了这部分,检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:为什么存在化学反应限度的问题?
[设问]为什么存在化学反应限度的问题?
[教师]可逆反应——在相同条件下,正向反应和逆向反应都能同时进行的反应。
正向反应:反应物→生成物
逆向反应:生成物→反应物
[讨论]
(1)在2SO2+O22SO3中,随着反应的进行,反应物的浓度和生成物的浓度是怎样改变的?
(2)刚开始时,正向反应逆向反应同时进行,反应速率是否相同?(提示:此时反应速率与浓度有关)
(3)随着反应的进行,正反应速率和逆反应速率是怎样改变的?最终达到怎样的状态?
(4)能否用图示表示该过程?
[小结]反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为零,逆反应速率为零。随着反应的进行,反应物浓度降低,正反应速率减小;生成物浓度增大,逆反应速率增大。当正反应速率等于逆反应速率时,反应物浓度和生成物浓度不再发生改变,达到表面静止的状态——平衡状态。
探究二:达到化学反应限度的特征有哪些?
正反应速率=逆反应速率,各组分的浓度、物质的量、百分含量保持不变。
[例1]对于反应N2+3H22NH3,下列说法处于化学平衡状态的是:
①υ(N2生成)=υ(N2消耗),②N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2,③单位时间内生成2molNH3,同时消耗1molN2,④N2、H2、NH3的物质的量不再发生变化。
A、①④B、②③ C、②③④ D、①③④
[练习1]下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3达到平衡状态()
A.1个NN键断裂的同时,有3个H—H键形成
B.1个NN键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.1个NN键断裂的同时,有6个H—H键断裂
D.1个NN键断裂的同时,有6个N—H键形成
设计意图:通过练习加深学生对化学平衡状态特征的理解。
探究三:学习化学反应的限度有何意义?
【思考交流】(1).观看有关定向爆破的图片,你从中得到什么启示。
(2).阅读课文52页,回答课文中的有关问题,归纳:提高煤的燃烧效率可以采取哪些措施?

[小结]2、提高煤燃烧效率的方法:
①使燃料充分燃烧(提高能量转化率):
用煤粉(增加固体的表面积)、空气或氧气适当过量(增加反应物浓度)……
②充分利用释放的能量(提高能量利用率)
炉膛采用保温材料、废气用以烧水取暖等等。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)
(五)发导学案、布置预习。
我们学习了化学反应限度问题,就学完了《化学反应与能量》这一章,在下一节课我们一起来复习这一章的知识点。这节课后大家可以先复习这一部分,着重理解化学能与热能、化学能与电能、化学反应速率和限度。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
第三节化学反应的速率和限度
二、化学反应的限度
1、化学反应限度:在一定条件下,可逆反应达到平衡状态时的完成程度
2、达到化学反应限度的特征(一定条件下的可逆反应):
(1)υ正=υ逆≠0
(2)反应物和生成物的浓度不再改变
三、化学反应条件的控制
控制反应条件,最大程度地得到产物,提高反应物的利用率
十、教学反思
本节课由科学史话“炼铁高炉之谜”引发学生强烈的求知欲望,继而通过实验探究发现反应限度的问题,随着问题探究的步步深入,引导学生理解可逆反应中存在反应限度的原因,理解反应限度的概念及达到反应限度的特征。在此基础上指导学生分析和解决实际问题——提高煤的燃烧效率,理解控制化学反应条件在生产和生活中的实际意义,使学生认识到学习本节知识的意义所在,激发学生学习的兴趣。
本节课时间45分钟,其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟,讲解化学平衡的建立用时5分钟左右,讲解化学平衡状态的特征及相应练习10分钟左右,反思总结当堂检测5分钟左右,其余环节15分钟,能够完成教学内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课,争取设计的更科学,更有利于学生的学习,也希望大家提出宝贵意见,共同完善,共同进步!

化学反应速率和限度


一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助教师更好的完成实现教学目标。怎么才能让教案写的更加全面呢?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“化学反应速率和限度”,相信能对大家有所帮助。

教案
课题:第二章第三节化学反应速率和限度(一)授课班级
课时1.5

的知识

技能1、了解化学反应的快慢
2、理解和掌握化学反应速率的概念及表示方法
3、掌握影响化学反应速率的条件
过程

方法通过学生动手实验,培养学生观察和描述现象的能力,并根据实验现象探究、分析、推理和判断的能力
情感
态度
价值观1、1、通过实验,激发学生的求知欲和学习兴趣;
2、2、通过问题讨论、培养学生善于思考,勤学好问,勇于探索的优秀品质。

重点化学反应速率的概念;了解影响化学反应速率的因素
难点影响化学反应速率的因素








计第二章第三节化学反应的速率和限度
一、化学反应的速率(reactionrate)
1、定义:单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示
2、单位:mol/Lsmol/Lmin
3、表达式:v(A)==
△c(A)表示物质A浓度的变化△t表示时间
4、有关化学速率的注意事项:
5、化学反应速率的计算
(1)同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比
(2)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说,则有
二、影响化学反应速率的因素
1、内部因素:在相同外界条件下,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的内部因素。
2、外部因素
(1)浓度对化学反应速率的影响
○1其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率
○2理论解释:浓度增大活化分子数增多有效碰撞次数增大化学反应速率加快
(2)压强对化学反应速率的影响
○1结论:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,压强增大浓度增大
○2理论解释:在其他条件不变时,压强增大浓度增大活化分子数增大有效碰撞次数增大速率增大
(3)温度对化学反应速率的影响
○1结论:在其他条件不变的条件下,温度越高化学反应速率越快
○2解释:浓度一定时,温度越高,反应物分子的能量就越高,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子反应物分子中活化分子的百分数增大有效碰撞次数增大反应速率增大。
(4)催化剂(catalyst)对化学反应速率的影响
○1结论:在其他条件不变的条件下,催化剂能够改变化学反应速率。
能加快化学反应速率的叫正催化剂;能减慢化学反应速率的叫负催化剂。
○2解释:使用催化剂降低反应物所需的能量更多的反应物的分子成为活化分子大大增加单位体积内的活化分子百分数成千成万倍的增大化学反应速率

