第二節(jié)化學反應的速率與限度

第1課時

?本章教材分析

1.教材地位和作用

（1）本章內(nèi)容分為兩個部分一一化學反應與能量變化、化學反應速率和限度，都屬于化學

反應原理范疇，是化學學科最重要的原理性知識之一，也是深入認識和理解化學反應特點

和進程的入門性知識。同時，本章內(nèi)容又在社會生產(chǎn)、生活和科學研究中有廣泛的應用，對

人類文明進步和現(xiàn)代化發(fā)展有重大價值，與我們每個人息息相關。因此，化學能對人類的重

要性和化學反應速率、限度及其條件控制對化學反應的重要性，決定了本章學習的重要性。

初中化學從燃料的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識，在選修4《化學反應原

理》中，將從科學概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)、淡入地學習化學反應與能量、化學反

應速率和化學平衡的原理，本章內(nèi)容既是對初中化學相關內(nèi)容的提升與拓展，又是為選修4

《化學反應原理》的學習奠定必要的基礎.

學生通過學習化學能與熱能、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化及其應用，對化學在提高能源的

利用率與開發(fā)新能源中的作用與貢獻有初步的認識；通過引入新型化學電池開發(fā)與利用的知

識，學生將對化學的實用性和創(chuàng)造性有更多的體會；通過對化學反應速率和限度的學習與討

論，學生將對化學反應的條件有更深的認以。這些都會增進學生對化學學習的興趣，使學生

體會化學學習的價值。

（2）內(nèi)容的選擇與呈現(xiàn)

新課程標準關于化學反應與能量及化學反應速率與限度的內(nèi)容在初中化學、高中必修模

塊和選修模塊中均有安排，既有學習的階段性，又有必修、選修的層次性，在具體內(nèi)容上前

后還有交叉和重疊，學生概念的形成和發(fā)展呈現(xiàn)一種螺旋式上升的狀態(tài)。

根據(jù)新課程標準，關于化學反應中能量變化的原因，在此只點出化學鍵的斷裂和形成是

其主要原因，并籠統(tǒng)地將化學反應中吸收或放出能量歸結(jié)為反應物的總能量與生成物的總能

量的相對高低，不予深究，

關于化學能與熱能、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化，側(cè)重討論化學能向熱能或電能的轉(zhuǎn)化,

以及化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置一一化學電池，主要考慮其應用的廣泛性和學習的階段

性。在化學電池中，通過原電池和傳統(tǒng)干電池（鋅缽電池）初步認識化學電池的化學原理和結(jié)

構(gòu)，并不要求上升為規(guī)律性的知識；通過介紹新型電池（如鋰離子電池、燃料電池等）體現(xiàn)化

學電池的改進與創(chuàng)新，初步形成科學技術(shù)的發(fā)展觀。

關于化學反應速率及其影響因素，通過實例和實驗使學生形成初步認識，不涉及對反應

速率進行定量計算或同一反應中不同物質(zhì)間反應速率的相互換算。反應限度是通過實驗和化

學史實（煉鐵高爐尾氣之謎）來說明其存在，雖涉及了反應的“可逆性”及“平衡狀態(tài)”，但未

從原理、定義的高度予以重點討論。反應條件的控制是皂立在上述二者的基礎之上，選取了

“燃料的燃燒效率”這一常見的典型例子進行綜合分析，從中了解控制反應條件的重要性，

訓練分析問題的思路與方法。這一實例分析，既與學生的日常生活經(jīng)驗相聯(lián)系，又與初中“燃

料的燃燒”相銜接。

本章在選材上盡量將化學原理與實驗、實例相結(jié)合，對化學概念或術(shù)語(如化學能、化

學電池、催化劑、反應限度等)采用直接使用或敘述含義而不下定義的方式出現(xiàn)，以降低學

習的難度。同時注意與學生經(jīng)驗、社會發(fā)展、高新技術(shù)、化學史實、相關學科(如物理、生物

等)相聯(lián)系，力求使本章學習內(nèi)容在相應的“知識生態(tài)”中呈現(xiàn)，體現(xiàn)其知識的生長性、環(huán)境

性、綜合性和發(fā)展性。

2.教學重點和難點

?教學重點

⑴化學能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。

⑵化學能與電能之間相互轉(zhuǎn)化。

⑶化學反應速率和反應的限度。

?教學難點

⑴化學能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系。

(2)化學能轉(zhuǎn)化為電能的原理。

⑶化學反應的限度。

?教材分析

前面的學習，主要討論了化學反應的兩大特征，物質(zhì)變化及伴隨發(fā)生能量的變化。本節(jié)

