高一《化学反应速率》教学设计

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高一《化学反应速率》教学设计

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高一《化学反应速率》教学设计

教材分析:
《化学反应速率》是高一化学必修2第二章化学反应与能量中的第3节化学反应速率和限度的第一课时,是高中阶段重要的化学基础理论知识。但必修2中暂时只要求理解相关概念并会处理简单的速率计算问题,在选修4中会对它做更深一步的研究学习。本节课的学习是为了更好的理解化学反应,为今后更好的研究化学反应打好理论基础。
学情分析:
学生为普通班学生,基础知识较差,直接接受抽象的理论知识的能力比较薄弱,只有通过对比学习以及形象的实验事实去加深对理论知识的理解,再通过具体的数据练习巩固理论。
三维目标:
知识与技能:1.       了解化学反应速率的含义及其表示方法
            2. 化学反应速率的简单计算
过程与方法:1. 联系生活,通过类比学习,由旧知转为新知,学会举一反三
            2. 通过练习,培养学生思考能力和归纳总结能力
情感态度与价值观:通过对实际生活中反应快慢的探讨对化学联系生活有切身的感受,提高学生对化学的兴趣。
教学重点:化学反应速率概念的理解
教学难点:化学反应速率的表示方法
设计思路:
1.分析图片资料,从生活中的现象思考生活中的化学反应快慢。
2.类比于物理中的速度问题学习化学反应速率这个概念,再通过简单的计算练习加深对速率的理解。
联系生活中的一些现象,让学生思考这些现象形成的快慢,思考这些现象中存在的化学反应的快慢。意在通过使学生从生活中联系化学,走进课堂,对本节课将要上的内容有一定的意识,提出教学目标。
导入教学内容,提出问题。思考“如何衡量化学反应进行的快慢?”通过物理中描述物体运动快慢的概念引导学生理解化学反应速率的概念及其表示方法。   意在与物理概念对比使学生掌握化学反应速率的概念及其表示方法。
通过讲解分析练习,单独的表示化学反应中每个物质的速率。通过各个物质之间的速率关系探究同一反应中各个物质反应速率的联系。意在掌握化学反应速率定义的理解和应用。
进行课堂练习,学生自己讨论联系,进一步掌握本节内容。
课堂小结:知识点梳理。
 
 
 