教学过程
教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动
[导课]多媒体播放影片
[讲]北京的故宫是世界著名的古建筑群,是祖国珍贵的文化遗产。在保和殿后,有一块巨大的“云龙陛石”,上面雕有精美的蟠龙图案。但是,近些年来浮雕已开始受损,一些细小的花纹已变得模糊不清。在太和殿周围的玉石护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀。据统计,世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重,有的已面目全非。这真是一场大的灾难。造成这场灾难的元凶是什么呢?它就是我们在前面介绍过的酸雨。为什么以前几百年腐蚀很慢,而近十几年腐蚀却变快了呢?这就会涉及化学反应的速率的问题。
[引入]通过前面的学习,同学们已经认识了化学反应中物质变化和能量变化的实质。在利用化学反应制取所需物质时,我们希望在较短时间生产出更多的产品,今天我们就从化学反应的快慢和限度的角度来研究这个问题。我们先研究第一个问题:化学反应的快慢。
[板书]第二章第三节化学反应的速率和限度
[投影展示]快慢不同的化学变化图片,如生成烟花的反应、青铜大钟的腐蚀、溶洞的形成、爆炸、塑料的降解、氢氧化铁的制备等。
[思考与交流]在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象,有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢。你了解下列化学变化过程中进行的快慢吗?反应的快慢与我们有什么关系?
[问]初中物理学习了有关物理运动的知识,我们知道不同的物体的运动快慢是不同的,有的物体运动相当快,而有的物体运动相当慢。用什么物理量表示不同物体运动的快慢呢?这一物理量是如何定义的?常用的单位是什么呢?
运动速率:单位时间内物体移动的距离,单位m/S
[问]那我们又应该如何表示化学反应的快慢呢?
[过]总的来说,不同的物质在反应时有快慢之分。在化学反应中用化学反应的速率来表现反应的快慢。
[板书]一、化学反应的速率(reactionrate)
1、定义:单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示
2、单位:mol/Lsmol/Lmin
3、表达式:v(A)==
△c(A)表示物质A浓度的变化△t表示时间
[点击试题]例1在N2+3H22NH3反应中,自开始至2秒,氨的浓度由0变为0.6mol/L,则以氨气表示的化学反应速率是多少?

[随堂练习]在某一化学反应中,反应物B的浓度在5s内从2.0mol/L变成0.5mol/L,在这5s内B的化学反应速率为____________

[讲]同学们完成的都很好,但是在具体的运用和理解化学反应速率时,还应注意下面几个问题
[板书]4、有关化学速率的注意事项:
[投影小结]
(1)化学反应速率是平均速率,只有正值没有负值,只有大小没有方向。
(2)在一定温度下,固体和纯液体物质,单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数。因此,它们的化学反应速率也被视为常数。
(3)对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应速率。因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
[过]下面让我们具体来看一下化学反应速率计算当中的几个典型例题
[板书]5、化学反应速率的计算
[点击试题]例2、合成NH3的反应为N2+3H22NH3。现在某2L的容器中充入2mol的N2和5mol的H2。反应5分钟后,容器中的N2的物质的量减少为1mol。试求:(1)5分钟后,容器中H2和NH3的物质的量。(2)5分钟内三者的反应速率各是多少?(3)三者速率是否相等
[讲]有关化学反应速率的计算,有着其特有的运算模式,即三段法。在与化学反应方程式各对应物质下标明三个量:(1)初始状态各物质的量(浓度)(2)改变量(3)终止状态各物质的量(浓度)其中改变量与化学计量数成正比来解决。
[副板书](1)N2+3H22NH3
反应前2mol5mol
变化1mol3mol2mol
反应后1mol2mol2mol
(2)v(N2)==0.1mol/Lmin
v(H2)==0.3mol/Lmin
v(NH3)==0.2mol/Lmin
v(N2):v(H2):v(NH3)==1:3:2
[讲]由第3问我们可以得出结论
[板书](1)同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比
[讲]我们可以利用这条规律,据系数比求其他物质的速率,也可以据速率比求系数比
[随堂练习]1、反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率
A、ν(NH3)=0.0101mol.L-1.s-1
B、ν(O2)=0.0010mol.L-1.s-1
C、ν(NO)=0.0010mol.L-1.s-1
D、ν(H2O)=0.045mol.L-1.s-1
2、在一定条件下,mA+nB=pC的反应中,各物质的化学反应速率为v(A)=amol/(Ls),v(B)=0.5amol/(Ls),v(C)=amol/(Ls),则该反应的化学方程式为:____________________

