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鲁科版化学反应原理模块第2章 化学反应的方向、限度与速率

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鲁科版化学反应原理模块第2章 化学反应的方向、限度与速率
第1、2节复习课 教学案例（第1课时）
一、教学背景分析
（一）教材分析
《化学反应原理》第2章在内容上如此多的定量探讨的内容，在高中阶段有什么用途和意义呢？在过去的教材使用过程中，常常遇到学生的 “ 这个反应为什么可以发生而另一个反应却不能发生？ ” 、 “ 这些反应条件怎样影响反应速率和化学平衡？ ” 等等问题让我们欲言难齿而苦恼。现在教材中第 2 章 “ 化学反应的方向、限度与速率 ” 是在具有化学平衡和化学反应速率的初步概念并已经能够定量描述化学反应的热效应的基础上引入 “ 焓变 ” 与 “ 熵变 ” 定量探讨化学反应进行的方向，引入 “ 化学平衡常数 ” 定量探讨和描述化学反应的限度，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。引入 “ 反应速率常数 ” 定量探讨浓度、温度对反应速率的影响；引入 “ 活化能 ” ，结合反应速率常数定量探讨温度和催化剂对反应速率的影响。
本专题在模块中处于中介和桥梁的作用。化学反应中焓变，以及与熵变一起是判断化学反应方向的依据，化学反应的快慢、方向和限度又是溶液中离子反应（电离平衡、水解平衡、溶解平衡等）的基础。
（二）学情分析
高二的学生，经过高一学年的学习和锻炼，在心理上逐渐趋于理性，认识事物的能力得到加强，并具备了一定的分析和抽象思维能力。通过必修2 化学反应速率的学习，学生已经知道化学反应有快慢和限度之分，浓度能影响化学反应速率的大小和化学反应的限度，但不知其因，也没有作定量研究。因此，教师应激发学生的求知欲，加强过程与方法的培养，提高学生的定量分析能力和综合归纳能力。
二、教学目标
知识与技能：
1. 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2. 描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
3. 通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
过程与方法：
把握整体思路，抓住问题线索。标准提出“能用焓变和熵变说明化学反应的方向”，仅仅要求学生知道化学反应发生的总趋势是体系能量降低和熵的增加。关于化学平衡，标准要求学生能够描述其建立过程，通过探究外界条件对化学平衡的影响获得化学平衡移动原理，并能加以应用。对于化学平衡状态的定量描述，标准提出要求学生知道化学平衡常数的涵义，对与化学平衡相关的计算则限制在计算反应物转化率。在教学中要有所侧重，把握好深度、广度.
情感态度与价值观：
1．赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源危机的问题，逐步形成可持续发展的思想。
2．形成实事求是的科学态度,掌握从宏观到微观,现象到本质的科学研究方法.
三、重点、难点
重点：1. 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2. 描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

难点：通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
四、教学策略与手段
本专题内容涉及的基本概念和基本理论都是比较抽象、概括性的知识，学生较难理解。但是，教师应该认识到这些原理的形成是由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的认识过程，是在这种感性认识到理性认识的不断循环所进行的归纳、演绎等逻辑推理过程中逐渐产生的。因此，在教学中应抓住本专题内容的基本特征——定性分析和定量计算相结合、感性认识和理性分析相结合，充分运用逻辑推理，重视创设归纳化学反应原理的过程以及运用相关原理解决问题的演绎过程。
教学过程中，注意化学基本概念是由浅入深、由简单到复杂逐步深入和完善的，教学处理时要注意概念的层次性。那种任意扩大要求、不分阶段、企图一次“讲深讲透讲完整”的做法是不可取的，例如焓变、熵变、自发反应概念不必深究。
五、教学过程
【展示目标】1. 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
2. 描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
3. 通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。
【问题思考1】如何判断一个化学反应能否自发进行？
【学生概括】判据（在温度、压强一定的情况下）：若ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行；若ΔH-TΔS=0，反应达到平衡状态；若ΔH-TΔS<0，反应能自发进行。
【板书】一、判据（温度、压强一定）
【例1】实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解中，正确的是（　　）
A．所有的放热反应都是自发进行的
B．所有的自发反应都是放热的
