2022年高一化學下學期 第7周 第2章 第3節(jié) 化學反應(yīng)速率教案
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1、2022年高一化學下學期 第7周 第2章 第3節(jié) 化學反應(yīng)速率教案 年級 高一 科目 化學 主備教師 日期 課題 第二章 第三節(jié) 化學反應(yīng)速率 課時 參與人員 1、確定本周課程教學內(nèi)容 內(nèi)容和進度:第二章 第三節(jié) 化學反應(yīng)速率 第一課時:化學能與電能第二課時 發(fā)展中的化學電源 第二課時:化學能與電能 習題講評 第三課時:第三節(jié) 化學反應(yīng)速率(第一課時) 2、教學目標: 本節(jié)教學重點:化學反應(yīng)速率和反應(yīng)限度概念;了解影響化學反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的因素。 本節(jié)教學難點:化學反應(yīng)限度的本質(zhì)原因及外部特征。 3、資
2、料準備: 必修2教材、《創(chuàng)新設(shè)計》、實驗器材、藥品 4、授課方式(含疑難點的突破): 本節(jié)教材涉及的化學基本概念較多,內(nèi)容抽象。根據(jù)高一學生的心理特點,他們雖具有一定的理性思維能力,但抽象思維能力較弱,還是易于接受感性認識。因此,本節(jié)課的教學,應(yīng)低起點,小臺階,充分利用現(xiàn)代化教學手段,進行多媒體輔助教學,來突出重點,突破難點。 第一課時 化學能電能 ? 采用圖片、圖表、錄像等直觀的內(nèi)容呈現(xiàn)形式,讓學生了解各種化學電源。 2.組織學生利用課堂內(nèi)外的活動時間,積極參與各種水果、蔬菜、果
3、汁原電池的制作過程。 3.利用教材和課外等閱讀材料,指導(dǎo)學生采用多種學習方式進行學習,如社會調(diào)查、上網(wǎng)、去圖書館查資料等。 第三課時 本節(jié)教學設(shè)計的指導(dǎo)思想,是由淺入深,從學生日常生活中的化學現(xiàn)象和實驗中抽象出有關(guān)的概念和原理。形成一個由宏觀到微觀、由感性到理性、由簡單到復(fù)雜的科學探究過程。 采用“指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)與問題解決相結(jié)合”教學模式進行教學更能體現(xiàn)上述教學指導(dǎo)思想。其主要過程是: 活動建議 【實驗2-5】【實驗2-6】 實驗要點:1.實驗使用的雙氧水濃度不能過大,防止產(chǎn)生氣體過多和過快。2.由于是對比實驗,所以注意反應(yīng)物的用量要盡可能的相同,試管規(guī)格也要相同。3.為增
4、加實驗的趣味性,可以進行實驗改進,如:使用氣球或盛有紅墨水的壓力玻璃管等。 1.反應(yīng)原理探究 ? 實驗題目 雙氧水分解反應(yīng) 實驗步驟 在一支試管中加入2~3 mL約5%的H2O2,然后滴加1~2滴1mol/L的FeCl3溶液 待試管中產(chǎn)生大量氣泡時,用帶火星的火柴梗檢驗產(chǎn)生的氣體 實驗現(xiàn)象 ???? ???? ?? ?? 用化學方程式解釋實驗現(xiàn)象 ? ? 思考問題 尋找答案 1.通過觀察什么現(xiàn)象來判斷該反應(yīng)進行得快慢? 2.還有哪些其他辦法觀察該化學反應(yīng)速率? 列出你對 問題的 想? 法 ????? 2.溫度對化學反應(yīng)速率影響的實驗
5、探究 根據(jù)所給出的儀器和藥品設(shè)計實驗方案、步驟和裝置。 ① 按下列裝置和實驗步驟進行對比實驗。 ② 記錄現(xiàn)象。 ③ 處理分析實驗現(xiàn)象。 ④ 得出結(jié)論。 操作方法:在三支相同的試管中分別加入2~3 ml約5%的H2O2,然后在每一支試管中滴加2滴1 mol/L的FeCl3溶液后立即套上氣球(大小相同)。等三支試管上的氣球大小差不多相同時,同時置于三個燒杯中觀察現(xiàn)象。 3.催化劑對化學反應(yīng)速率影響的實驗探究 根據(jù)所給出的儀器和藥品設(shè)計實驗方案、步驟和裝置。 ① 按下列裝置和實驗步驟進行對比實驗。 ② 記錄現(xiàn)象。 ③ 處理分析實驗現(xiàn)象。 ④ 得出結(jié)論。 操作方法:在
6、三個相同的帶活塞的漏斗中分別加入2~3 mL約5%的H2O2,然后在一支試管中滴加2滴1 mol/L的FeCl3溶液,另一支試管中加入少量MnO2固體。同時向三支試管中放入漏斗中的全部溶液,觀察紅墨水上升情況。 【實驗2-7】 活動過程設(shè)計 ? 實驗步驟 向3~4 mL1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1 mol/L的Na2SO4溶液 實驗現(xiàn)象 ??? 化學方程式 ???? 離子方程式 ????? 小組討論 交??? 流 向上述反應(yīng)后的清液中滴入適量1 mol/L的Na2CO3溶液會出現(xiàn)什么現(xiàn)象 對于實驗現(xiàn)象 提出的假設(shè), 說明理由 假設(shè):????
