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(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)2

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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(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)2 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能： 1. 使學(xué)生知道化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法，并初步了解測(cè)定某些化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)方法。 2. 了解化學(xué)反應(yīng)速率的一般計(jì)算。 3. 使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)速率的快慢對(duì)人類(lèi)社會(huì)日常生產(chǎn)生活的影響。 過(guò)程與方法： 1.認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義和基本過(guò)程，能提出問(wèn)題進(jìn)行初步的探究活動(dòng)。 2.能用變化與聯(lián)系的觀點(diǎn)分析化學(xué)現(xiàn)象，解決一些簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題。 情感態(tài)度與價(jià)值觀： 樹(shù)立辯證唯物主義的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法及各種因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,可以促使學(xué)生利用有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率

2、的知識(shí)指導(dǎo)生活,提高生活質(zhì)量，認(rèn)識(shí)控制反應(yīng)速率的意義。 【教學(xué)過(guò)程】 一、 化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率 1．意義 描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。 2．定義 對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的反應(yīng)，用單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)濃度(或質(zhì)量、物質(zhì)的量等)的改變量(取絕對(duì)值)來(lái)表示該物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。 3．表達(dá)式 v(A)＝。 4．單位 mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1等。 二、思考探究 1.“合成氨過(guò)程中，3 min末v(N2)＝1 mol·L－1·min－1”的說(shuō)法是否正確？ 【提示】　不正確。反應(yīng)速率是平均速率，不是瞬時(shí)速率。 2.在C(s)＋H2

3、O(g) CO(g)＋H2(g)的反應(yīng)中，可用哪些物質(zhì)表示反應(yīng)速率？在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反應(yīng)中呢？ 【提示】　在C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的反應(yīng)中，可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度變化來(lái)表示反應(yīng)速率，而在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反應(yīng)中只能用NaOH、H2的濃度變化來(lái)表示，即不能用固體或純液體來(lái)表示反應(yīng)速率，因?yàn)楣腆w或純液體的濃度為常數(shù)。 3.同一反應(yīng)同一時(shí)段用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，如果數(shù)值不同，表示反應(yīng)速率的意義是否相同？ 【提示】　同一反應(yīng)同一時(shí)段，反應(yīng)速率相同，用不同物質(zhì)表示時(shí)，數(shù)值可能不同，但意義相

4、同。 三、使用化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項(xiàng) 1．化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是某物質(zhì)在某一段時(shí)間內(nèi)的平均速率，而不是在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率，但在速率—時(shí)間圖像中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)速率。 2．對(duì)于有固體或純液體參與的反應(yīng)，由于在一定條件下，固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，其在化學(xué)反應(yīng)中濃度不改變，因此在表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，不能用固體或純液體物質(zhì)來(lái)表示。 3．一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)涉及反應(yīng)物、生成物等多種物質(zhì)，因而定量表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí)，必須指明是用哪一種物質(zhì)來(lái)表示。 四、化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率 的 計(jì) 算 和 比 較 1. 同一化學(xué)反應(yīng)，用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各

5、物質(zhì)的系數(shù)之比。 如：在反應(yīng)aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)中，存在：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 2. [思考探究] (1)一定條件下，向2 L密閉容器中加入2 mol N2和10 mol H2，發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3,2 min時(shí)測(cè)得剩余N2 1 mol，試用兩種方法求出v(N2)、v(H2)和v(NH3)。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程) 【提示】　解法一：求化學(xué)反應(yīng)速率，需先求參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化量和反應(yīng)所耗時(shí)間，據(jù)物質(zhì)的量的變化量與體積的比可得出濃度的變化量： 　　　　　　 N2?。?H2　　2NH3 起始量

6、/mol·L－1 1 5 0 變化量/mol·L－1 1－0.5 1.5 1 0.5 5－1.5 1 則v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1 v(H3)＝＝0.75 mol·L－1·min－1 v(NH3)＝＝0.5 mol·L－1·min－1 解法二：v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1。 因?yàn)関(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min

7、－1。 (2)對(duì)于反應(yīng)A(g)＋3B(g) 2C(g)，用下列數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率。 (ⅰ)v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1 (ⅱ)v(B)＝0.02 mol·L－1·s－1 (ⅲ)v(B)＝0.60 mol·L－1·min－1 ①反應(yīng)速率(ⅱ)>(ⅰ)嗎？ 【提示】　否。v(B)＝3v(A)＝3×0.01 mol·L－1·s－1＝0.03 mol·L－1·s－1>0.02 mol·L－1·s－1，故反應(yīng)速率(ⅰ)>(ⅱ)。 ②反應(yīng)速率(ⅲ)>(ⅱ)嗎？ 【提示】　否。v(B)＝＝0.01 mol·L－1·s－1<0.02 mol·L－1·s－1，故反應(yīng)

