第二章 化学平衡

第一节 化学反应速率

从容说课

本节侧重介绍了化学反应速率和浓度、压强、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响，以及造成这些影响的原因，从而达到使学生对这部分知识理解和掌握的目的，这也是本节的教学重点和难点。

教材从一些古代建筑在近些年受到腐蚀的速率大大加快等事实引出化学反应速率的概念，并通过演示实验说明不同的反应具有不同的反应速率，以及浓度、温度等对化学反应速率的影响。教材注意联系化学键的有关知识，从化学反应的过程实质是反应物分子中化学键的断裂。生成物分子中化学键的形成过程。以及旧键的断裂和新键的形成都需要通过分子(或离子)的相互碰撞才能实现等，引出有效碰撞和活化分子等概念，并运用恰当的比喻，说明只有具有足够能量和合适取向的分子间的碰撞才能发生化学反应。之后教材又以HI分解生成H2和I2为例，归纳出单位体积内活化分子的数目与单位体积反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比，从而引导学生理解浓度对化学反应速率的影响以及造成这种影响的原因。接着，教材围绕着增加反应物分子中活化分子的百分数→增加有效碰撞次数→增加化学反应速率这一思路，又进一步介绍了压强（有气体存在的反应）、温度、催化剂等条件对化学反应速率的影响以及造成这些影响的原因。使学生对上述内容有更深入的理解。

当然，由于本节教材的理论性较强，并且具有一定的难度，所以在教学中应结合实验和图画以及电化教学措施，以达到教学目的。

●教学目标

1. 使学生了解化学反应速率的概念及表示方法，通过故宫文化遗产本世纪的快速腐蚀事实培养学生的环保意识，增强环保观念。

2. 使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响，并由此进一步增强学生的辩证唯物主义思想。

3. 使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

4. 通过分析、理解有效碰撞、活化分子等概念和过程，增强学生的归纳及形象思维能力。

●教学重点

浓度对化学反应速率的影响

●教学难点

浓度对化学反应速率影响的原因

●课时安排

两课时

●教学方法

1. 为了让学生建立化学反应快慢的概念，教学中制做了幻灯片展示故宫“云龙陛石”严重受损的情况。

2. 教学中运用现实生活中的实例如投篮球作比喻和三维动画软件的模拟演示使学生能形象地理解有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等概念和过程。

3. 通过演示实验的边讲边做，使学生亲自体验化学反应速率受浓度、温度、压强及催化剂的影响。

●教学用具

投影仪、幻灯机、多媒体电脑及相应课件、试管若干、试管架、10 mL量筒、1 mol·L-1盐酸、0.1 mol·L-1盐酸、1 mol·L-1醋酸、5% H2O2、洗洁精、MnO2、大理石若干。

●教学过程

第一课时

［引言］我们对化学反应讨论和学习的重要意义就在于日常生活、工农业生产和科学研究中的重要作用。从这个意义上讲有的反应如合成氨，必须是高温、高压、还得催化剂，而且氮的转化率还较低，我们就希望它能变得容易一些，转化率更高一些；而有的反应如钢铁的生锈腐蚀我们又希望它能变得慢一些等等。这样就涉及两方面的问题：一是反应进行的快慢即化学反应速率问题；二是反应进行的程度也就是化学平衡问题。这两个问题所涉及的知识和规律，对我们今后的进一步学习和化工生产中适宜条件的选择提供了必要的理论基础，也是本章学习的主要内容。

［板书］第二章 化学平衡

第一节 化学反应速率

［问］同学们去北京旅游过吗？

［生］部分同学回答：去过。

［追问］那么在旅游中你们认为北京最辉煌的建筑或者印象最深的景点是什么呢？

［生］到过北京的几位同学异口同声地回答：故宫。

［问］北京的故宫是世界著名的古建筑群，是世界珍贵的文化遗产。当你们游到保和殿的时候，是否留意了它后边的那块巨大的“云龙陛石”呢？

［生］到过的几位同学中有人回答：留意了，但那上边的好多的细小花纹已经模糊不清了。

［师］事实上“云龙陛石”上曾经雕刻有精美的蟠龙图案，近些年来，尤其是上一世纪，这些浮雕遭到严重的损坏，据统计，世界上的古建筑在上世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至上千年所遭受的腐蚀还要严重，有的已经面目全非了。

