第二 化學(xué)平衡
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
從容說(shuō)
本節(jié)側(cè)重介紹了化學(xué)反應(yīng)速率和濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等條對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，以及造成這些影響的原因，從而達(dá)到使學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)理解和掌握的目的，這也是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
教材從一些古代建筑在近些年受到腐蝕的速率大大加快等事實(shí)引出化學(xué)反應(yīng)速率的概念，并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)說(shuō)明不同的反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率，以及濃度、溫度等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。教材注意聯(lián)系化學(xué)鍵的有關(guān)知識(shí)，從化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵的斷裂。生成物分子中化學(xué)鍵的形成過(guò)程。以及舊鍵的斷裂和新鍵的形成都需要通過(guò)分子(或離子)的相互碰撞才能實(shí)現(xiàn)等，引出有效碰撞和活化分子等概念，并運(yùn)用恰當(dāng)?shù)谋扔�，說(shuō)明只有具有足夠能量和合適取向的分子間的碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。之后教材又以HI分解生成H2和I2為例，歸納出單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比，也就是和反應(yīng)物的濃度成正比，從而引導(dǎo)學(xué)生理解濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響以及造成這種影響的原因。接著，教材圍繞著增加反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)→增加有效碰撞次數(shù)→增加化學(xué)反應(yīng)速率這一思路，又進(jìn)一步介紹了壓強(qiáng)（有氣體存在的反應(yīng)）、溫度、催化劑等條對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響以及造成這些影響的原因。使學(xué)生對(duì)上述內(nèi)容有更深入的理解。
當(dāng)然，由于本節(jié)教材的理論性較強(qiáng)，并且具有一定的難度，所以在中應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)和圖畫(huà)以及電化教學(xué)措施，以達(dá)到教學(xué)目的。
●教學(xué)目標(biāo)
1. 使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法，通過(guò)故宮化遺產(chǎn)本世紀(jì)的快速腐蝕事實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)環(huán)保觀念。
2. 使學(xué)生理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，并由此進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的辯證唯物主義思想。
3. 使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
4. 通過(guò)分析、理解有效碰撞、活化分子等概念和過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生的歸納及形象思維能力。
●教學(xué)重點(diǎn)
濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
●教學(xué)難點(diǎn)
濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因
●時(shí)安排
兩時(shí)
●教學(xué)方法
1. 為了讓學(xué)生建立化學(xué)反應(yīng)快慢的概念，教學(xué)中制做了幻燈片展示故宮“云龍陛石”嚴(yán)重受損的情況。
2. 教學(xué)中運(yùn)用現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例如投籃球作比喻和三維動(dòng)畫(huà)軟的模擬演示使學(xué)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過(guò)程。
3. 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的邊講邊做，使學(xué)生親自體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)速率受濃度、溫度、壓強(qiáng)及催化劑的影響。
●教學(xué)用具
投影儀、幻燈機(jī)、多媒體電腦及相應(yīng)、試管若干、試管架、10 mL量筒、1 mol•L-1鹽酸、0.1 mol•L-1鹽酸、1 mol•L-1醋酸、5% H2O2、洗潔精、nO2、大理石若干。
●教學(xué)過(guò)程
第一時(shí)
［引言］我們對(duì)化學(xué)反應(yīng)討論和學(xué)習(xí)的重要意義就在于日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。從這個(gè)意義上講有的反應(yīng)如合成氨，必須是高溫、高壓、還得催化劑，而且氮的轉(zhuǎn)化率還較低，我們就希望它能變得容易一些，轉(zhuǎn)化率更高一些；而有的反應(yīng)如鋼鐵的生銹腐蝕我們又希望它能變得慢一些等等。這樣就涉及兩方面的問(wèn)題：一是反應(yīng)進(jìn)行的快慢即化學(xué)反應(yīng)速率問(wèn)題；二是反應(yīng)進(jìn)行的程度也就是化學(xué)平衡問(wèn)題。這兩個(gè)問(wèn)題所涉及的知識(shí)和規(guī)律，對(duì)我們今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和化工生產(chǎn)中適宜條的選擇提供了必要的理論基礎(chǔ)，也是本學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
［板書(shū)］第二 化學(xué)平衡
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