7、????????????????????????????????? 理由:????????????????????????????????????? ? 實驗證明 你的假設(shè) 現(xiàn)象:????????????????????????????????????? 化學方程式 ??? 離子方程式 ??? 解? 釋 ?? 從日常生活中學生熟悉的大量化學現(xiàn)象和化學實驗入手,引出反應(yīng)速率的概念。在此基礎(chǔ)上又通過實驗探究,總結(jié)影響化學反應(yīng)速率的因素。 附:新課教學設(shè)計 第2課時 發(fā)展中的化學電源 [目標導(dǎo)航] 1.知道干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學電源
8、的特點。2.認識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。 3.能正確書寫簡單化學電源的電極反應(yīng)式。 一、常見的化學電源 1.鋅錳干電池 (1)結(jié)構(gòu):鋅錳干電池是以鋅筒為負極,石墨棒為正極,在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作電解質(zhì)。 (2)原理:鋅錳電池是一次性電池,放電之后不能充電,內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的。負極發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn-2e-===Zn2+,正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO2+2NH+2e-===Mn2O3+2NH3↑+H2O。 (3)缺陷與改進:鋅錳干電池電量小,而且在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液,會導(dǎo)致電器設(shè)備的腐蝕。改進措施:①
9、在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池;②將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的KOH,并在構(gòu)造上進行改進,制成堿性鋅錳電池。 2.充電電池 (1)充電電池又稱二次電池。充電電池在放電時所進行的氧化還原反應(yīng),在充電時又逆向進行,生成物重新轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,使充電、放電可在一定時間內(nèi)循環(huán)進行。充電電池中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是:化學能電能。 (2)常見的充電電池 ①鉛蓄電池 負極是Pb,正極是PbO2,電解質(zhì)溶液是硫酸溶液,常作汽車電瓶,電壓穩(wěn)定,使用方便安全。 ②鎳鎘電池 以Cd為負極,NiO(OH)為正極,以KOH為電解質(zhì),壽命比鉛蓄電池長,但鎘是致癌物質(zhì),廢棄鎳鎘電池如不回收,會嚴重污染環(huán)
10、境。 ③堿金屬中的Li是最輕的金屬,活潑性極強,是制造電池的理想物質(zhì)。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。 3.燃料電池 (1)燃料電池是通過燃料與氧化劑分別在兩個電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng),將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (2)燃料電池與火力發(fā)電相比,其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲存在電池內(nèi)部,而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。 (3)以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下: 負極:2H2+4OH--4e-===4H2O(氧化反應(yīng)); 正極:O2+2H2O+4e-===4OH-(還原反應(yīng)); 總反應(yīng):2H2+O2
11、===2H2O。 【議一議】 1.判斷正誤 (1)鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細。( ) (2)氫氧燃料電池是將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? ) (3)氫氧燃料電池工作時氫氣在負極上被氧化。( ) (4)太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅。( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× 二、原電池電極反應(yīng)式的書寫方法 1.負極反應(yīng)式的書寫 先判斷負極材料,然后再分析其反應(yīng)特點,并注意電解質(zhì)溶液的成分對電極產(chǎn)物的影響。 (1)鋅錳干電池(Zn—C—NH4Cl)的負極是Zn,其負極反應(yīng)特點是鋅本身失去電子生成Zn2+,Zn2+與電解質(zhì)溶液成分不反應(yīng),負極反應(yīng)式是
12、Zn-2e-===Zn2+。 (2)鉛蓄電池(Pb—PbO2—H2SO4)的負極是Pb,其負極反應(yīng)特點是Pb失去電子生成Pb2+,Pb2+與電解質(zhì)溶液中的SO反應(yīng)生成PbSO4,負極反應(yīng)式是Pb-2e-+SO===PbSO4。 (3)氫氧燃料電池(Pt—Pt—KOH)的負極是Pt,其負極反應(yīng)特點是燃料氫氣在惰性電極(Pt)上失去電子生成H+,H+與電解質(zhì)溶液中的OH-反應(yīng)生成H2O,負極反應(yīng)式是H2-2e-+2OH-===2H2O。 2.正極反應(yīng)式的書寫 (1)首先判斷在正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì) ①當負極材料與電解質(zhì)溶液能自發(fā)的發(fā)生氧化反應(yīng)時,在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是電解質(zhì)溶液中的某種
