人教版 高二化学《化学反应原理》全部教案

1 新人教版选修（4）全册教案

绪言

一 学习目标：1：学习化学原理的目的

2：化学反应原理所研究的范围

3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化剂二学习过程

1：学习化学反应原理的目的

1）化学研究的核心问题是：化学反应2）化学中最具有创造性的工作是：设计和创造新的分子

3）如何实现这个过程？

通常是利用已发现的原理来进行设计并实现这个过程，所以我们必须对什么要清楚才能做到，对化学反应的原理的理解要清楚，我们才能知道化学反应是怎样发生的，为什么有的反应快、有的反应慢，它遵循怎样的规律，如何控制化学反应才能为人所用！这就是学习化学反应原理的目的。

2：化学反应原理所研究的范围是1）化学反应与能量的问题2）化学反应的速率、方向及限度的问题3）水溶液中的离子反应的问题4）电化学的基础知识3：基本概念

1）什么是有效碰撞？引起分子间的化学反应的碰撞是有效碰撞，分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件，有效碰撞是发生化学反应的充分条件，某一化学反应的速率大小与，单位时间内有效碰撞的次数有关2）什么是活化分子？具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子是活化分子，发生有效碰撞的分子一定是活化分

子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次数

的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。3）

什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部

分是活化能，如图

活化分子的多少与该反应的活化能的大小有关，活化能的

大小是由反应物分子的性质决定，（内因）活化能越小则

一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位

时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。4）什么是催化剂？催化剂是能改变化学反应的速率，但反应前后本身性质和质量都不改变的物质，催化剂作用:可以降低化学反应所需的活化能,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了有效碰撞的频率.反应速率大幅提高.

5）归纳总结：一个反应要发生一般要经历哪些过程？

2 1、 为什么可燃物有氧气参与，还必须达到着火点才能燃烧？2、催化剂在我们技术改造和生产中，起关键作用，它主要作用是提高化学反应速率，试想一下为什么催化剂能提高反应速率？

第一节化学反应与能量的变化（第一课时）

一学习目标: 反应热,焓变

二学习过程

1:引 言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有

思考

1、你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？

活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应

反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量

2、你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？

多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳

反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量

当能量变化以热能的形式表现时：

我们知道：一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？

有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。 能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。那么化学反应中能量到底怎样变化 2:反应热,焓变

化学反应过程中为什么会有能量的变化？（用学过的知识回答）

化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。所以化学反应过程中会有能量的变化。

反应热 焓变

化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号： ΔH ，单位：kJ/mol 或 kJ?mol -1

?H 为“－” 为放热反应?H 为“＋” 为吸热反应思考:能量如何转换的？能量从哪里转移到哪

里？体系的能量如何变化？升高是降低？环境的能量如何变化？升高还是降低？规定放热反应的ΔH 为“－”，是站在谁的角度？体系还是环境

3

放热反应ΔH 为“—”或ΔH 〈 0 吸热反应ΔH 为“+”或ΔH 〉0 ?H ＝E （生成物的总能量）－ E （反应物的总能量）

?H ＝E （反应物的键能）－ E （生成物的键能）

3:练习1)1molC 与1molH 2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H 2(g)，需要吸收131.5kJ 的热量，

该反应的反应热为△H= kJ/mol 。

2)拆开 lmol H —H 键、lmol N －H 键、lmolN ≡N 键分别需要的能量是436kJ 、391kJ 、946kJ ，则1mol N 2生成NH 3的反应热为 ，1mol H 2生成NH 3的反应热为 。