［問(wèn)］同學(xué)們?nèi)ケ本┞糜芜^(guò)嗎？
［生］部分同學(xué)回答：去過(guò)。
［追問(wèn)］那么在旅游中你們認(rèn)為北京最輝煌的建筑或者印象最深的景點(diǎn)是什么呢？
［生］到過(guò)北京的幾位同學(xué)異口同聲地回答：故宮。
［問(wèn)］北京的故宮是世界著名的古建筑群，是世界珍貴的化遺產(chǎn)。當(dāng)你們游到保和殿的時(shí)候，是否留意了它后邊的那塊巨大的“云龍陛石”呢？
［生］到過(guò)的幾位同學(xué)中有人回答：留意了，但那上邊的好多的細(xì)小花紋已經(jīng)模糊不清了。
［師］事實(shí)上“云龍陛石”上曾經(jīng)雕刻有精美的蟠龍圖案，近些年，尤其是上一世紀(jì)，這些浮雕遭到嚴(yán)重的損壞，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上的古建筑在上世紀(jì)所遭受的腐蝕比過(guò)去幾百年甚至上千年所遭受的腐蝕還要嚴(yán)重，有的已經(jīng)面目全非了。
［幻燈展示］將“云龍陛石”、吐水龍頭及太和殿周?chē)臐h白玉護(hù)欄的蟠龍柱等景點(diǎn)的照片制成幻燈片，清晰地展示其被損壞的情況。
［生］認(rèn)真觀看幻燈片所展示的著名的建筑被損情況，并發(fā)出驚嘆：這真是一場(chǎng)災(zāi)難。
［師］這場(chǎng)災(zāi)難的罪魁禍?zhǔn)资钦l(shuí)呢？酸雨。我們知道CaCO3在風(fēng)吹日曬、雨淋時(shí)會(huì)和H2O、CO2反應(yīng)生成可溶性的Ca(HCO3)2而使石雕、建筑受損，但是歷史幾千年這種腐蝕都是很慢的。為什么上世紀(jì)的損失就這么快呢？這就要從化學(xué)反應(yīng)速率問(wèn)題說(shuō)起。
［板書(shū)］一、化學(xué)反應(yīng)速率
［師］不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是不一樣的，有的反應(yīng)如酸堿中和反應(yīng)、氫氧點(diǎn)燃爆炸反應(yīng)，瞬間即可完成，而有的反應(yīng)如塑料的分解要經(jīng)幾百年，石油的形成則要經(jīng)過(guò)百萬(wàn)年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，反應(yīng)很慢。這當(dāng)然是由化學(xué)反應(yīng)本身的特點(diǎn)和反應(yīng)物的性質(zhì)所決定的。下邊我們做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)一下反應(yīng)快慢的區(qū)別。
［演示實(shí)驗(yàn)2—1］可選兩個(gè)學(xué)生代表親自操作，同學(xué)甲做大理石與1 mol•L-1的鹽酸反應(yīng)，同學(xué)乙做大理石與1 mol•L-1的醋醋反應(yīng)。
［生］觀察，記錄現(xiàn)象：在同學(xué)甲即加入鹽酸的試管中，大理石與鹽酸迅速反應(yīng)，有大量氣泡生成；而在同學(xué)乙即加入醋酸的試管中，反應(yīng)則比較緩慢，只有少量氣泡產(chǎn)生。
［引導(dǎo)］大家看到了大理石在與強(qiáng)酸（鹽酸）和弱酸（醋酸）反應(yīng)時(shí)的快慢差別，那么大家是否考慮過(guò)如何量度化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢呢？大家結(jié)合物理學(xué)上所學(xué)的運(yùn)動(dòng)速率的含義，閱讀教材，再理解化學(xué)反應(yīng)速率的含義。
［生］認(rèn)真閱讀教材，結(jié)合運(yùn)動(dòng)速率的理解，自學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率的知識(shí)內(nèi)容。
[提問(wèn)]化學(xué)反應(yīng)速率的定義是什么？
[生]回答：化學(xué)反應(yīng)速率是用衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的一個(gè)物理量。
[追問(wèn)]化學(xué)反應(yīng)速率在化學(xué)上是如何表示的？
［生］回答：通常用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。
［師］整理學(xué)生的回答進(jìn)行板書(shū)。
［板書(shū)］1. 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。
［問(wèn)］化學(xué)反應(yīng)速率的常用單位有哪些呢？
［回答］由于濃度（物質(zhì)的量濃度）的單位是mol•L-1，而時(shí)間的單位有s、min、h等，所以，化學(xué)反應(yīng)速率的常用單位有mol/(L•s）或mol/(L•min)等。
［板書(shū)］2. 單位：mol/(L•s)或mol/(L•min)
［問(wèn)］請(qǐng)同學(xué)們歸納出化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式。
［生］思考，分析并回答，濃度的變化量一般用Δc(B)，單位時(shí)間用Δt表示，所以化學(xué)反應(yīng)速率v(B)=
［師］評(píng)價(jià)學(xué)生回答：基本正確。但應(yīng)注意，定義中用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少表示的話，從數(shù)學(xué)意義上Δc(B)一定小于0，即所以v(B)＜0，為了避免出現(xiàn)這種情況，所以寫(xiě)表達(dá)式時(shí)給Δc(B)取絕對(duì)值就可保證Δc(B)＞0，即v(B)＞0,即表示成v(B)=
［板書(shū)］3. 數(shù)學(xué)表達(dá)式：v(B)=
［投影練習(xí)］1. 在某一化學(xué)反應(yīng)里，反應(yīng)物A的濃度在10 s內(nèi)從4.0 mol•L-1變成1.0 mol•L-1，在這10 s內(nèi)A的化學(xué)反應(yīng)速率為多少？
［生］根據(jù)定義進(jìn)行練習(xí)：
v(A)= =
并踴躍舉手回答計(jì)算結(jié)果。
［師］肯定學(xué)生回答結(jié)果。但是在具體的運(yùn)用和理解化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，還應(yīng)該注意下面幾個(gè)問(wèn)題。
［投影顯示］關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：
1. 化學(xué)反應(yīng)速率是標(biāo)量，即只有大小而沒(méi)有方向；
2. 一般地計(jì)算出的化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，不同時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)速率是不相同的；
