負(fù)責(zé)人：黃劍鵬《化學(xué)》電子教案
 
課題 | 第一章 化學(xué)基本概念和理論 第三節(jié) 物質(zhì)變化的速率和進(jìn)度——化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 |
教學(xué)目標(biāo) | 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率及其表示法 2.了解溫度、濃度、壓力和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 3.了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),、可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡 4.了解影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素 |
教學(xué)重點(diǎn) | 溫度、濃度,、壓力和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素 |
教學(xué)難點(diǎn) | 影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素 |
課時(shí)安排 | 2學(xué)時(shí) |
教學(xué)方法 | 啟發(fā)式教學(xué)法,、演示法 |
教學(xué)手段 | 多媒體輔助,、演示實(shí)驗(yàn) |
教學(xué)用具 | 投影儀、相應(yīng)實(shí)驗(yàn)藥品及器材 |
 
【教學(xué)進(jìn)程】
第三節(jié) 物質(zhì)變化的速率和進(jìn)度——化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
引入
在日常生活中,，很多反應(yīng)發(fā)生得有快有慢,，如燃放煙花爆竹、照相底片感光在瞬間完成,；石油和煤炭的形成需要非常緩慢的過(guò)程,。這說(shuō)明不同的化學(xué)反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率,。我們希望食品、藥品的保質(zhì)期延長(zhǎng),，金屬銹蝕,、塑料老化變得緩慢，又希望合成的一些化工產(chǎn)品能加速完成,，轉(zhuǎn)化的程度提高,，這些都需要了解化學(xué)反應(yīng)的速率和進(jìn)程的知識(shí)。
新課
板書(shū)
一,、化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
講解
在一定條件下,，衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量，稱(chēng)做化學(xué)反應(yīng)速率,，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示,。濃度的單位常用mol/L，化學(xué)反應(yīng)速率的單位常用mol/(L·min)或mol/(L·s),。
板書(shū)
1. 概念：在一定條件下，衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量,，稱(chēng)做化學(xué)反應(yīng)速率,。
2．單位：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。
舉例說(shuō)明
某化學(xué)反應(yīng)的某一反應(yīng)物的最初濃度為2 mol/L,，經(jīng)過(guò)10 min后,，它的濃度變成了1.8 mol/L，這就是說(shuō),，該反應(yīng)物的濃度減少了0.2 mol/L,，則此化學(xué)反應(yīng)的平均速率為0.02 mol/(L·min)。
講解
化學(xué)反應(yīng)速率的大小首先決定于反應(yīng)物的本性,。例如,，在室溫下金屬鉀和水能劇烈反應(yīng)，而金屬鐵和水的反應(yīng)就相當(dāng)緩慢,。此外,，化學(xué)反應(yīng)速率還與反應(yīng)物的濃度、溫度和催化劑等外界條件有關(guān),。
板書(shū)
3．影響因素：反應(yīng)物的本性,、反應(yīng)物的濃度、溫度和催化劑等,。
（1）濃度的影響
演示實(shí)驗(yàn)
取a,、b兩支試管，在a試管中加入0.1 mol/L Na2S2O3（硫代硫酸鈉）溶液4 mL,，在b試管中加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液2 mL及H2O 2 mL,。另取2支試管分別注入0.1 mol/L H2SO4溶液4 mL,，然后分別將H2SO4溶液同時(shí)傾入上面盛有Na2S2O3的2支試管中，振蕩試管,。
現(xiàn)象
濃度較大的a試管首先析出硫而變渾濁,。
Na2S2O3 + H2SO4 Na2SO4 + S↓+ SO2↑+ H2O
總結(jié)并板書(shū)
當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度,，可以加快反應(yīng)速率,。
強(qiáng)調(diào)
對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，在一定條件下,，壓強(qiáng)增大,，氣體體積縮小，從而單位體積內(nèi)分子數(shù)目增多,，可以視為濃度增大,，化學(xué)反應(yīng)速率加快。
演示實(shí)驗(yàn)
