6.2.1 化学反应速率 教学设计(1)-人教版高中化学必修第二册

第二节 化学反应速率与限度 第1课时 化学反应的速率

本节是必修二第六章第二节第一课时化学反应的速率。《普通化学课程标准（2017版）》对这一节的内容要求如下：知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。

考虑到通过初中和高中的化学学习，学生对化学反应速率与反应条件相关，改变反应条件（如使用催化剂）可反应速率等知识已有所了解。教材中化学反应速率影响因素的内容，以新旧兼容、详略有别的方式编排。教材结合学生学过的相关知识，补充一些生活、生产中需要通过反应条件反应速率的实例，说明认识化学反应速率影响因素的重要性，并借此体现反应速率的意义和价值。在已知催化剂这一反应速率影响因素的基础上，通过“探究”，重点引导学生探讨反应温度和反应物浓度对化学反应速率的影响，并结合浓度影响因素，针对气体反应说明压强的影响。

“探究”中安排的两个实验和一个讨论，教材采取了学生自主参与度不同的设计。对反应温度的影响的探究给出了具体步骤，学生只需自主操作并观察、比较；对反应物浓度的影响的探究只给出探究设计提示，学生需要根据要求选择实验用品，设计并实施实验。“问题与讨论”则需要学生自主提出问题、进行假设、设计实验方案。这种探究水平的进阶式设计，意在体现一定探究性的前提下保证可操作性，同时也照顾到全国范围内化学教学的实际可行性。

除“探究”之外，教材还利用“思考与讨论”引导学生探讨得出影响化学反应速率的其他一些因素，如反应物颗粒大小、反应物接触面积等。这样将教材中提及的各种不同影响因素分层次处理，既突出浓度（压强）、温度、催化剂的影响因素等重点内容，又不局限于这几个因素，表明影响化学反应速率的因素还有很多。

【学习目标】

1、了解化学反应速率的概念和表示方法。

2、能够进行化学反应速率的简单计算。 3、理解影响化学反应速率的因素及规律。 【核心素养】

1、变化观念：认识反应条件对化学反应速率的影响（控制变量）。 2、模型认知：能用一定的理论模型说明外界条件改变对反应速率的影响。

重点：化学反应速率的概念及其影响因素； 难点：化学反应速率的影响因素。

多媒体、5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。

【引入】

在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。 【思考与讨论】

在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗？反应的快慢程度与我们有什么关系？

不同的化学反应进行的快慢千差万别，快和慢是相对而言的，我们以上的判断方法都是定性地描述反应的快慢。而在科学研究和实际应用中，往往需要定量地描述一个反应的快慢。 什么是定性？什么是定量？ 例如：我们学过物理都知道： (1) 光的传播速度是很快的；

(2) 光在空气中的传播速度3×108 m/s。

【过渡】在物理中我们是如何定量地判断一个物体移动速度快慢的？用速度来描述：单位时间内物体移动的距离的大小。

那么化学上又是如何定量地判断一个化学反应的快慢的呢？ 【讲解】 一、化学反应速率 1．定义

化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)表示。 2．计算公式

3．单位 mol·L1·min1或mol·L1·s1 4．实例

某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L【课堂练习】

1、在某一化学反应中，生成物B的浓度在5s内从0.5 mol/L变成2.0 mol/L，在这5s内B的化学反应速率为_______。

2、一个5L的容器中，盛入8.0 moL某气体反应物，5 min后，测得这种气体反应物还剩余6.8moL，这种反应物的化学反应速率为___________。 【思考与发现】

反应：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)在密闭的容器中进行，各物质浓度随时间变化如下：完成表格并

－1

－

－

－

－

变成了2mol·L1，则v(A)＝ 。

－

求在2 s内的这个反应的平均率。

时间 t=0 s t=2 s V（B） N2 2 mol/L H2 6 mol/L NH3 0 mol/L 2 mol/L 思考1：化学反应速率之比与方程式中它们的计量数之比有什么关系？ 思考2 ：这个反应用哪种物质表示时其速率最快？ 【课堂练习】

3、 已知 4NH3+5O2=4NO+6H2O,则下列关系式正确的是( ) A. 4/5v(NH3)=v(O2) B.4/5v(NH3)=v(H2O) C. 5/6v(O2)=v(H2O) D. 4/5v(O2)=v(NO) 4、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的化学反应速率为： (1)v(A)=0.3mol/L·s (2)v(B)=0.6mol/L·s (3)v(C)=0.4mol/L·s (4)v(D)=0.45mol/L·s 则该反应速率的快慢顺序为 。 【思考与讨论】

