可打印的笔记和讲义,高一第二册化学课堂实录(3)
发布于 2021-03-29 07:31 ，所属分类：知识学习综合资讯
前言：本文的内容是高一年级化学第二册（新人教版）——第六章第二节的化学反应速率与限度所有内容，字数约为8000字，课时量为4课时，虽然免费，但折算成市场价约为CNY1200。所有内容为本人在课堂上的实录，即课堂上怎么讲，这里就这么写。既可以做正课的有效补充，温故而知新；也完全可以用作正课来使用，供有阅读耐心的同学使用。
6.2、化学反应速率与限度
人们研究化学反应，
第一要关心的是它能制造什么有用的产物，
第二关心的是它在反应中的能量变化，
如放热与吸热、可不可以提供电能。
但是，化学反应仍然有一些方面我们是不可忽视的。
举例来说，假设某个氧化还原反应，
既能产生我们有用的产物，又能顺便释放一点电能或热能，
但是就是反应进行的太慢了，完全转化需要一年以上，
这就不具备生活生产的实用性了；
或者说，这个反应产物有用，能量也可以释放很多，
反应还能在一分钟内完成，
但就是进行的程度很小（可逆反应），
一分钟后只转化了1%的量，而后就再也进行不下去了，
这个反应也依然完全不具备生产生活的实用性。
结论：一个化学反应，除了考虑物质的生成与能量的转化，
还必须考虑化学反应进行的快慢和进行程度。
6.2.1、化学反应速率
化学实验、日常生活中，
有的化学反应进行得快，
有的化学反应进行得慢，
爆炸在一瞬间就完成了反应，
牛奶变质需要两天的时间，
钢铁生锈需要几个月甚至数年，
而溶洞的形成则经历了几十万年以上。
当然了，以上都是对化学反应快慢的定性描述，
如果我们将其按照统一标准进行量化，
就引出一个全新的概念——化学反应速率。
化学反应速率：
单位时间内反应物浓度的减少量，
或单位时间内生成物浓度的增加量。
我们来分析一下这个定义：
时间的符号是t，单位是s或者min；
浓度的单位是c，单位是mol/L或mol·L-1，
浓度的减少量或增加量，我们可以概括为浓度的变化量，
此时我们用符号△c来表示，单位依然是mol/L或mol·L-1。
什么叫单位时间？这个不难理解，
要么就是1s，要么就是1min。
另外，化学反应速率没有叫化学反应速度，
就是因为这个物理量是一个标量，只有大小，没有正负。
化学反应速率的符号用v来表示，
单位是mol/(L·s)或mol/(L·min)，
当然，也可以写成mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
最后我们用一个公式来表示就是：v=
【例1】已知某化学反应2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)在一个2L体积不变的容器中开始进行，其中A的浓度在5min内从6mol/L变成了2mol/L，B在反应开始前的物质的量是8mol，求A、B、C、D四种物质在5min内的化学反应速率。
【解析】在这里，我们用“三段式”来表示这个化学反应的过程，那么，什么叫做“三段式”呢，就是把化学反应分成三个过程：开始状态，变化状态，终点状态。简称：始变终三态，列式也是以此为依据。有的资料也把三段式的三种状态叫做“起转平”状态，也可以，是一个意思。
解：由已知条件可得，
A的浓度变化量为△c(A)=6mol·L-1-2mol·L-1=4mol·L-1；
则A的化学反应速率v(A)=
=0.8 mol·L-1·min-1；
根据化学反应可列三段式：
根据化学反应速率的定义，单位时间内浓度的变化量，
因此我们用的是三段式中“变化状态”的数据。
v(B)=
=0.4 mol·L-1·min-1；
v(C)=
=1.2 mol·L-1·min-1；
v(D)=
=1.6mol·L-1·min-1；
即v(A): v(B): v(C): v(D)
=0.8:0.4:1.2:1.6
=2:1:3:4。
结论：化学反应速率之比即化学计量系数之比。
【例2】就一个简单的问题，化学反应速率大小的比较：
0.2mol·L-1·s-1与1.2mol·L-1·min-1的速率谁更大？
【答案】略
6.2.2、化学反应速率的外界影响条件
哲学上说，决定事物发展的因素有两个，
一个是内部因素，一个是外部因素。
内部因素是主要因素，外部因素是次要因素。
举例来说，Na和水反应，很快很剧烈，
那是由钠本身还原性很强、很活泼导致的；
Si和水不反应，无论是加热还是施加其它条件，
现象都不如钠的剧烈，是由于Si自身的性质不活泼。
生活中类比，一个未受精的鸡蛋，或者一块石头，
无论你怎么捂它，它都不会孵出小鸡来，
这就是事物发展的内因，也是主因。
但是，如果一个受过精的鸡蛋，
你在捂的过程中，温度过低或过高，
都不可能孵出小鸡来，也许还有熟鸡蛋吃了。
这就是事物发展的外因，也是次要因素。
所以，你学习不好，还怪学校、老师、父母、同学吗？
虽然决定化学反应速率的主要因素是物质自己的性质，
但是，我们这节课已经不侧重研究物质的性质了，
以前关于物质的“位置-结构-性质”已经研究得很深刻了。
这节课，我们重点研究的是次要因素——外界条件。
影响化学反应速率的外界因素有很多，我们先罗列一遍：
浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积等，
以上的5个化学反应速率的外界影响因素，必须反复诵读，
做到和“浮熔游响红”一样的熟练程度。
当然了，影响化学反应速率的外界条件绝不可能只有这5个，
如次氯酸、浓硝酸在光照越强的地方，化学反应速率越大。
只不过，这些问题很少考到，主要考查的还是以上5个条件。
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接下来是实验环节，一个是课本P43、P44探究实验（见上方视频），
另一个是P57、P58的实验活动7，我们放在一起说。
①反应温度的影响：探究温度对化学反应速率的影响
相关的化学方程式：2H2O2=2H2O+O2↑
实验 编号 | 加入5%的 H2O2溶液 | 加入催化剂Fe3+的量 | 水浴 温度 | 气泡产生的快慢 |
1 | 2mL | 2滴 | 0℃ | 慢 |
2 | 2mL | 2滴 | 80℃ | 快 |
相关的化学方程式：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验 编号 | 加入0.1mol/L的 Na2S2O3溶液体积 | 加入0.1mol/L的 H2SO4溶液体积 | 水浴温度 | 出现浑浊 的快慢 |
1 | 2mL | 2mL | 5℃ | 慢 |
2 | 2mL | 2mL | 90℃ | 快 |
结论1：同一个化学反应，温度越高，化学反应速率越大。
反之亦然，该结论适用于所有的化学反应。
②反应物浓度的影响：探究浓度大小对化学反应速率的影响
相关的化学方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
实验 编号 | 大理石粉末 | 盐酸溶 液2mL | 外界 |
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