[讲]对于同一个反应,我们可以用不同的数值来表示同一个反应的速率,这就出现了比较化学反应速率快慢的题型
[点击试题]例3、在四个不同的容器中,在不同条件下进行反应:N2+3H22NH3据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是
A、ν(H2)=0.1mol/(L.min)
B、ν(N2)=0.1mol/(L.min)
C、ν(NH3)=0.3mol/(L.min)
D、ν(H2)=0.01mol/(L.s)
[讲]比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢,应选用同种物质作标准,然后利用化学反应速率比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。求出不同情况下,用标准物表示的化学反应速率。除此之外,也可先求出不同物质的表示的速率,用各物质表示的速率除以化学方程式中各自的化学计量数,然后比较大小,其比值大者反应速率大。这种方法叫做比较比值法。
[板书](2)对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说,则有
[随堂练习]1、反应A+3B=2C+2D在四种不同条件下的反应速率为:
(1)ν(A)=0.3mol/(Ls)(2)ν(B)=0.6mol/(Ls)
(3)ν(C)=0.4mol/(Ls)(4)ν(D)=0.45mol/(Ls)则该反应速率的快慢顺序为:___________________

2、恒温下,将1molN2和3molH2在体积为2L的容器中混合,发生如下反应:N2+3H22NH3,2S后,测得NH3的体积分数为25%,则下列说法中不正确的是(A)
A、用N2浓度的减少表示平均反应速率0.2mol/Ls
B、2S时用N2的转化率为40%
C、2S时混合气体中n(N2):n(H2):n(NH3)==3:9:4
D、2S时NH3的浓度为0.4mol/L

