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1、 1 89 中示范性高中迎评课教案-2 化学反应限度 一、教材分析 在前面两节中，教材着重探讨化学能向其他形式的能量（如热能和电能）的转化，并指出化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化是化学反应的两大基本特征。本节教材则是从另一个角度研究化学反应，探讨人类面对具体的化学反应要考虑的两个基本问题：外界条件对化学反应速率和反应的限度的影响。化学反应速率和反应的限度属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，也是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识。同时，本节内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关
2、。人类利用和控制化学反应，必须了解这些问题。本节内容是对前两节内容的拓展和完善。学生学习完化学能与热能或电能的内容之后，更加希望了解到怎样才能快速、最大限度得到人类所需要的能量，为人类服务。因此，通过学习本节内容使学生对化学反应特征的认识更深入、更全面，在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。为了降低教学难度，不增加高一学生学业负担，课程标准对本部分学习内容进行分解，既体现学习的阶段性，又有必修、选修学习的层次性。在必修模块中侧重定性分析和描述，在选修模块中侧重定量推理和应用，在具体问题上（比如温度对化学反应速率的影响）先后还有交叉和重叠。教材这种安排，是为学生概念的形成
3、和发展呈现一种螺旋式上升形态，是符合学生的认知规律的。本节教学内容主要为：在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后，教材通过科学史实等事例，让学生认识化学反应限度问题，经过对化学反应的可逆性可逆反应化学平衡状态的分析推进，认识化学反应是有限度的，并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。二、学情分析 高一学生对于化学反应本节以前储备的知识都是能完全反应，可以进行到底的。对反应限度完全陌生。对可逆反应只有浅显了解。且学完化学反应限度有限的知识后，立即进行化学反应条件的控制提高煤的燃烧效率的分析研究。对学生来说，难度很大。所以本节课重点放在化学平衡状态的本质；会判断达到平衡状态时的宏观特征；分
4、析正、逆反应速率随时间变化的示意图。以大量事例入手，多加指导和提示，不易拓展和加深，为必修4 的进一步学习打好基础，扫除障碍，切勿使学生产生畏惧心理。三、教学目标 1知识与技能 2（1）了解可逆反应和正、逆反应速率。（2）认识化学反应限度的概念。（3）能正确理解化学平衡状态的本质，会判断达到平衡状态时的宏观特征（4）能理解在一定条件下可逆反应中，正、逆反应速率随时间变化的示意图。（5）了解化学反应条件的控制、意义及运用等。了解提高煤的燃烧效率的条件控制。2过程与方法（1）通过观察、分析图 2-20 内容及回答相关问题，培养学生从图片中获取信息的能力，以及借助图像分析问题的能力。（2）通过“煤的
5、燃烧效率”的思考与交流栏目，使学生在阅读、查阅资料、反思、讨论和概括等过程中，提高自主学习的主动性，培养学生获取知识及信息加工能力。3情感态度与价值观（1）通过反应条件控制方法的学习，感悟控制反应条件在生产和科学研究中的作用。（2）通过对“科学视野”、“科学史话”等资料的学习，培养学生热爱科学、奉献科学的意识，激发学生学习化学的热情。4、教学重点、难点 教学重点：化学平衡状态的本质；会判断达到平衡状态时的宏观特征；分析正、逆反应速率随时间变化的示意图。教学难点：化学反应限度的概念理解 四、教学过程 二、化学反应的限度【导入】我们已经知道，合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，解决了地球上
6、因粮食不足导致的饥俄和死亡问题，这是化学对社会发展与进步的巨大贡献，为此，德国化学家哈伯在 1918 年获诺贝尔化学奖。在一密闭容器中，高温、高压、有催化剂条件下，反应 N2+3H2 2NH3，若充入的 N2和 H2分别是 1mol 和 3mol，一定生成 2mol NH3，对吗？实际上，合成氨工业反应物的转化率一般只有 20%左右。什么原因呢？下面让我们一起走进科学史话炼铁高炉尾气之谜去寻找答案。3【学生活动】阅读 P50 科学史话，思考问题【过渡】有些反应是可以进行得很完全，可还是有很多的反应并不能进行完全的。也就是说化学反应存在着一个限度的问题，那么什么样的化学反应不能进行到底呢？【设疑
7、】盐酸和氢氧化钠发生的酸碱中和反应，硝酸银和氯化钠反应生成氯化银沉淀是可逆反应么？为什么？【解释】这些反应在同一条件下可逆程度很小（逆反应倾向很小），所以在通常意义上我们把他们认为不可逆反应。【思考与交流】水的生成（H2+O2）与电解，手机电池的放电与充电，CO2和 H2O 在植物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成 CO2和 H2O，它们是否属于“可逆反应”呢？谈谈你的见解。【学生活动】思考问题，互相讨论【小结】判断一个反应是否是可逆反应的前提是“在同一条件下”，另外还要注意，可逆反应在书写时不用“”，要用“”。【过渡】在化工生产中，为了加快化学反应的速率，人们采取了升高温度、使用催化
8、剂、增大反应物的浓度、减少固体反应物的颗粒大小等方法，而在实际化工生产中，人们为了追求经济效益，不仅要缩短反应时间，还要使反应物尽量多地转化为生成物，所以研究可逆反应的限度就具有十分重要的意义。而化学反应的限度问题实际就是可逆反应中的正反应和逆反应的平衡问题。【引导】请同学们观察图 2-20，分析思考以下问题 【阅读】阅读课文 P51 内容,回答下列问题：（1）从图像中可以看出，反应刚开始时正反应速率最大，逆反应速率为零，为什么？（2）从图像中可以看出，随着反应的进行，正反应速率逐渐较小，逆反应速率逐渐增大，为什么？（提示：此时反应速率与溶液的浓度有关）（3）当反应进行到一定程度时，正反应速率
