选修 4 第二章 《 化学反应速率和化学平衡 》 教材分析 日坛中学 高二备课组

1. 选修4 第二章《化学反应速率和化学平衡》 教材分析 日坛中学 高二备课组 刘学军

2. ★地位作用 ★新旧教材比较 ★教材内容结构 ★教学目标及教学设计 ★高考试题

3. 本章教材的作用与地位： 本章 是在学习了化学反应及能量变化、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要理论之一； 是中学化学中所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的核心； 是对下一章知识的学习起着重要的指导作用。 是中学化学学科中最富有思维深度和理论价值的一部分，有利于向学生展示化学科学的魅力，有利于锻炼学生的思维。

4. 本章在必修二的基础上， 1、定量探讨浓度、温度对反应速率的影响； 2、在定量描述化学反应的热效应的基础上引入“焓变”与“熵变”定性探讨化学进行的方向； 3、引入“化学平衡常数”定量探讨和描述化学反应的限度； 4、应用化学平衡常数定量探讨温度、浓度和压强对化学平衡的影响； 5、引入“活化能、有效碰撞”等概念探讨温度和催化剂对反应速率的影响 由此看出新教材更注重定量，注重用数据说明、解释问题,从09年高考试题中也看出注重定量计算，用数据说明问题。

5. 高考考试说明中化学反应速率和化学平衡知识点变化：高考考试说明中化学反应速率和化学平衡知识点变化： 增加三处： 1、“了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用” 2、“了解化学平衡建立的过程” 3、"能够利用化学平衡常数进行简单的计算" 调整一处 “以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件” 调整为 “了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用”。 由此看出计算、催化剂的作用增强，适宜条件的选择降低要求，但并不是取消。

7. 新旧教材对比 从教材章节安排可以看出，侧重速率教学，降低化学平衡教学，降低了勒沙特列原理的运用

8. 新旧教材课时安排比较： 从课时安排看：化学反应速率教学都安排三课时；化学平衡教学课时安排也 基本一致，因此从课时安排上看变化不大，教学重、难点依然在平衡上。 本章虽然没有具体的化工生产内容，但选择化工生产最适宜的条件必然涉及化学反应速率和化学平衡等理论的应用，同时考试说明中要求“了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用”因此建议补充合成氨条件的选择 ，不再讲工业生产

9. 教材内容结构 内容按照由易到难的顺序安排，　　速率→平衡→平衡常数→反应进行的方向

11. 影响因素： 反应焓变（△H） 反应熵变（△S） 判据：△H — T△S 化学 热力学 方向 共同 影响 认识化学反应 定量描述：化学平衡常数 平衡转化率 影响因素：T 、c 、P 限度 化学 动力学 速率 定量描述：化学反应速率 影响因素： c 、T、催化剂 知识体系 化学反应条件的优化

12. 本章教学思想： 本章内容抽象又具体。 抽象：理论解释对学生来说是全新的，有些反应的深层本质学生是接触不到的，只能凭思考、想象，增大学生的学习难度； 具体：在生活中有大量鲜活的事实。 因此教学中充分利用数据、图片、实验现象等引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生联想，从而培养学生思维能力和迁移能力。

13. 第一节教学目标及教材处理

14. 考试说明

15. ▲准确把握教学内容，把规定的内容落实到位； ▲利用[实验2-1]，由学生分析实验原理； ▲加强探究实验教学：发生装置、收集装置；

16. 教材内容

17. 第一节 化学反应速率 一、化学反应速率 1.概念： (1)化学反应速率：是描述化学反应进行快慢的物理量。 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示。

18. △c △n/V 数学表达式：v= ——— = ——— △t △t 2. 化学反应速率的表示方法 表示方法： 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是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。 单位：mol/(L •min ) mol/(L • s)

19. 注意 (1) v只取正值 (2)v一般指平均速率，而非 瞬间速率 (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。

20. △c(A) △c(B) △c(Z) vA= ——— vB= ——— vZ= ——— △t △t △t △c(Y) vY= ——— △t (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 + nB = pY + qZ

21. 求算化学反应速率时应注意： ①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。 ②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。 即对于反应： aA + bB = cC + dD vA : vB : vC : vD = a : b : c : d

22. 1.  化学反应速率是标量，只有大小而没有方向；1.  化学反应速率是标量，只有大小而没有方向； 2.  一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的； 3.  对于固体或气体反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”是不变的，因此一般不用固体、纯液体表示化学反应速率； 4.  对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同，但其化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。 化学反应速率概念理解

23. 3.化学反应速率的简单计算 在解题过程中经常用“起始量、变化量、某时刻量”的 格式来分析解决问题。

24. 例：在密闭容器中合成氨气，开始时N2的浓度8mol/L，H2的浓度为20mol/L，5min后N2的浓度为6mol/L，用N2、H2和NH3表示该反应的速率分别是多少？例：在密闭容器中合成氨气，开始时N2的浓度8mol/L，H2的浓度为20mol/L，5min后N2的浓度为6mol/L，用N2、H2和NH3表示该反应的速率分别是多少？ △c(N2) 2mol/L vN2= ——— = ——— =0.4mol/(L.min) 5min △t △c(H2) 6mol/L vH2= ——— = ——— =1.2mol /(L.min) 5min △t △c(NH3) 4mol/L vNH3= ———— = ——— =0.8mol /(L.min) 5min △t 解： N2 + 3H2 = 2NH3 起始浓度(mol/ L) 8 20 0 5min后浓度(mol/ L)6 △c(N2)=2 △c(H2)=6 △c(NH3)=4 △ c (mol/L)

