2022年高中化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)速率教案 新人教版選修4

2022年高中化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)速率教案 新人教版選修4 一、教學(xué)背景分析 1．課標(biāo)分析： 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。 知道活化能的涵義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 通過(guò)催化劑實(shí)際應(yīng)用的事例，認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。 2．教材分析： 本節(jié)內(nèi)容在《化學(xué)反應(yīng)原理》教材的學(xué)習(xí)中有著舉足輕重的作用。它既是對(duì)必修部分與此相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)的延伸與深化，也是后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)平衡及移動(dòng)知識(shí)的基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)該單元之前，學(xué)生通過(guò)《化學(xué)2》（必修）的學(xué)習(xí)，已經(jīng)定性的認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)有快有慢，知道外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率 有影響。在選修教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中，這部分內(nèi)容的設(shè)置則是充分考慮到學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，逐步認(rèn)識(shí)外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)而從微觀角度加以解釋，從而實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的升華。另外本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)在社會(huì)生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用，與我們每個(gè)人的生活息息相關(guān)，具有非常強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 3．學(xué)生分析： （1）已有的知識(shí)： ①必修2中，學(xué)生對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素存在一定的感性認(rèn)識(shí)； ②在本冊(cè)緒言中學(xué)習(xí)了碰撞理論相關(guān)知識(shí)。 （2）已具備的能力： ①學(xué)生初步具備簡(jiǎn)單化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力，能夠合作完成實(shí)驗(yàn)探究； ②具備一定的觀察、分析、質(zhì)疑和表達(dá)能力。 （3）可能遇到困難： ①抽象思維還不成熟，困惑于宏觀現(xiàn)象的微觀解釋，尤其是壓強(qiáng)對(duì)速率的影響； ②對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的選擇和評(píng)價(jià)，缺乏多角度的綜合分析能力。 二、教學(xué)目標(biāo)： 1．知識(shí)與技能 ①理解濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。 ②能用有效碰撞理論、過(guò)渡態(tài)理論等相關(guān)理論簡(jiǎn)單解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 2．過(guò)程與方法 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、觀察思考、討論歸納等學(xué)習(xí)活動(dòng)體驗(yàn)科學(xué)探究、主動(dòng)獲取知識(shí)的過(guò)程。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題，樹(shù)立辯證唯物主義的世界觀。 三、教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 四、教學(xué)難點(diǎn)：利用碰撞理論和活化能理論解釋外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 五、教學(xué)用具： 試管、量筒、藥匙、燒杯、滴管 H2SO4、H2C2O4溶液、KI溶液、淀粉溶液、Na2S2O3溶液、H2O2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液、酸性KMnO4溶液、MnSO4固體 六、教學(xué)流程： 教學(xué)環(huán)節(jié) 思維線索 教學(xué)活動(dòng) 回憶第一節(jié)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)理論知識(shí)。 獲得驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)速率的工具。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 回憶，填寫(xiě)學(xué)案 復(fù)習(xí)引入 明確任務(wù) 分析原理 獲得驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)載體。 分析化學(xué)反應(yīng) 分析變量 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)施實(shí)驗(yàn) 匯報(bào)結(jié)論 體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，將實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理論相結(jié)合 實(shí)施實(shí)驗(yàn) 匯總結(jié)論 閱讀教材 繪制邏輯關(guān)系圖 梳理碰撞理論的邏輯關(guān)系。 理論分析 思考討論 總結(jié)提升 分析多個(gè)因素同時(shí)影響一個(gè)反應(yīng)的情況 思考討論 實(shí)際應(yīng)用 用理論解釋實(shí)際生產(chǎn)生活中的問(wèn)題 七、教學(xué)過(guò)程： 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 用時(shí) 環(huán)節(jié)一 復(fù)習(xí)引入 [導(dǎo)入]有些反應(yīng)速率很快，如爆炸反應(yīng)，而有些反應(yīng)速率很慢，如石油的形成?？