13、微粒; ②當負極材料與電解質(zhì)溶液不能自發(fā)的發(fā)生氧化反應(yīng)時,在正極上發(fā)生電極反應(yīng)的物質(zhì)是溶解在電解質(zhì)溶液中的O2。 (2)然后再根據(jù)具體情況寫出正極反應(yīng)式,在書寫時也要考慮正極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的問題,若參與反應(yīng)要疊加在一起書寫。 (3)甲烷燃料電池用鉑作電極插入KOH溶液中,其正極反應(yīng)式是O2+2H2O+4e-===4OH-;銅鋅原電池(Zn-Cu-H2SO4)的正極反應(yīng)式是2H++2e-=== H2↑。 【議一議】 2.有人設(shè)計以鉑和鋅為電極材料,植入人體做某種心臟病人的心臟起搏器的能源,它依靠人體血液中有一定濃度的O2和H2O進行工作。請討論解答: (1)負極材料是
14、________,電極反應(yīng)為___________________________________。 (2)正極材料是________,電極反應(yīng)為__________________________________。 答案 (1)鋅 2Zn-4e-===2Zn2+ (2)鉑 O2+2H2O+4e-===4OH- 解析 以鉑和鋅為電極材料,植入人體做某種心臟病人的心臟起搏器的能源,正極是鉑,負極是鋅,電解質(zhì)溶液是人體血液,工作時,負極鋅被氧化,血液中的O2得到電子被還原。正極的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O===4OH-;負極的反應(yīng)為2Zn-4e-===2Zn2+。 一、原電池電極反應(yīng)式
15、的書寫 【例1】 鋰電池是一代新型高能電池,它以質(zhì)量輕、能量高而受到普遍重視,目前已成功研制多種鋰電池。某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2===LiMnO2,下列說法正確的是( ) A.Li是正極,電極反應(yīng)為Li-e-===Li+ B.Li是負極,電極反應(yīng)為Li-e-===Li+ C.MnO2是負極,電極反應(yīng)為MnO2+e-===MnO D.Li是負極,電極反應(yīng)為Li-2e-===Li2+ 答案 B 解析 根據(jù)原電池中,負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),再結(jié)合總反應(yīng)可知,Li失去電子生成Li+被氧化,為負極;MnO2得到電子被還原,為正極。 歸納總結(jié) 書寫原電池電極反應(yīng)式
16、時注意的問題: (1)正確判斷原電池的負極和正極,確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。 (2)確認電極得失電子后的產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng),若能反應(yīng),則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。 (3)在正極上,若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原,提供該離子的電解質(zhì)無論電離難易如何,一律寫離子符號(而在原電池反應(yīng)中,要遵循離子方程式的書寫規(guī)則,只有易溶的強電解質(zhì)用離子符號表示)。 變式訓(xùn)練1?。p選)可用于電動汽車的鋁—空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是( ) A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應(yīng)都為:O
17、2+2H2O+4e-===4OH- B.以NaOH溶液為電解液時,負極反應(yīng)為:Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解質(zhì)溶液的堿性保持不變 D.電池工作時,電子通過外電路從正極流向正極 答案 AD 解析 當電解質(zhì)溶液顯堿性或中性時,該燃料電池的正極發(fā)生的反應(yīng)均為O2+2H2O+4e-===4OH-,A項是正確的;鋁作負極,負極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子,在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸根,因此負極反應(yīng)為Al+4OH--3e-===AlO+2H2O,B項是錯誤的;該電池在堿性條件下工作時,消耗了堿,反應(yīng)的化
18、學方程式為4Al+3O2+4OH-===4AlO+2H2O,溶液的堿性減弱,C項是錯誤的;電池工作時,電子從負極流出來經(jīng)過外電路流向正極,D項是正確的。 二、燃料電池 【例2】 燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,若電解質(zhì)溶液是強堿溶液,下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是( ) A.負極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-===4OH- B.負極反應(yīng)式:CH4+8OH--8e-===CO2+6H2O C.隨著放電的進行,溶液的氫氧根濃度不變 D.放電時溶液中的陰離子向負極移動 答案 D 解析 O2+2H2O+4e-===4OH-應(yīng)
