江苏省平潮高级中学集体备课化学选修4教案（15份）
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江苏省平潮高级中学集体备课教案：选修4（15份）
江苏省平潮高级中学集体备课教案——选修4 《第二章 化学反应速率和化学平衡》第三节 化学平衡.doc
江苏省平潮高级中学集体备课教案——选修4 《第二章 化学反应速率和化学平衡》第二节 影响化学反应速率的因素.doc
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教 案
课题：第二节 影响化学反应速率的因素 授课班级
课 时 2
教
学
目
的 知识
与
技能 1、理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响
2、能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响
过程
与
方法 1、掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法
2、通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图象，提高识图析图能力，培 养从图象中挖掘化学信息的能力。
情感
态度
价值观 学习实验探究的基本方法，发展学生学习化学的兴趣，培养观察和动手实验的能力。
重 点 化学反应速率的影响因素
难 点 化学反应速率的影响的原因
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第二节 影响反应速率的因素
一、浓度对化学反应速率的影响
当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。
二、压强对化学反应速率的影响
其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。
三、温度对化学反应速率的影响
在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。
四、催化剂对化学反应速率的影响
催化剂能够 改变化学反应速率。
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[引入]提出几个问题以引起学生思考：
1. 我们能够计算出一个化学反应的速率，能否改变化学反应速率呢？
2. 影响化学反应速率的主要因素是什么？我们人类能否控制这个因素？
3. 我们能否通过改变外在条件来改变化学反应的速率呢？试根据日常生活经验 举例说明。
[活动]学生阅读第一自然段后回答：
化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率。如加热、搅拌、增大反应物浓度，都是我们已经用过的方法。日常生活中汽车加大油门、向炉膛鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法。
［知识回顾］有效碰撞理论
1、有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞
化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。
碰撞的频越高，则化学反应速率就越大。研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。有效碰撞是发生化学反应的充分条件。
投篮中的两个条件：一是运动员应具有足够的能量，二是应有合适的取向。有效碰撞的道理即是如此。
2、活化能和活化分子
(1) 活化分子(activated molecule)：能够发生有效碰撞的分子。活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子间的“结合力”，从而导致反应物分子破坏，重新组合生成物分子，发生化学反应
(2) 活化能(activation energy)：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。
如上图中的E1是反应的活化能，E1-E2是反应热。活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子
普通分子+活化能 活化分子
活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何 影响。
(3) 活化能与化学反应速率：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子 数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。
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
利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。
[讲]影响化学 反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其 客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行。
[板书]第二节 影响反应速率的因素
一、浓度对化学反应速率的影响
[问]浓度是怎样影响化学反应速率的？
［学生活动］通过演示实验来观察化学反应的进行。 回顾过去已有的化学知识和所掌握的实验事实。
[投影]实验2-2：在温度不变的情况下，0.01mol/L KMnO4溶液与不同浓度的的H2C2O4 溶液反应的对比实验。
注意事项： KMnO4溶液的浓度不要太大，否则溶液颜色过重，需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。配制成0.01 mol/L比较合适。KMnO4溶液要用硫酸酸化。
实验现象：溶液均为由紫色褪为无色。0.2mol/L的H2C2O4褪色更快。
化学反应方程式：2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验结论：其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应物速率减小。
［思考与交流］在上述实验中，为什么实验开始时溶液褪色较慢，随后褪色加快？
［实验探究］在两支试管中各加入4 mL 0.01mol/L H2C2O4 溶液；再向其中一支试管加入一粒黄豆大的MnSO4固体。
实验现象：两支试管中溶液均褪色，加入Mn2＋ 的褪色更快些
结论：Mn2＋对该反应有催化作用。在实验1中实验开始时溶液褪色较慢，由于反应中生成Mn2＋具有催化作用，随后褪色会加快
[板书]当其它条件不变时，增加反应物的浓度增大反应速率。减小反应物的浓度反应速率减慢。
[思考]为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
[讲]在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。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。
