人教版 (新课标)必修2第三章 有机化合物第三节 生活中两种常见的有机物教学设计及反思

教学过程

一、课堂导入

在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的反应进行的快，有的进行的慢。“快”与“慢”是相当而言，是一种定性的比较，通常要确定一个参照物。用“快”与“慢”来描述一个反应是不够确切的！这节课我们将学习一个更确切描述化学反应进行快慢的物理量—化学反应速率。

二、复习预习

1、复习物质的量浓度的定义

2、观察化学反应速率大小的方法

3、复习活化分子、有效碰

三、知识讲解

知识点1   化学反应速率

1、概念：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 

浓度的变化—△C    时间的变化—△t  

2、表达式：   

3、单位：mol/(L•s)、mol/(L•min) 或 mol/(L•h)

4、注意事项：

（1）同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义是相同的，而且必须注明反应物质；

（2）同一化学反应中各物质的反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比；

(3) 化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率；

（4）化学反应速率均为正值，没有负值；

（5）固体和纯液体的浓度是一个常数，因此对于有固体和纯液体参加的反应一般不用固体和纯液体来表示化学反应速率

知识点2   化学反应速率的影响因素

1、内因：反应物本身的性质（很难改变）。

2、外因：

（1）浓度

     ①重要结论：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应速率。减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。

     ②理论解释：当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。

③注意：固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。

（2）压强

①重要结论：对于有气体参加的反应来说，其他条件不变时，增大体系的压强，反应速率会加大。减小体系的压强，反应速率会减小。

②理论解释：在其他条件不变时，增大压强，就是增大了浓度，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。

③注意：

a。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。

b.在讨论压强对化学反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。对于气体反应体系，有以下几种情况：

恒温时：增加压强引起体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；

恒容时：充入气体反应物引起总压增大，浓度增大，化学反应速率加快；

        充入惰性气体引起总压增大，各物质的量浓度不变，化学反应速率不变；

恒压时：充入惰性气体引起体积增大，各反应物浓度减小，化学反应速率减慢。

（3）温度

①重要结论：其他条件不变时，升高温度，反应速率会加大。降低温度，反应速率会减小。

②理论解释：当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而单位体积内活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。

③注意：一般地，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。

（4）催化剂

①重要结论：催化剂能够改变化学反应速率。能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。如不作特殊说明，均指正催化剂。

②理论解释：当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此单位体积内活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。

③注意：使用催化剂能同等程度的改变（加快或减慢）化学反应速率。

（5）其他因素对化学反应速率的影响

除了浓度，压强、温度、催化剂等能改变化学反应速率外，反应物颗粒的大小、溶剂的性质、磁场、超声波也会对化学反应速率产生影响

四、例题精析

【例题1】在10L的密闭容器中进行反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，2min内N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min末N2的反应速率为(    )

A.1.2 mol/

B.1 mol/

C.0.6 mol/

D.0.4 mol/

【答案】C

【解析】2min末N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min内N2的浓度变化△c（N2）==1.2mol/L，
故2min内N2的平均反应速率v（N2）==0.6mol/（L•min），故选C。

【例题2】在不同条件下分别测得反应2SO2+O2⇋2SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是(  )

A.v（SO2）=4mol/（L•min）

B.v（O2）=3mol/（L•min）

C.v（SO2）=0.1mol/（L•s）

D.v（O2）=0.1mol/（L•s）

【答案】D

【解析】都转化为用SO2用表示的速率进行比较，A．v（SO2）=4 mol/（L•min）；B．v（O2）=3 mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（SO2）=2 v（O2）=2×3 mol/（L•min）=6 mol/（L•min）；C．v（SO2）=0.1 mol/（L•s）=6mol/（L•min）；D．v（O2）=0.1mol/（L•s）=6mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（SO2）=2 v（O2）=12 mol/（L•min），故反应速率由快到慢的顺序为：D＞B=C＞A，故选D。

课堂运用

【基础】

1.在反应：C＋CO22CO中，可使反应速率增大的措施是  （      ）

①增大压强   ②升高温度   ③通入CO2 ④增加碳的量  ⑤降低压强

A.①②③④

B.②③④⑤

C.①②③

D.②③④

【答案】C

【解析】 ①增大压强，可行。因为增大压强则需要减小气体体积，则增加了气体的浓度，所以反应速率增大。②升高温度，可行，升高温度，化学反应速率增大。③通入CO2，可行，增大了二氧化碳的浓度，增大了反应速率。④增加碳的量，由于碳为固体，不能增加浓度，则反应速率不变。⑤降低压强，速率反而减小。所以选C。

【巩固】

1.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 (       )

A.增加C的量

B.将容器的体积缩小一半

C.充入H2O使体系压强增大

D.保持压强不变，充入N2使容器体积增大

【答案】A

【解析】A选项中C为固态反应物，增加固体的量对反应速率无影响；B选项将容器的体积缩小一半，压强增大，反应速率加快； D选项中保持恒压，充入N2使容器体积增大，参加反应的各种气体浓度减小，反应速率减小。   

2．在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过

程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是（    ）

A．0.02 mol/(L·min)   B．1.8 mol/(L·min)

C．1.2 mol/(L·min)   D．0.18 mol/(L·min)

【解题思路】v(H2SO4)＝c(H2SO4)/t＝＝0.06 mol/(L·s)，由反应3H2SO4＋2Al===Al2(SO4)3＋3H2↑中v(H2SO4)∶v[Al2(SO4)3]＝3∶1，故v[Al2(SO4)3]＝0.02 mol/(L·s)＝1.2 mol/(L·min)。