則是從另一個化度研究化學反應。探討人類面對具體的化學反應要考慮的兩個基本問題：外

界條件對化學反應速率和學反應限度的影響。人類要利用和控制化學反應，如提高燃料的利

用率。本節(jié)內(nèi)容是對前面兩節(jié)內(nèi)容的拓展和延伸，通過學習使學生對化學反應特征的認識更

深入、更全面，讓其在頭腦中建立起個有關化反應與能量的完整而又合理的知識體系，本節(jié)

教材是高中化學學習的重點，也是難點。

?學情分析

L高中學生有了反應能否發(fā)生、反應快慢等基本化學知識的儲備，但這種知識僅限于表面，

沒有理性的高度。

2.學生學習的主動性不強，心理上不夠重視，有惰性心理，思維能力跟不上，缺少歸納總結(jié)、

升華提升的良好學習習慣，

?教學目標

【知識與技能】

⑴埋解化學反應速率的概念。

(2)T解影響化學反應速率的因素。

⑶了解控制反應條件在生產(chǎn)、生活和科學研究中的作用，

【過程與方法】

⑴通過觀察化學實驗和日常生活中的現(xiàn)象，理解反應速率的概念，培養(yǎng)實驗觀察能力及分析

探究能力。

⑵通過體驗科學探究的過程和化學研究的基本方法，培養(yǎng)學生自主學習的能力。

【情感態(tài)度與價值觀】

⑴通過對實驗現(xiàn)象的觀察和原因探究，培養(yǎng)學生嚴誣細致的科學態(tài)度和質(zhì)疑精神。

⑵通過同組合作實驗和全班共同交流，培養(yǎng)合作精神和與人溝通交流、分享的精神。

⑶在影響化學反應速率的因素的學習中滲透辯證法。

?教學重難點

化學反應速率的概念及影響化學反應速率的因素。

?教學方法

學生通過課前預習一整理資料一知識歸納~展開討論f激烈爭辯f大膽預測等活動完成學

習內(nèi)容，通過進行社會調(diào)查、小組討論等形式對學習內(nèi)容進行升華。

?教學過程

一、導入新課

【問題引入】這些反應的發(fā)生所經(jīng)歷的時間一樣嗎（看圖片）？炸藥爆炸、金屬銹蝕、溶洞形

成、溶液中的離子反應、鎂條燃燒、溶液中新制的氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、食物腐敗、

塑料老化……

【結(jié)論】有的化學反應進行得快，有的化學反應進行得慢。

【分組討論】化學反應有快有慢，我們可以通過觀察反應的一些現(xiàn)象來判斷反應的快慢。例

如：硫酸銅溶液中加入鐵絲，你能通過觀察什么現(xiàn)象來判斷反應進行得快慢？還有哪些其他

方法觀察該化學反應的快慢呢？在日常生活和化學實驗過程中觀察化學反應進行得快慢的

方法都有哪些？請舉例說明。

【講述】觀察反應快慢的方法：①冒氣泡快慢；②固體量的改變；③渾濁程度：④顏色變化：

⑤溫度變化等。

【過渡】物理學中用什么定量描述物體的運動快慢？一一速度。不考慮速度的方向稱之為速

率?；瘜W中用化學反應速率來表示化學反應的快慢。因很多化學反應在溶液中進行，因此化

學反應速率通常用物質(zhì)的量濃度在單位時間內(nèi)的改變量來表示。

(設計意圖：以學生熟悉的生活場景和物理學知識引入新課，方便學生在學習過程中盡快融

入，使本節(jié)課的學習內(nèi)容更顯親切。)

二、推進新課

教學環(huán)節(jié)一：化學反應速率的概念

【板書】一、化學反應速率

1.化學反應速率：通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小量或生成物濃度的增加量(均取正值)