C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D．焓变是决定反应是否具有自发性的判据
解析：多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，只能说“焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素，但不是唯一因素。”
答案：C
【练习】1.下列说法完全正确的是
A.放热反应均是自发反应 B.ΔS为正值的反应均是自发反应
C.物质的量增加的反应，ΔS为正值 D.自发反应也需要一定条件
2.下列反应中熵增加的是（ ）
A.食盐晶体溶于水 B.氢气在氧气中燃烧生成液态水
C.碳酸氢铵分解 D.水蒸气冷凝为水
【例2】下列说法中正确的是（ ）
A．某反应低温条件下能自发进行，那么高温条件下也一定能自发进行
B．某反应高温条件下不能自发进行，那么低温条件下也不能自发进行
C．反应方向是由焓变和熵变共同决定的，与反应温度无关
D．温度有可能对反应的方向起决定性作用
解析：根据△H－T△S的判断依据，当△H＜0、△S＞0时，所有温度下反应能自发进行；当△H＞0、△S＞0时，高温下反应能自发进行；当△H＜0、△S＜0时，低温下反应能自发进行；当△H＞0、△S＜0时，所有温度下反应不能自发进行；当△H＞0、△S＞0或△H＜0、△S＜0且△H与△S相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定性作用。
答案：D
【练习】已知在100kPa、298.15K时石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H=178.3kJ·mol－1　△S=160.4J·mol－1·K－1,试判断反应的自发性及自发进行的最低温度。
【问题思考2】ΔH －TΔS＜0的反应一定能自发发生吗？
【概括整合】ΔH －TΔS＜0只是说明在一定条件下该反应有自发发生的趋势，即反应发生的可能性，并不说明能实际发生，反应能否实际发生还涉及反应速率问题。
【问题思考3】化学平衡研究的对象是什么？如何证明SO2和O2反应生成SO3是可逆反应？
【概括整合】可逆反应；同位素示踪原子法：反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 达平衡后，再向容器中通入含氧的同位素18O的氧气，经过一段时间后，18O原子位于SO2、O2和SO3中。因此，可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物
【问题思考4】如何理解化学平衡的建立过程？
【概括整合】 化学平衡状态指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。是可逆反应过程中的一种特殊状态
【问题思考5】1．化学平衡的特征有哪些？
2．某化学反应达到平衡时反应物的浓度等于生成物的浓度，是否正确？
3．化学反应达到平衡时，反应停止了，所以各物质的百分含量保持不变。这句话对吗？
【概括整合】(1)“等”：即对同种物质来讲，v正(X)＝v逆(X)，这是本质。
(2)“动”：化学平衡是一种动态平衡，平衡时反应仍在进行。 v正(X)＝v逆(X) ≠0
(3)“定”：外界条件(如：浓度、温度和压强)不改变时，化学平衡状态不变，反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。
(4) “变”：当外界条件发生改变时，化学平衡可能被破坏，一定时间后，在新条件下可重新建立新的平衡。
【例3】二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到35 s时，达到平衡（NO2浓度约为0.010 mol/L）。图中曲线表示二氧化氮分解反应在前20 s内的反应进程。
①、若反应延续至60 s，请在图中用实线接着画出20 s～60 s的反应进程曲线。
时间/s
10
20
30
40
50
60
浓度
0.010
0.020
0.030
②、若在反应开始时加入催化剂（其他条件都不变），请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进程曲线。
时间/s
10
20
30
40
50
60
浓度
0.010
0.020
0.030

【练习】1.可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A. 3v正（N2）＝v正（H2） B. v正（N2）＝v逆（NH3）
C. 2v正（H2）＝3v逆（NH3） D. v正（N2）＝3v逆（H2）
2.下列说法可以证明反应N2+3H22NH3 已达平衡状态的是 ( )
A．1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成
【问题思考5】化学平衡的标志的讨论，平衡时，反应物转化率大小？
【概括整合】
直接标志：A．V正 = V逆
B．各组分的m、n不变。
C．通过含量：各组分的质量分数、物质的量分数、（恒温、衡压下）气体的体积分数不变。
D．通过浓度：各组分的浓度不变。
E．比较化学键的断裂与生成的量的关系
间接标志：A．通过总量：前提：气体反应Δvg≠0时。体系的n（总）、p（总）、v（总）不变。
B．通过复合量：、ρ不变。
C．其他：如平衡体系颜色不变（实际是有色物浓度不变）
平衡时，反应物转化率(α)最大。
【板书】二、化学平衡的标志