19、為正極反應(yīng)式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強堿溶液中逸出,它將進一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根。所以負極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-===CO+7H2O。由于部分堿液和二氧化碳反應(yīng),所以溶液的c(OH-)將減小。 歸納總結(jié) 常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、甲醇燃料電池等。燃料電池的正極反應(yīng)物一般為氧氣。電解質(zhì)不同,電極反應(yīng)就不同,如氫氧燃料電池以堿為電解質(zhì),其放電原理為: 負極(H2)反應(yīng)式:2H2-4e-+4OH-===4H2O(氧化反應(yīng)) 正極(O2)反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-===4OH-(還原反應(yīng)) 電池總反應(yīng)式:2H2+O2===2H2O 氫氧燃料電池以酸為
20、電解質(zhì),其放電原理為: 負極(H2)反應(yīng)式:2H2-4e-===4H+(氧化反應(yīng)) 正極(O2)反應(yīng)式:O2+4H++4e-===2H2O(還原反應(yīng)) 電池總反應(yīng)式:2H2+O2===2H2O 變式訓(xùn)練2 燃料電池是目前電池研究的熱點之一。 現(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料電池,如圖所示a、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是( ) A.a(chǎn)極是負極,該電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.b極反應(yīng)是O2+4OH--4e-===2H2O C.總反應(yīng)的化學方程式為2H2+O2===2H2O D.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 答案 B 解析 A項a極通H2為負極,電極反應(yīng)為:2H
21、2+4OH--4e-===4H2O發(fā)生氧化反應(yīng);B項,b極通O2為正極,電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-===4OH-,B項不正確;C項:正負極電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)為2H2+O2===2H2O;D項:氫氧燃料電池的能量高,且產(chǎn)物為水,對環(huán)境無污染,故是具有應(yīng)用前景的綠色電源。 1.對化學電源的敘述正確的是 ( ) A.化學電源比火力發(fā)電對化學能的利用率高 B.化學電源所提供的電能居于人類社會現(xiàn)階段總耗電量的首位 C.化學電源均是安全、無污染的 D.化學電源即為可充電電池 答案 A 解析 由于是化學能與電能的直接轉(zhuǎn)化,節(jié)省了許多中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié),所以化學電源對
22、化學能的利用率比火力發(fā)電高得多,但火力發(fā)電仍居世界耗電量的首位;化學電源一般較安全,但含重金屬的電源如果隨意丟棄,將會給環(huán)境帶來嚴重的污染;有些化學電源是可充電電源(如鎳鎘電池),有些是不可充電的(如干電池)。 2.廢電池處理不當不僅造成浪費,還會對環(huán)境造成嚴重污染,對人體健康也存在極大的危害。有同學想變廢為寶,他的以下想法你認為不正確的是( ) A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣 B.碳棒取出洗凈用作電極 C.把銅帽取下洗凈回收利用 D.電池內(nèi)部填有NH4Cl等化學物質(zhì),將廢電池中的黑色糊狀物作化肥施用 答案 D 解析 雖然氯化銨是一種化學肥料,但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì),
23、如果用作化肥,會污染土壤,進入生物鏈后,影響人體健康。 3.右圖為生活中常用的鋅錳干電池的示意圖,下列有關(guān)說法中不正確的是 ( ) A.電池內(nèi)部含有電解質(zhì) B.鋅是負極,石墨棒是正極 C.電池用完后可埋入土壤 D.鋅錳干電池是一次性電池 答案 C 解析 鋅錳干電池是一次性電池,負極材料是Zn,正極材料是石墨棒,電解質(zhì)溶液是NH4Cl糊。因為廢電池中含有多種重金屬、酸、堿等有害物質(zhì),隨意丟棄對生態(tài)環(huán)境和公眾健康危害很大,故應(yīng)對廢電池進行集中處理,不能埋入土壤。 4.(雙選)汽車的啟動電源常用鉛蓄電池。其結(jié)構(gòu)如下圖所示,放電時的電池反應(yīng)如下: PbO2+Pb
24、+2H2SO4===2PbSO4+2H2O 根據(jù)此反應(yīng)判斷下列敘述中正確的是 ( ) A.PbO2是電池的負極 B.Pb是負極 C.PbO2得電子,被氧化 D.電池放電時,溶液酸性減弱 答案 BD 解析 根據(jù)電池反應(yīng)知放電過程中鉛失去電子,因此它是原電池的負極,其電極反應(yīng)式為Pb+SO-2e-===PbSO4,故B項正確;PbO2在放電過程中得到電子被還原,所以它是原電池的正極,因此A、C兩項錯誤;由于原電池放電的過程中消耗硫酸,所以溶液的酸性減弱,故D項正確。 5.(1)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通電池相比,該電池能較長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電
25、池的總反應(yīng)為: 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。請回答下列問題: ①高鐵電池的負極材料是________。 ②放電時,正極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”) 反應(yīng):已知負極反應(yīng)為Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,則正極反應(yīng)為_________。 ③放電時,________(填“正”或“負”)極附近溶液的堿性增強。 (2)某種燃料電池的工作原理示意如圖所示,a、b均為惰性電極。 ①使用時,空氣從________口通入(填“A”或“B”); ②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),a極的電極反應(yīng)式為________