25. 例3.可逆反应A(g) + 3B(g)＝2C(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（ ） A、vA=0.15 mol/L·min B、vB=0.6 mol/L·min C、vC=0.4 mol/L·min D、vD=0.01 mol/L·s [解析]：解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。 A、vA=0.15 mol/L·min B、vA=0.2 mol/L·min C、vA=0.2 mol/L·min D、vA=0.6 mol/L·min 答案：D

26. 例4、某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为_________。 【分析】由图示可知X、Y、Z三种物质物质的量的变化量分别为：0.3 mol，0.1 mol，0.2 mol 故化学方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为： 0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol=3∶1∶2 因此，反应的化学方程式为3X+Y 2Z。

27. 二、化学反应速率的测定 化学反应速率是通过实验测定的。可以利用化学反应中与任一化学物质的浓度（或质量）相关的性质进行测定。 (1)直接观察的某些性质， 如恒温恒压条件下测释放出的气体的体积或恒温恒容条件下测体系的压强； (2)仪器测量的性质 如颜色的深浅，光的吸收，光的发射，导电能力等。

28. 实验改进、量气方法、实验设计、突出控制变量 观察思考 实验2-1中可根据哪些相关的变化来测定该反应的反应速率？

29. 硫酸浓度的变化 产生相同体积H2所用的时间的不同 相同质量锌完全溶解于硫酸所用时间的不同

30. （2008年广州市一模）实验Ⅱ：测定锌与稀硫酸反应的速率。（2008年广州市一模）实验Ⅱ：测定锌与稀硫酸反应的速率。 测定该反应速率的方法有多种，不同的方法需要测定不同的数据。请根据你设计的测定方法，填写需要记录的数据及其单位： ① ，单位 ； ② ，单位 。 根据你测定的实验数据，处理后可求得_________（填化学式）的反应速率，单位是__________。

31. 第二节教学目标及教材处理

32. 考试说明对比

33. 教材内容设计

34. 第二节：教学建议 ▲影响化学反应速率的因素，学生在必修2中已经有所认识，所以重点应该放在化学实验的验证，并通过已学理论加以理解和落实； ▲应该全面的将必修2时的验证性实验改为设计探索性实验 学生实验前应明确： 　实验目的　　　化学反应　　　　影响因素　　　　控制变量　　　　实验结论　　　　应用所学理论解释原因 ▲增加必修里面并未涉及的压强对有气体参加的化学反应的速率的影响；增加等温等容和等温等压条件下，体系中无关气体的通入对速率的影响。

35. 第二节 影响化学反应速的因素

36. 简化后的有效碰撞模型 理论复习 ⑴ 化学反应的实质是： 旧的化学键断裂，新的化学键形成 ⑵ 化学反应发生的先决条件： 反应物分子相互接触和碰撞 注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。

37. 在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；有效碰撞频率越高，反应速率越快。

38. 反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞？ 思考： ①有足够的能量使旧键断裂 ②碰撞时要有合理的取向 力量不够 取向不好 好球！有效碰撞

39. ⑶ 在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。 特点： (1) 在一定条件下，活化分子在反应物分子中所占的百分数固定不变。 (2) 活化分子间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能克服相撞分子间的排斥力，能够破坏分子内原子间的“结合力”从而导致反应物分子破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应。

40. 普通分子转化为活化分子所需的最低能量叫活化能。 普通分子 + 活化能 =活化分子 E1为反应的活化能 E2 — E1为反应热 活化能越小，普通分子越容易传化成活化分子。

41. 活化能低 普通分子易变成活化分子 活化分子百分数大 有效碰撞次数多 反应速率快 化学反应发生的条件 分子具有足够的能量→ 活化分子 有效碰撞 分子运动→ 相互碰撞 有合适的取向 发生化学反应 活化能、活化分子与反应速率的关系：

42. 影响化学反应速率的因素 内因： 反应物自身的结构和性质 外因： 浓度、压强、温度、催化剂 思考： 浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响？它们在实质上是如何改变反应速率的？

43. 1、浓度对化学反应速率的影响 结论： 当其他条件不变时，增加反应物的浓度可以加快化学反应速率；降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。 注意：增加固体或纯液体的量不会改变反应速率；但是将块状固体变为粉末状固体可以加快反应速率（增大接触面积。） 问题：用理论解释为什么浓度对化学反应速率有影响？

44. 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。 实质：

45. 2、压强对反应速率的影响 结论： 　　对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。 适用范围： 仅适用于反应体系中有气体物质的反应。 对于只有固体或液体参加的反应,压强的变化对反应速率的影响可以忽略不计. 问题：用理论解释为什么压强对化学反应速率有影响？

46. 实质： 对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。

47. 3、温度对速率的影响 结论、 其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度速率减慢。 为什么升高温度会使反应速率加快？

48. 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，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，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。

49. 4、催化剂对速率的影响 结论：催化剂能够改变化学反应速率。 催化剂能加快化学反应速率 （如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。）

50. 活化分子变成生成物分子放出的能量 没加催化剂 活化能 能量 活化分子 E1 E2 反应物 反应热 生成物 反应过程 加了催化剂 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。