9、与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的 4 浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为化学平衡状态，此时的化学反应 速率是否为零？正反应速率和逆反应速率是指哪一速率？【举例】某一容器的上、下水【指出】这里的 v（正）和 v（逆）应理解成同一物质表示的消耗速率和生成速率，指定的某物质消耗浓度等于生成浓度，浓度不再改变，这是化学平衡建立的本质原因。浓度不再改变又是化学平衡的特征，是判断达到化学平衡的一个重要依据。可逆反应是一个动态平衡。【小结】1、化学平衡状态的特征：逆，动，等，定，变 逆：针对可逆反应 动：动态平衡 等：正反应速率=逆反应速率（同一物质）定：各组分浓度不变（含量固定）变：条
10、件改变时，化学反应的限度随之改变 2、化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。【过渡】改变一些条件，可以改变化学反应速率，那么可不可以通过改变一些条件改变化学平衡状态呢？实验证明，通过控制反应条件可使反应更好的符合人们预期结果。同学们在选修 4化学反应原理中将要详细学习。那么我们现在学习化学反应的限度有何意义呢？下面让我们观看有关定向爆破的视频，一起来寻找答案吧。三、化学反应条件的控制【思考与交流】小组讨论回答课本 P46 页的思考与交流。【讲解】控制反应条件，使化学反应按我
11、们的需要进行：对有利的或我们需要的化学反应，设法增大反应速率以提高生产或工作效率，促进反应的完成程度以提高原料的利用率；对有害的或我们不希望发生的化学反应，设法降低反应速率或阻止反应进行；对于特殊需要的化学反应可以对反应条件进行特殊的控制。【过渡】煤是我国能源的主要来源，能否充分提高煤的燃烧效率对我国经济建设有重要意义。阅读课文 46-47 页，回答课文中的有关问题，并归纳：提高煤的燃烧效率可以采取哪些措施？【归纳总结】提高煤燃烧效率的方法：5 使燃料充分燃烧（提高能量转化率）：用煤粉（增加固体的表面积）、空气或氧气适当过量（增加反应物浓度）充分利用释放的能量（提高能量利用率）：炉膛采用保温材
12、料、废气用以烧水取暖等等。【过渡】在生产、生活和科研中通过控制反应条件，促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率，请同学们一起来思考下列问题【思考与交流】小组讨论回答课本 P53 页的思考与交流。【归纳总结】1、控制化学反应条件的目的：化学反应有的快，有的慢，有的进行的程度大，有的进行的程度小，有的有利，有的不利，控制化学反应条件，目的是通过改变化学反应的速率和反应进行的程度，是化学反应向着有利的方面进行。2、控制化学反应条件的措施：（1）通过改变反应物的温度、浓度、气体的压强、固体的表面积及使用催化剂等，改变化学反应速率。（2）通过改变可逆反应体系的温度、浓度、气体的压强，改变可逆反应进
13、行的程度。【课堂练习】课本 P53 页 2、3、4、5。【课后练习】1 反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，现向一密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是 A达到化学平衡时，N2将完全转化为 NH3 B达到化学平衡时，N2、H2和 NH3的物质的量浓度一定相等 C达到化学平衡时，N2、H2和 NH3的物质的量浓度不再变化 D达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零 2 对化学反应限度的叙述，正确的是 A任何可逆反应都有一定的限度 B化学反应达到限度时，正逆反应速率相等 C达到化学平衡状态不也就达到化学反应的最大限度 D化学反应
14、的限度是不可改变的 3下列有关化学反应速率和限度的说法中，正确的是（双选）A实验室用 H2O2分解制 O2，加入 MnO2后，反应速率明显加快 6 B实验室用 H2O2分解制 O2，加入 MnO2后，生成 O2的总气体量增多 C2SO2+O2 2SO3反应中，SO2的转化率能达到 100%D实验室用碳酸钙和盐酸反应制取 CO2，用碳酸钙粉末比块状反应要快 4 工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：2C（焦炭）O2（空气）2CO；Fe2O33CO2Fe3CO 该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需其主要原因是：ACO 过量 BCO 与铁矿石接触不充分 C炼铁高
15、炉的高度不够 DCO 与 Fe2O3的反应有一定限度 5下列说法正确的是 A.无论怎样控制反应条件，2molSO2与 1molO2反应都不会生成 2molSO3 B任何化学反应中的反应物都能全部转化成生成物 C化学反应的限度决定于反应物的性质，与外界的条件无关 D可逆反应中，使用催化剂只能增大正反应的化学反应速率 6图示可逆反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)在反应过程中反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列说法正确的是（双选）At1时，只有正方向反应 Bt2时，反应到达限度 Ct2t3,反应不再发生 Dt2t3,各物质的浓度不再发生变化 7对于在密闭容器中、一定条件下进行的可逆反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，能说明反应已达到平衡状态的是 A各物质质量分数相等 Bc(NH3)保持不变 C各物质浓度相等 Dc(NH3)c(N2)c(H2)=213 8图示表示 800 时 A、B、C 三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t 是到达平衡状态的时间。试回答：（1）该反应的反应物是 。（2）该反应的化学方程式为 。（3）若达到平衡状态的时间是 2min，用 A 物质 表示的平均反应速率为 。