选择性必修1第一节 化学反应速率教学设计

这是一份选择性必修1第一节 化学反应速率教学设计，共10页。教案主要包含了导入新课，讲授新课，活化能等内容，欢迎下载使用。

第一节 化学反应速率
教学设计
教学目标
1、了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。
2、掌握化学反应速率的简单计算，学会化学反应速率的测定方法，学会比较化学反应速率的快慢。
3、了解活化能、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。
4、理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
教学重难点
1.重点：
（1）化学反应速率的表示方法及相关计算。
（2）浓度、压强对化学反应速率影响的一般规律。
2.难点：
（1）化学反应速率的计算及应用。
（2）运用有效碰撞理论解释浓度、压强对化学反应速率的影响。
教学过程
一、导入新课
[投影]展示图片：车祸发生时安全气囊打开的图片以及其中的化学反应原理、钢铁腐蚀图片以及钻石形成的图片。
[导入]安全气囊中反应发生只需0.1秒，几个月就会造成钢铁腐蚀，钻石需要至少10亿年才能形成，由此可以看出，不同的化学反应有快有慢，那么我们如何去描述化学反应的快慢呢？
二、讲授新课
知识点一化学反应速率
[提问]初中物理学习了有关物体运动的知识。我们知道，不同的物体的运动快慢是不同的，有的物体运动相当快，而有的物体运动则相当慢。用什么物理量表示不同物体运动的快慢？这一物理量是如何定义的？常用的单位是什么？
[板书]运动速率：单位时间内物体移动的距离；单位：m/s
[提问]同学们想一想，不同的化学反应快慢是否一样？那么我们如何去表示化学反应的快慢呢？
[讲解]其实任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少，在化学中用化学反应速率来表示反应的快慢。
[提问]化学反应速率这一物理量是如何定义的？常用的单位是什么？
[学生活动]阅读课本P20有关内容，回答上述问题。
[投影]
一、化学反应速率
1、概念：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量
2、表示方法
化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。（通常用符号v表示）
3、表达式：
4、常用单位：常用ml/(L·s)或ml/(L·min)等
[强调]关于化学反应速率这一概念我们有一些易混易错的点需要注意。
[投影并讲解](1) v只取正值
(2) v一般指平均速率，而非瞬时速率
(3)固体或纯液体的浓度可视为常数，所以v一般不能用固体或纯液体表示。
(4)一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时，表示化学反应速率时必须指明用哪种物质做标准。
如对于任意一个反应，
mA(g)+nB(g)=pY(g)+qZ(g)
用不同物质表示的化学反应速率分别为:
v(A)＝- v(B)＝- v(Y)＝ v(Z)＝。
[提问]那化学反应速率应该如何计算呢？这里我们需要学习一个新的计算方法——三段式法。
[投影并讲解]例：在密闭容器中，合成氨的反应N2 + 3H22NH3 ，开始时N2的浓度8ml/L，5min后H2的浓度为20ml/L，N2的浓度为6ml/L，用N2、H2和NH3表示该反应的速率分别是多少？
解： N2 + 3H22NH3
起始浓度(ml/ L) 8 20 0
变化浓度(ml/L) 2 6 4
5min后浓度(ml/ L) 6 14 4
v(N2)＝-0.4ml/(L·min)
v(H2)＝-1.2ml/(L·min)
v(NH3)＝0.8ml/(L·min)
[强调]求算化学反应速率时应注意：同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。
[讲解]化学反应速率是通过实验测定的。
[讲解]因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可加以利用。
[投影](1)直接可观察的性质，如释放气体的体积和体系的压强。
(2)依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。
(3)在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率。
知识点二 影响化学反应速率的因素
[过渡]在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率，这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。浓度、压强、温度及催化剂等因素也会影响反应速率，实验中除了可以通过定性观察的方法来比较化学反应速率的大小，也可通过实验进行定量测定。
[演示实验]1.探究浓度对化学反应速率的影响
原理：Na2S2O3 +H2SO4 = Na2SO4+SO2↑+H2O+S↓
[学生活动]组内讨论，分析实验，总结现象与结论。
[师]请同学们结合实验组内合作完成学案。
[小结]结论：当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小
[演示实验]2.探究温度对化学反应速率的影响
[学生活动]组内讨论，分析实验，总结现象与结论。
[师]请同学们结合实验组内合作完成学案。
[小结]结论：当其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
[演示实验]3.探究催化剂对化学反应速率的影响
[学生活动]组内讨论，分析实验，总结现象与结论。
[师]请同学们结合实验组内合作完成学案。
[小结]结论：其他条件相同时，加催化剂能增大反应速率。
[师]正催化剂加快化学反应速率，负催化剂减慢化学反应速率(不说明指正催化剂）。
[演示实验]4.探究压强对化学反应速率的影响
实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 ml/L的硫酸、4 ml/L的硫酸。
实验步骤：①取一套装置，加入40 mL 1 ml/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。②取另一套装置，加入40 mL 4 ml/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
[学生活动]组内讨论，分析实验，总结现象与结论。
[生]实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。②所用的时间比①所用的时间短。
[小结]结论：对于有气体参加的反应，当其他条件相同时，增大压强，化学反应速率增大；减小压强，化学反应速率减小
[讨论]如果反应物是固体、液体或溶液时，改变压强对它们又有什么影响？
[学生活动]学生思考并做出回答。
[讲解]对无气体参加的反应速率影响可以忽略。压强仅对反应体系中有气体物质的反应速率有影响。
知识点三 活化能
[过渡]如何解释浓度、压强、温度及催化剂等因素对化学反应速率的影响呢？下面通过活化能和简单碰撞理论对这一问题进行讨论。
[师]首先来看一下涉及到的一些概念。
[投影]1、基元反应与反应历程
基元反应：一个化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都称为基元反应。
反应历程：与某化学反应有关的一组基元反应反映了该反应的反应历程，反应历程又称反应机理。
自由基：像上述反应历程中的I•一样，带有单电子的原子或原子团叫自由基，如O•自由基。
2、有效碰撞与活化能
(1)碰撞特点：碰撞次数非常巨大；不是每次碰撞都能发生化学反应。
(2)有效碰撞
概念：能够发生化学反应的碰撞。
3、活化分子和活化能
(1)活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。
(2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。
[师]接下来我们一起来用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
[投影]
板书设计
2.1 化学反应速率
一、化学反应速率
1、概念
2、表示方法
3、表达式
4、单位
5、化学反应速率的计算(三段式)
6、化学反应速率的测量
二、影响化学反应速率的因素
内因：取决于反应物本身的性质
影响因素
外因：主要有浓度、压强、温度、催化剂等
三、活化能
1、基元反应与反应历程
2、有效碰撞与活化能
3、活化分子和活化能
4、运用有效碰撞理论解释压强对化学反应速率的影响：条件变化
活化能
单位体积内
活化分子百分数
单位时间内有效碰撞的次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
浓度
增大
不变
增多
增多
不变
增多
增大
减小
不变
减少
减少
不变
减少
减小
压强
增大
不变
增多
增多
不变
增多
增大
减小
不变
减少
减少
不变
减少
减小
温度
升高
不变
不变
增多
增大
增多
增大
降低
不变
不变
减少
减小
减少
减小
使用催化剂
减小
不变
增多
增大
增多
增大