【答案】C

【拔高】

1. 在体积为2 L的密闭容器内合成氨，已知在时间t内，氨的物质的量增加了0.6 mol，在

此时间内，用氢气表示的平均反应速率是0.45 mol·L－1·s－1，则t是（    ）

A．0.44 s       B．1 s       C．1.33 s       D．2 s

【解题思路】v(NH3)＝v(H2)＝0.30 mol·L－1·s－1，氨气浓度的变化为0.6 mol/2L＝0.30 mol·L-1，因此反应所需时间为Δt＝＝＝1 s。

【答案】B

2. 反应 A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为:

 v (A)=0．15 mol (L·s) -1      v (B)=0．6 mol (L·s) -1     v (C)=0．4 mol (L·s) -1  v(D)=0．45mol (L·s) -1。该反应进行的快慢顺序为                 

【解题思路】方法一：由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断，由化学方程式A+3B=2C+2D得出：

  v (A)：v(B)=1：3，而v(A)：v(B)=0．15：0．6=1：4 故v(B)>v(A)，从而得②>①

  v(B)：v(C)=3：2，而v(B)：v(C)=O．6：0．4=3：2故v(B)=v(c)，从而得②=③

  v(C)：v(D)=2：2=l：l，而v(C)：v(D)=0．4：0．45故”(D)>v(C)，从而得④>③

故该反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。

 方法二：将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小。

若以物质A为标准，将其它物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率，则有：

    v(A)：v(B)=I：3，则②表示的v(A)=0．2mol／(L·s)

    v(A)：v(C)=1：2，则③表示的v(A)=0．2mol／(L．s)

    v(A)：v(D)=1：2，则④表示的v(A)=0．225mol／(L．s)  

 故反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。

【答案】④>③=②>①

课程小结

1、有关化学反应速率计算的几种类型题需要掌握

2、深刻理解各因素是如何影响化学反应速率的

3、化学反应速率的计算能够达到熟练运用，为后面学习打下坚实基础

课后作业

【基础】

1. 甲、乙两容器中都在进行2SO2＋O22SO3的反应，甲中每分钟减少2 mol SO2，乙中每分钟减少4 mol SO2，则两容器中的反应速率（    ）

A．甲快     B．乙快     C．相等     D．无法判断

【解题思路】化学反应速率的表达式：v＝＝，本题只知道甲、乙两容器中的Δn和Δt，而不知道甲、乙两容器的体积大小，故无法判断。

【答案】D

2. 盐酸与碳酸钙反应时，下列措施能使最初的反应速率明显加快的是（    ）

A．增加碳酸钙的量   B．盐酸的用量增加一倍

C．盐酸用量减半，浓度加倍   D．增大体系压强

【解题思路】化学反应速率的影响因素。

【答案】C

3.下列有关化学反应速率的说法中正确的是(　　)

A．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变

B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率

C．二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢

D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢

【解题思路】A项，加入氯化钠溶液，相当于对盐酸稀释，盐酸浓度降低，反应速率减慢；B项，改用铁片和浓硫酸反应时，如常温则发生钝化，如加热则反应生成二氧化硫气体，得不到氢气；C项，不论该化学反应是放热反应还是吸热反应，升温，化学反应速率必然加快；D项，对有气体参与的反应，减小压强，气体的浓度降低，反应速率减慢。  

【答案】D

【巩固】

1．在2A＋B3C＋4D中，表示该反应速率最快的是（    ）

A．v(A)＝0.5 mol/(L·s)            B．v(B)＝0.3 mol/(L·s)

C．v(C)＝0.8 mol/(L·s)            D．v(D)＝1 mol/(L·s)

【解题思路】化学反应速率的比较。可将速率转化为用B表示的速率，然后比较大小即可。A项：v(B)＝v(A)/2＝0.25 mol/(L·s)；C项：v(B)＝v(C)/3＝0.27 mol/(L·s)；D项：v(B)＝v(D)/4＝0.25 mol/(L·s)。B项中速率最大。

【答案】B

2. 下列条件的改变，一定能加快化学反应速率的是（    ）

A．增大压强     B．升高温度     C．增大反应物的量    D．减小生成物的浓度

【解题思路】对于非气体反应体系，增大压强不会改变化学反应速率；对于反应物为固体的化学反应，改变反应物的量不会改变化学反应速率；减小生成物的浓度使化学反应速率减慢。应选择B项。

【答案】B

【拔高】

1．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)。若c(HI)

由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol·L－1降到

0.05 mol·L－1时，所需反应的时间为（    ）

A．等于5 s     B．等于10 s     C．大于10 s    D．小于10 s

【解题思路】随着反应进行，c(HI) 逐渐减小，反应速率减小，所以c(HI) 由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，所用时间大于10 s。

【答案】C

2．反应N2＋O22NO在恒温的密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是（    ）

A．增大体积使压强减小

B．体积不变，充入N2使压强增大

C．体积不变，充入氦气使气体压强增大

D．使总压强不变，充入氖气

【解题思路】增大体积引起浓度减小，反应速率减慢；体积不变充入N2，N2的浓度增大，反应速率加快；体积不变，充入氦气，各反应物的浓度并没有改变，反应速率不变；总压强不变，充入氖气，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。

【答案】B