3、H 2 + F 2 = 2HF H 2 + Cl 2 = 2HCl 预测当生成2 mol HF 和2 mol HCl 时，哪个反应放出的热量多？

若干化学键的键能（ kJ/mol ，25 ℃ ）

1、下列说法正确的是

A 、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应

B 、放热的反应在常温下一定很易发生

C 、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

D 、吸热反应在一定的条件下也能发生

?2、反应C(石墨) → C(金刚石)是吸热反应,由此可知

?A 、石墨比金刚石更稳定

?B 、金刚石和石墨可以相互转化

?C、金刚石比石墨稳定

?D、金刚石和石墨不能相互转化

第一节化学反应与能量的变化（第二课时）

一学习目标：书写表示化学反应热的化学方程式

二学习过程1．复习回忆

1）、催化剂为什么能够加快反应速度？

2）、什么是有效碰撞、活化分子、活化能？

3）、化学反应中能量变化的主要原因？

4）、你了解“即热饭盒吗？知道是什么原理吗？

5）、什么是反应热（焓变）

2．引入

阅读课本：例1与例2

与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？

正确书写热化学方程式应注意哪几点？

3、热化学方程式的书写1）热化学方程式定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

2）正确书写热化学方程式应注意：（1）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，（为什么？）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。（2）标出了反应物与生成物的状态，（为什么要标出？）

（3）写出了反应热，还注明了“＋”，“－”（4）方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。

4．注意点：

反应物和生成物前的系数它代表了什么？在方程式中?H它表示了什么意义？?H的值与什么有关系？

热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。

?H(KJ/mol)它表示每摩尔反应所放出的

热量，?H的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其?H不同。

例题

1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。2．写出下列反应的热化学方程式1）1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸收68kJ的热量；

2）2molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量；

3） 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。

4）4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。5）在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：

2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= – 572 kJ /mol

CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l);

4

r H= – 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。

6、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：

2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); ?H= – 572 kJ/mol

C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l);?H = – 2220 kJ/mol

5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为

(A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1

7、已知

（1）H2( g )＋1/2O2( g ) ＝ H2O ( g ) ΔH1 = a kJ/mol

（2）2H2( g )＋O2( g ) ＝2H2O ( g ) ΔH2 = b kJ/mol

（3） H2( g )＋1/2O2( g ) ＝ H2O ( l ) ΔH3 = c kJ/mol

（4） 2H2( g )＋O2( g ) ＝2H2O ( l ) ΔH4 = d kJ/mol

则a、b、c、d的关系正确的是 A C 。

A、a

B、b>d>0

C、2a=b< 0

D、2c=d>0

8．若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔

燃烧的热化学方程式为 C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH=－1300 kJ/mol

2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=－2600 kJ/mol

第一节化学反应与能量的变化（第三课时）

一学习目标：燃烧热，中和热，能源

二学习过程1、燃烧热

什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？1）定义：在25℃,101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热通常可由实验测得。

2）在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：

?①研究条件： 25℃ ,101 kPa

?②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

?③燃烧物的物质的量：1 mol

?④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）

?⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃ ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。如: C→CO2(g)、H → H2O（l）、

S → SO2（g）

［练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？

5

A.C（s）＋O2（g）===CO(g);ΔH=110.5 kJ/mol

B.C（s）＋O2（g）===CO2(g);ΔH=－393.5 kJ/mol

C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l);ΔH=－571.6 kJ/mol

D.H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g);ΔH=－241.8 kJ/mol

你能根据题中信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式吗？

由于计算燃烧热时，可燃物质是以1 mol 作为标准来计算的，所以热化学方程式的化学计量系数常出现分数。

2、燃烧热的计算及应用［例题］1.在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，1000 L CH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×104 kJ

2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2 800 kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学

方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。

2、中和热

1）定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。

2）中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；△H=-57.3kJ／mol。3）要点

①条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子。

②反应物：（强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

③生成1mol水，中和反应的实质是H+和OH-化合生成 H20，若反应过程中有其他物质生成，

这部分反应热也不在中和热内。

④放出的热量：57.3kJ/mol

例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△ H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________ kJ的热量。

（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出____________kJ的热量。

3燃烧热和中和热的区别与联系

6

4、能源1）什么是能源？能源的作用？

就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。?能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。 2）当今世界上重要的能源是什么？怎样解决能源枯竭问题？节约能源的重要措施是什么？什么是新能源？化石燃料：煤、石油、天然气解决的办法：开源节流；即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。

措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。

新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。

3）相关思考题∶燃料充分燃烧的条件是什么?.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?为什么固体燃料要粉碎后使用?

煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等，严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等，从而使环境受到严重污染，故通过清洁煤技术（如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等），大大减少燃煤对环境造成的污染，势在必行。提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。

第一节化学反应与能量的变化（第四课时）

一学习目标：盖斯定律及其应用

二学习过程

1．引入：如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)==CO(g)

①C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=?

②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol

③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol① + ② = ③，则ΔH1+ ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2 ΔH1=-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol

2．盖斯定律：

7

8 不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

3．如何理解盖斯定律？1）请用自己的话描述一下盖斯定律。

2）盖斯定律有哪些用途？4．例题

1）同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知P 4(s 、白磷)+5O 2(g)=P 4O 10(s)；ΔH = -2983.2 kJ/mol P(s 、红磷)+5/4O 2(g)=1/4P 4O 10(s)；ΔH = -738.5 kJ/mol

试写出白磷转化为红磷的热化学方程式

_________________________________。

2）在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q 2>Q 1的是（B ）

A ．H 2(g)+Cl 2(g)=2HCl(g);△H=-Q 1

1/2H 2(g)+1/2Cl 2(g)=HCl(g);△H =-Q 2

B.C(s)+1/2O 2(g)=CO (g); △H= -Q 1

C(s)+O 2(g)=CO 2 (g); △H= -Q 2

C.2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l); △H= -Q 1

2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g); △H= -Q 2

D. S(g)+O 2(g)=SO 2 (g); △H= -Q 1

S(s)+O 2(g)=SO 2 (g); △H= -Q 23、298K ，101kPa 时，合成氨反应的热化学方程式N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g);△H= -92.38kJ/mol 。 在该温度下，取1 mol N 2(g)和3 mol H 2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ ，其原因是什么。

第二章第一节化学反应速率教案

教学过程：

一、化学反应速率

1.定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。

若浓度用物质的量（C ）来表示，单位为：mol/L ，时间用t 来表示，单位为：秒（s ）或分（min ）或小时（h ）来表示，则化学反应速率的数学表达式为：

V == △C/ t 单位是：mol/（L ·s ） 或 mol/（L ·min ） 或 mol/（L ·h ）

化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的量变化来表示，通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，其数学表达式可表示为t

c V ??= 【例题】在2L 的密闭容器中，加入1mol 和3mol 的H 2和N 2，发生 N 2 + 3H 2 2NH 3 ，

9 在2s 末时，测得容器中含有0.4mol 的NH 3，求该反应的化学反应速率。

解： N 2 + 3H 2

2NH 3

起始量（mol ）： 1 3 0

2s 末量（mol ）： 1-0.2 3-0.6 0.4

变化量（mol ）： 0.2 0.6 0.4

则 VN 2==0.2/2×2==0.05 mol/（L ·s ） VH 2==0.6/2×2==0.15 mol/（L ·s ）

VNH 3==0.4/2×2==0.1 mol/（L ·s ）

【明确】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：

1.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

2.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。

3.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。

4.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。即：

VN 2 ：VH 2 ： VNH 3 ==== 1 ：3 ：2

5.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD 来说有：

V A ：V B ：V C ：V D === △C A ：△C B ：△C C ：△C D === △n A ：△n B ：△n C ：△n D ==== a ：b ：c ：d

6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。例如：

可逆反应A （g ）+ B （g C （g ）+ D （g ） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ B ）

A. V A ==0.15mol/L ·min

B. V B ==0.6 mol/L ·min

C. V C ==0.4 mol/L ·min

D.V D ==0.01 mol/L ·s

对化学反应速率要注意以下几个问题：

1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L 为单位，时间单位通常可用s 、min 、h 表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/(l ·s)、mol/(l ·mon)或mol/(l ·h)。

2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。

3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：

对于反应)()()()(g qD g pc g nB g mA +=+来说，则有q

V p V n V m V D C B A ===。 4、一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。

二、外界条件对化学反应速率的影响：

（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响

【表征性抽象】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。

【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？

（明确）当增加反应物的浓度时，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。

【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大

2.对于可逆反应aA cC + dD 来说，正反应的速率只取决于A 、B 两种物质的浓度，与C 、D 两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C 、D 两种物质的浓度，与A 、B 两种物质的浓度关系不大。增加A 或B 的浓度只可以使正反应的速率增大，不会