【例4】在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：
A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平衡的是 ( )
A、混合气体的压强 B、混合气体的密度
C、B的物质的量浓度 D、混合气体的平均相对分子质量
答案：BCD
【思考】若A为气体？答案：ACD
【注意】（1）对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如2SO2+O22SO3）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。
（2）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：（如H2+I2(g) 2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。
【练习】试写出下列反应的浓度平衡常数的数学表达式：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) ；C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
答案： ；
注意：反应中的固体或纯溶剂不列入平衡常数的表达式中！
【板书】三、平衡常数与反应限度
【问题思考与整合】(1)平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。 若正反应是吸热反应,升高温度,K 增大;若正反应是放热反应,升高温度,K 减小;
(2)平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。
K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。
(3)反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得较完全；K ≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）。
(4) K的表达式和数值与方程式的具体写法有关。
【练习】不同温度时，反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),的平衡常数与温度的关系如下：
温度
623K
698K
763K
平衡常数
66 .9
54.4
45.9
通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上述可逆反应的正方向是 反应。
【问题思考6】用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用什么来表示反应限度？
【概括整合】用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。
对于可逆反应: mA(g)+nB (g)pC(g)+qD(g)：反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：
或
【例5】对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下，将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下的平衡常数？求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。
【思考】当将题中的SO2(g) 和O2(g) 的物质的量分别为0.12mol和0.06mol时SO2(g)和O2(g)的平衡转化率
【点拨】温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。
化学平衡计算的基本方法——三段分析法
　　　　　　　ｍＡ（ｇ）＋　ｎＢ（ｇ）　ｐＣ（ｇ）＋　ｑＤ（ｇ）
起始　　　　　ａ　　　　　　　ｂ　　　　　　　　０　　　　　　０
变化　　　　　
平衡　　　　
【练习】在2L的容器中充入 1mol CO和 1mol H2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求：
（1）CO的平衡浓度和转化率。
（2）若温度不变，上容器中充入 的是1mol CO和 2mol H2O(g)， CO和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。
（3）若温度不变，上容器中充入 的是1mol CO和 4mol H2O(g)， CO和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。
（4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入 H2O(g) 物质的量为多少。
【问题思考7】复述、再现和讨论反应条件对化学平衡的影响。
【板书】四、反应条件对化学平衡的影响
【概括整合】在其他条件不变的情况下，
（1）改变温度：升高反应体系的温度，平衡向________的方向移动；
降低反应体系的温度，平衡向________的方向移动。
温度对平衡移动的影响是通过改变_______________实现的。
（2）改变浓度：增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，Qc ___Kc，化学平衡____移动。
