第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
第二课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制
教案
核心素养 ：
1.变化观念与平衡思想:
知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、多动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:
建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；知道可以通过分析.推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3.科学态度与社会责任:
具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
教学目标：
1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在- -定条件下达到化学平衡。
2.能够简要描述化学平衡建立的过程。
3.利用化学平衡状态的标志进行化学平衡状态的判断。
4.通过数据分析和图像处理，提升分析解决问题的能力。
教学重难点：
1.教学重点：化学反应限度的概念和本质
2.教学难点：化学反应限度的概念和本质
教学过程：
[引入]：
思考:我们知道在化学反应中,反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢
学生活动:思考与交流:一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物 阅读: P48科学史话，从这一材料中，你得到什么启示
炼铁高炉尾气之谜:炼制1t生铁所需要的焦炭的实际用量,远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。
教师小结:化学反应中有可逆反应，存在化学反应限度。
板书：
一、 可逆反应
1、定义：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。
2、特征：
双向→正反应和逆反应发生的条件相同。
双同→正反应、逆反应在同一条件下同时进行。
共存→反应物、生成物同时存在。
如：
注：在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号。
二、化学平衡的建立
学生活动：
（1）对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。分析回答下列问题：
①反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0；
②反应进行中，正反应速率的变化是逐渐减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大；
③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。如图：
1、化学平衡状态的定义:
在一定条件下，可逆反应中,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。
注：化学平衡研究的对象是可逆反应。
学生活动：思考与交流:如何判断可逆反应已达到平衡状态了呢
教师总结：
2、判断方法：
（1）、v(正)=v(逆), (正)=x(逆)是指指定某物质(反应物或生成物)的消耗速率与生成速率相等，
（2）、各物质的浓度保持不变，各物质的百分含量不变。
对于反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，判断下列条件下是否平衡。
条件 是否平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，则v(正)＝v(逆) 平衡
在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，则v(正)＝v(逆) 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆) 不一定 平衡
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D，v(正)不一定等于v(逆) 不一定 平衡
变 化 量 达 不 变 的 关 系 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
总体积、总压强、总物质的量一定 不一定 平衡
压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 平衡
m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 平衡
混合气体的平均相对分子质量(r) r一定，且m＋n≠p＋q 平衡
r一定，且m＋n＝p＋q 不一定 平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他条件一定) 平衡
体系的 密度 密度一定 不一定 平衡
其他 如体系颜色不再变化等 平衡
3、化学平衡状态的特征:
(1)逆：讨论的对象是可逆反应（前提）
(2)等：同一物质v正=v逆≠0 (实质)
(3)动：化学平衡是一种动态平衡。化学反应达到平衡时，反应并没有停止。
(4)定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变(标志
(5)变：化学平衡状态是有条件的，当影响化学平衡的外界条件发生改变,化学平衡就会被破坏，在新的条件下建立新的化学平衡。
三 化学反应条件的控制
1.化学反应条件的控制
(1)目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
(2)基本措施
①改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等；
②改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等。
2.提高煤的燃烧效率问题探究
(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率快；通入过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多，若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。
(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。
四、板书设计
化学反应的速率与限度
化学反应的限度
可逆反应
化学平衡
定义
特征
判断
化学反应条件的控制
五课堂作业：书后习题第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
第一课时 化学反应的速率 教案
核心素养 ：
1.变化观念与平衡思想:
知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、多动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:
建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；知道可以通过分析.推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3.科学态度与社会责任:
具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
教学目标：
1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在- -定条件下达到化学平衡。
2.能够简要描述化学平衡建立的过程。
3.利用化学平衡状态的标志进行化学平衡状态的判断。
4.通过数据分析和图像处理，提升分析解决问题的能力。
教学重难点：
1.教学重点：化学反应限度的概念和本质
2.教学难点：化学反应限度的概念和本质
教学过程：
[导入]从化学反应知道，不同的反应有快慢之分，而有些反应需要加热或使用催化剂,这是为什么呢 这就是我们这节要学习的从一个全新的角度去认识化学反应————化学反应速率与限度。
【板书】一、化学反应速率
【讲授】在物理学上，物体运动的速率是怎么界定的？（单位时间内通过的路程），计算公式是……那化学反应速率可以表示为单位时间内什么物理量的改变呢？
[教师讲解]化学反应速率的表示方法
1、概念:化学反应速率用来衡量化学反应进行的快慢程度。
2、表示方法:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度
的增加来表示。(通常用符号 v表示)
例如：某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变为2mol/L，则这段反应的反应速率为0.8mol/(L min)。
[特别提醒]对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为常数，即△c=0无意义，所以不用固体或纯液体表示反应速率。
3、意义
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。
4.规律
对于同-反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。即：
aA+bB = cC+dD，速率关系式：v(A)： v(B) ： v(C) ： v(D) = a：b：c：d。
注：比较反应速率快慢的方法：根据速率关系式，转化成同一种物质的速率，再比较大小。
【例1】反应：3A(g)+B(g) = 2C(g) +2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：
①v(A)=0.6 mol/(L·min)
②v(B)=0.45 mol/(L·min)
③v(C)=0.015 mol/(L·min)
④v(D)=0.45 mol/(L·min)
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A.②③ B.① C.②④ D.②
【思考】在相同条件下，等质量(金属颗粒大小相当)的下列金属与足量同浓度的盐酸反应，反应速率最快的是( )
A.铁 B.镁 C.铝 D.钠
【讨论】为什么钠的反应速率是最快的，即决定某化学反应反应速率大小的主要因素是什么？外界条件能否改变化学反应速率？即内因和外因是怎样的关系？
【小结】反应物的性质是决定其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。
二、影响化学反应速率的因素
1.内因:化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的性质。
2.外因
【学生】分组实验：做教材P43探究实验——影响化学反应速率的因素，并填表。注意观察实验现象并比较和思考。
(注意反应物的用量要尽可能的相同，试管规格也要相同。)
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作催化剂
冷水 气泡较少 降温，反应速率减小
【学生】分组实验：做实验，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
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
小结：
1、升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。
2、催化剂能改变化学反应速率。
【讨论】教材P44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因素。
教师：影响化学反应速率的因素除温度和催化剂外，还有反应物的状态、固体表面积、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。
教师总结：
1.浓度
(1)只适用于有气体参加或在溶液中进行的化学反应。
(2)在- -定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。
(3)化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越大。
2.温度
(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。
(2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学，反应速率。
3.压强
(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。
(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。
(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。
(4)压强改变的常见方式
①恒温恒容:充入稀有气体→容器压强增大→各反应物的浓度不变-→化学反应速率不变。
②恒温恒压:充入稀有气体-→容器体积增大→各反应物的浓度减小→化学反应速率减小。
③恒温:缩小容器体积→容器压强增大-→反应物浓度增大→化学反应速率增大。
④恒温恒容:充入一种反应物→增大反应物浓度→化学反应速率增大。
4.催化剂
(1)催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。
(2)催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。
(3)使用催化剂，可逆反应的正、逆反应速率增大的倍数相同。
5、固体接触面积最大，反应速率最大。
6、是否形成原电池：形成原电池可加快反应。
课堂小结：
本节课主要学习了化学反应速率的概念和影响反应速率的因素两个内容，这两个内容本身并不难理解，但它对我们现实生活具有很强的指导意义，有的反应我们需要它快些，如工业上生产其些产品；有些则要求慢一些，如食物腐败、塑料老化、钢铁生锈等。通过学习影响化学反应速率的因素，我们能够很快找到解决这些问题的办法，如改变温度、浓度等条件。
板书设计：
化学反应的速率与限度
第1节 化学反应的速率
化学反应速率的定义及表示
影响化学反应速率的因素
化学反应速率的计算
作业：课后习题。