8、速率(ⅱ)>(ⅲ)。 (3)通過(guò)分析問(wèn)題(1)、(2)，你認(rèn)為比較用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí)，應(yīng)注意什么？ 【提示】　比較用不同物質(zhì)的濃度變化來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率的大小時(shí)，不能僅憑表面數(shù)據(jù)，必須結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，同時(shí)應(yīng)注意單位統(tǒng)一。 五、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算與比較 1．利用化學(xué)方程式計(jì)算 (1)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)找出各物質(zhì)的初始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。 (3)根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。 如反應(yīng)：　　　　 mA(g)＋nB(g)　 　pC(g) 起始濃度/mol·L－1　 a　 　　b　　　　　　c 轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－1 　x　 　

9、　　　　　　 某時(shí)刻濃度/mol·L－1 a－x　　b－　　　c＋ 計(jì)算中注意以下關(guān)系： ①對(duì)于反應(yīng)物：c(初始)－c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時(shí)刻)， ②對(duì)于生成物：c(初始)＋c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時(shí)刻)， ③轉(zhuǎn)化率＝×100%。 (4)根據(jù)公式v(A)＝進(jìn)行計(jì)算。 2．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計(jì)算 如對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g) pC(g)，有關(guān)系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 3．化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較 方法一：首先要注意單位統(tǒng)一，然后轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)，再比較大小。 方法二：先統(tǒng)一單位，然后同除以對(duì)應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)，再比較大小。

10、 六、檢測(cè)題 1. 下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法正確的是(　　) A．化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加 B．化學(xué)反應(yīng)速率為“0.8 mol·L－1·s－1”所表示的意思是：時(shí)間為1 s時(shí)，某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L－1 C．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢 D．對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 2. 反應(yīng)4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，經(jīng)2 min后B的濃度減少0.6 mol·L－1。對(duì)此反應(yīng)速率的表示正確的是(　　) A．用A表示的反應(yīng)速率是0.4 mol

11、·L－1·min－1 B．分別用B、C、D表示反應(yīng)速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反應(yīng)速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在2 min內(nèi)的反應(yīng)速率，用C表示是0.3 mol·L－1·min－1 3. 下列事實(shí)能說(shuō)明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素是反應(yīng)物本身性質(zhì)的是(　　) A．Cu能與濃硝酸反應(yīng)，而不與濃鹽酸反應(yīng) B．Cu與濃硝酸反應(yīng)比與稀硝酸反應(yīng)快 C．N2與O2在常溫、常壓下不反應(yīng)，放電時(shí)可反應(yīng) D．Fe與濃鹽酸反應(yīng)快，與稀鹽酸反應(yīng)慢 4. 一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)： 2HI(g)H2 (g)＋I(xiàn)

12、2 (g)。若c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1時(shí)，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1時(shí)，所需反應(yīng)的時(shí)間為(　　) A．等于5 s 　　　　　　B．等于10 s C．大于10 s D．小于10 s 5. 下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法正確的是(　　) A．用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，改用98%的濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率 B．100 mL 2 mol·L－1的鹽酸跟鋅片反應(yīng)，加入適量的氯化鈉溶液，反應(yīng)速率不變 C．SO2的催化氧化是一個(gè)放熱的反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)速率減慢 D．汽車(chē)

13、尾氣中的NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢 6. 在2 L的密閉容器中，一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.4 kJ·mol－1。起始反應(yīng)時(shí)NO和CO各為4 mol,10秒鐘后達(dá)到化學(xué)平衡，測(cè)得N2為1 mol。下列有關(guān)反應(yīng)速率的說(shuō)法中正確的是(　　) A．反應(yīng)前5秒鐘內(nèi)，用NO表示的平均反應(yīng)速率為0.1 mol·(L·s)－1 B．達(dá)到平衡后，升高溫度，正反應(yīng)速率將減小，逆反應(yīng)速率將增大 C．達(dá)到平衡后，反應(yīng)速率的關(guān)系有：v正(CO)＝2v逆(N2) D．保持容器體積不變，往容器中充入1

14、mol O2，正、逆反應(yīng)速率都不改變 7. 將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s后測(cè)得C濃度為0.6 mol·L－1，現(xiàn)有下列幾種說(shuō)法：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol·L－1·s－1 ②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%　 ④2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L－1 其中正確的是(　　) A．①③　 B．①④　　 C．②③　　 D．③④ 8(雙選題)在一定條件下，向2 L密閉容器中加入2 m