26、_______________________; 答案 (1)①Zn ②還原 FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-?、壅?2)①B ②CH3OH-6e-+8OH-===CO+6H2O 解析 (1)高鐵電池放電時為原電池,負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)??偡磻?yīng)式減去負極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式,正極生成OH-,故此極附近溶液堿性增強。(2)由電子流動方向可知a為負極,b為正極,空氣應(yīng)從B口通入,容易寫出總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式,兩者相減得出負極反應(yīng)式。 第三節(jié) 化學反應(yīng)的速率和限度 第1課時 化學反應(yīng)的速率 [目標導(dǎo)航] 1.了解化學反應(yīng)速率的含義及其表示方法。2.了
27、解影響化學反應(yīng)速率的因素。3.初步了解控制化學反應(yīng)速率的常用方法。 一、化學反應(yīng)速率 1.表示 化學反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。 (1)計算公式:vA=。 (2)常用單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)。 2.意義 化學反應(yīng)速率是用來衡量化學反應(yīng)進行快慢程度的物理量,同一化學反應(yīng)用不同的物質(zhì)來表示化學反應(yīng)速率時,其數(shù)值可以不同,但這些數(shù)值所表示的意義相同。 3.規(guī)律 對于同一反應(yīng),用不同的物質(zhì)來表示反應(yīng)速率,其比值一定等于化學方程式中相應(yīng)的化學計量數(shù)之比。 如對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
28、,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。 點撥 (1)一個確定的化學反應(yīng)涉及反應(yīng)物、生成物等多種物質(zhì),因而定量表示一個化學反應(yīng)的反應(yīng)速率時,必須指明是用哪一種反應(yīng)物或哪一種生成物來表示。 (2)無論是用某一反應(yīng)物表示還是用某一生成物表示,其化學反應(yīng)速率都取正值,而且是某一段時間內(nèi)的平均速率,不是某一時刻的瞬時速率。 (3)在一定溫度下,對于固體和純液體物質(zhì)來說,其單位體積里的物質(zhì)的量不會改變,即它們的物質(zhì)的量濃度為常數(shù),故一般不用固體或純液體物質(zhì)來表示反應(yīng)速率。 警示 計算反應(yīng)速率時,若給出的是物質(zhì)的量的變化值,不要忘記轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值。 【議一議】 1
29、.(1)某一化學反應(yīng)在第5 s時的反應(yīng)速率是0.2 mol·L-1·s-1的說法正確嗎? (2)一個化學反應(yīng)的速率可以用任何一種反應(yīng)物或生成物來表示嗎? 答案 (1)不正確。通常所說的化學反應(yīng)速率是指一定時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是某一時刻的瞬時速率。 (2)由于Δc表示的是物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化,而固態(tài)物質(zhì)和純液態(tài)物質(zhì)的濃度在一定溫度下是常量,所以這種表示化學反應(yīng)速率的方法不適合固態(tài)物質(zhì)和純液態(tài)物質(zhì)。 二、影響化學反應(yīng)速率的因素 1.溫度對化學反應(yīng)速率影響的探究 實驗操作 試管中均為2~3 mL相同濃度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液 實驗現(xiàn)象 ①產(chǎn)生氣泡速率最慢
30、 ②產(chǎn)生氣泡速率較快 ③產(chǎn)生氣泡速率最快 實驗結(jié)論 對于反應(yīng)2H2O22H2O+O2↑來說,溫度越高,H2O2的分解速率越快 2.催化劑對化學反應(yīng)速率影響的探究 實驗操作 實驗現(xiàn)象 ①有少量氣泡出現(xiàn) ②產(chǎn)生大量氣泡 ③產(chǎn)生大量氣泡 實驗結(jié)論 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快 3.影響化學反應(yīng)速率的因素:除溫度和催化劑外,還有反應(yīng)物濃度、反應(yīng)物的狀態(tài)、固體表面積、壓強、溶劑、光照等許多因素。人們可以通過這些因素來調(diào)控化學反應(yīng)速率。 點撥 1.升高溫度,無論對于吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),都能加快化學反應(yīng)速率。 2.催化劑分為正催化劑和負催化劑,正催化劑
31、可以加快化學反應(yīng)速率,負催化劑可以減慢化學反應(yīng)速率。 【議一議】 2.在下列事實中,什么因素影響了化學反應(yīng)的速率? (1)集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體,在瓶外點燃鎂條時發(fā)生爆炸: _____________________________________________________________。 (2)黃鐵礦煅燒時需粉碎成細小的礦粒:________________________________ _____________________________________。 (3)KI晶體和HgCl2晶體混合后無明顯現(xiàn)象,若一起投入水中,很快生成紅色HgI2: _____