影响逆反应的速率。3.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。

【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。

2. 制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。

（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响

【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？

【收集事实】途径：已有的实验知识

（提出以下几个实验）对比

1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。

2. CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。

3. SO2 与O2在一密闭容器内反应生成SO3。

（讨论）给上述三个反应的容器加压，三个反应的反应物的浓度是怎样变化的？

【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。

【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？

（明确）1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。

2.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。

【结论的再理解】1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。

2. 对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。

（三）在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响

【提出问题】温度是怎样对化学反应速率进行影响的？

【收集事实】途径：1.观察演示实验。2. 回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。『演示实验』10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的对比实验

『复习回顾』1. Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。

2. Mg条分别与冷水和沸水的反应情况的对比。

【实验事实的处理】1.化学用语化（写方程式）

（1）Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O

或S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O

（2）Cu + 2H2SO4（浓）=== CuSO4 +2 SO2↑+2 H2O

（3 ）Mg +2H2O === Mg（OH）2 + 2H2↑

2. 表格化

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【表征性抽象】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。

【原理性抽象】为什么升高温度会使反应速率加快？

（明确）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，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。

【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。

2. 合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。

3. 为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。（四）催化剂对化学反应速率的影响

【提出问题】催化剂是怎样影响化学反应速率的？

【收集事实】途径：1.观察演示实验。2.回顾已有知识

（演示实验）过氧化氢分解的对比实验

（复习回顾）用KClO3制氧气的实验

【实验事实的处理】1.写化学方程式

（1）2H2O2 == 2H2O + O2↑

（2）2KClO3 == 2KCl +3O2↑

2. 列表对比

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【表征性抽象】催化剂能加快化学反应速率。

【原理性抽象】为什么催化剂能加快化学反应速率？

（明确）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。

【对结论的再认识】1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。例：

（1）在加热条件下：2Cu + O2 == 2CuO

2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O

（2）氮的氧化物破坏臭氧：NO + O3 == NO2 + O2

NO2 + O ==NO + O2

2. 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。

3. 对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。

【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约85%的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。例；接触法制硫酸工业。

【课堂练习】1.要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2A（气）+B（固）==2C（气）+Q（Q ＞0）的正反应速率显著加快，可采用的措施是（不考虑固、气态间的接触面积）（）A．降温 B.加入B C.增大体积使压强减小 D.加入A

2.把除去氧化膜的镁条放入一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速度V随时间t变化如图。其中t1——t2速度变化的原因是___________________ ；t2——t3速度变化的原因是_________________________________。

V

12 3

【实验事实的处理】1.写化学方程式或离子方程式

（1.）Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O

或S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O

（2.）2Mg + O2 ===2MgO

（3.）CaC2 + H2O === C2H2↑+ Ca（OH）2

2. 列表对比

12

13

（2）.镁条分别在空气中和纯氧中燃烧的情况对比表

第三节 化学平衡（第一课时）

教学目标

1．使学生建立化学平衡的观点，并通过分析化学平衡的建立，增强学生的归纳和形象思维

能力。

2．使学生理解化学平衡的特征，从而使学生树立对立统一的辩证唯物主义观点。

教学重点 化学平衡的建立和特征。

教学难点 化学平衡观点的建立。

教 学 过 程

[引言]：

化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题，但是在化学研究和化工生产中，只考虑化学反

应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快．．．．

地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多．．．．

地转化为生成物。例如在合成氨工业中，除了需要考虑如何使N 2和H 2尽快地转变成NH 3外，还需要考虑怎样才能使更多的N 2和H 2转变为NH 3，后者所说的就是化学反