［幻灯展示］将“云龙陛石”、吐水龙头及太和殿周围的汉白玉护栏的蟠龙柱等景点的照片制成幻灯片，清晰地展示其被损坏的情况。

［生］认真观看幻灯片所展示的著名的建筑被损情况，并发出惊叹：这真是一场灾难。

［师］这场灾难的罪魁祸首是谁呢？酸雨。我们知道CaCO3在风吹日晒、雨淋时会和H2O、CO2反应生成可溶性的Ca(HCO3)2而使石雕、建筑受损，但是历史几千年这种腐蚀都是很慢的。为什么上世纪的损失就这么快呢？这就要从化学反应速率问题说起。

［板书］一、化学反应速率

［师］不同的化学反应进行的快慢是不一样的，有的反应如酸碱中和反应、氢氧点燃爆炸反应，瞬间即可完成，而有的反应如塑料的分解要经几百年，石油的形成则要经过百万年甚至更长的时间，反应很慢。这当然是由化学反应本身的特点和反应物的性质所决定的。下边我们做一个小实验来体验一下反应快慢的区别。

［演示实验2—1］可选两个学生代表亲自操作，同学甲做大理石与1 mol·L-1的盐酸反应，同学乙做大理石与1 mol·L-1的醋醋反应。

［生］观察，记录现象：在同学甲即加入盐酸的试管中，大理石与盐酸迅速反应，有大量气泡生成；而在同学乙即加入醋酸的试管中，反应则比较缓慢，只有少量气泡产生。

［引导］大家看到了大理石在与强酸（盐酸）和弱酸（醋酸）反应时的快慢差别，那么大家是否考虑过如何来量度化学反应进行的快慢呢？大家结合物理学上所学的运动速率的含义，阅读教材，再来理解化学反应速率的含义。

［生］认真阅读教材，结合运动速率的理解，自学化学反应速率的知识内容。

[提问]化学反应速率的定义是什么？

[生]回答：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量。

[追问]化学反应速率在化学上是如何表示的？

［生］回答：通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

［师］整理学生的回答进行板书。

［板书］1. 化学反应速率的表示方法：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

［问］化学反应速率的常用单位有哪些呢？

［回答］由于浓度（物质的量浓度）的单位是mol·L-1，而时间的单位有s、min、h等，所以，化学反应速率的常用单位有mol/(L·s）或mol/(L·min)等。

［板书］2. 单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)

［问］请同学们归纳出化学反应速率的表达式。

［生］思考，分析并回答，浓度的变化量一般用Δc(B)，单位时间用Δt表示，所以化学反应速率v(B)=

［师］评价学生回答：基本正确。但应注意，定义中用单位时间里反应物浓度的减少来表示的话，从数学意义上Δc(B)一定小于0，即所以v(B)＜0，为了避免出现这种情况，所以写表达式时给Δc(B)取绝对值就可保证Δc(B)＞0，即v(B)＞0,即表示成v(B)=

［板书］3. 数学表达式：v(B)=

［投影练习］1. 在某一化学反应里，反应物A的浓度在10 s内从4.0 mol·L-1变成1.0 mol·L-1，在这10 s内A的化学反应速率为多少？

［生］根据定义进行练习：

v(A)= =

并踊跃举手回答计算结果。

［师］肯定学生回答结果。但是在具体的运用和理解化学反应速率时，还应该注意下面几个问题。

［投影显示］关于化学反应速率应注意的几个问题：

1. 化学反应速率是标量，即只有大小而没有方向；

2. 一般地计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；

3. 对于固体物质或气态反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”是不变的，因此不用液体和固体表示化学反应速率；