來表示。

數(shù)學表達式：v=4

At

【提問】請根據(jù)你的理解寫出化學反應速率表達式中的字母代表的意義及化學反應速率的單

位。

2.濃度的變化——Ac時間的變化——At

化學反應速率單位：mol/(L?s)或mol/(L-min)

【教師】例：將鋅粒放入5moi/L的鹽酸中，經(jīng)過10s鹽酸的濃度變成1mol/Lo

此10s內(nèi)該化學反應的速率為：

v(HCl)=(5mol/L-1mol/L)/IOs=0.4moV(Ls)

【例I】反應：3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g),在不同條件下，用不同物質(zhì)表示其反應速率，分

別為:

@v(A)=0.6mol/(L-min)

②v(B)=0.45mol/(L-min)

③v(C)=O.OI5mol/(Lmin)

?v(D)=0.45molZ(Lmin)

則此反應在不同條件下進行最快的是()

A.②③B.①C.②④D.②

解析：方法一：

在化學反應速率單位相同的前提下，化學反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數(shù)之比

v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=3：1：2：2,則用A表示的化學反應速率分別為：

?v(A)=0.6mol/(Lmin)

@v(A)=3v(B)=1.35mol/(Lmin)

(3)v(A)=-v(C)=0.0225mol/(L-min)

2

@v(A)=|v(D)=0.675inol/(Lmin)

則該反應在不同的條件下進行最快的是②。

方法二：

在化學反應速率單位相同的前提下，化學反應速率的數(shù)值除以相應的化學計量數(shù)，數(shù)值越大，

表示反應速率越快

①V3:。6mofn).

=02mol/(Lmin)

②v'(B)=mm-min)=045mol/(Lmin)

③v,(C)=wm°]/(L?min)

?v'(D)=m*Lmin)=().225mol/(Lmin)

答案：D

【小結(jié)】同一化學反應在同一段時間內(nèi)的反應速率如果月不同物質(zhì)來表示，其數(shù)值之間的關

系符合化學方程式中的化學計量數(shù)之比。在比較化學反應速率大小時應換算成用同一種物質(zhì)

來表示，然后進行比較。也可以比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值。

【思考】在甲、乙兩支試管中分別加入同體積3moi/L的稀硫酸。向甲試管中加入一定量的

碳酸鈉，經(jīng)過8s反應停止，測得硫酸的濃度變?yōu)?mol/L；向乙試管中加入一定量的碳酸氫

鈉，經(jīng)過5s反應停止，測得硫酸的濃度變?yōu)?.5mol/L。比較甲、乙兩試管中的反應哪一個

更快？

【小結(jié)】(1)反應速率的值越大，說明化學反應越快。

(2)化學反應速率表示的是平均反應速率。

①化學反應速率表示的是一段時間內(nèi)的平均速率，均取正值。

②同一反應可以選用不同的物質(zhì)來表示速率，其數(shù)值可能不同，但意義相同。

且用不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學力程式中計量數(shù)之比。

aA+bB=cC+dD,速率關系式：v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d°

③比較反應速率快慢的方法：根據(jù)速率關系式，轉(zhuǎn)化成同一種物質(zhì)的速率，再比較大小。

④固體和純液體的濃度視為常數(shù)(保持不變)，因此，它們的化學反應速率也視為常數(shù)。

【思考】在相同條件下，等質(zhì)量(金屬顆粒大小相當)的下列金屬與足量同濃度的鹽酸反應，

反應速率最快的是()

A.鐵B.鎂C.鋁D.鈉

【討論】為什么鈉的反應速率是最快的，即決定某化學反應反應速率大小的主要因素是什么？

外界條件能否改變化學反應速率？即內(nèi)因和外因是怎樣的關系？

【小結(jié)】反應物的性質(zhì)是決定其反應速率的主要因素，外界條件的改變可以影響化學反應速

率。

(設計意圖：以實例闡述化學反應速率的概念可以增強學習效果，通過練習和小結(jié)能夠提高

學生對概念內(nèi)涵和外延的理解。)