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，Qc ___Kc，化学平衡____移动。
Q与K的表达式相同，均为 ，所不同的是，计算K时所用浓度是平衡浓度，而计算Q时所用浓度是任一瞬间的浓度。
（3）改变压强：增大体系压强，平衡向着气体体积_________的方向移动；
减小体系压强，平衡向着气体体积_________的方向移动。
【强调】
（1）对于一个已知的化学反应，当温度一定时，化学平衡常数K为确定的值。温度对平衡移动
的影响是通过改变平衡常数实现的。浓度、压强的影响是通过使Qc与Kc不再相等，而使平衡发
生移动。
（2）浓度适用于有气体参加或气体生成的反应或溶液中进行的反应，所以通常认为改变固体的量时化学平衡不发生移动。
（3）反应物有两种或两种以上，增加一种物质的浓度，该物质的平衡转化率降低，而其他物质的转化率升高。
（4）不特别指明时，增大压强均指压缩体积。平衡混合物是固体或溶液时，改变压强，平衡不移动。改变体系的压强相当于改变体系的体积，也就相当于改变物质的浓度（如增大体系的压强相当于增大气体的浓度），压强对化学平衡移动的影响是由于压强改变引起气体浓度的改变而引起化学平衡移动的，若压强的改变并没有造成气体浓度的改变则平衡不移动。稀有气体（或不参加反应的气体）的加入而导致的压强变化，对化学平衡的影响，要具体分析平衡物质的浓度是否变化，即体系占据的体积是否改变。恒容时，压强增大，但体积不变，所以浓度不变，平衡不移动。恒压时，体积增大，反应物和生成物的浓度同时减小，相当于减小压强，平衡向总体积增大的方向移动。
（5）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。
【例6】现由可逆反应CO(气)+H2O (气) CO2(气) +H2(气)－△H，在850℃时，K＝1。
① 若温度升高至950℃，反应达到平衡时，K_<___1（<、>、＝）
解析：K值越大表示反应越易向正反应方向进行，升温反应逆反应方向移动即不易向正反应方向进行。
② 850℃时在固定容积的密闭容器中放入混合物，起始浓度c(CO)=0.01mol/L，c(H2O) (气) =0.03mol/L， c(CO2) =0.01mol/L， c(H2) =0.05mol/L。则反应开始时，H2O (气)的消耗速率比生成速率___小____（大、小、不确定）
解析：Q＝＝>1，即反应要向K＝1的方向进行只能使分子减小、分母增大即向逆反应进行。
③ 850℃时，若将②中H2O起始浓度增加到0.1mol/L，则反应向（填正反应、逆反应）______方向进行；达到平衡时α(CO)＝______。
解析：浓度商Q＝＝<1正反应方向进行
温度不变即K不变 CO(气) + H2O (气) CO2(气) + H2(气)
起始浓度 0.01 0.1 0.01 0.05
变化浓度 x x x x
平衡浓度(0.01－x) (0.1－x) (0.01＋x) (0.05＋x)
K=1=＝ 然后可求得α(CO)
④ 保持容器温度、体积不变，若在容器中充入适量的H2，则重新达到平衡时，CO的反应速率比充H2之前___增大___（大、小、不确定）理由是什么？
解析：增大任一反应物或生成物的浓度，化学反应速率都增大。
【例7】 在容积相同且固定不变的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：2A(g) + 3B(g) 3C(g) + 2D(g)， 起始时四个容器所盛A、B的量分别是 甲：A 2mol，B 1mol；乙：A 1mol，B 1mol；丙：A 2mol，B 2mol；丁：A 1mol，B 2mol，在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率大小关系正确的是（ ）
A. B的转化率：甲＜丙＝乙＜丁 B. A的转化率：甲＜丙＜乙＜丁
C. B的转化率：甲＞丙＞乙＞丁 D. A的转化率：甲＜乙＜丙＜丁
【问题思考8】平衡移动方向与反应物转化率的关系怎样呢？
【板书】五、平衡移动方向与反应物转化率的关系
【完成学案】（1）温度和压强的影响
温度或压强改变后，若能引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定 。
（2）反应物用量的影响
①若反应物只有一种，如aA(g) bB(g) + cC(g) ,增加A的量，平衡正向移动，此种情况等效于加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关：
a=b+c, A的转化率不变
a>b+c, A的转化率增大
a<b+c, A的转化率减小
②若反应物不止一种，如aA（g） + bB(g) cC(g) + dD(g)
a.若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则Ａ的转化率 ，Ｂ的转化率 ，若只减少Ａ的量，平衡向逆反应方向移动，则Ｂ的转化率 。
ｂ．若反应物Ａ、Ｂ的物质的量同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于加压，反应物的转化率与气态物质化学计量数有关
ａ＋ｂ＝ｃ＋ｄ，转化率
ａ＋ｂ＜ｃ＋ｄ，转化率
ａ＋ｂ＞ｃ＋ｄ，转化率
【概括整合】通过复习理解决定化学反应进行的方向的因素，学会用化学平衡常数和转化率来描述化学反应的限度，两者都用到了定量的计算。
【作业】将本节课例题解题思路整理在错题记录本上.