应进行的程度问题——化学平衡。

一、

可逆反应与不可逆反应（阅读教材27页理解可逆反应的概念）

1、可逆反应的概念：在 下，既可以向 进行，同时，又可以向 进行的反应。

如：

注意：1、

2、

3、

2、不可逆反应：能进行到底的反应

如：H2的燃烧：

酸碱中和：

生成沉淀的发应：

生成气体的反应：

一些氧化还原反应：

二、化学平衡状态

思考1：对于不可逆反应存在化学平衡吗？化学平衡的研究对象是什么？

思考2：什么是化学平衡?化学平衡是如何建立的?下面我们就来讨论这一问题。

1、化学平衡的建立

类比：溶解平衡的建立：（以蔗糖为例）

开始时：

平衡时：

结论：。

那么对于可逆反应来说，又是怎样的情形呢?我们以CO和H2O (g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。

CO + H2O (g)

CO2+ H2

开始浓度0．01 0．01 0 0

一段时间后0．005 0．005 0．005 0．005 如图：

归纳：

反应开始：

反应过程中：

一定时间后：

思考：当可逆反应达到平衡状态时，反应是否停止了?

2、化学平衡的定义：

14

在下的反应里，正反应和逆反应速率，反应混合物中各组分的或保持不变的状态。

3、化学平衡的特征：

(1)条件：

(2)对象：

(3) 等：

(4) 动：

(5) 定：

4、应用：

例1、可逆反应2NO22NO + O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是( )

①单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO

③用NO2 、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态l

A．①④⑥B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥

反馈练习：

1、可以说明密闭容器中可逆反应P（g）+ Q（g）R（g）+ S（g）在恒温下已达平衡的是（）

A.容器内压强不随时间变化

B.P和S生成速率相等

C.R和S的生成速率相等

D.P、Q、R、S的物质的量相等

2、下列方法中可以证明A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g)

已经达到平衡状态的是______________________.

⑴、单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA

⑵、一个B — B键的断裂的同时有一个C — C键的生成

⑶、反应速率v(B2)=v(C2)=1/2v(D2)

⑷、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1

⑸、温度、体积一定时，[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化

⑹、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化

⑺、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化

15

⑻、温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化

⑼、百分组成B2% = C2% = D2%

3、在一定温度下，可逆反应：A2(气)+B2(气) 2AB(气)达到平衡的标志是( )

(A) A2、B2、AB的浓度不再变化

(B) 容器中的压强不再随时间变化

(C) 单位时间内生成n mol的A2同时生成2n mol的AB

(D) A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2

4、在1大气压390℃时，可逆反应：2NO22NO+O2达到平衡，此时平衡混合气体的密度是相同条件下H2密度的19.6倍，求NO2的分解率。

第三节化学平衡（第二课时）

教学目标：

正确理解浓度、温度对化学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理加以解释。

教学重点：

理解浓度、温度对化学平衡的影响。

教学难点：

勒夏特列原理的归纳总结。

教学过程

【引入】：

我们知道：不同温度下物质的溶解度不同。那么对于t0时达到溶解平衡状态的饱和溶液，当升高或降低温度至t1时：

若：溶解度增大，固体溶质继续溶解，则V（溶解）V（结晶）

溶解度减小，固体溶质析出，则V（溶解）V（结晶）

那么溶解平衡状态被打破，继而建立一种新的溶解平衡，也就是说：

条件改变，溶解平衡移动。那么：

化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持？当条件（浓度、压强、温度等）改变时，平衡状态是否也会发生移动？

【实验探究一】：探究浓度变化对化学平衡的影响

实验原理：已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡：

Cr2O72－+ H2O 2CrO42－+ 2H+

K2Cr2O7为橙色，K2CrO4为黄色。

16

17 实验步骤：①取两支试管各加入5ml 0.1mol/L K 2Cr 2O 7溶液，然后按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色的变化。

实验结论：

【实验探究二】：探究浓度变化对化学平衡的影响

实验原理：Fe 3＋ ＋3SCN －

Fe （SCN ）3 （红色） 实验步骤：向盛有5 ml 0.005mol/L FeCl 3溶液的试管中加入5 ml 0.01mol/L

KSCN 溶液，溶液显红色。

（1）将上述溶液均分置于两支试管中；向其中一支试管中加入饱和FeCl 3溶液4滴，充分振荡，观察溶液颜色变化；向另一支试管滴加4滴1 mol/L KSCN 溶液，观察溶液颜色变化。