[投影]下列过程中,需要加快化学反应速率的是(C)
A.钢铁腐蚀B.食物腐坏C.炼钢D.塑料老化
[讲]改变化学反应速率在实践中有很重要的意义,我们可以根据生产和生活的需要,采取适当措施改变化学反应速率。那么,如何能够改变化学反应速率呢?
[探究实验]各取一根镁条和一根铝条分置于两支加有2~3mL3mol/L硫酸溶液的试管中。观察产生气泡的快慢;
实验现象:镁条反应速率比铝快
实验结论:活泼的反应快
[板书]二、影响化学反应速率的因素
1、内部因素:在相同外界条件下,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的内部因素。
[过]化学反应速率是化学反应快慢的没的化学反应,具有不同的化学反应速率,这是由于参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素,那么,化学反应速率对于某一反应来说是不是就是一成不变的呢?不是,因为其他因素如温度、浓度、压强对不同化学反应产生影响时,会使同一反应在不同条件下有不同的反应速率。下面我们就来讨论一下外界条件对化学反应速率的影响。
[板书]2、外部因素
[问]我们所说的外界条件主要指哪些方面?
主要指浓度、温度、压强(主要对有气体参加的反应)、催化剂、表面积(主要对有固体参加的反应)等。
[讲]我们先来讨论一下浓度对化学反应速率的影响
[板书](1)浓度对化学反应速率的影响
[探究实验]甲做大理石与1mol/L盐酸的反应;乙做大理石与0.1mol/L盐酸的反应,
实验现象:甲的试管中有大量气泡产生,反应剧烈。而乙的试管中气泡产生较慢。
结论:相同条件下,浓度大的反应快。
[讲]许多实验表明,其他条件不变时,增加反应物的浓度可以增大化学反应速率。
[板书]○1其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率
[问]要想从本质上理解化学反应速率改变的原因,还得从反应的过程和本质说起,请大家回忆一下化学反应的过程和本质都是什么呢?
化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合在生成物分子的过程,其本质是反应物分子中旧的化学键的断裂和新的化学键的形成的过程。
[讲]反应物分子中旧键的断裂与生成物分子中新键的形成必须要靠反应物分子的相互接触,相互碰撞才可以完成。所以反应物分子(或离子)的相互碰撞是发生化学反应的先决条件,事实证明,反应物分子(或离子)间单纯的接触或碰撞并不一定就发生化学反应,也就是碰撞存在着的有效性,在所有碰撞中有效碰撞是很少的,我们把能发生反应的碰撞叫有效碰撞,能发生有效碰撞的分子叫活化分子
[讲]应该注意的是,发生有效碰撞的必须是活化分子。但活化分子间的碰撞却不一定就是有效碰撞。因为有效碰撞不仅需要足够的能量。还需要正确的取向,这和运动员投篮球是一个道理。如果投球无力,球挨不着篮框,投不中;如果投球不足,但方向不对,同样也投不中;只有力足,方向正中才能投中。
[投影]动画演示:有效碰撞
○1碰撞过轻○2碰撞取向不好○3活化分子的有效碰撞
[讲]无论是运动员投篮球还是化学反应都表明只有能量和取向都满足时,才会发生有效碰撞。在其他条件不变时,对某一反应来说,活化分子承反应物中所占百分比是一定的,因此单位体积内活化分子数与单位体积内的反应物的分子数成正比。也就是和反应物的浓度成正比。当反应物浓度增大时,单位体积内活化分子数目增多,发生有效碰撞的次数就相应增多,化学反应速率也随之加快了。
[板书]○2理论解释:浓度增大活化分子数增多有效碰撞次数增大化学反应速率加快
[讲]值得我们注意的是:(1)对于纯液体或固体物质,可认为其浓度为常数,它们的量的改变不会影响化学反应速率。(2)对于可逆反应,增大一种物质的浓度,正逆反应速率都增加。(3)固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。固体颗粒越小,其表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,有效碰撞资料将增加,所以能加快化学反应速率。
[过]下面我们来讨论压强对化学反应速率的影响
[问]压强一词跟什么有关?
[讲]压强对化学反应速率的影响,指的是有气体参加的化学反应。当温度一定时,压强增大,体积减小,单位体积内分子数增加,相当于浓度增大,故压强增大可增大化学反应速率。
[板书](2)压强对化学反应速率的影响
○1结论:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,压强增大浓度增大
○2理论解释:在其他条件不变时,压强增大浓度增大活化分子数增大有效碰撞次数增大速率增大
[讲]值得注意的是,由于压强的变化对固体、液体或溶液的体积影响很小,因而它们浓度改变的影响也很小,可以认为改变压强对它们的反应速率没有影响,而对于可逆反应,压强增大,正、逆反应速率都增大。而对于气体反应体系,有以下几种情况:
[投影小结]
I恒温时,增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快
II恒容时,充入气体反应物总压增大浓度增大反应速率加快
充入惰性气体总压增大,各物质浓度不变,反应速率不变
III恒压时,充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢
[问]为什么夏天仪器容易变质,而冰箱可保鲜?
温度高,食品腐烂快,易变质
[探究实验]温度对化学反应速率的影响
反应原理:2H2O2==2H2O+O2↑
操作方法:在三支相同的试管中分别加入2-3mL约5%的双氧水,然后在每一去试管中滴加2滴1mol/L的FeCl3溶液后立即套上气球(大小相同)。等三支试管上的气球大小差不别相同时,同时置于三个分别盛有热水、冷水、空烧杯中,观察现象
[投影]
结论:在其他条件不变的条件下,温度越高化学反应速率越快。
[板书](3)温度对化学反应速率的影响
○1结论:在其他条件不变的条件下,温度越高化学反应速率越快
○2解释:浓度一定时,温度越高,反应物分子的能量就越高,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子反应物分子中活化分子的百分数增大有效碰撞次数增大反应速率增大。
[讲]实验测得,温度每升高10℃,化学反应速率通常增大到原来的2-4倍,同时,我们还应了解到,此规律对于吸放热反应均适用。一般地说,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大,也更易于控制,是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。但值得我们注意的是,对于可逆反应,正、逆反应速率都随温度的升高而增大。
[探究实验]催化剂对化学反应速率的影响
反应原理:2H2O2==2H2O+O2↑
操作方法:在3支大小相同的试管中各装入2-3mL约5%的H2O2溶液,再向其中2支试管中分别加入少量MnO2粉末、1-2滴1mol/LFeCl3溶液。观察实验现象
[投影]
[板书](4)催化剂(catalyst)对化学反应速率的影响
○1结论:在其他条件不变的条件下,催化剂能够改变化学反应速率。
能加快化学反应速率的叫正催化剂;能减慢化学反应速率的叫负催化剂。
[讲]在实际应用中,如不特别说明,凡是说催化剂都是指正催化剂。约80%-85%的化工生产过程要使用催化剂。使用催化剂的目的是加快反应速率,提高生产效率。催化剂参加化学反应,但反应前后的质量和化学性质是不变的。催化剂具有高度的选择性和专一性。我们常提到的酶就是一种非常好的催化剂
[板书]○2解释:使用催化剂降低反应物所需的能量更多的反应物的分子成为活化分子大大增加单位体积内的活化分子百分数成千成万倍的增大化学反应速率
[讲]在使用催化剂时我们要防止催化剂中毒。催化剂中毒是指催化剂的催化性能往往因接触少量的杂质而明显下降甚至遭破坏的现象。另外,催化剂只有在一定的温度下才能最大限度的显示其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一样。
[思考与交流]1.请预计大理石(CaCO3)分别与0.1mol/L和1mol/L的盐酸反应的快慢。你能得出什么结论吗?
增大浓度反应速率加快,减小浓度反应速率减慢。
2.块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1mol/L的盐酸反应谁快谁慢?为什么?
增大固体表面积可以加快反应速率(接触充分)
3.实验室进行化学反应时,常常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。为什么?
离子反应速率快,瞬间完成。(粒子的接触充分)
4.实验室制取氢气时,是用粗锌好(有杂质)还是用纯锌好,为什么?
形成原电池可以加快反应速率
[讲]除了浓度,压强、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、磁场等也会对化学反应速率产生影响。
[投影小结]
影响化学反应
速率的因素影响结果

因性质反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢
外因催化剂使用催化剂,化学反应速率加快
温度升高温度,化学反应速率加快;反之减慢
反应物的浓度增大反应物的浓度,化学反应加快;反之减慢

气态反应物压强增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢

固体反应物表面积增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢
其他光波,电磁波,超声波,溶剂等
[思考与交流]1、为什么要将食物存放在温度较低的地方?
低温下食物腐败速率大大降低,不易变质
2、实验时,通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应,原因是什么?
固体研细后其表面积极大地增加,大大增加了反应物之间的接触机会,可以提高反应速率,有利于反应的进行
3、实验室常用约30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气,当反应进行一段时间后,气泡变得稀少了,如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中,气泡又会重新增多起来,原因是什么?
增大反应物的浓度,使反应物之间的接触机会增大,加快反应速率。
教学回顾:

教案
课题:第二章第三节化学反应速率和限度(二)授课班级
课时1.5

的知识

技能1、了解化学反应平衡状态的概念
2、知道达到化学反应限度的特征
3、了解探究反应条件在生产生活和科学研究中的作用,认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法
过程