【總結(jié)】影響化學反應速率的因素：

內(nèi)因：反應物的性質(zhì)一一決定因素。

外因：外界條件，包括濃度、溫度等各項反應條件。

教學環(huán)節(jié)二：影響化學反應速率的外界因素

【學生】分組實驗：做教材P43探究實驗一一影響化學反應速率的因素，并填表。注意觀察

實驗現(xiàn)象并比較和思考。

（注意反應物的用量要盡可能的相同，試管規(guī)格也要相同。）

現(xiàn)象結(jié)論

熱水氣泡多而快，產(chǎn)生的氣體使帶火星的木升溫，反應速率增大

條復燃

常溫氣泡均勻分解，F(xiàn)eCh作催化劑

冷水氣泡較少降溫，反應速率減小

【學生】分組實驗：做實驗，并填表。注意觀察實驗現(xiàn)象并比較和思考。

現(xiàn)象結(jié)論

加入MnO2氣泡多而快加入MnCh,反應速率加快

加入FeCb氣泡均勻加入FeCh，反應速率加快

不加其他試劑無明顯現(xiàn)象H2O2分解反應中，MnCh和FeCb做催化劑，加快了反應

速率

【討論】教材P44的思考與交流。

除此之外，請你結(jié)合生活經(jīng)驗，舉例說明其他影響化學反應速率的外界因素工

【例2】等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測定在不同時間/產(chǎn)生氫

氣體積V的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得右圖，則曲線a、b、c、d所對應的實驗組別可能是（）

組別c(HCl)/(mol/L)溫度/℃狀態(tài)

12.025塊狀

22.530塊狀

32.550塊狀

42.550粉末狀

A.4-3-2-1B.1-2-3-4

C.3-4-2-1D.1-2-4-3

解析：其他條件一定時，反應物的濃度越大，化學反應速率越大；溫度的升高和固體表面積

的增大，即由塊狀變成粉末狀，都能顯著增大反應速率。實驗1中酸濃度最小，溫度最低,

故反應速率最小：實驗2比實驗3的溫度低，而其他條件相同，故前者反應速率小于后者;

實驗4的溫度最高，固體接觸面積最大，故反應速率最大。

答案：A

【練習】為了加快鐵和稀疏酸反應制備氫氣的速率，采取的最好的措施是（）

A.加少星硫酸銅B.加少量硝酸銀

C.增大鐵的用量D.改用98%的硫酸

答案：AB

【總結(jié)】

(1)溫度：溫度越高，化學反應越快.

(2)催化劑：通常加人催化劑能極大地加快化學反應。

(3)固體反應物的表面枳：有固體參加的反應，固體的表面積越大，固體在同一時間內(nèi)與其他

反應物的接觸越多，化學反應速率越大。

(4)反應物狀態(tài)：通常氣相或液相反應比固相反應的反應速率大。

(5)溶液濃度：在溶液中進行的反應，反應物的濃度越大，化學反應速率越大。

(6)壓強：對于有氣體參加的反應，改變壓強將使氣體的體積發(fā)生改變，也即相應地改變氣體

的濃度。故增大壓強，反應加快，降低壓強，反應減緩。

(7)是否形成原電池：形成原電池可加快反應。

注意：增加固體或液體反應物的用旱并不改變反應速率。

(設計意圖；學生根據(jù)自己對實驗現(xiàn)象的觀察來總結(jié)影響速率的因素，這種活動既可以培養(yǎng)

學生收集，整理資料的能力，又可以培養(yǎng)學生發(fā)表自己見解的能力，還可以培養(yǎng)學生的合作

精神等。)

【討論】探究影響化學反應速率的外界因素有什么意義？

如何通過改變外界條件來達到我們所希望的反應速率呢？請舉例。

【歸納】探究影響化學反應速率的外界因素的意義：控制反應條件，增大那些對人類有利的

反應速率，減小那些對人類不利的反應速率。

參考事例：食物放在甩冰箱中以減小腐敗的化學反應速軍；做某些化學實驗時加熱以增大化

學反應速率，使反應時間縮短，反應現(xiàn)象更明顯；鐵制門窗上涂油漆以減小生銹的化學反應

速率；食品包裝袋內(nèi)放干燥劑和吸氧劑，降低水和氧氣的濃度，以減小食品變質(zhì)的化學反應

速率；工業(yè)生產(chǎn)中通過增大反應速率以達到提高生產(chǎn)效率的目……

三、課堂練習

1.下列關于化學反應速率的說法中，不正確的是()