教学过程:
【教师互动】我们知道日常生活中许多现象都伴随着化学反应的发生,只是反应进行的时间长短不同。例如,炸药爆炸需要多久?(点燃后瞬间爆炸);钢铁锈蚀需要多久?(几年);食物变质需要多久?(几天,夏天一天就坏了)冬天食物放几天就坏了,夏天一天甚至半天就坏了;溶洞形成需要多久?(上千年上万年),也就是那么长时间的沉淀才给我们旅游提供了那么多美景。除了这些,生活中还有许多不同程度的化学反应。
【教师设疑】以上现象说明什么?
【学生思考】化学反应有的快有的慢
【教师总结】化学反应有的快有的慢,也就是说化学反应是有快慢之分的,它们是相对的。
【教师引导】刚才我们是通过一些现象从感性上判断出的化学反应的快慢,那么,理性上我们应该如何判断化学反应的快慢,也就是说理论上,我们如何衡量化学反应进行的快慢?
【学生回答】(反应速率)
【教师】对,这就是我们这节课要学的化学反应速率。这节课我们要掌握的就是化学反应速率的概念和表示方法。看课本P47,什么是化学反应速率?
【学生回答】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来表示。
【教师总结】定义:化学反应速率就是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所表示的一个物理量。
【提问】从定义中我们可以看出,单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量,说明化学反应速率是一个时间段内物质浓度的变化量。也就是说,对于反应物来说,反应速率怎么表示?
【学生回答】单位时间内反应物浓度的减少量
【提问】反应物的反应速率用一段时间内反应物浓度的减少量来表示,那么生成物呢?生成物的反应速率怎么表示?
【学生回答】用单位时间内生成物浓度的增加量表示
【教师】也就是说,在一个化学反应中,不管是反应物还是生成物,反应速率都可以用一段时间内浓度的变化量来表示。也就是说反应速率可以表示为某一个物质浓度变化与时间变化的比值,它是一个过程值,即反应速率体现的是一段时间的平均值。(记)
【思考】化学反应速率能不能是负值,小于零?
【学生回答】正值。
【教师点评】对。反应速率是单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量,是浓度变化与时间变化的比值。一般取正值。
【教师】根据化学反应速率的定义可以看出,反应速率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来表示,即用某物质浓度的变化与时间变化的比值表示反应速率。那么用v表示反应速率,具体某个物质的反应速率用数学公式可以怎么表示?
【教师提示】浓度用C表示,时间用t表示,则浓度变化表示为△C,时间变化表示为△t。
【学生回答】    v=△C/△t
【教师总结】对,速率就等于单位时间内某指定物质浓度的变化量,
即vB=△CB/△t
【教师提示】前面我们学习的体积也用V表示,由于大写V和小写v写不好的话就混淆了,所以我们这里把速率的v稍微往进弯一点,写成这样 《化学反应速率》教学设计
【教师提问】试根据上面的计算公式推导速率的单位。
【教师提示】浓度C的单位为mol/L,时间t的单位为h、min、s
【学生回答】反应速率的单位为mol/( L·h),mol/( L·min),mol/( L·s)
【教师总结】速率是浓度与时间的比值,它的单位也就是浓度的单位与时间的单位的比值。即单位:mol/( L·h),mol/( L·min),mol/( L·s)(强调:L·h;L·min;L•s用括号括起来一起做分母)
【师生互动】下面我们一起来看道计算题:
例1:(概念的理解)
在3H2 + N2 = 2NH3中,2min内H2的浓度由0.8mol·L-1降到0.2mol·L-1;N2的浓度降低了0.2mol·L-1;NH3的浓度则增加了0.4mol·L-1,分别用 H2 、N2、NH3的浓度变化量来表示反应速率,并求出它们的比值。
分析:化学反应速率使指单位时间内浓度的变化量,它是时间段内的平均值。因此,我们找出每个物质的浓度变化量和反应时间,便可求取其反应速率。
【学生练习】
由题可知:反应时间为2min,即△t=2min
H2的浓度由0.8mol·L-1降到0.2mol·L-1,所以△C(H2)=0.8-0.1=0.2 mol·L-1
v(H2)=△C(H2)/△t=0.6/2=0.3 mol/( L·min)
△C(N2)= 0.2mol·L-1                v(N2)=△C(N2)/△t=0.2/2=0.1 mol/( L·min)
△C(NH3)= 0.4 mol·L-1          v(NH3)=△C(NH3)/△t=0.4/2=0.2 mol/( L·min)
【教师点评总结】以上,我们根据化学反应的速率的定义,分别表示出了2min内H2 、N2、NH3的平均反应速率,说明相同条件下,同一化学反应可用不同物质表示它的反应速率,且每个数值不同,但它们表示的反应快慢是相同的。例如:5个人10只手,它们的数值不一样,但都说的是5个人,结果是一样的。
【学生笔记】同一化学反应可用不同物质表示它的反应速率,且每个数值不同,但它们是等效的。
【强调】由于我们用多个物质表示速率,因此要注明是哪种物质。
【教师提问】计算一下不同物质表示的速率的比值是多少?
【学生回答】v(H2): v(N2) :v(NH3)=3:1:2
【教师总结】v(H2): v(N2) :v(NH3)=3:1:2,刚好与它们的计量系数之比相同。这里直接告诉浓度变化,根据定义单位时间内浓度的变化就可以表示各个物质的速率。下面我们再看一个例题:
例2:(概念的应用)
反应3A(g)+B(g)== 2C(g)+2D(g)在2升的密闭容器中进行,10秒后,C的物质的量增加了0.2mol,此反应的平均反应速率用C来表示为多少?
【提示】分析:已知体积,物质的量变化,由C=n/V计算出C浓度的变化,根据反应速率的定义单位时间内浓度的变化算出C的平均反应速率。你们自己计算一下C的平均反应速率是多少?
【学生练习】
【教师点评】△C(C)= △n/V=0.2/2=0.1 mol·L-1
                        v(C)=△C(C)/△t=0.1/10=0.01 mol/( L·s)
【问题】若用B表示该反应的反应速率,该如何表示?
【师生互动】我们前面学习的物质的量之比=计量系数之比,我们现在一起表示一下B的反应速率。
由于物质的量之比=计量系数之比,所以△n(B): △n(C)=?    1:2
所以△n(B)=△n(C)/2 =0.2/2=0.1mol     △C(B)=△n(B)/V=0.1/2=0.05mol/L
v(B)= △C(B)/△t= 0.05/10=0.005mol/( L·s)
【教师总结】通过上面练习我们可以看出速率公式中隐含了一个公式,由于C=n/V,体积V不变,△C=△n/V,所以有vB=△nB/(V*△t),这个公式从单位mol/(L·s)也可以看出,也就是说我们只要求出物质的量的变化同样可以求出速率。    (这里要区分开那个是速率哪个是体积)
【练习】用同样的方法,试着表示出A和D的反应速率。
v(A)=0.015mol/(L·s);   v(D)=0.01mol/(L·s)
【教师提问】这几个物质的反应速率的比值是多少?
【学生回答】v(A):v(S):v(C) :v(D)=3:1:2:2
【教师总结】通过以上两道例题可以看出:
对于同一个化学反应,它可以用多种物质来表示它的平均反应速率,且各物质表示反应速率的数值不同。而且,各个物质的反应速率之比等于化学反应中计量系数率之比。
【教师讲解】理论上我们也可以推导出物质的反应速率之比等于化学反应中计量系数率之比。
前面我们知道,一个确定的反应中:物质的量之比=计量系数之比,从这些计算公式(vB=ΔCB/Δt =△nB/(V*△t))可以看出,对于一个确定的反应,当反应体积和反应时间一定时,浓度的变化之比=物质的量变化之比,化学反应速率之比=物质的量变化之比,从而可知:化学反应中,反应速率之比=物质的量变化之比=浓度变化之比=计量系数率之比。
【学生笔记】一个确定的化学反应中,反应速率之比=物质的量变化之比=浓度变化之比=计量系数率之比。
【教师提问】知道这个结论之后,我们以后计算还要不要一个一个物质去找浓度变化来表示每个物质的反应速率?
【学生回答】不要,用比值计算就可以了
【教师总结】对,一个确定的化学反应中各个物质的反应速率之比=物质的量变化之比=浓度变化之比=计量系数率之比,我们只需表示出一个物质的反应速率,就可以表示出其他物质的反应速率来。而且,知道这里面任意一组物理量的比例就可以算出其它的数值。
【思考】对于有固体参与的反应,能不能用固体物质来该反应的反应速率?为什么?
【学生回答】(不能,固体的浓度不变)
【教师讲解】对,不能用固体表示化学反应的反应速率。
因为固体的浓度是一个常数,反应速率是用单位时间内浓度的变化来表示的。所以不能用固体表示化学反应的速率,只能用气体或者液体表示。例如锌与盐酸反应时就不能用锌表示这一反应的速率。同样纯液体的浓度也是不变的,不能用于表示反应速率。
【学生记笔记】不能用固体或者纯液体表示化学反应的速率,只能用气体或者液体表示。
【课堂总结】以上就是我们这节课要学习的内容,要知道化学反应速率是表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量的一个物理量,可用公式vB=ΔCB/Δt来表示,根据浓度和时间的单位具体确定反应速率的单位。
【教师引导总结】这节课我们要注意的几点是:①反应速率是一个平均值,而且一定大于0;②同一化学反应可用不同物质表示它的反应速率,且每个数值不同;③化学反应中,反应速率之比=物质的量变化之比=浓度变化之比=计量系数率之比;④固体或者纯液体不能表示化学反应的速率,只能用气体或者液体表示。
 