【课堂检测】
1．下列说法完全正确的是（ ）
A. 放热反应均是自发反应
B. ΔS 为正值的反应均是自发反应
C. 物质的量增加的反应，ΔS 为正值
D. 如果ΔH和ΔS 均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行
2．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是（ ）
A．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K
C．平衡常数K只与温度有关，与反应浓度、压强无关
D．从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度
3．对于3Fe(s) + 4H2O(g) Fe3O4(s) + 4H2(g)反应的化学平衡常数的表达式为（ ）
A． B. C. D.
4.某温度，反应SO2(g)+O2(g) SO3(g)的平衡常数K=50，在同一温度下，反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) 的平衡常数K值应为( )
A. 2500 B. 100 C.4×10—4 D. 2×10—2
六、板书设计
第1、2节复习课 教学案例（第1课时）
一、判据（温度、压强一定）
二、化学平衡的标志
三、平衡常数与反应限度
四、反应条件对化学平衡的影响
五、平衡移动方向与反应物转化率的关系
七、教学反思
本专题增加了以前大学化学中的一些内容，如熵、熵变、化学反应方向等。这些内容在以往的教材从来都没有出现过，因此，在教学中应适当翻阅大学书籍和其他资料，深入理解有关专业知识及有关化学反应研究的新发现、新成果、新方法。在进行教学设计时,教师要在研读《普通高中化学课程标准(实验)》的基础上,认真分析,理解教材,包括理解教材的知识体系,了解教材的知识背景等.
【附件】
【知识梳理】
一、判据（在温度、压强一定的情况下）：若ΔH-TΔS>0，反应不能自发进行；若ΔH-TΔS=0，反应达到平衡状态；若ΔH-TΔS<0，反应能自发进行。
二、化学平衡的标志
直接标志：A．V正 = V逆
B．各组分的m、n不变。
C．通过含量：各组分的质量分数、物质的量分数、（恒温、衡压下）气体的体积分数不变。
D．通过浓度：各组分的浓度不变。
E．比较化学键的断裂与生成的量的关系
间接标志：A．通过总量：前提：气体反应Δvg≠0时。体系的n（总）、p（总）、v（总）不变。
B．通过复合量：、ρ不变。
C．其他：如平衡体系颜色不变（实际是有色物浓度不变）
平衡时，反应物转化率(α)最大。
三、平衡常数与反应限度
四、反应条件对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下，
（1）改变温度：升高反应体系的温度，平衡向________的方向移动；
降低反应体系的温度，平衡向________的方向移动。
温度对平衡移动的影响是通过改变_______________实现的。
（2）改变浓度：增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，Qc ___Kc，化学平衡____移动。
增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，Qc ___Kc，化学平衡____移动。
Q与K的表达式相同，均为 ，所不同的是，计算K时所用浓度是平衡浓度，而计算Q时所用浓度是任一瞬间的浓度。
（3）改变压强：增大体系压强，平衡向着气体体积_________的方向移动；
减小体系压强，平衡向着气体体积_________的方向移动。
五、平衡移动方向与反应物转化率的关系
（1）温度和压强的影响
温度或压强改变后，若能引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定 。
（2）反应物用量的影响
①若反应物只有一种，如aA(g) bB(g) + cC(g) ,增加A的量，平衡正向移动，此种情况等效于加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关：
a=b+c, A的转化率不变
a>b+c, A的转化率增大
a<b+c, A的转化率减小
②若反应物不止一种，如aA（g） + bB(g) cC(g) + dD(g)
a.若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则Ａ的转化率 ，Ｂ的转化率 ，若只减少Ａ的量，平衡向逆反应方向移动，则Ｂ的转化率 。
ｂ．若反应物Ａ、Ｂ的物质的量同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于加压，反应物的转化率与气态物质化学计量数有关
ａ＋ｂ＝ｃ＋ｄ，转化率
ａ＋ｂ＜ｃ＋ｄ，转化率
ａ＋ｂ＞ｃ＋ｄ，转化率
【学习训练】
A、基础训练
1．下列反应中，ΔS最大的是（ ）