32、_____________________________________________________________。 (4)熔化的KClO3放出氣泡很慢,撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體:____________ ____________________________________________________________。 (5)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊,產(chǎn)生氣體有快有慢: _________________________________________________________________。 (6)同樣大小的石灰石分別在0.1 mol·
33、L-1的鹽酸和1 mol·L-1的鹽酸中反應(yīng)速率不同:_____________________________________________________。 (7)夏天的食品易變霉,冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象:____________________ __________________________________________________________________。 (8)葡萄糖在空氣中燃燒時需要較高的溫度,可是在人體內(nèi),在正常體溫(37 ℃)時,就可以被氧化,這是因為:_________________________________________ _______
34、___________________________________________________________。 答案 (1)光 (2)反應(yīng)物的接觸面積 (3)在溶液中,水作溶劑,增大了接觸面積 (4)催化劑 (5)反應(yīng)物本身的性質(zhì) (6)反應(yīng)物的濃度 (7)反應(yīng)溫度 (8)人體里的生物酶起催化作用,可以降低葡萄糖氧化反應(yīng)所需要的能量,所以在人體溫度的范圍內(nèi)就可以發(fā)生反應(yīng) 解析 影響化學反應(yīng)速率的因素除了濃度、溫度、壓強、催化劑以外,光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等,也會對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 一、化學反應(yīng)速率的計算和比較 【例1】 將4 mol A和
35、2 mol B在2 L的密閉容器中混合,并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(s)+B(g)2C(g),反應(yīng)2 s后測得C的濃度為0.6 mol·L-1。下列說法正確的是( ) A.用物質(zhì)A表示2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為 0.3 mol·L-1·s-1 B.用物質(zhì)B表示2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為 0.6 mol·L-1·s-1 C.2 s時v(C)=0.3 mol·L-1·s-1 D.2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L-1 答案 D 解析 不能用固體物質(zhì)的濃度表示化學反應(yīng)速率,A錯誤;化學反應(yīng)速率是平均值不是瞬時值,C錯誤;據(jù)題目條件知v(C)=0.6 mol·L-1÷2
36、s=0.3 mol·L-1· s-1,則v(B)=0.3 mol·L-1·s-1÷2=0.15 mol·L-1·s-1,則2 s時物質(zhì)B的濃度為2 mol÷2 L-0.6 mol·L-1÷2=0.7 mol·L-1,B錯誤,D正確。 歸納總結(jié) 1.化學反應(yīng)速率的計算方法 (1)根據(jù)v(A)=計算。 (2)根據(jù)同一化學反應(yīng)不同物質(zhì)的速率之比等于化學方程式中的化學計量數(shù)之比計算。 2.反應(yīng)速率大小比較的兩種方法 同一化學反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同,比較化學反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小,還要進行一定的轉(zhuǎn)化: (1)換算成同一物質(zhì)、同一單位表示,再比較數(shù)值大小。 (2)比
37、較化學反應(yīng)速率與化學計量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA+bBcC,要比較v(A)與v(B)的相對大小,即比較與的相對大小,若>,則用v(A)表示的反應(yīng)速率比用v(B)表示的反應(yīng)速率大。 變式訓(xùn)練1 反應(yīng):3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同條件下,用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率,分別為: ①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1; ②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1; ③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1; ④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1 則此反應(yīng)在不同條件下進行最快的是( ) A.②③ B.①③ C.②④ D.
