2019-2020年高一化學(xué)下學(xué)期 第7周 第2章 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率教案.doc

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2019-2020年高一化學(xué)下學(xué)期 第7周 第2章 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率教案 年級 高一 科目 化學(xué) 主備教師 日期 課題 第二章 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 課時 參與人員 1、確定本周課程教學(xué)內(nèi)容 內(nèi)容和進(jìn)度：第二章 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 第一課時：化學(xué)能與電能第二課時 發(fā)展中的化學(xué)電源 第二課時：化學(xué)能與電能 習(xí)題講評 第三課時：第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率（第一課時） 2、教學(xué)目標(biāo)： 本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度概念；了解影響化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的因素。 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)限度的本質(zhì)原因及外部特征。 3、資料準(zhǔn)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(diǎn)的突破）： 本節(jié)教材涉及的化學(xué)基本概念較多，內(nèi)容抽象。根據(jù)高一學(xué)生的心理特點(diǎn)，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(rèn)識。因此，本節(jié)課的教學(xué)，應(yīng)低起點(diǎn)，小臺階，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，進(jìn)行多媒體輔助教學(xué)，來突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。 第一課時 化學(xué)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(xué)生了解各種化學(xué)電源。 2.組織學(xué)生利用課堂內(nèi)外的活動時間，積極參與各種水果、蔬菜、果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(xué)生采用多種學(xué)習(xí)方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，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(xué)設(shè)計的指導(dǎo)思想，是由淺入深，從學(xué)生日常生活中的化學(xué)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(xué)探究過程。 采用“指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)與問題解決相結(jié)合”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)更能體現(xiàn)上述教學(xué)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(diǎn)：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.為增加實驗的趣味性，可以進(jìn)行實驗改進(jìn)，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(xué)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(jìn)行得快慢？ 2.還有哪些其他辦法觀察該化學(xué)反應(yīng)速率？ 列出你對 問題的 想 法 2.溫度對化學(xué)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(jìn)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(xué)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(jìn)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(xué)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)： 理由： 實驗證明 你的假設(shè) 現(xiàn)象： 化學(xué)方程式 離子方程式 解 釋 從日常生活中學(xué)生熟悉的大量化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率的因素。 附：新課教學(xué)設(shè)計 第2課時　發(fā)展中的化學(xué)電源 [目標(biāo)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(xué)電源的特點(diǎn)。2.認(rèn)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(xué)電源的電極反應(yīng)式。 一、常見的化學(xué)電源 1．鋅錳干電池 (1)結(jié)構(gòu)：鋅錳干電池是以鋅筒為負(fù)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(fù)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(jìn)：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(jìn)措施：①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(jìn)行改進(jìn)，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(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時又逆向進(jìn)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(jìn)行。充電電池中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是：化學(xué)能電能。 (2)常見的充電電池 ①鉛蓄電池 負(fù)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(fù)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(yán)重污染環(huán)境。 ③堿金屬中的Li是最輕的金屬，活潑性極強(qiáng)，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(xué)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(fù)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===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(xì)。(　　) (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(fù)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(fù)極反應(yīng)式的書寫 先判斷負(fù)極材料，然后再分析其反應(yīng)特點(diǎn)，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(fù)極是Zn，其負(fù)極反應(yīng)特點(diǎn)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(fù)極反應(yīng)式是Zn－2e－===Zn2＋。 (2)鉛蓄電池(Pb—PbO2—H2SO4)的負(fù)極是Pb，其負(fù)極反應(yīng)特點(diǎn)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(fù)極反應(yīng)式是Pb－2e－＋SO===PbSO4。 (3)氫氧燃料電池(Pt—Pt—KOH)的負(fù)極是Pt，其負(fù)極反應(yīng)特點(diǎn)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(fù)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(dāng)負(fù)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)溶液中的某種微粒； ②當(dāng)負(fù)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(jìn)行工作。請討論解答： (1)負(fù)極材料是________，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(fù)極是鋅，電解質(zhì)溶液是人體血液，工作時，負(fù)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(fù)極的反應(yīng)為2Zn－4e－===2Zn2＋。 一、原電池電極反應(yīng)式的書寫 【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(fù)極，電極反應(yīng)為Li－e－===Li＋ C．MnO2是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2＋e－===MnO D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為Li－2e－===Li2＋ 答案　B 解析　根據(jù)原電池中，負(fù)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(fù)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)式時注意的問題： (1)正確判斷原電池的負(fù)極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。 (2)確認(rèn)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(qiáng)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(fù)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：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時，負(fù)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(dāng)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(fù)極，負(fù)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(fù)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)的化學(xué)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(fù)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(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液，下面關(guān)于甲烷燃料電池的說法正確的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．負(fù)極反應(yīng)式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O C．隨著放電的進(jìn)行，溶液的氫氧根濃度不變 D．放電時溶液中的陰離子向負(fù)極移動 答案　D 解析　O2＋2H2O＋4e－===4OH－應(yīng)為正極反應(yīng)式。燃料氧化生成的二氧化碳不可能從強(qiáng)堿溶液中逸出，它將進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸根。所以負(fù)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(fù)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電解質(zhì)，其放電原理為： 負(fù)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(diǎn)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(fù)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(xué)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(fù)極，電極反應(yīng)為：2H2＋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(fù)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(xué)電源的敘述正確的是 (　　) A．