取a,、b兩支試管,，分別加入0.05 mol/L Na2S2O3溶液4 mL，另取2支試管,，分別注入0.1 mol/L H2SO4溶液4 mL,，然后將1支盛有Na2S2O3溶液的試管和1支盛有H2SO4溶液的試管組成一組，即4支試管組成兩組,。將第一組的試管插入冷水中,，另一組試管插入60 ℃左右的熱水中，2 min后同時(shí)分別將兩組試管里的溶液混合,。
現(xiàn)象
插在熱水中的兩種溶液混合后首先變渾濁,。
講解
溫度對(duì)反應(yīng)速率有顯著的影響，且影響比較復(fù)雜,。多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨溫度升高,，化學(xué)反應(yīng)速率增大。一般溫度每升高10 K,，反應(yīng)速率約增大2～4倍,。
板書(shū)
（2）溫度的影響
當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度可以增大反應(yīng)速率,；降低溫度,，可以減小反應(yīng)速率。
（3）催化劑的影響
演示實(shí)驗(yàn)
取1支試管,，加入5 mL 1% H2O2（過(guò)氧化氫）溶液,，觀察。然后,，取玻璃棒1支,，用水潤(rùn)濕一端,，蘸取少量的MnO2粉末伸入試管中，再觀察,。
現(xiàn)象
H2O2溶液遇到MnO2后反應(yīng)劇烈進(jìn)行,，有大量的氣體產(chǎn)生；用帶有火星的木條試驗(yàn),，可知產(chǎn)生的氣體是氧氣,。
MnO2
2H2O2 2H2O + O2↑
 
講解
多數(shù)催化劑是能加快化學(xué)反應(yīng)速率的，但催化劑的催化作用是有選擇性的,，如合成氨工業(yè)中,，采用鐵觸媒，加快了氨的合成速率,。某種催化劑只能對(duì)某些特定的反應(yīng)有催化作用,，而對(duì)其他反應(yīng)則不起作用。生物體內(nèi)進(jìn)行的各種生物化學(xué)反應(yīng),，都是在酶的作用下進(jìn)行的,。如淀粉酶能促進(jìn)淀粉水解，蛋白酶能促進(jìn)蛋白質(zhì)水解,，脂肪酶能促進(jìn)分解油脂,。酵母片是一種多酶片，消化不良時(shí)食用酵母片,，可以幫助人們消化食物,，解除病痛,。
板書(shū)
多數(shù)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率,。
過(guò)渡
物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)有快有慢，有些反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的程度也很低,，有些甚至在一定情況下會(huì)逆向進(jìn)行,。下面我們來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)平衡及影響因素。
板書(shū)
二,、化學(xué)平衡及影響因素
（一）可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
講解
有一些化學(xué)反應(yīng)一旦發(fā)生就能不斷進(jìn)行,，反應(yīng)物幾乎全部轉(zhuǎn)變成生成物，我們認(rèn)為這些只能向一個(gè)方向單向進(jìn)行的反應(yīng)是不可逆反應(yīng),。
舉例說(shuō)明
氯酸鉀的分解,、火藥爆炸、金屬銹蝕,、巖石風(fēng)化,、石油形成、橡膠老化,、人類(lèi)衰老,，這些都是不可逆反應(yīng),。
板書(shū)
1．不可逆反應(yīng)：只能向一個(gè)方向單向進(jìn)行的反應(yīng)。
講解
大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都具有或多或少的可逆性,。在同一條件下,，反應(yīng)物能轉(zhuǎn)變成生成物，同時(shí)生成物也可以轉(zhuǎn)變成反應(yīng)物,，這些能同時(shí)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是可逆反應(yīng),。
板書(shū)
2．可逆反應(yīng)：能同時(shí)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
講解
化學(xué)方程式中常用“ ”可逆符號(hào)代替“ ”,。
舉例說(shuō)明
氮?dú)夂蜌錃饣仙砂睔獾姆磻?yīng)就是可逆反應(yīng),。
板書(shū)
N2＋3H2 2NH3
指出
從左向右的反應(yīng)為正反應(yīng)，從右向左的反應(yīng)稱(chēng)逆反應(yīng),。
講解
對(duì)于合成氨反應(yīng),，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，由于反應(yīng)物N2,、H2濃度大,，正反應(yīng)速率較大；但當(dāng)生成物NH3生成后,，就產(chǎn)生了逆反應(yīng),。開(kāi)始時(shí)逆反應(yīng)速率最小，隨著反應(yīng)的進(jìn)行,，N2,、H2正反應(yīng)的速率也隨之減小，NH3濃度逐漸增大,，逆反應(yīng)速率也隨之增大,。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率必然和逆反應(yīng)速率相等,。這時(shí),，只要外界條件不變，N2,、H2濃度和NH3濃度達(dá)到不再隨時(shí)間改變的狀態(tài),，這時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài)，稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài),，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡,。
板書(shū)
（二）化學(xué)平衡