38、② 答案 D 解析 化學反應(yīng)速率之比等于化學反應(yīng)方程式中的化學計量數(shù)之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,則用A表示的化學反應(yīng)速率分別為:①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1;②中v(A)=3v(B)=0.45 mol·L-1·min-1×3=1.35 mol·L-1·min-1;③中v(A)=v(C)=×0.015 mol·L-1·min-1=0.022 5 mol· L-1·min-1;④中v(A)=v(D)=×0.45 mol·L-1·min-1=0.675 mol·L-1· min-1,所以在不同條件下,進行最快的是②,D項正確。 討論
39、記錄 林紅:(1)高效利用教材、課外資料、生動的錄像和圖片、事實數(shù)據(jù)等教育資源,對“火力發(fā)電”進行完整透徹的剖析,為學生創(chuàng)設(shè)情景,使他們有機會去研究和總結(jié)“火力發(fā)電”的利與弊,實現(xiàn)從“化學能→熱能→機械能→電能”的思維模式向“將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能”新思維模式的轉(zhuǎn)換,并且形成高效利用燃料、不浪費能源、積極開發(fā)高能清潔燃料的意識。 (2)要充分調(diào)動學生已有的生活經(jīng)驗,以及電學、化學反應(yīng)中能量變化和氧化還原反應(yīng)等知識,建立在學生已有背景知識上的教學設(shè)計,能更好地體現(xiàn)課程的完整性和教材編排體系的層次性,也符合認識規(guī)律。 (3)選擇實驗探究教學方法。通過課堂內(nèi)的實驗探究,使學生認識和體會化學
40、能與電能相互轉(zhuǎn)化的研究過程,理解氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移是化學電池的反應(yīng)基礎(chǔ)。利用課堂外科學探究實驗活動和化學制作活動,如利用原電池原理證明幾種金屬的金屬性強弱,各種水果、蔬菜電池的制作等,為學生提供應(yīng)用知識的空間和拓展知識的機會。 (4)利用課堂內(nèi)學習探究與課堂外調(diào)查相互結(jié)合的方式,讓學生在對原電池的技術(shù)產(chǎn)品──各種化學電源的原理、應(yīng)用有一個較為理性的認識之后,感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環(huán)境問題,初步形成較為客觀、正確的能源觀。 關(guān)于原電池的兩極的名稱和判斷,在課堂探究實驗中引導(dǎo)學生結(jié)合電學知識學習。經(jīng)過對幾種原電池的研究后,總結(jié)出原電池兩極的判斷方法:活潑金屬→發(fā)生氧化反應(yīng)→向外線路提供電子→原電池的負極;不活潑金屬(或石墨)→發(fā)生還原反應(yīng)→接受外線路提供的電子→原電池的正極。 李連霞:對于原電池的組成條件,要讓學生在課堂中進行實驗探究對比分析,在嘗試了幾種組合實驗后自己總結(jié)出來。原電池的組成條件可以簡單的概括為:兩極一液一連線。具體是: ① 有兩種活動性不同的金屬(或非金屬單質(zhì))作電極。 ② 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 ③ 兩極相連形成閉合電路。 教學反思 對學生多一點表揚和鼓勵,增進師生感情。
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