化学反应的速率(1)教案

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第三节化学反应的速率(第1课时)教案

【引课】通过前面的学习,我们知道,研究一个化学反应,首先得研究它的反应方向,明确它有没有发生的可能,然后再研究它的反应限度,明确反应进行的程度。

比如同学非常熟悉的反应:

2H

2(g)+O

2

(g)=H

2

O(l)

温常压常时:①ΔH=-571.6 kJ/mol

②平衡常数的数量级高达1083。

很明显,它是一个释放能量的反应,如果这个反应在一定条件下能实现的话,我们就可以利用反应过程中转化来的热能或电能为我们的生活服务。从它平衡常数的数量级1083来看,它能正向进行而且趋势很大。但经验表明,氢气和氧气在常温常压时并不会生成水,为什么呢?说明在这个条件下反应进行得太慢,如果我们有足够的时间和耐心等下去的话,或许我们能等到水的出现。但是等待是不现实的,于是我们采取了哪些措施?选择了点燃的条件,要么燃烧,要么爆炸,同时释放热量;还可以选择什么条件?在原电池的条件下,反应也快速进行,同时释放出电能。下面我们来看两个录像来体会一下这个反应的发生......通过以上分析,我们可以说,对于一个反应我们只知道它的反应方向和反应限度是不够的,还得知道在这个条件它能不能实际发生,这正是我们研究化学反应速率的意义。

这节课,我们就来学习化学反应的速率。

一、化学反应的速率

【思考.探究1】那为什么同一个化学反应在不同的条件速率会不相同呢?

1、化学反应的历程

学生回答后讲解(PPT):我们一起来认识反应历程。还是以氢气和氧气在点燃条件下的反应为例,在点燃的条件下,首先发生。。。。接着。。。。。然后。。。。后面还有若干步,这些反应能够一步完成,叫做基元反应,这些基元反应构成的整个反应序列叫做反应历程,基元反应的总和叫做总反应。如果改变反应条件,反应还会经历这个历程吗?那反应历程改变了,速率也就不同了。像H2和O2的反应一样,很多反应都是要经过复杂的反应历程,但也有一步完成的反应,如:HO-和H+的反应,那你觉得在相同的条件下,这两个反应的速率会相同吗?也就是不同的反应,反应历程不同,反应速率不同。

你还记得影响化学反应速率的内因和外因分别是什么吗?它和反应历程有什么相通之处吗?【归纳.总结】

影响化学反应速率的因素:

1、内因:物质本身的结构和性质:与“不同反应,反应历程不同,反应速率不同”意义相同。

2、外因:浓度,温度,催化剂等:与“同一反应,条件不同,反应历程不同,反应速率不同”意义相同。

【引入】在必修的学习中,我们是通过哪些现象来定性的比较反应快慢的?

如:反应的剧烈程度、颜色变化的快慢、固体消失的快慢。

如果反应并没用明显的实验现象供我们观察,或者是两个反应速率非常接近,反应现象没用明显的区别,还能比较反应的快慢吗?所以,仅仅定性的比较是不够的,这就用到了化学反应速率的定量表示方法。我们一起来分析Mg和盐酸的反应。

2、化学反应速率的定量表示

【思考.探究2】

(1)常温常压时,对于Mg+2HCl=MgCl

2+H

2

↑,你能从哪些角度设计实验方案来定量测量

反应速率?

①单位时间内镁的质量的减少

②单位时间内镁的物质的量的减少

③单位时间内盐酸浓度的减小

④单位时间内MgCl

2

浓度的增大

⑤单位时间内生成H

2

的体积

(2)对于以上方案,你认为在实验室比较容易实现的是哪一种?需要测量哪些数据?