1．概念：對(duì)于一可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),，正反應(yīng)速率必然和逆反應(yīng)速率相等,。外界條件不變，反應(yīng)物濃度和生成物濃度達(dá)到不再隨時(shí)間而改變的狀態(tài),，這時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài),。
講解
在一定條件下,，密閉體系中進(jìn)行的可逆反應(yīng)，才能建立化學(xué)平衡,，化學(xué)反應(yīng)的正,、逆反應(yīng)速率相等（v正＝v逆），各成分的濃度不再隨時(shí)間改變,，但是此時(shí)的化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡,，當(dāng)外界條件改變時(shí)，原平衡被破壞,，可逆反應(yīng)將在新條件下,，建立新的化學(xué)平衡，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)做化學(xué)平衡的移動(dòng),。
板書(shū)
2．特點(diǎn)：等,、定、動(dòng),、變,。
投影
化學(xué)平衡和化學(xué)平衡移動(dòng)示意圖
化學(xué)平衡示意圖 化學(xué)平衡移動(dòng)示意圖
 
過(guò)渡
化學(xué)平衡是在一定條件下建立的，是一種相對(duì)的,、動(dòng)態(tài)的,、暫時(shí)的平衡狀態(tài)，一旦外界條件如濃度,、壓強(qiáng),、溫度等改變，化學(xué)平衡狀態(tài)也會(huì)改變,。
板書(shū)
（三）影響化學(xué)平衡的因素
1．濃度的影響
講解
在一定的化學(xué)平衡體系中,，當(dāng)其他條件不變時(shí)，若增加反應(yīng)物（或減少生成物）濃度,，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),；若增加生成物（或減少反應(yīng)物）濃度,，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),。
演示實(shí)驗(yàn)
在三氯化鐵和硫氰酸鉀的反應(yīng)平衡中，加入FeCl3或KSCN后,，溶液的紅色變深,；加入KCl后，溶液的紅色變淺,。
FeCl3＋6KSCN K3[Fe(SCN)6]＋3KCl
血紅色
現(xiàn)象及結(jié)論
增大生成物K3[Fe(SCN)6]的濃度,，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；減小生成物K3[Fe(SCN)6]的濃度,，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,。
板書(shū)
增大生成物的濃度,，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；減小生成物的濃度,，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,。
講解
化學(xué)反應(yīng)往往都伴隨著能量的變化，這種能量的變化,，主要表現(xiàn)為熱能的形式,，即有吸熱或放熱現(xiàn)象發(fā)生。凡能放出熱量的反應(yīng)稱(chēng)放熱反應(yīng),；凡能吸收熱量的反應(yīng)稱(chēng)吸熱反應(yīng),。
板書(shū)
2．溫度的影響
（1）放熱反應(yīng)：能放出熱量的反應(yīng)。
（2）吸熱反應(yīng)：能吸收熱量的反應(yīng),。
舉例說(shuō)明
2HI H2（g）＋ I2 －Q（－Q表示吸熱）
2NO2（紅棕色） N2O4（無(wú)色） ＋Q（＋Q表示放熱）
講解
在放熱或吸熱的可逆反應(yīng)里,，反應(yīng)混合物達(dá)到平衡狀態(tài)以后，改變溫度也會(huì)使化學(xué)平衡移動(dòng),。
演示實(shí)驗(yàn)
把NO2和N2O4的混合氣體分三份,，放在三個(gè)燒瓶中，將其中兩個(gè)連通,，另一個(gè)作對(duì)比用,。一個(gè)燒瓶放在熱水中，另一個(gè)燒瓶放在冰水中,，觀察實(shí)驗(yàn),。
現(xiàn)象及結(jié)論
放在熱水中的混合氣體受熱變深，說(shuō)明NO2（紅綜色）濃度增大,，即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),。放在冰水中的混合氣體顏色遇冷時(shí)變淺，說(shuō)明N2O4（無(wú)色）濃度增大,，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),。
板書(shū)
在其他條件不變時(shí)，升高溫度,，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng),。
講解
在可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),，改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積（或氣體分子總數(shù)）不等的化學(xué)平衡有影響。
舉例說(shuō)明
N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）
板書(shū)
3．壓強(qiáng)的影響
講解并板書(shū)
當(dāng)其他條件不變時(shí),，增大壓強(qiáng),，平衡向氣體體積縮小（或分子總數(shù)減少）的正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng),，平衡向氣體體積增大（或分子總數(shù)增加）的逆反應(yīng)方向移動(dòng),。