15、ol N2和10 mol H2，發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，2 min時(shí)測(cè)得剩余N2為1 mol，此時(shí)表示化學(xué)反應(yīng)速率的下列選項(xiàng)中不正確的是(　　) A．v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1 B．v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝1 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1 參考答案 1. 【解析】化學(xué)反應(yīng)速率是指單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度的減少或生成物濃度的增加，是正值，是反應(yīng)的平均速率，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)于無(wú)明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，無(wú)法通過(guò)現(xiàn)象體現(xiàn)反應(yīng)速率

16、的大小，故D項(xiàng)也錯(cuò)誤 【答案】C 2. 【解析】反應(yīng)速率不能用純固體或純液體的物質(zhì)的量變化來(lái)表示，故A項(xiàng)不正確；化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率而不是瞬時(shí)速率，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率，速率之比等于系數(shù)之比，故B項(xiàng)正確；利用v＝計(jì)算可知D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】B 3. 【解析】該實(shí)驗(yàn)事實(shí)應(yīng)區(qū)別在反應(yīng)物本身而不是外界因素，如濃度、壓強(qiáng)，溫度、催化劑等。其中選項(xiàng)B、D為濃度不同所致，選項(xiàng)C為反應(yīng)條件不同所致，只有選項(xiàng)A是因濃硝酸與濃鹽酸本身性質(zhì)不同所致。 【答案】A 4. 【解析】前15 s內(nèi)，c(HI)由0.1 mol·L－1降至0.07 mol·L－1，則v(HI)＝＝0.0

17、02 mol·L－1·s－1，若再降低0.02 mol·L－1，反應(yīng)速率不變，所需時(shí)間t＝＝10 s，但是隨著c(HI)的降低，反應(yīng)速率越來(lái)越慢，故所需時(shí)間大于10 s。 【答案】C 5. 【解析】A項(xiàng)中，F(xiàn)e與98%的濃硫酸發(fā)生鈍化，不能產(chǎn)生氣體，就是加熱時(shí)反應(yīng)也不會(huì)生成H2；B項(xiàng)中，向鹽酸中加NaCl溶液會(huì)將鹽酸稀釋?zhuān)档头磻?yīng)速率；C項(xiàng)中，升溫一般會(huì)使反應(yīng)速率加快，不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；D項(xiàng)中，增大壓強(qiáng)，提高氣體的濃度，會(huì)加快反應(yīng)速率，反之減小壓強(qiáng)，降低了氣體的濃度，會(huì)減慢反應(yīng)速率。 【答案】D 6. 【解析】10 s內(nèi)，由化學(xué)反應(yīng)方程式知，參加反應(yīng)的NO為2 mol，則v(

18、NO)＝＝0.1 mol·(L·s)－1，所以5 s內(nèi)的速率不是0.1 mol·(L·s)－1，故A項(xiàng)錯(cuò)；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，故B項(xiàng)錯(cuò)；由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，結(jié)合C項(xiàng)中的關(guān)系，可說(shuō)明v正(N2)＝v逆(N2)，即為平衡狀態(tài)，故C項(xiàng)正確；充入O2可以與NO反應(yīng)，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率瞬時(shí)不變，隨后減小，故D項(xiàng)錯(cuò)。 【答案】C 7. 【解析】解決本題的關(guān)鍵是抓住有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算公式及轉(zhuǎn)化率的含義，即可速解。具體分析如下： 首先，解題時(shí)先利用所給條件列出反應(yīng)式： 　　 2A(g)＋B(g)　 2C(g) 起始濃度/mol·L－

19、1 ＝2 ＝1 0 2 s時(shí)濃度/mol·L－1 2－0.6＝1.4 1－＝0.7 0.6 其次，利用算出的數(shù)據(jù)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析： ①依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義可知： v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1； ②同理可知： v(B)＝＝0.15 mol·L－1·s－1； ③依據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義可知： A的轉(zhuǎn)化率＝ ×100%＝30%； ④2 s時(shí)B的濃度為0.7 mol·L－1。 檢查題目中的4種說(shuō)法，只有①④正確，故B項(xiàng)正確。 【答案】B 8. 【解析】解法一(模式法)：求化學(xué)反應(yīng)速率，需先求物質(zhì)的量濃度的變化量和反應(yīng)時(shí)間，據(jù)物質(zhì)的量的

20、變化量與體積的比可得出濃度的變化量 　　　　　　　 N2(g)＋3H2(g)　　2NH3(g) 起始量/mol 2 10 0 2 min末量/mol 1 (10－3) 2 變化量/mol (2－1) 3 2 則v(N2)＝(2－1)mol/(2 L×2 min)＝ 0．25 mol·L－1·min－1， v(H2)＝3 mol/(2 L×2 min)＝0.75 mol·L－1·min－1， v(NH3)＝2 mol/(2 L×2 min)＝0.5 mol·L－1·min－1。 解法二(規(guī)律法)： v(N2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1， 由于v(H2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1。 【答案】CD