A. C(s)+O2(g) → CO2 (g) B. 2SO2(g)+O2(g) →2SO3(g)
C. N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） D. CuSO4(s) + 5 H2O(l)→ CuSO4· 5 H2O (s)
2．下列反应在常温下均为非自发反应，则在高温下仍为非自发的是（ ）
A. Ag2 O(s) → 2Ag(s)+O2(g) B. Fe2O3( s )+C( s ) →2Fe( s ) + CO2(g)
C. N2O4（g）→ 2NO2（g） D. 6C(s) + 5 H2O(l)→ C6H12O6 ( s )
B、提高训练
3.在容积为1L的密闭容器中，装有4mol NO2，在一定温度时进行下面的反应：2NO2(g) N2O4(g),在该温度下反应的平衡常数K=0.25，则平衡时该容器中NO2的物质的量为（ ）
A.0 mol B. 1 mol C. 2 mol D. 3 mol
4．在密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800℃，有下列平衡：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ，且平衡常数K为1 ，若用2 molCO和10 molH2O相互混合并加热到800℃，则CO的转化率为( )
A. 16.7% B. 50% C. 66.7% D. 83.3%

鲁科版化学反应原理模块第2章 化学反应的方向、限度与速率
第3、4节复习课 教学案例（第2课时）
一、教学背景分析
（一）教材分析
《化学反应原理》第2章在内容上如此多的定量探讨的内容，在高中阶段有什么用途和意义呢？在过去的教材使用过程中，常常遇到学生的 “ 这个反应为什么可以发生而另一个反应却不能发生？ ” 、 “ 这些反应条件怎样影响反应速率和化学平衡？ ” 等等问题让我们欲言难齿而苦恼。现在教材中第 2 章 “ 化学反应的方向、限度与速率 ” 是在具有化学平衡和化学反应速率的初步概念并已经能够定量描述化学反应的热效应的基础上引入 “ 焓变 ” 与 “ 熵变 ” 定量探讨化学反应进行的方向，引入 “ 化学平衡常数 ” 定量探讨和描述化学反应的限度，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。引入 “ 反应速率常数 ” 定量探讨浓度、温度对反应速率的影响；引入 “ 活化能 ” ，结合反应速率常数定量探讨温度和催化剂对反应速率的影响。
本专题在模块中处于中介和桥梁的作用。化学反应中焓变，以及与熵变一起是判断化学反应方向的依据，化学反应的快慢、方向和限度又是溶液中离子反应（电离平衡、水解平衡、溶解平衡等）的基础。
（二）学情分析
高二的学生，经过高一学年的学习和锻炼，在心理上逐渐趋于理性，认识事物的能力得到加强，并具备了一定的分析和抽象思维能力。通过必修2 化学反应速率的学习，学生已经知道化学反应有快慢和限度之分，浓度能影响化学反应速率的大小和化学反应的限度，但不知其因，也没有作定量研究。因此，教师应激发学生的求知欲，加强过程与方法的培养，提高学生的定量分析能力和综合归纳能力。
二、教学目标
知识与技能：
1. 知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。
2. 知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
3. 通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
4. 通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
5. 认识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。
过程与方法：
把握整体思路，抓住问题线索。引入 “ 反应速率常数 ” 定量探讨浓度、温度对反应速率的影响；引入 “ 活化能 ” ，结合反应速率常数定量探讨温度和催化剂对反应速率的影响。本节课采用主体探究式教学方法，以外界条件对化学反应速率影响因素的探究为载体，引导学生自主学习、合作学习。在教学中力求“学生在教师指导下，以类似科学研究的方式去获取知识、应用知识和解决问题，从而在掌握知识内容的同时，让学生体验、理解和应用科学方法，培养创新精神和实践能力。”
情感态度与价值观：
树立辩证唯物主义的观点，学习化学反应速率的表示方法及各种因素对化学反应速率的影响,可以促使学生利用有关化学反应速率的知识指导生活,提高生活质量，认识控制反应速率的意义。化学反应速率是从化学动力学的角度研究化学反应的
三、重点、难点
重点：1. 知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。
2. 知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