方法通过实验时观察到的实验现象发现问题并探究原因,从而了解化学反应限度的概念;培养实验观察能力、发现问题的能力及分析探究能力,体验科学探究的过程和化学研究的基本方法,培养自主学习的能力
情感
态度
价值观1、通过对实验现象的观察和原因控,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神
2、通过同组合作实验和全班同学共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神
重点化学反应的限度的概念;了解影响化学反应限度的因素
难点化学反应限度的本质原因及外部特征








计三、化学反应的限度
1、研究对象:可逆反应
2、化学平衡的建立
化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
3、特征:(1)逆(2)动(3)定(4)变
(5)化学平衡的建立与反应途径无关
4、化学平衡的标志
以mA+nBxC+yD为例,
(1)v(B耗)==v(B生)
(2)v(C耗):v(D生)==x:y
(3)c(C)、C%、n(C)%保持不变
(4)若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,则压强恒定,体系气体平均分子量恒定
四、化学反应条件的控制
1、提高燃料燃烧效率的措施:
(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能,提高热能的利用率。
2、反应条件的控制:
(1)关于人类需要或对人类有利的化学反—提高生产或工作效率,提高原料的利用率或转化率。
(2)关于有害或对人类不需要的化学反应—降低反应速率或隔离会引发反应的物质。
(3)关于特定条件环境或特殊需要的化学反应—要对化学反应条件进行特殊的控制。
教学过程
教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动
[知识回顾]采用哪些方法可以增加Fe与盐酸反应的化学反应速率?
[投影]科学史话-----炼铁高炉尾气之迷
[导入]我们已经增加了高炉的高度,怎么排出的一氧化碳浓度没有降低呢?你能帮助工程师解开这一谜底吗?
[引言]化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应进行的快慢是不够的。因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反应物浓度尽可能多地转化为生成。例如在合成NH3工业上,除了要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转化为NH3。后者所说的就是化学反应进行的程度问题
[板书]三、化学反应的限度
[讲]若对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说,由于反应物已全部转化为生成物,如H+和OH―的中和反应主不存在什么进行程度的问题了,所以,化学平衡的研究对旬是可逆反应。
[板书]1、研究对象:可逆反应
[讲]可逆反应指的是在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。可逆反应不能进行到底,只能进行到一定程度后达到所谓的平衡状态,平衡时各物质的物质的量都大于零。对于有气体参加的可逆反应,必须在密闭容器中进行。
[问]那么什么是化学反应限度呢?
[投影]
[讲]将SO2和O2按物质的量之比2∶1的比例充入具有适宜反应条件的容积固定的密闭容器中,SO2跟O2发生可逆反应,试分析说明在一定的时间里SO2、O2和SO3的物质的量浓度以及正反应速率和逆反应速率是怎样变化的。
[板书]2、化学平衡的建立
[讲]化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的限度。
[投影]
[板书]化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
[讲]化学平衡状态是维持在一定条件下的,一量条件发生改变,平衡就遭到破坏,动态平衡也体现了辩证唯物主义观点,既运动是相对的,而静止也是相对的。对于一个给定的可逆反应,若起始条件相同,则平衡状态也相同,不相同的起始条件,平衡状态也不同。
[随堂练习]1、一定温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡的标志是()
A、单位时间内生成nmolH2同时生成nmolHI。
B、单位时间内生成2nmolHI同时生成nmolI2。
C、单位时间内生成nmolH2同时生成nmolI2
D、1mol的H-H键断裂的同时,有1mol的I-I键断裂。
[板书]3、特征:(1)逆
[讲]化学平衡研究的对象是可逆反应,可逆反应不能进行到底,即反应进程中反应物不能全部转化为生成物。
[板书](2)动
[讲]达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等,但不为零,即化学平衡是动态平衡,正反应和逆反应仍在持续进行。在这里,用同一种物质来表示反应速率时,该物质的消耗的速率与生成的速率相等。即单位时间内消耗与生成的物质的物质的量相等。用不同物质来表示,反应速率不一定相等,某一反应物的速率与某一生成物速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。
[板书](3)定
[讲]在平衡混后物中,各组成成分的浓度保持一定,不再随时间变化而变化。注意:浓度不变不等于浓度相等。
[随堂练习]2、在一定温度下,2NO2(g)N2O4(g)(无色)的可逆反应中,下列情况属于平衡状态的是()
A.、N2O4不再分解B.、v(N2O4):v(NO2)=1:2
C、体系的颜色不再改变D、NO2的浓度与N2O4的浓度之比2:1
[板书](4)变
[讲]改变影响化学平衡的条件,平衡就被破坏,正、逆反应速率不再相等,平衡发生移动,直至建立新的平衡。
[板书](5)化学平衡的建立与反应途径无关