 
【课后思考】大家下去思考,前面我们说反应快慢是相对的,如何比较反应的快慢?我们下节课来处理这个问题。
【作业】优化设计P52随堂练习   3、6(写出解题过程)
 
 
 
板书:
化学反应速率
1.定义:单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量
2.数学表达式: vB=ΔCB/Δt =△nB/(V*△t)
3.单位:mol•(L•min)-1 或mol•(L•s)-1(浓度•时间-1)
4.  注释
①速率是一个平均值,且速率大于0
②同一化学反应可用不同物质表示它的反应速率,且每个数值不同
③化学反应中,反应速率之比=计量系数率之比
④固体不能表示化学反应的速率,只能用气体或者液体表
 
 
课堂检测
(1)化学反应速率可用单位时间内(   )来表示。
A、生成物物质的量的增加        B、生成物物质的量浓度的增加
C、反应物物质的量的减少        D、反应物物质的量浓度的减少
(2)下列关于化学反应速率的论述中,正确的是 (  )
A.化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示
B.在同一反应中,用反应物或生成物表示的化学反应速率数值是相同
C.化学反应速率是指反应进行的时间内,反应物浓度的减少或生成物浓度的增加    
D.可用单位时间内氢离子的物质的量浓度的变化来表示NaOH和H2SO4 反应速率
(3)一定条件下,在一密闭容器中将1.0 mol•L-1的N2与3.0 mol•L-1H2合成氨,反应到2s时测得NH3的浓度为0.8mol•L-1,当用氨气浓度的增加来表示该反应的反应速率时,该反应的反应速率为(  )
A. 0.2 mol•(L•s)-1                 B. 0.4 mol•(L•s)-1
C. 0.6mol•(L•s)-1            D. 0.2 mol•(L•s)-1
(4)在2L的密闭容器中,发生下列反应:  3A(g)+ B(g)= xC(g)+2D(g)。经5min后生成1mol D,经测定5min内 C的平均反应速率为0.1mol/(L·min),则x=_______。

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