強(qiáng)調(diào)
對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積（或氣體分子總數(shù)）不變的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡沒(méi)有影響,。
在化學(xué)平衡時(shí),，催化劑對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響相同,，不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),。
講解
濃度、壓強(qiáng),、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響可以概括為平衡移動(dòng)原理,，也叫勒夏特列原理：如果改變平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度等,，）平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng),。
板書(shū)
平衡移動(dòng)原理：如果改變平衡的一個(gè)條件，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng),。
小結(jié)
1．化學(xué)反應(yīng)速率的概念和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,。
2．化學(xué)平衡的概念和特點(diǎn)。
3. 影響化學(xué)平衡的因素,。
4．平衡移動(dòng)原理,。
作業(yè)
綜合練習(xí)：7、8,。
 
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
第三節(jié) 物質(zhì)變化的速率和進(jìn)度——化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
一,、化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
1. 概念：在一定條件下，衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量,，稱(chēng)做化學(xué)反應(yīng)速率,。
2．單位：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示。
3．影響因素：反應(yīng)物的本性,、反應(yīng)物的濃度,、溫度和催化劑等。
（1）濃度的影響
當(dāng)其他條件不變時(shí),，增加反應(yīng)物的濃度,，可以加快反應(yīng)速率。
（2）溫度的影響
當(dāng)其他條件不變時(shí),，升高溫度可以增大反應(yīng)速率,；降低溫度,，可以減小反應(yīng)速率,。
（3）催化劑的影響
板書(shū)：多數(shù)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
二、化學(xué)平衡及影響因素
（一）可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)
1．不可逆反應(yīng)：只能向一個(gè)方向單向進(jìn)行的反應(yīng),。
2．可逆反應(yīng)：能同時(shí)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),。
N2 ＋3H2 2NH3
從左向右的反應(yīng)稱(chēng)為正反應(yīng)，從右向左的反應(yīng)稱(chēng)為逆反應(yīng),。
（二）化學(xué)平衡
1．概念：對(duì)于一可逆反應(yīng),，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率必然和逆反應(yīng)速率相等,。外界條件不變,，反應(yīng)物濃度和生成物濃度達(dá)到不再隨時(shí)間改變的狀態(tài)，這時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài),。
2．特點(diǎn)：等,、定、動(dòng),、變,。
（三）影響化學(xué)平衡的因素
1．濃度的影響
增大生成物的濃度，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,；減小生成物的濃度,，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。
2．溫度的影響
（1）放熱反應(yīng)：能放出熱量的反應(yīng),。
（2）吸熱反應(yīng)：能吸收熱量的反應(yīng),。
在其他條件不變時(shí)，升高溫度,，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng),。
3．壓強(qiáng)的影響
當(dāng)其他條件不變時(shí),，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮?。ɑ蚍肿涌倲?shù)減少）的正反應(yīng)方向移動(dòng),；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大（或分子總數(shù)增加）的逆反應(yīng)方向移動(dòng),。
平衡移動(dòng)原理：如果改變平衡的一個(gè)條件,，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。
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