[讲]还需要补充的是，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。
[过]压强是怎样对化学反应速率进行影响的？
[板书] 二、压强对化学反应速率的影响
[讲]当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。
[思考]为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
[讲]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。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。
[投影]
[讲]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。
[板书]其它条件不变的情况下，对于气体来说，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小。
[过]温度是怎样对化学反应速率进行影响的？
[板书]三、温度对化学反应速率的影响
[投影]实验2-3：10ml同浓度的Na2S2O3溶液分别在不同温度下与0.1mol/L的硫酸10ml反应的对比实验
实验现象：加热的一组首先出现浑浊。
化学方程式：Na2S2O3 +H2SO4 == Na2SO4 +SO2↑+S↓+H2O
实验结论：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。
［科学探究］已知4H＋+4I―+O2 == 2I2 +2H2O ，现有1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。
试剂种类及用量 2 mL KI溶液、2滴 淀粉溶液、2 mL 稀硫酸
实验温度 室温 冰水混合物
试剂加入顺序及理由 分别向2 mL KI溶液滴加2滴淀粉溶液后，再分别加入2 mL 稀硫酸。因为在不加酸的情况下，O2不能氧化I―
实验现象 室温的一 组溶液快出现蓝色
结论 其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度反应速率减慢
[板书] 在其它条件不变的情况下，升高温度化学反应要加快，降低温度，化学反应减慢。
[思考]为什么升高温度会使反应速率加快？
[讲]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。
［投影］
［讲］上述结论，对于吸热和放执反应都适用。一般地，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。
[过]催化剂是怎样影响化学反应速率的？
[板书]四、催化剂对化学反应速率的影响
[投影]实验2-4：过氧化氢分解的对比实验
实验步骤：在锥形瓶中中分别加入10mL 质量分数 10%的H2O2 ，双孔塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化，经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后，试管中迅速产生大量气泡，余烬复燃。
化学方程式：2H2O2 2H2O + O2↑ MnO2
实验结论：催化剂能加快化学反应速率。
［板书］催化剂能够改变化学反应速率。
[讲]能加快化学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。在实际应用中。如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。
［投影］
［讲］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。
［讲］约85%的化学反应需使用催 化剂，在使用催化剂时应防止催化剂中毒。
［科学探究］在两支试管中分别加入2 mL 5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol/L FeCl3和CuSO4 溶液各1 mL ，摇匀，比较H2O2的分解速率
实验现象：两支试管中均有细小的气泡产 生，滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些
实验结论：催化剂是具有选择性。
［讲］催化剂有选择性，不同的反应需要不同的催化剂，且具有一定的活化程度，催化剂不同，活化温度不同
[总结]增大浓度，增加压强、升高温度、加入催化剂都能增大反应速率。
［随堂练习］
1、从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( AC )
选项 实验事实 结论
A 其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度增大，析出硫沉淀所需的时间越短 当其他条件不变时，增大反应物浓度化学反应速率加快
B 在化学反应前后，催化剂在质量和化学性质都没有发生改变 催化剂一定不参与化学反应
C H＋浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒如出反应 反应开始时速率相同
D 在容积可变的密闭容器中发生反应H2 (g) +I2(g) 2HI(g)，把容积缩小一倍 正反应速率越快，逆反应速率不变
2、在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中，一个学生得 到下面的结果：
序号 锌的质量/g 锌的形状 温度/℃ 完全溶解于酸的时间/s
A 2 薄片 5 400
B 2 薄片 15 200
C 2 薄片 25 100
D 2 薄 片 30 t 1
E 2 薄片 35 50
F 2 颗粒 15 t 2
G 2 粉末 15 t 3
则下列说法正确的是( B)
A、t 1==75a B、t2>200 >t3
C、单位时间内消耗的锌的质量mG>mF>mB
D、以上说法都正确
教 案
课题：第三节 化学平衡(一) 授课班级[] []
课 时
教
学
目
的 知识
与
技能 1、理解化学平衡状态等基本概念。
2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
过程
与
方法 1、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态，从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。
2、利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
3、加强新知识的运用， 找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键，培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
情感
态度
价值观 通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的总结归纳能力。
重 点 化学平衡的概念及特征
难 点 化学平衡状态的判断
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第三节 化学平衡