4. 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同，但其化学反应速率比等于化学方程式中化学计量数之比。例如在N2+3H2 2NH3中v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2。

［板书］4. 关于化学反应速率的简单计算。

［投影练习］1.N2+3H2 2NH3在2L的密闭容器中发生，5min内NH3的质量增加了1.7g，求v(NH3)、v(H2)和v(N2)。

解析：5min内生成NH3的物质的量：

v(NH3)= =0.1 mol

故v(NH3)= =0.01mol·L-1·min-1

由v(NH3): v(N2):v(H2)=2:1:3,

有v(N2)= v(NH3)=×0.01mol·L-1·min-1=0.005mol·L-1·min-1,

v(N2)= v(NH3)=×0.01mol·L-1·min-1=0.015mol·L-1·min-1。

答：（略）

2．在Ma+nB======pC的反应中，经过10s的反应后，各物质的浓度变化为：A减少a mol·L-1,B减少mol·L-1,C增加a mol·L-1,则该反应的化学方程式是_______________。

解析：根据单位时间内各物质浓度的变化比等于各对应物质的化学计量数之比，即

m:n:p=a::a=2:1:2

故反应的化学方程式是：2A+B======2C。

答：略

［小结］本节课我们首先了解了本章将要学到的三类问题：化学反应及影响因素；化学平衡及影响因素；化学平衡的应用等。然后着重讨论了化学反应速率的概念，常用单位、表达式及简单计算，当然在运用和计算时应注意提醒的几个问题。

［布置作业］P38一、1、2、3 二、1

●板书设计

第二章 化学平衡

第一节 化学反应速率

一、化学反应速率

1. 化学反应速率的概念：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

2. 单位：mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1

3. 数学表达式：v(B)=

4. 关于化学反应速率应注意的几个问题

●教学说明

化学反应速率和化学平衡知识，正如教材所说既是今后继续学习化学所必需的理论基础，也是选择化工生产适宜条件时所必须了解的化学变化的规律。在教学中，以一些实例入手，使学生对本章所学内容有一个整体感知。在化学反应速率知识的教学中，通过展示故宫中著名建筑在上世纪严重受损的情况，即使学生对化学反应速率有了一定的认识，同时也培养和增强了他们的环保意识和观念。在教学中充分发挥学生的能动性，通过自学，而得出化学反应速率的概念、单位、表达式等。为了增强运用知识的灵活性，在最后提醒了同学应注意的几个问题。

［参考练习］

1．在5L密闭容器中发生如下反应：C(s)+CO2(g)====2CO(g)，若最初加入22g二氧化碳，5min后测得还剩有17.6g二氧化碳，那么这段时间内的平均反应速率为（ ）

A．v(CO2)=0.02mol·L-1·min-1 B.v(CO)=0.008mol·L-1·min-1

C.v(CO2)=0.004mol·L-1·min-1 D.v(CO2)=0.002mol·L-1·min-1

答案：BC

2．在体积为2 L的容器中发生了3A(g)+B(g)======2C(g)的反应，若最初加人的A和B都是4 mol，A的平均速率是0．12 mol·L-1·s-1，则10s后容器中B是( )

A．2．8 mol B．1．6 mol C．3．2 mol D．3．6 mol

答案：C

3．把下列四种X的溶液分别加入到四个盛有lO mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中，并加水均稀释至50 mL,此时，X和盐酸和缓地进行反应，其中反应速率最大的是( )

A．20 mL，3 mol·L-1 B．20 mL，2 mol·L-1

C．10 mL，4 mol·L-1 D．10 mL,2 mol·L-1

答案：A

4．向4个体积相同的密闭容器中分别充人一定量的S02和O2开始反应时，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是( )

甲.在500℃时,SO3和02各10 mol反应

乙.在500℃时,用V2O5作催化剂，10 mol S02和5 mol O2起反应

丙.450℃，8 mol SO2和5 mol 02反应

丁.500℃，8 mol SO2和5 mol 02反应

A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁

C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲

答案：C