梢?jiàn)，不同物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率相差很大，決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。Ppt展示石油的形成和爆炸的圖片 [板書(shū)] 一、決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素：反應(yīng)物本身的性質(zhì) 【提問(wèn)】 化學(xué)反應(yīng)有快有慢，外界條件怎樣影響化學(xué)反應(yīng)速率？ 回憶 填寫(xiě)學(xué)案 復(fù)習(xí)已有知識(shí)，引入新課 2’ 環(huán)節(jié)二 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 環(huán)節(jié)三 實(shí)施實(shí)驗(yàn) 環(huán)節(jié)四 理論解釋 環(huán)節(jié)五 實(shí)際運(yùn)用 【講述】 今天我們要通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段，驗(yàn)證外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 [板書(shū)] 二、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響： （一）濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【提問(wèn)】 溶液中的化學(xué)反應(yīng)速率可以用那些實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定呢？ 【講述】與反應(yīng)中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度（質(zhì)量）相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)定速率是都可以加以利用。 【提問(wèn)】 用于化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)量的基本性質(zhì)我們?cè)谏弦还?jié)課學(xué)習(xí)了哪些方法呢？ 【講述】 觀察生成氣體的體積快慢或者觀察有色溶液顏色的深淺。 展示ppt：鋅與不同濃度的硫酸反應(yīng)速率的測(cè)定。 [實(shí)驗(yàn)探究] 課本20頁(yè)實(shí)驗(yàn)2-2草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng) 【板書(shū)】當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度，可以增大反應(yīng)的速率。 【實(shí)驗(yàn)解釋】為什么增大反應(yīng)物的濃度會(huì)影響反應(yīng)速率呢？ 當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時(shí)，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)量增加，有效碰撞的頻率增大，導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。 練習(xí)1. 鹽酸與碳酸鈉固體反應(yīng)時(shí)，能使反應(yīng)的最初速率明顯加快的是 ( ) A．增加碳酸鈉固體的量 B．鹽酸的量增加一倍 C．鹽酸的用量減半濃度加倍 D． 加入水 練習(xí)2. 在恒溫、恒容的密閉容器中反應(yīng)A（g） B（g）+C（g）；△H<0（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）。若反應(yīng)物的濃度由2 mol·Lˉ1降到0.8 mol·Lˉ1需20s，那么反應(yīng)物濃度由0.8 mol·Lˉ1降到0.2 mol·Lˉ1所需的時(shí)間為A．10s B．大于10s C．小于10s D．無(wú)法判斷 （二）壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【注意】 1. 壓強(qiáng)對(duì)固體和液體（溶液）間的反應(yīng)無(wú)影響 2. 對(duì)于反應(yīng)物和生成物都有氣體的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都增大；減小壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都減小 3. 壓強(qiáng)改變有以下兩種情況 A. 恒溫、恒容時(shí)充入He：壓強(qiáng)變大，但濃度不變，反應(yīng)速率不變。 B. 恒溫、恒壓時(shí)充入He：體積變大，壓強(qiáng)不變，濃度減小，反應(yīng)速率減慢。 （三）溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 [實(shí)驗(yàn)探究]課本21頁(yè)實(shí)驗(yàn)2-3 同濃度的Na2S2O3溶液在不同溫度下與0.1mol/L的硫酸5ml反應(yīng)的對(duì)比表 結(jié)論：當(dāng)其它條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)的速率 ；降低溫度，反應(yīng)的速率 。 解釋：升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù) ，有效碰撞的頻率 ，導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。 【說(shuō)明】 1.對(duì)于可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，升高體系的溫度，反應(yīng)物和生成物中的活化分子數(shù)都增加，所以，正反應(yīng)的速率和逆反應(yīng)的速率都增大。 2.不管是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，只要其他條件不變，升高溫度，則速率增大，降低溫度，速率減小。 【應(yīng)用】1.在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常通過(guò)給反應(yīng)物加熱來(lái)增大反應(yīng)的速率。 2. 合成氨工業(yè)中，是在500℃的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以加快反應(yīng)進(jìn)行的速度。 3. 為防止食品變質(zhì)，我們將食品放入冰箱中保存，以降低食品變質(zhì)的速率。 拓展：溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的經(jīng)驗(yàn)公式 練習(xí)：在10℃時(shí)某化學(xué)反應(yīng)速率為0.1mol·l-1·S-1，若溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增加到原來(lái)的2倍，為了把該反應(yīng)速率提高到1.6mol·l-1·S-1則該反應(yīng)需在什么溫度下進(jìn)行( ) A 30℃ B 40℃ C 50℃ D 60℃ （四）催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 科學(xué)探究 1.雙氧水分解 2.