一、可逆反应与不可逆反应
溶解平衡的建立
开始时v（溶解）＞v(结晶)
平衡时v（溶解）=v（结晶）
结论：溶解平衡是一种动态平衡
二、化学平衡状态
1、定义：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。
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[引入]我们已经学过许多化学反应，有的能进行到底，有的不能进行到底。请同学们思考并举例说明。
[讲]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N2和H2尽快地转变成NH3外，还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3，后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
［板书］第三节 化学平衡
［讲］如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说，由于反应物已全部转化为生成物，如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了，所以，化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。
[板书]一、可逆反应与不可逆反应
[思考］大家来考虑这样一个问题，我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖，当加入一定量之后，凭大家的经验，你们觉得会怎么样呢？
开始加进去的很快就溶解了，加到一定量之后就不溶了。
［问］不溶了是否就意味着停止溶解了呢？
［讲］回忆所学过的溶解原理，阅读教材自学思考后回答：没有停止。因为当蔗糖溶于水时，一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面，扩散到水里去；另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体，当这两个相反的过程的速率相等时，蔗糖的溶解达到了最大限度，形成蔗糖的饱和溶液。
［讲］所以说刚才回答说不溶了是不恰当的，只能说从宏观上看到蔗糖的量不变了，溶解并没有停止。我这里把这一过程做成了三维动画效果，以帮助大家理解溶解过程。
［投影］演示一定量蔗糖分子在水中的溶解过程。
［讲］这时候我们就说，蔗糖的溶解达到了平衡状态，此时溶解速率等于结晶速率，是一个动态平衡。
［板书］溶解平衡的建立
开始时v（溶解）＞v(结晶)
平衡时v（溶解）=v（结晶）
结论：溶解平衡是一种动态平衡
[探讨]我们学过那些可逆反应？可逆反应有什么特点？
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应.可逆反应不能进行完全，
［讲］在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),的体系中各组分的速率与浓度的变化
［投影］
［讲］开始时c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0。随着反应的进行，c(CO) 、c(H2O)逐渐减小，正反应速率逐渐减小；c(CO2) 、c(H2)逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小相等，且不再变化
［板书］二、化学平衡状态
1、定义：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。
［问］化学平衡有什么特征？
［投］化学平衡状态的特征：
(1)动：动态平衡v(正)=v(逆)≠0
(2)等：v(正)= v(逆)
(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。
(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。
［小结］对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。
［随堂练习］
1、在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
C. 单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等 （数值）
D. 单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC
2、下列说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3 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
3、下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是
A. P、Q、R、S的浓度不再变化
B .P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
C.反应容器内P、Q、R、S共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
4、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( )
A.混合 气体的压强 B.混合气体的密度
C.气体的平均分子量 D.气体的颜色
学生举例化学反应存在的限度。
教 案
课题：第四节 化学反应进行的方向 授课班级
课 时 2
教
学
目
的 知识
与
技能 1、通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学算不了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性
2、通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念
3、通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小 。
过程
与
方法 通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识
情感
态度
价值观 通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学与日常生活是息息相关的。
重 点 熵判据
难 点 焓减与熵增与化学反应方向的关系
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第四节 化学反应进行的方向
一、自发过程（spontaneous process）和自发反应
1、自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定条件下，能自发地进行到显著程度的反应
3、非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。
二、反应方向的焓判据。
焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。若ΔH＜0，正向反应能自发进行；若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
三、反应方向的熵(entropy)判据。
1、熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
2、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
3、熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
4、的大小判断：
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
5、反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
6、熵增的过程就是自发过程
四、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
体系自由能（吉布斯自由能）变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S（吉布斯――亥姆霍兹公式）
△G = △H - T△S < 0 反应能自发进行；
△G =△H - T△S = 0 反应达到平衡状态；
△G =△H - T△S > 0 反应不能自发进行。
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
[情景创设]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳，它们是现代城市中的大气污染物，为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO（g） + 2CO（g） = N2（g） + 2CO2（g），你能否判断这一方案是否可行？理论依据是什么？
[引入]上述问题是化学反应的方向的问题。反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。通过前三节的学习和讨论，我们已经初步解决了后两个问题，即反应的快慢和限度问题，这节课我们来讨论反应的方向的问题。
[板书]第四节 化学反应进行的方向
［讲］在我们讨论问题之前，先来说两个概念，自发过程和自发反应
[板书]一、自发过程（spontaneous process）和自发反应
1、自发过程：在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。
2、自发反应：在给定条件下，能自发地进行到显著程度的反应
3、非自发反应：不能自发地进行，必须借助某种外力才能进行的反应。
[问]根据生活经验，举例说说我们见过的自发过程。
[讲]生活中的自发过程很多，如：水由高处往低处流，自由落体，电流由电位高的地方向电位低的地方流，铁器暴露于潮湿的空气中会生锈，室温下冰块会融化，……这些都是自发过程。自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，锌与CuSO4溶液的反应可被设计成原电池。一般地，如果一个过程是自发的，则其逆过程是非自发的。非自发的过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
［过］科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象，提出了互相关联的焓判据和熵判据，为反应方向的判断提供了必要的依据。
[板书]二、反应方向的焓判据。
[思考与交流]19 世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热：放热反应可以自发进行，而吸热反应则不能自发进行。你同意这种观点吗？结合曾经学习的反应举例说明。
[投影]
［讲］经验表明，那些不用借助外力就可以自动 进行的自发过程的共同特点是：体系能量趋向于从高能态转变为低能状态，这时体系会对外部做功或者释放能量，由此总结而得的经验规律就是所谓的焾判据。如水总是自发地由高处往低处流，有趋向于最低能量状态的倾向。
[板书]焓判据：放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向。
若ΔH＜0，正向反应能自发进行；
若ΔH＞0，正向反应不能自发进行，而逆向反应能自发进行。
[讲]多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有不少吸热反应能自发进行。而且有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则 能自 发进行，如：N2O5（g）= 4NO2（g）+ O2（g） △H = ＋56.7KJ/mol；
NH4HCO3（s）+ CH3COOH（aq）= CO2（g）+CH3COONH4（ aq）+ H2O（l） △H = ＋37.3KJ/mol； 因此，反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素。
[板书]三、反应方向的熵(entropy)判据。
［思考与交流］同学们在相互探讨一下由“有序”变“无序”的自然现象，举例说明。
密闭容器中的气态物质或液态物质蒸汽（包括挥发性固体），会通过分子扩散自发形成均匀混合物。物质溶于水自发地向水中扩散，形成均匀的溶液等。
[讲]为解释这一类与能量无关的过程的自发性，科学家提出了另一推动体系变化的因素：在密闭条件下，体系有由 有序自发地变为无序的倾向。
[投影]
[板书]1、熵判椐：在密闭条件下，体系有由有序自发地变为无序的倾向。
[问]如何理解“熵”的含义？
[板书]2、混乱度：表示体系的不规则或无序状态。
[问]混乱度的增加意味着体系变得更加无序。
[板书]3、熵：热力学上用来表示混乱度的状态函数。
[讲]“熵”是德国物理学家克劳修斯在１８５０年创造的一个术语，他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀，熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么，这个系统的熵就达到最大值。热力学第二定律告诉我们，能量转换只能沿着一个方向进行，总是从高能量向低能量转换，从有序到无序，人类利用这个过程让能量做功，同时系统的熵增加，熵是一个描述系统状态的函数。熵增加的过程，就意味着能量耗散了，从有用的能量转化向对人类无用的能量。
[小结]体系的有序性越高，即混乱度越低，熵值就越小。有序变为无序——熵增的过程。
[板书]4、熵的大小判断：
（1）气态 > 液态 > 固态
（2）与物质的量成正比
[讲]需要注意的是，一个体系的熵不能永远增加，最终会达到一个最大的无序状态，此时，体系 呈现有确定的(不变的)性质，尽管分子水平上的变化仍在发生。我们讲的化学体系，当它具有不变的可观察的性质，就处在平衡状态，所以当一个体系达到它的最大熵时，即处于平衡状态 。
[板书]5、反应熵变△S=反应产物总熵-反应物总熵
[讲]产生气体的反应，气体物质的量增大的反应，△S通常为正值，为熵增加反应，反应自发进行。需大家特殊注意的是，两种气体的混合也是熵增加的过程。
[板书]6、熵增的过程就是自发过程