化學(xué)電源比火力發(fā)電對化學(xué)能的利用率高 B．化學(xué)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(xué)電源均是安全、無污染的 D．化學(xué)電源即為可充電電池 答案　A 解析　由于是化學(xué)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(xué)電源對化學(xué)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(xué)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(yán)重的污染；有些化學(xué)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(dāng)不僅造成浪費(fèi)，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對人體健康也存在極大的危害。有同學(xué)想變廢為寶，他的以下想法你認(rèn)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(xué)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(xué)肥料，但電池內(nèi)部還有其他有害物質(zhì)，如果用作化肥，會污染土壤，進(jìn)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(fù)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(fù)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(jìn)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＋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(fù)極 B．Pb是負(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)”)極附近溶液的堿性增強(qiáng)。 (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_______________________________； 答案　(1)①Zn?、谶€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(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。總反應(yīng)式減去負(fù)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(qiáng)。(2)由電子流動方向可知a為負(fù)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(fù)極反應(yīng)式。 第三節(jié)　化學(xué)反應(yīng)的速率和限度 第1課時　化學(xué)反應(yīng)的速率 [目標(biāo)導(dǎo)航]　1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的含義及其表示方法。2.了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。3.初步了解控制化學(xué)反應(yīng)速率的常用方法。 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1．表示 化學(xué)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/(Ls)或mol/(Lmin)。 2．意義 化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量，同一化學(xué)反應(yīng)用不同的物質(zhì)來表示化學(xué)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(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。 如對于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 點(diǎn)撥　(1)一個確定的化學(xué)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(xué)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(xué)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．(1)某一化學(xué)反應(yīng)在第5 s時的反應(yīng)速率是0.2 molL－1s－1的說法正確嗎？ (2)一個化學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)速率的因素 1．溫度對化學(xué)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 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(xué)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(xué)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(qiáng)、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(xué)反應(yīng)速率。 點(diǎn)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(xué)反應(yīng)速率。 2．催化劑分為正催化劑和負(fù)催化劑，正催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，負(fù)催化劑可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。 【議一議】 2．在下列事實中，什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率？ (1)集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點(diǎn)燃鎂條時發(fā)生爆炸： _____________________________________________________________。 (2)黃鐵礦煅燒時需粉碎成細(xì)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： __________________________________________________________________。 (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 molL－1的鹽酸和1 molL－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：_________________________________________ __________________________________________________________________。 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(xué)反應(yīng)速率的因素除了濃度、溫度、壓強(qiáng)、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(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 一、化學(xué)反應(yīng)速率的計算和比較 【例1】　將4 mol A和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 molL－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 molL－1s－1 B．用物質(zhì)B表示2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為 0．6 molL－1s－1 C．2 s時v(C)＝0.3 molL－1s－1 D．2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 molL－1 答案　D 解析　不能用固體物質(zhì)的濃度表示化學(xué)反應(yīng)速率，A錯誤；化學(xué)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 molL－12 s＝0.3 molL－1 s－1，則v(B)＝0.3 molL－1s－12＝0.15 molL－1s－1，則2 s時物質(zhì)B的濃度為2 mol2 L－0.6 molL－12＝0.7 molL－1，B錯誤，D正確。 歸納總結(jié) 1．化學(xué)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(xué)反應(yīng)不同物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小，還要進(jìn)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)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA＋bBcC，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 molL－1min－1； ②v(B)＝0.45 molL－1min－1； ③v(C)＝0.015 molL－1min－1； ④v(D)＝0.45 molL－1min－1 則此反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行最快的是(　　) A．②③ B．①③ C．②④ D．② 答案　D 解析　化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中的化學(xué)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(xué)反應(yīng)速率分別為：①v(A)＝0.6 molL－1min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45 molL－1min－13＝1.35 molL－1min－1；③中v(A)＝v(C)＝0.015 molL－1min－1＝0.022 5 mol L－1min－1；④中v(A)＝v(D)＝0.45 molL－1min－1＝0.675 molL－1 min－1，所以在不同條件下，進(jìn)行最快的是②，D項正確。 討論記錄 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(jìn)行完整透徹的剖析，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景，使他們有機(jī)會去研究和總結(jié)“火力發(fā)電”的利與弊，實現(xiàn)從“化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能”的思維模式向“將化學(xué)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(fèi)能源、積極開發(fā)高能清潔燃料的意識。 （2）要充分調(diào)動學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，以及電學(xué)、化學(xué)反應(yīng)中能量變化和氧化還原反應(yīng)等知識，建立在學(xué)生已有背景知識上的教學(xué)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(rèn)識規(guī)律。 （3）選擇實驗探究教學(xué)方法。通過課堂內(nèi)的實驗探究，使學(xué)生認(rèn)識和體會化學(xué)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(xué)電池的反應(yīng)基礎(chǔ)。利用課堂外科學(xué)探究實驗活動和化學(xué)制作活動，如利用原電池原理證明幾種金屬的金屬性強(qiáng)弱，各種水果、蔬菜電池的制作等，為學(xué)生提供應(yīng)用知識的空間和拓展知識的機(jī)會。 （4）利用課堂內(nèi)學(xué)習(xí)探究與課堂外調(diào)查相互結(jié)合的方式，讓學(xué)生在對原電池的技術(shù)產(chǎn)品──各種化學(xué)電源的原理、應(yīng)用有一個較為理性的認(rèn)識之后，感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)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(xué)生結(jié)合電學(xué)知識學(xué)習(xí)。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(fù)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(xué)生在課堂中進(jìn)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(xué)反思 對學(xué)生多一點(diǎn)表揚(yáng)和鼓勵，增進(jìn)師生感情。