（2）向上述两支试管中各滴加0.01mol/LNaOH 溶液3~~5滴，观察现象，填写下表。 【思考与交流】

1、 上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了改变？你是如何判断的？

2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素？

小结：

（1）浓度对化学平衡的影响的规律

在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度，都可以使平衡向着移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，都可以使平衡向着移动。（2）用v-t图表示化学平衡的移动：

例：

①旧的化学平衡②增大反应物的浓度

请同学们用v-t图表示下列平衡的移动：

③减少反应物的浓度

④增大生成物的浓度

⑤减少生成物的浓度

说明：（1）

（2）

（3）

（4）

【实验探究三】：温度对化学平衡的影响（阅读教材30页实验2-7）

实验原理：

实验步骤：

实验现象：

结论：

v-t图表示：

化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系

以一般反应：mA（气）+n B（气）= p C（气）+qD（气）+Q（千焦）通式为例来讨论浓度，温度，压强，催化剂等对三者的影响极其规律。

18

19

反馈练习：

1、在密闭容器中存在下列平衡：

，CO 2的平衡浓度为C 1摩/

升，现再充入CO 2使其浓度达到2C 1摩/升，重新达到平衡后， CO 2的浓度为C 2摩/升(设温度不变)，则C 1和C 2的关系是（ ） A. C 1 < C 2 B. C 1 = C 2 C. C 1 > C 2 D. 2C 1 = C 2

2、现有可逆反应2A + B + H 2O C + D 已达到平衡，往平衡体系中加水稀释，平衡向

_____方向移动，理由是__________________________________

3、对于mA(气)+nB(气)

pC(气)+qD(气)的平衡体系，当升高温度时，体系对氢气的相

对密度从16.5变成16.9，则下列说法正确的是 （ ） A.m+n>p+q 正反应是放热反应 B.m+n>p+q 正反应是吸热反应 C.m+n

4在密闭定容容器中，有可逆反应：nA （g ）+mB （g ）pC （g ）+qD （g ）ΔH>0处于平衡状态（已知m+n>p+q ），下列说法正确的是 （ ） ①升温时C （B ）/C （C ）的值减小 ②降温时，体系内混合气体的平均相对分子质量增大③加入B 后，A 的转化率变大

A ．①②③

B ．②③

C ．①②

D ．①③ 1、对于反应A 2+3B 2 2AB 3以下表示的反应速率中，速率最大的是

A 、v A =0.4mol ·L -1min -1

B 、v B =0.8mol ·L -1min -1

20 C 、v 3

AB =0.6mol ·L -1min -1 D 、v 2A =0.01mol ·L -1·S -1 2、在2L 密闭容器中，盛有2mol X 和2molY 物质进行如下反应： X(s)+3Y(g) Z(g)，当反应进行到10s 后，测得生成0.5mol Z ，这期间的平均反应速率为 A 、v X =0.05mol ·s -1 B 、v X =0.025mol ·L -1·s -1

C 、v y =0.05mol ·L -1·s -1

D 、v y =0.075mol ·L -1·s -1

3、现有三个体积相等的密闭容器中都进行如下反应：

CO 2+H 2 CO+H 2O(g)，反应所处的温度相同，但反应的起始浓度不同，其中甲：

[H 2]=[CO]=amol 乙：[CO 2]=amol [H 2]=2amol 丙[CO 2]=[H 2]=[H 2O]=amol ，达到平衡时，CO 的浓度由大到小的顺序排列正确的是

A 、丙>甲>乙

B 、甲>乙>丙

C 、乙>丙>甲

D 、乙>甲>丙

4、在一个固定体积的密闭容器中，放入mmol 的A 和nmol 的B ，发生如下反应：

mA(g)+nB(g) PC(g)，平衡时C 的浓度是wmol ·L -1，若维持容器的体积不变，起始时放入amolA 、bmolB 和cmolC ，要使平衡时C 的浓度仍为wmol ·L -1，则a 、b 、c 必须满足的条件是