[讲]有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，如：-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）；
2Al（s）+ Fe2O3（s）= Al2O3（s）+ 2Fe（s） △S = -39.35J•mol-1•K-1。
因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
[板书]四、焓变与熵变对反应方向的共同影响。
[讲]在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是：
[板书]体系自由能（吉布斯自由能）变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S（吉布斯――亥姆霍兹公式）
[讲] 体系自由能变 化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。
[板书] △G = △H - T△S < 0 反应能自发进行；
△G =△H - T△S = 0 反应达到平衡状态；
△G =△H - T△S > 0 反应不能自发进行。
［投影］
［小结］
类型 △H △S △G及反应方向 反应实例
1 －，焓减 ＋，熵增 －，任何温度下均自发，自由能减少 2H2O2 （l）== 2H2O (l) +O2(l)
2 +,焓增 －，熵减 ＋，任何温度均不自发，自由能增加 3O2(g) == 2O3(g)
3 +,焓增 ＋，熵增 +，常温不自发，
－，高温自发 N2O4 (g) == 2NO2 (g)
4 －，焓减 －，熵减 －，常温自发
＋，高温不自发 N2(g) + 3H2 (g) == 2NH3 (g)
［讲］在这里我们还要注意的是，大量事实告诉我们，过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。例如，涂有防锈漆和未涂防 锈漆的钢制器材，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但是只有后者可以实现。
在讨论过程的方向问题时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可以 出现相反的结果。
[总结]能量判据和熵判据的应用：
1、由能量判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行；
2、由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的；
3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的 判断结果，所以我们应两个判据兼顾。由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合成的复合判据（体系自由能变化：△G = △H - T△S）将更适合于所有的反应过程；
4、过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程的速率；
5、在讨论过程的方向时，我们指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果；
6、反应的自发性也受外界条件的影响。
［随堂练习］
1、下列过程是非自发的是( )
A、水由高处向低处流
B、天然气的燃烧
C、铁在潮湿空气中生锈
D、室温下水结成冰
2、碳酸铵［ (NH4)2CO3 ］在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法正确的是( )
A、碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大
B、碳酸铵分解是因为外界给予了能量
C、碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解
3、下列说法正确的是( )
A、凡是放热反应是自发的，吸热反应都是非自发的
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现
D、自发反应在任何条件下都能实现
4、能用能量判据判断下列过程的方向的是( )
A、水总是自发地由高处往低处流
B、放热反应容易自发进行，吸热反应不能自发进行
C、有序排列的火柴散落时成为无序排列
D、多次洗牌以后，扑克牌的毫无规律的混乱排列的几率大
5、下列关于判断过程的方向的说法正确的是( )
A、所有自发进行的化学反应都是放热反应
B、高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C、由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适于所有的过程
D、同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
学生讨论交流
D
A
C
A
C
教 案
课题：第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率 授课班级
课 时
教
学
目
的 知识
与
技能 1、 了解化学反应速率的概念和表示方法
2、 整理和总结相关的基本概念、基本规律，把零散知识串成线、结成网
过程
与
方法 1、通过有关化学反应速率 概念的计算，掌握计算化学反应速率的方法，提高有关化学概念的计算能力
2、提高根据化学方程式的判断、比较和计算化学反应速率的能力，掌握比较化学反应快慢的方法。
3、通过实验测定某些化学反应速率
情感
态度
价值观 通过学习过程例学生初步学会运用化学视角，去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题
重 点 化学反应速率的表示方法
难 点 化学反应速率的计算
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
1、化学反应速率的表示方法：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。
V == △C/ △t
单位是：mol/（L•s） 或 mol/（L•min） 或 mol/（L•h）
2、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。
二、化学反应速率的测定
1、基本思路
2、基本性质
3、化学方法
教学过程
教学步骤 、内容 教学方法、手段、师生活动
[设疑]物理课中所学的速率的共同特点。
都有一个确定的起点（速率=0）；都有一个和速率大小相匹配的时间单位；都有说明体系某种变化的可计量的性质。
[引入] 提出问题讨论：（1）怎样判断化学反应的快慢？（2）通过对实验现象的观察你能否判断出一个反应比另一个反应快多少吗？
[板书] 第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
[讨论]在物理上用单位时间内物体运动的距离来表示物体运动的快慢，那么在化学上怎样定量的表示化学反应进行得快慢呢？
[讲]化学反应速率的表示方法；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）ol/L，时间用tin）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）