3. 對(duì)于固體物質(zhì)或氣態(tài)反應(yīng)中的液體物質(zhì)，反應(yīng)在其表面進(jìn)行，它們的“濃度”是不變的，因此不用液體和固體表示化學(xué)反應(yīng)速率；
4. 對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示其化學(xué)反應(yīng)速率可能不相同，但其化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。例如在N2+3H2 2NH3中v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2。
［板書(shū)］4. 關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算。
［投影練習(xí)］1.N2+3H2 2NH3在2L的密閉容器中發(fā)生，5min內(nèi)NH3的質(zhì)量增加了1.7g，求v(NH3)、v(H2)和v(N2)。
解析：5min內(nèi)生成NH3的物質(zhì)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a+nB======pC的反應(yīng)中，經(jīng)過(guò)10s的反應(yīng)后，各物質(zhì)的濃度變化為：A減少a mol•L-1,B減少 mol•L-1,C增加a mol•L-1,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________。
解析：根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)濃度的變化比等于各對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即
m:n:p=a: :a=2:1:2
故反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2A+B======2C。
答：略
［小結(jié)］本節(jié)我們首先了解了本將要學(xué)到的三類(lèi)問(wèn)題：化學(xué)反應(yīng)及影響因素；化學(xué)平衡及影響因素；化學(xué)平衡的應(yīng)用等。然后著重討論了化學(xué)反應(yīng)速率的概念，常用單位、表達(dá)式及簡(jiǎn)單計(jì)算，當(dāng)然在運(yùn)用和計(jì)算時(shí)應(yīng)注意提醒的幾個(gè)問(wèn)題。
［布置作業(yè)］P38一、1、2、3 二、1
●板書(shū)設(shè)計(jì)
第二 化學(xué)平衡
第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1. 化學(xué)反應(yīng)速率的概念：用單位時(shí)間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。
2. 單位：mol•L-1•s-1或mol•L-1•min-1
3. 數(shù)學(xué)表達(dá)式：v(B)=
4. 關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
●教學(xué)說(shuō)明
化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識(shí)，正如教材所說(shuō)既是今后繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)所必需的理論基礎(chǔ)，也是選擇化工生產(chǎn)適宜條時(shí)所必須了解的化學(xué)變化的規(guī)律。在教學(xué)中，以一些實(shí)例入手，使學(xué)生對(duì)本所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)整體感知。在化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)的教學(xué)中，通過(guò)展示故宮中著名建筑在上世紀(jì)嚴(yán)重受損的情況，即使學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有了一定的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)和增強(qiáng)了他們的環(huán)保意識(shí)和觀念。在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，通過(guò)自學(xué)，而得出化學(xué)反應(yīng)速率的概念、單位、表達(dá)式等。為了增強(qiáng)運(yùn)用知識(shí)的靈活性，在最后提醒了同學(xué)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。
［參考練習(xí)］
1．在5L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：C(s)+CO2(g)====2CO(g)，若最初加入22g二氧化碳，5min后測(cè)得還剩有17.6g二氧化碳，那么這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為（ ）
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．在體積為2 L的容器中發(fā)生了3A(g)+B(g)======2C(g)的反應(yīng)，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，則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．把下列四種X的溶液分別加入到四個(gè)盛有l(wèi)O mL 2 mol•L-1鹽酸的燒杯中，并加水均稀釋至50 mL,此時(shí)，X和鹽酸和緩地進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)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個(gè)體積相同的密閉容器中分別充人一定量的S02和O2開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，按正反應(yīng)速率由大到小排列順序正確的是( )
甲.在500℃時(shí),SO3和02各10 mol反應(yīng)
乙.在500℃時(shí),用V2O5作催化劑，10 mol S02和5 mol O2起反應(yīng)
丙.450℃，8 mol SO2和5 mol 02反應(yīng)
丁.500℃，8 mol SO2和5 mol 02反應(yīng)
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁
C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲
答案：C
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