A.化學反應速率是描述化學反應進行快慢程度的物理量

B.化學反應速率通常用單，立時間內(nèi)生成或消耗某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來表示

C.在同一個反應中，可以用反應物或生成物來表示反應速率

D.化學反應速率的常用單位有mol/(L-s)fUmol/(Lmin)

2.在2L密閉容器中，某氣體反應物在2s內(nèi)由8moi變?yōu)?.2mol,則用此反應物表示該反

應的平均反應速率為()

A.0.4mol(Ls)-1B.0.3mol(Ls)'1

C.0.2mol-(L-s)-1D.O.Imol(Ls)」

3.反應A+3B12c+2D在四種不同情況下的反應速率分別為：

①v（A）=O.I5molL-'-s-'②n（B）=0.6mol-L'-s'1③v（C）=Q4moil's」

@v（D）=0.45mol-L1-s-1該反應進行的快慢順序為（）

A.②,④＞@＞①B.④②,①

C.④＞③=?＞①D.②〉③二④》①

4.同質(zhì)量的鋅與稀硫酸反應，欲使反應速率最大，選擇下列組合中的反應條件（）

①鋅粒②鋅片③鋅粉④10%的稀硫酸⑤15%的稀硫酸⑥20%的稀硫酸。加熱

⑧用冰冷卻⑨不斷攪拌⑩迅速加入鋅片后靜置

A.②⑥⑦⑩B.①?⑧⑩C.③⑤⑦⑨D.③⑥O?

5.反應2A+3B—C+2D在2L的密閉容器中進行，半分鐘后,C的物質(zhì)的量增加了0.3mol,

則此反應的平均速率表達正確的是（）

A.v（C）=0.01molL's_1B.v（B）=0.03molL--s'1

C.v（A）=0.01molL,s-1D.i?（D）=0.02molL's」

6.一定量的鹽酸和過量鋅粉反應時，為了減緩反應速率，且不影響生成氫氣的總量，可以向

鹽酸中加入適量的（）

A.NaOH固體B.水C.CuSCh固體D.氯化鈉溶液

7.NO和CO都是汽車尾氣中的有害物質(zhì)，它們能緩慢地起反應，生成N?和CO2。對此反應，

下列敘述正確的是（）

A.使用催化劑能加快反應B.升高溫度能增大反應的速率

C.改變壓強對反應速率沒有影響D.降低溫度能加快反應

8.用鐵片與稀硫酸反應制雙氫氣時，卜列措施不能使氫氣生成速率加大的是（）

A.加熱B.不用稀硫酸，改用98%的硫酸

C.滴加少量CuSO4溶液D.不用鐵片，改用鐵粉

9.向四個體積相同的密閉容器中，分別充入一定量的SO2和02,一定條件下發(fā)生反應：

2so2（g）+O2（g）k^2sCh（g）

甲：500℃10molSO2和5molO2

乙：500℃10molSO2和5molO2并使用催化劑

丙：450℃8molSO2和5molO2

T：500℃8molSO2和5molO2

開始反應時，按反應速率由大到小的順序排列正確的是（）

A.甲＞乙＞丙＞丁B.乙＞甲＞丙＞丁C.乙＞甲＞丁＞丙D.丁〉丙＞乙＞甲

10.在密閉容器中，通入amolSO?和力molCh，發(fā)生反應2sO^gHCHgr^SOKg）。當其他

條件不變時，改變下列條件，將生成SO3的反應速率的變化填入表中空格里。（選填“增大又減

小”或“不變”）

改變條件反應速率變化

①降低溫度

②增大02的濃度

③使用V2O5作催化劑

④壓縮氣體，容器體積減小

⑤容器容積不變，通入京氣

答案與解析

I.解析：化學反應速率通常用單位時間內(nèi)生成或消耗某物質(zhì)的物質(zhì)的最濃度來表示。

答案：B

2.解析：直接利用v4計算。

At

答案：C

3.解析：反