[板书] 1、化学反应速率的表示方法：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。
V == △C/ △t
单位是：mol/（L•s） 或 mol/（L•min） 或 mol/（L•h）
［点击试题］例1、在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。
解： N2 + 3H2 2NH3
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 VN2==0.2/2×2==0.05 mol/（L•s） VH2==0.6/2×2==0.15 mol/（L•s）
VNH3==0.4/2×2==0.1 mol/（L•s）
[讨论]上述计算题的结果，你会得出什么结论？
[投影]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.由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。
4、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。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。
5.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD来说有： VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD==== a ：b ：c ：d
[板书]2、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。
[点击试题]例2、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
A. VA==0.15mol/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。选B。
［讲］化学反应速率是通过实验测定的。
[板书]二、化学反应速率的测定
1、基本思路
［讲］因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以可以加以利用
[板书]2、基本性质
［投影］(1) 直接可观察的性质，如释放气体的体积和体系的压强
(2) 依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等
(3) 在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率
[板书]3、化学方法
［投影］学生实验2-1
实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4mol/L的硫酸
实验步骤：○1 取一套装置，加入40 mL 1mol/L的的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
○2 取另一套装置，加入40 mL 4mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。
实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，收集10 mL气体。○2所用的时间比○1所用的时间短
实验结果：
加入试剂 反应时间
min 反应速率
Mol/(L•min)
1mol/L H2SO4 长 小
4mol/L H2SO4 短 大
实验结论：4mol/L的硫酸与锌反应比1mol/L的硫酸与锌反应快。
注意事项：
○1 锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同
○2 40mL的硫酸溶液要迅速加入
○3 装置气密性要好，且计时要迅速准确
［思考与交流］还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应速率？
锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H＋ == Zn2+ + H2 ↑，因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化等来测定化学反应速率
［投影］知识拓展---物理方法
1、量气法。对于反应 2H2O2 == 2H2O +O2 ↑，可测量反应中惟一的气体产物氧气在温度压强一定时的体积变化
2、比色法。由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴化反应过程中：CH3COOH+Br2 CH3COCH2B r +HBr 有色反应物Br2吸收波长为450nm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长的吸光度，据此计算化学反应速率
3、电导法。根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度变化，从而计算化学反应速率。例如，在乙酸乙酯皂化反应中：
CH3COOC2H5 + OH― CH3COO― +C2H5OH
由于OH―的电导远大于CH3COO― 的电导，可以利用电导仪测量出溶液电导的变化，据此求得OH―浓度的变化，从而求得化 学反应速率
4、此外，激光技术也已广泛应用于化学反应速率的测定。
［随堂练习］
1、“碘钟”实验中，3I－＋ ＝I3－ ＋2SO42 －的反应速率可以用I3－ 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
c(I－)/ mol•L－1 0.040 0. 080 0.080 0.160 0.120
c( )/mol•L－1
0.040 0.040 0.080 0.020 0.040
t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1
回答下列问题：
(1) 该实验的目的是________________________________________________。
(2) 显色时间t1＝______________。
(3) 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为______(填字母)。
(A)＜22.0 s (B)22.0 s～44.0 s
(C )＞44.0 s (D)数据不足，无法判断
(4) 通过分析比较上表数据，得到的结论是______________________ 。
2、在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用V(A)、V(B)、V(C)表示。已知V(A)、V(B)、V(C)之间有以下关系2V(B)==3V( A)，3V(C)==2V(B)。则此反应可表示为( A )
A、2A+3B==2C B、A+3B==2C
C、3A+B==2C D、A+B==C
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