难点：1. 通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
2. 通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
3. 认识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。
四、教学策略与手段
本专题内容涉及的基本概念和基本理论都是比较抽象、概括性的知识，学生较难理解。但是，教师应该认识到这些原理的形成是由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的认识过程，是在这种感性认识到理性认识的不断循环所进行的归纳、演绎等逻辑推理过程中逐渐产生的。因此，在教学中应抓住本专题内容的基本特征——定性分析和定量计算相结合、感性认识和理性分析相结合，充分运用逻辑推理，重视创设归纳化学反应原理的过程以及运用相关原理解决问题的演绎过程。
教学过程中，注意化学基本概念是由浅入深、由简单到复杂逐步深入和完善的，教学处理时要注意概念的层次性。那种任意扩大要求、不分阶段、企图一次“讲深讲透讲完整”的做法是不可取的，
五、教学过程
【展示目标】1. 知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。
2. 知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
3. 通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
4. 通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
5. 认识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。
【例1】反应4NH3+5O2 4NO+6H2O 在5升的密闭容器中进行，30秒后，NO 的物质的量增加了0.3mol，此反应的平均反应速率用NO来表示为多少？
问题1：若用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？
问题2：v(NO)=0.002mol/L·s 与v(O2)=0.0025mol/L·s是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律？
【板书】一、化学反应速率
【问题思考1】化学反应速率的含义？
【学生回答】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度。通常用单位时间内某反应物浓度的减少或某生成物浓度的增大来表示。化学反应速率为正值。
【问题思考2】小结化学反应速率表示时的注意点、规律。
【学生概括】1、在同一反应体系中用不同的物质来表示反应速率时，其数值是可以不同的，但是这些数值都表示同一个反应速率。因此化学反应速率的表示必须注明用哪种物质来做标准。
2、用同一反应体系中不同物质表示同一速率时，其数值比一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
3、一般来说，化学反应的速率随着反应的进行可不断变化。因此某一时间段内的反应速率实际是指这一时间段内的平均速率，而不是指瞬时速率。v>0
【练习】反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为：
(1)v(A)=0.3mol/（L·s） (2)v(B)=0.6mol/（L·s）
(3)v(C)=0.4mol/（L·s） (4)v(D)=0.45mol/（L·s）
则该反应速率的快慢顺序为—————————。
【概括】所以比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明。
【问题思考3】影响化学反应速率的因素有哪些？
【概括】不同的化学反应主要决定于反应物性质；同一化学反应主要决定于反应条件。
内因：反应物本身的性质 外因：浓度、温度、压强、催化剂等
【板书】二、影响化学反应速率的因素
1、浓度的影响
【例2】反应速度V和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H2+Cl2→2HCl的反应速度V可表示为V=kcm(H2)·cn(Cl2)，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
(mol/L)
(mol/L)
V(mol/L·s)
1.0
1.0
1.0K
2.0
1.0
2.0K
2.0
4.0
4.0K
由此可推得，m、n值正确的是
A m=1、n=1 B m=1/2、n=1/2 C m=1/2、n=1 D m=1、n=1/2
【问题思考4】一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系能否根据反应的化学方程式直接写出？
【概括】1、反应速率常数与 无关，但受