[讲]同一可逆反应,只要条件相同,并按反应方程式的化学计量数的相应量配料,使容器总质量保持不变,则无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或正、逆反应同时开始,最终都能达到同一平衡状态。
[随堂练习]3、可逆反应达到平衡的重要特征是:
A、反应停止了B、正、逆反应的速率都为零
C、正、逆反应都还在继续进行D、正、逆反应速率相等
4、一定条件下,可逆反应达到平衡时:
A、单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数
B、反应物浓度等于生成物浓度
C、反应物与生成物浓度保持不变
D、混和体系中各组成成份和含量保持不变
[投影小结]注意:
1、任何化学反应的进程都有一定的限度,只是不同反应的限度不同罢了。
2、在可逆反应中,反应物不能按化学计量数之比完全转化为生成物,因此,反应物的转化率小于100%。
3、有些反应的可逆性很小,如Ag++Cl-=AgCl↓一般可视为不可逆反应。
4、化学反应的限度可以通过改变条件而改变。
[板书]4、化学平衡的标志
以mA+nBxC+yD为例,
(5)v(B耗)==v(B生)
(6)v(C耗):v(D生)==x:y
(7)c(C)、C%、n(C)%保持不变
(8)若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,则压强恒定,体系气体平均分子量恒定
[随堂练习]判断下列是否达到平衡
1、各物质的物质的量或各物质的物质的量浓度一定@
2、各物质的质量或各物质的质量分数一定@
3、各气体的体积或体积分数一定@
4、总体积、总压力、总物质的量一定*
5、单位时间内消耗了mmolA的同时生成了nmolA@
6、单位时间内消耗了nmolB的同时生成了xmolC*
7、m+n≠x+y时,总压力一定,平均分子量一定@
8、m+n==x+y时,总压力一定平均分子量一定*
[讲]请同学们根据这节课我们学习的知识,来解决一下高炉尾气之迷。
任何化学反应都有一定的限度,不能按化学反应方程式的计量关系完全反应。对可逆反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2而言,增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间,并没有改变化学平衡建立时的条件,即没有改变化学反应的原理。所以化学平衡建立后,较矮高炉和高大高炉里CO的浓度是相同的,建造更高的高炉,不会减少高炉气中CO的浓度。
[过]在生产和生活中,人们希望促进有利的反应,抑制有害的反应,这就涉及到反应条件的控制。
[板书]四、化学反应条件的控制
[投影]录像:建筑物定向爆炸
[讲]定向爆炸是通过减少单位体积炸药用量,及增大反应接触面积达到控制反应的目的。一般情况下,可通过控制温度、使用催化剂、改变反应物浓度、增大或减小反应物接触面积等方法控制反应条件。
[问]请仔细阅读教材,然后思考下列问题
1、如何提高燃料的燃烧效率?燃料充分燃烧的条件是什么?
2、如何控制化学反应条件?
请结合生活实际,谈谈控制化学反应的条件有何意义?
[板书]1、提高燃料燃烧效率的措施:
(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能,提高热能的利用率。
[讲]关键是燃料与空气或氧气要尽可能充充分接触(把固体粉碎,液化或气化),且空气要适当过量。(燃料充分燃烧的条件,区别燃烧的条件)
[板书]2、反应条件的控制:
(1)关于人类需要或对人类有利的化学反—提高生产或工作效率,提高原料的利用率或转化率。
(2)关于有害或对人类不需要的化学反应—降低反应速率或隔离会引发反应的物质。
(3)关于特定条件环境或特殊需要的化学反应—要对化学反应条件进行特殊的控制。
[思考与交流]下面以“提高煤的燃烧效率”为例,分析研究化学反应条件的选择。
1、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系?与煤的充分燃烧有何关系?
煤被研得越细,粉末越小,与空气中O2得接触面积越大,燃烧越充分,反应速率越快。
2、空气用量对煤的充分燃烧及热能利用有什么影响?原因是什么?
空气充足,煤燃烧生成CO2越充分,放热越多;若空气不足,则煤燃烧部分生成CO,CO排到空气中造成污染,且生成CO时,放出得热量大大减少。
3、应选择什么样的炉(灶)膛材料?理由是什么?
应选择保温隔热且耐热的炉膛材料;尽管煤燃烧是放热反应,但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续,因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行,选用保温隔热材料的目的,正是为了防止热量散失。
4、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量?
可将燃烧后的废气通过交换装置,供其他方面使用。
5、燃料不充分燃烧有何危害?
(1)产生热量少,浪费资源;
(2)产生污染物,危害人体健康。
6、燃料充分燃烧的条件是什么?
燃料燃烧必须与空气接触,且要达到燃料的着火点,燃料充分燃烧要考虑两点:一是燃烧时要有足够多的空气,二是燃料与空气要有足够大的接触面积。
[随堂练习]
(1)消防队员救火时,开门都很小心,因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。
门一打开,可燃物与空气的接触面增大,迅速燃烧,可引发爆炸
(2)在实验室里,硝酸、硝酸银等药品均必须用棕色试剂瓶保存,并应该存放在阴凉干燥处。为什么?
因HNO3、AgNO3见光、受热均易分解,所以必须用棕色试剂瓶保存,并存放在阴凉处
(3)实验室中用碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳时,选择的试剂为块状碳酸钙固体而不是碳酸钙粉末,为什么?
因为粉状CaC03与盐酸反应速率太快,而难以控制生成的CO2的流速与流量
教学回顾:

化学反应的快慢和限度


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,高中教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?下面是由小编为大家整理的“化学反应的快慢和限度”,希望对您的工作和生活有所帮助。

总课时数14科目高一化学使用时间
主备人使用人
课题名称第二章第二节化学反应的快慢和限度(1)

预习目标:
1.理解化学反应速率的概念
2.知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响
3.初步了解如何调控化学反应的快慢及控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
重点难点:化学反应速率及影响因素
学习方法:探究实验方案设计、分析归纳、交流研讨
自主学习:
1.人们通常用___________________________来描述化学反应的快慢。
2.化学反应速率通常用________________________________________________________来表示。
3.物质之间能否发生化学反应以及可能发生的化学反应的快慢是由_______________决定的,但是可以通过改变等条件来控制化学反应速率。
合作探究:
1.化学反应有快有慢,我们可以通过观察反应的一些现象来判断反应的快慢。在日常生活和化学实验过程中,观察化学反应进行得快慢的方法都有哪些?请举例说明。

2.分组实验:
(1)在其它条件不变的情况下,温度对化学反应速率的影响
编号实验内容实验现象实验结论
1镁条与0.5mol/L盐酸在室温下反应
2镁条与0.5mol/L盐酸在加热条件下反应

(2)在其他条件不变的情况下,浓度对化学反应速率的影响
编号实验内容实验现象实验结论
1铁片与0.5mol/L盐酸反应
2相同铁片与3mol/L盐酸反应

(3)在其它条件不变的情况下,催化剂对化学反应速率的影响
编号实验内容实验现象实验结论
1取少量过氧化氢溶液放入试管
2向过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰粉末
(4)在其他条件不变的情况下,固体表面积对化学反应速率的影响
编号实验内容实验现象实验结论
1块状碳酸钙与0.5mol/L盐酸反应
2粉末状碳酸钙与0.5mol/L盐酸反应

总结:影响一个化学反应速率大小的外界因素有哪些?它们是如何影响的?

4.我们探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义?对我们的生产生活有什么指导意义?

习题巩固:
1.化学反应的快慢通常用“化学反应速率”这一物理量描述,下列对其理解正确的是()
A.化学反应速率指反应物浓度的减少量
B.化学反应速率指生成物浓度的增加量
C.化学反应速率指反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量
D.化学反应速率指单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量
2.决定化学反应速率的内在因素是()
A.反应物的浓度B.反应温度
C.使用催化剂D.反应物的性质
3.当铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使反应速率增大的是()
A.不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
B.加热
C.增大稀硫酸的浓度
D.不用铁片,改用铁粉
4.下列四种X溶液均能与一定量的盐酸反应,则其中反应最快的是()
A.10℃时,20mL3mol/L的X溶液
B.20℃时,30mL2mol/L的X溶液
C.20℃时,20mL4mol/L的X溶液
D.10℃时,10mL2mol/L的X溶液
5.100mL6mol/L硫酸与过量锌粉反应,在一定温度下,为了减小反应速率但又不影响产生氢气的总量,则可向反应物中加入适量的()
A.碳酸钠B.水C.硫酸铵固体D.烧碱溶液
6.下图为镁和盐酸反应的时间—速率图,请解释反应速率先快再快后慢的原因:______________________________________________________________________。
V(速率)

T(时间)
8.分析下列实例,根据已有的知识和经验,填写下表。
实例影响速率的因素如何影响
夏天食物易变质
硫在氧气中比在空气中
燃烧剧烈
粉状的碳酸钙与盐酸反应
比块状的碳酸钙反应快
氯酸钾与二氧化锰混合
共热可快速产生氧气

课堂小结:

化学反应的方向和限度


教学时间第八周4月11日本模块第20、21课时
教学
课题专题专题1化学反应速率
单元第二单元化学反应的方向和限度
节题第三课时化学平衡常数1、2
教学目标知识与技能理解化学平衡常数的含义,能用化学平衡常数计算反应物的转化率。。
过程与方法能描述化学平衡常数的意义,培养归纳思维能力
情感态度
与价值观体会化学平衡是相对的、有条件的、动态的,树立辩证唯物主义观点。
教学重点化学平衡计算
教学难点计算。
教学方法讨论法、探究法
教学过程

教师主导活动学生主体活动
(基面知识)
二、化学平衡常数
对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)平衡常数表达式,它的大小能说明,K值越大,表示。平衡常数受的影响较大,使用时要注明。因为和的浓度可视为定值,所以在平衡常数的表达式中不计算。
(小结)对反应mA+nBpC+qD
一、化学平衡常数
1、表达式:平衡常数K=
2、影响因素及注意:K受温度影响
3、意义:越大,反应进行的越完全
4、作用:(1)进行定量计算
(2)判断化学平衡移动方向
Q(浓度积)K(平衡常数)化学平衡向逆反应方向移动
Q(浓度积)==K(平衡常数)化学平衡不动
Q(浓度积)K(平衡常数)化学平衡向正反应方向移动
(讲解)
通过自学完成

数据分析:书P44表2-6

生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比
放热反应—升高温度—平衡常数减小)
吸热反应—升高温度—平衡常数增大)
反应中有固体和纯液体化,



程教师主导活动学生主体活动
因此其浓度不计算在表达式中。
如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)
K=
5.稀溶液中反应物有水参加,水的浓度也不计算在内。
如:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+
K=
6.对同一个化学反应,不同的化学方程式对应不同如:
N2O4(g)2NO2(g)K=
N2O4(g)NO2(g)K=
7.对于气体反应,可以用平衡时物质的量浓度表示,也可以用平衡时气体的分压表示。
N2O4(g)2NO2(g)K=
二、化学平衡常数有关计算
1、模式(初—转—平)注意:单位
2、步骤:
[例题1]1.在某温度下,可逆反应mA+nBpC+
qD的平衡常数为K,下列说法正确
的是()
A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大。
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大。
C.K随反应物浓度的改变而改变。
D.K随温度的改变而改变。
E.K越大,反应的速率越大。
K=c(CO2)