A 、a:b:c=m:n:p

B 、a:b=m:n 和p c m

ap =+ C 、m a p

m c =+和n b n pc =+ D 、a=3m , c=3n 和c=32p 5、对处于化学平衡的体系，以化学平衡与化学反应速率的关系可知：

A 、化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动。

B 、化学平衡发生移动时、化学反应速率一定变化。

C 、正反应进行的程度大、正反应速率一定大。

D 、只有催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况。

6、在PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g)，达到平衡后，其它条件不变，向平衡体系中加入37Cl 2，达到新平衡后，含37Cl 的PCl 3的物质的量与原平衡相比

A 、增大

B 、减小

C 、不变

D 、不能确定

7、下列事实不能用勒沙特列原理说明的是

A ：往氢硫酸溶液中加入盐酸，[S 2-]降低。

B ：温度不变时，敞口久置于空气中的饱和KNO 3溶液含有晶体析出。

C ：在合成氨的工业生产中，使用较高的温度有利于提高产量。

D ：在密闭容器中，水面上方的蒸气压强随温度升高而增大。

8：下列平衡：C 2H 2+H 2 C 2H 4……① 2CH 4 C 2H 4+2H 2……②当降低温度时，①式 向右移动，②式向左移动，试判断下列式中C+2H 2 CH 4+Q 1 2C+H 2 C 2H 2+2Q 2 2C+2H 2 C 2H 4+2Q 3 Q 1、Q 2、Q 3的大小顺序为

A 、Q 1>Q 2>Q 3

B 、Q 1> Q 3> Q 2

C 、Q 2> Q 1 >Q 3、

D 、Q 2>Q 3 >Q 1

9、在CuCl 2水溶液中存在如下平衡：[Cu(H 2O)4]2++4Cl - [CuCl 4]2-+4H 2O 能使黄绿 （蓝） （绿）

色CuCl 2溶液向蓝色转化的操作是

A 、蒸发浓缩

B 、加水稀释

C 、加入AgNO 3

D 、加入食盐晶体

10、反应A(g)+xB(g) yC(g)，将A 与B 按体积比1:x 混合反应当A 的转化率是50%时，反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的4

3（同温同压），则x 、y 的值可能是

A、3，4

B、3，2

C、3，3

D、1，1

11、在容积一定的密闭窗口中，反应A B(g)+C(s)达平衡，若继续升高温度，容器内气体的密度增大，下列判断正确的是

A、压强对该反应的平衡移动没有影响

B、在平衡体系中加入C，混合气体平均分子量增大

C、若正反应为吸热反应，则A为非气态

D、若正反应为放热反应，则A为气态

12、某温度下，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q,在一带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是

A、恒温压缩体积，平衡不移动，颜色加深

B、恒压迅速充入HI，开始时正反应速率减小

C、恒容，升温正反应速率减小

D、恒容，充入H2，I2的百分比含量降低

二：填空

1、t0C在VL密闭容器中加入vmol N2和3vmol H2，当反应N2+3H22NH3达平衡时，混合气体中N

2、H2、NH3分别为A、B、Cmol，仍在t0C，若只改变起始物的加入量，但要维持A、B、C值不变，则在N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示，应满足的条件是

。

2

、H2、NH3体积，若

②若规定起始时反应向逆方向进行，则C的取值范围是______________

（2）在上述装置中，若起始时的a、b、c值均与（1）相同，但需控制平衡后混合气

体为6.5体积，则可采取措施是______，其原因是______。

3、在一个容积不变的反应容器中，要求通过调节体系的温度使下列反应达到平衡时保持容器内气体总物质的量为12mol，A(g)+2B(g) 2C(g)。现向反应器中加入6.5molA，X molB，2.0 molC.

（1）若x=5.5时，需要降低体系温度使反应在平衡时达到题设条件，则正反应为_____热反应。

（2）欲使起始反应维持向逆方向移动，则x取值范围是__________

【答案】

一、选择题

1、D

2、AD

3、D

4、B

5、B

6、A

7、C

8、B

9、BC 10、BD 11、CD 12、C

二、填空题：

21

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