高錳酸鉀氧化草酸 3.淀粉水解（多媒體演示） 【涉及的實(shí)驗(yàn)方程式】 （1.）2H2O2 = 2H2O + O2↑ （2.）2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O （3） (C6H10O5)n+nH2O = nC6H12O6 1.雙氧水分解實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表 編號(hào) 氯化鐵作催化劑 硫酸銅作催化劑時(shí) 現(xiàn)象 結(jié)論 作出MnO2催化30%H2O2分解v-t示意圖： 2.用高錳酸鉀氧化草酸實(shí)驗(yàn)的對(duì)比表 編號(hào) 高錳酸鉀溶液，草酸溶液 高錳酸鉀溶液，草酸溶液， 硫酸錳固體 現(xiàn)象 結(jié)論 3淀粉水解（多媒體演示） 編號(hào) 稀硫酸作催化劑時(shí) 唾液作催化劑時(shí) 現(xiàn)象 結(jié)論 【結(jié)論】催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率。 【解釋】為什么催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率？ （明確）當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時(shí)，使用催化劑可使反應(yīng)途徑發(fā)生改變，從而降低了反應(yīng)的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多，有效碰撞頻率增大，故化學(xué)反應(yīng)速率加大。 【 課堂反思】 科學(xué)探究1與科學(xué)探究3這二個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題? 你認(rèn)為催化劑有什么特性? 催化劑的選擇性還存在于哪些方面? FeCl3催化H2O2水解實(shí)驗(yàn)中,起催化作用的是Fe3+還是Cl-? FeCl3催化H2O2水解實(shí)驗(yàn)中,溶液顏色會(huì)先變深,后變淺? 科學(xué)探究1中,為何FeCl3溶液催化效果比CuSO4溶液效果好. 用H2SO4催化淀粉水解實(shí)驗(yàn)中,為何加熱時(shí)顏色淺,冷卻后會(huì)恢復(fù)原來(lái)的顏色? 【 知識(shí)拓展】 1. 能加快反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑；能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑。一般情況下所說(shuō)的催化劑指正催化劑。 2.催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的原因僅僅是改變始態(tài)到終態(tài)的途徑，不會(huì)改變反應(yīng)的熱效應(yīng)。 3.催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化。 4. 對(duì)可逆反應(yīng)而言，正催化劑使正、逆反應(yīng)速率都加快，且加快的程度 。相反，負(fù)催化劑使正、逆反應(yīng)速率都減小，且減小的程度 。 【應(yīng)用】催化劑在現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反應(yīng)需要催化劑,尤其是現(xiàn)代大型化工業(yè)、石油工業(yè)中，例；接觸法制硫酸工業(yè)、工業(yè)合成氨。 五、其它因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響（閱讀書(shū)本24頁(yè)） 六、本節(jié)小結(jié)： 影響因素 單位體積內(nèi) 有效碰撞頻率 化學(xué)反 應(yīng)速率 活化分子數(shù) 活化分子百分?jǐn)?shù) 增加反應(yīng)物濃度 增大壓強(qiáng)（有氣體參加） 升高溫度 加入催化劑 傾聽(tīng) 思考 回憶思考，得出結(jié)論：觀察生成氣體的體積快慢或者觀察有色溶液顏色的深淺。 觀看ppt。回憶上節(jié)課實(shí)驗(yàn) 填寫(xiě)學(xué)案 傾聽(tīng)老師的分析 明確本節(jié)課 的任務(wù) 了解本課實(shí)驗(yàn)涉及的反應(yīng)原理。 強(qiáng)調(diào)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則 分析實(shí)驗(yàn)中的變量 理解控制變量的思想，掌握對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法 5 環(huán)節(jié)六 實(shí)際應(yīng)用 總結(jié)提升 1．氨氣的催化氧化是工業(yè)制硝酸的第一步，在此過(guò)程中為什么要將氨和空氣的混合氣通入灼熱（760～840℃）的鉑銠合金網(wǎng)？ 2．為什么食品說(shuō)明上要求密封，置于陰涼處保存，包裝內(nèi)還要放入脫氧保鮮劑？ 3．草酸與高錳酸鉀的反應(yīng)速率并沒(méi)有隨時(shí)間而減小，為什么？ [隨堂練習(xí)] 1.要使在容積恒定的密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)2A（氣）+B（固）== 2C（氣）+Q（Q＞0）的正反應(yīng)速率顯著加快， 采用的措施不可行的是（不考慮固、氣態(tài)間的接觸面積）（ ） A．升高溫度 B.加入B C.增大體積使壓強(qiáng)減小 D.加入A 2.用鐵與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，下列措施不能使氫氣的生成速率加快的是 A .加熱 B.改用98%的濃硫酸 C.不用鐵片,改用鐵粉 D.增大壓強(qiáng) 3．下列情況下，反應(yīng)速率相同的是 A．等體積0.1 mol/L HCl和0.05 mol/L H2SO4分別與0.2 mol/L NaOH溶液反應(yīng) B．等質(zhì)量鋅粒和鋅粉分別與等量1 mol/L HCl反應(yīng) C．等體積等濃度HCl和HNO3分別與等質(zhì)量的Na2CO3粉末反應(yīng) D．等體積0.2 mol/L HCl和0.1 mol/L H2SO4與等量等表面積等品質(zhì)石灰石反應(yīng) 4．把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生H2的速率可由如圖2-1-1表示，在下列因素中，①鹽酸的濃度，②鎂條的表面積，③溶液的溫度，④氯離子的濃度，影響反應(yīng)速率的因素是（ ）。 （A） ①④ （B）③④ （C）①②③ （D）②③ 思考回答 體會(huì)多個(gè)因素共同對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的影響 3 作業(yè)布置：P24 習(xí)題 驗(yàn)證 解釋 板書(shū)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素 碰撞理論 控制變量 增加濃度（壓強(qiáng)），加快化學(xué)反應(yīng)速率 增加單位體積內(nèi)分子總數(shù) 對(duì)比實(shí)驗(yàn) 增加溫度，加快化學(xué)反應(yīng)速率 增加分子具有的能量，增加碰撞頻率 科學(xué)歸納法 加入催化劑，加快化學(xué)反應(yīng)速率 降低反應(yīng)的活化能