对于下列反应，你是希望其反应速率越快越好还是越慢越好？ ■钢铁腐蚀 ■ 食物腐坏 ■ 炼钢 ■ 合成氨

化学反应速率常常是决定化学实验成败或化工生产成本的关键。有哪些因素能够影响化学反应速率呢？ 【讲解】

二、影响化学反应速率的因素 【实验探究】

影响化学反应速率的因素

【问题】我们已经知道催化剂可以影响化学反应速率，此外，还有哪些反应条件会影响化学反应的速率？ 【假设】影响化学反应速率的因素可能有反应温度、反应物浓度等。

【用品】5%H2O2溶液、1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸、大理石碎块、冷水、热水、试管、试管夹、烧杯。 (1) 反应温度的影响

在两支大小相同的试管中均加入2mL5%H2O2溶液，同时滴入2滴1mol/LFeCl3，溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中，观察现象并进行对比。

不同温度环境 实验现象 冷水 热水 结论1：当其它条件不变时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小 (2) 反应物浓度的影响

利用实验室提供的用品，设计实验方案并提请教师审阔，待教师同意后进行实验（提示：探究某影响因素时，需保持其他条件因素相同）。

步骤： 。 记录： 。

变量控制

科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如，以上探究在比较不同温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。 【实验探究】浓度对化学反应速率的影响

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？ 结论2：增大反应物的浓度反应速率加快，减小反应物的浓度反应速率减慢。 2、块状CaCO3、粉末状CaCO3与0.1 mol/L的盐酸反应谁快谁慢？为什么？ 结论3：增大固体表面积可以加快反应速率（接触充分）。 【实验探究】催化剂对化学反应速率的影响

加入MnO2 加入FeCl3 不加其他试剂 现象 结论 结论4：加入催化剂（正）能加快化学反应的速率。 【实验探究】压强对反应速率的影响

压强对反应速率的影响

有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。 (1)压缩体积或充入气态反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。

(2)体积不变，充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。

【总结】

影响因素 内因 反应物本身的性质 浓度 反应速率减小 外因 温度 催化剂 固体的表面积 其他 【思考与讨论】

下列反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？ （1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。

（2）把食物存放在冰箱里，在糕点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。

（3）做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体药品研细并混匀，或者将固体试剂溶于水配成溶液后再进行实验。

（4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。 科学·技术·社会

神奇的催化剂

升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小 一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率 规律 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学催化剂是现代化学中关键而神奇的物质之一。据统计，有80%以上的化工生产过程（如氨、硫酸、的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，煤、石油、天然气的综合利用，等等）使用了催化剂，目的是增大反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂有着广泛的应用。催化剂十分神奇，它能极大地提高化学反应速率（可使反应速率增大几个到十几个数量级），而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和一些反应体系的关系就像钥匙与锁的关系，具有一定的选择性。

生物体内几乎所有的化学反应（如淀粉、脂肪、蛋白质的水解，DNA的复制等）都是由生物体内存在的特殊催化剂——酶所催化的。酶比一般的催化剂具有更高的选择性和催化效率，而且是在正常体温的条件下发生作用，反应条件温和。受酶的启示，科学家开牌了设计和合成催化剂的新途径，正在研制具有生物酶某些特性的化学酶，以期实现“仿酶催化”。催化剂的神奇面纱至今尚未完全揭开，对催化剂的研究是当代化学一个极具魅力和应用前景的重要课题。

【课堂练习】

1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( ) A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质

C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示 D．化学反应速率常用单位有mol·L1·s

－

－1

和mol·L1·min1

2CO(g)进行如下操作(只改变该条件)：①升高反应体系的温

－－

2．一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)

度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是( ) A．①②③④ C．①②

3．已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)

B．①③④ D．①③

2NH3(g)，其浓度数据如下： N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L1 2 s末浓度/mol·L1

－－1.0 0.6 3.0 1.8 0 0.8 当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为( ) A．0.2 mol·L1·s1 C．0.6 mol·L1·s1

－

－－

－

B．0.4 mol·L1·s1 D．0.8 mol·L1·s1

－1

－

－

－－

4．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是( ) A．10 ℃ 20 mL 3 mol·LB．20 ℃ 30 mL 2 mol·LC．20 ℃ 10 mL 4 mol·L

－1

盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X

的X溶液 的X溶液 的X溶液 的X溶液

－1

－1－1－1

D．10 ℃ 10 mL 2 mol·L

5．实验室用锌粒与2 mol·LA．用锌粉代替锌粒 B．改用3 mol·L

－1

硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是( )

硫酸溶液

－1

C．改用热的2 mol·L硫酸溶液

D．向该硫酸溶液中加入等体积的水

本节课化学反应速率的概念和影响化学反应速率的因素是重点内容，而影响化学反应速率的因素的影响的开放性很强，要求学生自己设计实验进行探究。所以用实验引起学生的兴趣是让学生脑海中有初步印象的最佳方法。在教学活动中应该关注学生个体差异，发现与挖掘课堂教学资源。课堂实施过程中学会倾听、欣赏、微笑、等待。注意课堂组织，自己的语言简练、艺术些，学生的表达机会多些，活动丰富些。从而培养学生发展的核心素养。