第一种,参加反应的镁的质量,反应时间。

讲:今天咱们就采用方案①来体验一下反应速率的测量过程。我给同学们准备了已经称好的质量为0.02g的镁条,一定浓度的盐酸(学生分成三部分,分别用三种不同浓度的盐酸),带刻度的小烧杯,还有秒表。镁条的质量已经称好,所以大家只测定一个数据时间就行了。请根据所提供的仪器和药品,设计具体的实验步骤。注意,盐酸均取20ml可保证过量。(3)请根据所提供的仪器和药品设计具体的实验步骤:

①向小烧杯中注入一定浓度的盐酸约20ml。

②将0.02g的镁条投入烧杯中,同时计时,记录镁条消失所用的时间。

③计算反应速率。

我们现在再来比较不同条件下的反应快慢,就可以直接使用计算数据了。

【归纳.总结1】化学反应速率的表示方法:用单位时间内反应物浓度(或质量、物质的量)的减小或生成物浓度(或质量、物质的量)的增大来表示。

如:对于反应aA+bB= dD+eE,分别写出用各物质的浓度变化表示速率的数学表达式。

v(A)=△C(A)/△t

v(B)=△c(B)/△t

v(D)=△c(D)/△t

v(E)=△c(E)/△t

单位:mol ·L-1·min-1或mol ·L-1·s-1

下面我们利用这种方法,来完成【思考.探究2】的有关问题,填入学案。

【思考.探究2】一定条件下,某密闭容器中的反应4NH

3 + 5O

2

=== 4NO + 6H

2

O(各物质均为

气态)的有关数据如下表,请用速率数学表达式计算用各物质浓度变化表示的反应速率,将

2、它们之间是什么关系?直接比较两个数值的绝对大小有无意义?

3、如何让它们变成相同的数值?此时反应速率的数学表达式怎样书写?用这种表达式计算出的数值可直接比较吗?

【归纳.总结】

1、同一个化学反应,因各物质间按系数之比进行反应,则用不同物质表示的反应速率数值之比等于方程式的系数之比,数值不一定相同,却表示相同的速率。

2、 化学反应速率的表达式:

计算【思考.探究2】的反应速率。

【归纳.总结】对于反应aA+bB= dD+eE ,定量描述反应速率的方法:(PPT )

1、 v(A)=△C(A)/△t v(B)=△c(B)/△t v(D)=△c(D)/△t v(E)=△c(E)/△t

2、

化学反应速率的意义:定量的研究外界条件改变时反应速率的变化,寻找有关规律。今天我

们仅讨论浓度和压强的改变与速率改变之间的规律。 二、浓度对化学反应速率的影响 【思考.探究】(PPT )

22何定量关系?尝试写出相应的数学表达式。

讲解:反应的速率方程,v =kc (H 2O 2)c (HI )

K :反应速率常数,与浓度共同影响反应速率。 2、利用所学知识,将表中6-7组的数据补充完整。

根据方程式直接写出速率方程?(化学家尤其化学实验家的工作是伟大的和繁琐的) 2、 对H 2+Cl 2=2HCl ,温度不变时,为了增大反应速率,增大那种反应物的浓度效果更好?为

什么?

3、 反应CO+NO 2=CO 2+NO ,温度不变时,增大CO 的浓度,反应速率如何变化?为什么?

4、 反应N 2+3H 2≒2NH 3,温度不变时,增大NH 3的浓度,反应速率如何变化?为什么?

【归纳.总结2】通过以上的思考探究,你对浓度对反应速率的影响与必修相比有哪些突破性的认识?

温度不变时,浓度变化与速率变化的规律:

1、 速率方程中各物质浓度的次方与系数无确定关系,每个速率方程都是实验测定的结果。

2、 不同物质对速率的影响程度不同。

3、 并不是所有物质浓度的改变都能引起反应速率的改变。

()()()()t E c e t D c d t B c b t A c a v ∆∆⋅=∆∆⋅=∆∆⋅=∆∆⋅=1111()()()()t E c e t D c d t B c b t A c a v ∆∆⋅=∆∆⋅=∆∆⋅=∆∆⋅=

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