边讨论,边理解

因化学计量数变而变
对应方次

理解思维方法




程教师主导活动学生主体活动
2.现由可逆反应CO(气)+H2O(气)CO2(气)+H2(气)-△H,在850℃时,K=1。
①若温度升高至950℃,反应达到平衡时,K____1(、、=)
解析:K值越大表示反应越易向正反应方向进行,升温反应逆反应方向移动即不易向正反应方向进行。
②850℃时在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度c(CO)=0.01mol/L,c(H2O)(气)=0.03mol/L,c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.05mol/L。则反应开始时,H2O(气)的消耗速率比生成速率___小____(大、小、不确定)

解析:反应常数K′==1,即反应要向K=1的方向进行只能使分子减小、分母增大即向逆反应进行。

温度不变即K不变CO(气)+H2O(气)=CO2(气)+H2(气)
起始浓度0.010.10.010.05
变化浓度xxxx
平衡浓度(0.01-x)(0.1-x)(0.01+x)(0.05+x)
K=1==得α(CO)
④保持容器温度、体积不变,若在容器中充入适量的H2,则重新达到平衡时,CO的反应速率比充H2之前___增大___(大、小、不确定)理由是什么?

[解析]:增大任一反应物或生成物的浓度,化学反应速率都增大。

3.在一定条件下,氨气和氮氧化物(NOn)能发生氧化还原反应。将一定量的氨气和氮氧化物充入一真空的恒容密闭容器中,保持温度不变,使反应达到平衡。
①配平化学方程式NH3(气)+NOn(气)N2(气)+H2O(气)
解析:4nNH3(气)+6NOn(气)(2n+3)N2(气)+6nH2O(气)
②分析氨气的反应速率v与时间t的关系如图所示,已知:m=0.22mol/(Lmin),p=250。反应中氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为v∶c(NH3)=1∶6(数据)。在下表①~⑤中填入v和c(NH3)。

tminv(NH3)mol/(Lmin)c(NH3)mol/L
00.22①
5②③
平衡时④⑤
[解析]:由图可知,该反应在t=9min时达到平衡。另外由
速率-时间关系v-m=-知v=m-;又氨气的瞬时速率与氨气的存留浓度的关系为v∶c(NH3)=1∶6。联立求解。
tminv(NH3)mol/(Lmin)c(NH3)mol/L
00.221.32
50.171.02
平衡时0.0580.34

③若起始时混合气体总浓度为2.5mol/L,在恒温恒容条件下达到平衡时,测得压强是反应前的1.28倍,则NOn中的n是多少?
解析:由②可知:t=0,c(NH3)=1.32mol/L;达到平衡时,t=9min,c(NH3)=0.34mol/L。若取定容器体积为1L,则参加反应的氨气的物质的量是0.98mol。
又根据反应4nNH3(气)+6NOn(气)=(2n+3)N2(气)+6nH2O(气)△n=4n-3,知每有4nmolNH3参加反应,混合气体的物质的量就减少(4n-3)mol,
因此,得4n∶(4n-3)=0.98mol∶(0.28×2.5mol)n=2.625
(△n也可由定义求出n2=3.2mol△n=3.2mol-2.5mol=0.7mol)
[小结]注意初-转—平计算模式。
[作业]P411、2
板书计划一、化学平衡常数
1表达式:生成物平衡时浓度方次的乘积与反应物浓度方次乘积之比
2影响因素及注意:K受温度影响
3意义:越大,反应进行的越完全
4作用:(1)进行定量计算
(2)判断化学平衡移动方向
Q(浓度积)K(平衡常数)化学平衡向逆反应方向移动
Q(浓度积)==K(平衡常数)化学平衡不动
Q(浓度积)K(平衡常数)化学平衡向正反应方向移动
二、化学平衡常数有关计算
1、模式(初—转—平)注意:单位
反馈计算模式掌握很好。

[直击高考]
1.(08南通二检)汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。某同学为控制污染,对该反应进行研究。
⑴右图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,根据图像判断反应N2(g)+O2(g)2NO(g)为▲(填“吸热”或“放热”)反应。
⑵2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5molO2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则2000℃时该反应的平衡常数K=▲。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol,则达到平衡后N2的转化率为▲。
⑶为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式:▲。

2、(08苏锡卷8分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。
(2)该反应为反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是(多选扣分)。
A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变
C.υ正(H2)=υ逆(H2O)D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为℃。

1、⑴吸热⑵(0.11)14.3%⑶2NO+O2+4CO4CO2+N2

2、(每空各2分,共8分)(1);(2)吸热;(3)B、C;(4)830
2、(8分)在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g)H0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为。
(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为。
(3)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)
HI浓度的变化正确的是(用图2中a-c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是,(用图2中d-f的编号回答)
(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若反容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
(答案)(1)K=c2(HI)c(H2)c(I2)(1分)
(2)0.167mol/Lmin(2分)
(3)①减小、c②f(各1分)
(4)见右图(2分)

3、(07海南高考6分)PCl5的热分解反应如下:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
(1)写出反应的平衡常数表达式;
(2)已知某温度下,在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00molPCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。
4.将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)测得平衡时混合物总的物质的量为5mol,求:
(1)平衡时各物质的浓度;(2)该温度下的平衡常数;(2)平衡时SO2的转化率

.(1)平衡时各物质的浓度为:C(SO2)=0.5mol/L(1分)C(O2)=0.25mol/L(1分)
C(SO3)=0.5mol/L(1分)(2)K=0.25(2分)
(3)平衡时SO2的转化率为:(2/4)×100%=50%(2分)

文章来源:http://m.jab88.com/j/34638.html

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