第二章 化学反应速率化学平衡本章知识体系构建与核心素养提升

第二章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
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内容提要
丰富多彩的大自然，是各种平衡体系的综合体。

而化学平衡体系则是诸多平衡体系的一个重要组成部分。

世界是运动和变化的，而变化的世界一直趋于平衡。

化学反应速率和化学平衡原理是中学化学平衡理论的核心。

通过本章的学习，我们要系统掌握化学平衡理论的建立、形成和应用。

对于今后深入理解电离平衡、溶解平衡、水解平衡、难溶性电解质的沉淀平衡等都具有理论指导意义。

可逆反应是化学平衡存在的基础，有效碰撞、活化分子和活化能则是深入解决化学反应速率的要素。

通过对于日常生活、工农业生产和科学实验等利用催化剂、控制化学反应速率的实例的研究，认识催化剂的重要作用。

学法指导
1.以实验为基础，结合生活常识，正确理解化学反应速率的内涵和外延。

理解可逆反应的含义和平衡状态的含义。

2.从反应物分子的能量、活化分子、有效碰撞等角度分析和研究外界条件对化学反应速率的影响和化学平衡的移动。

3.牢牢抓住“配料相等”原则，分析等效平衡。

化学平衡核心素养教学设计引言：化学平衡是高中化学中的一个核心概念，也是理解化学反应速率、化学平衡以及溶液中物质的变化等重要内容的基础。

因此，在中学化学教育中，教师应重视化学平衡的教学，培养学生的实验观察能力、实验数据处理能力和问题解决能力。

一、教学目标：1. 理解化学平衡的基本概念，包括化学反应小时和化学反应趋向平衡时物质浓度的变化。

2. 知道如何编写化学平衡反应方程，并能解释化学平衡反应的特点。

3. 使用动态视角解释和预测化学平衡反应中物质的变化。

4. 能够分析和解决与化学平衡相关的问题，如怎样改变化学平衡位置等。

二、教学重点和难点：1. 教学重点：理解化学平衡的概念，掌握化学平衡反应方程的编写和解释。

2. 教学难点：使用动态视角解释和预测化学平衡反应中物质的变化，分析和解决与化学平衡相关的问题。

三、教学方法：1. 讲授法：通过课堂讲解的方式，介绍化学平衡的基本概念和特点，并解释化学平衡反应的原理和影响因素。

2. 实验探究法：设计简单的化学平衡实验，让学生亲自操作、观察和记录实验现象和数据，并从实验中总结化学平衡的规律。

3. 讨论法：组织学生进行小组或全班讨论，引导学生根据已学知识进行分析和解决与化学平衡相关的问题。

4. 案例分析法：引入真实生活或实际问题案例，让学生运用化学平衡的理论知识进行分析和解决问题。

四、教学内容：1. 化学平衡的基本概念化学平衡是指化学反应进行一段时间后，反应物浓度和生成物浓度达到一定比例关系的状态。

教师可以通过示意图和具体实例，向学生介绍化学平衡的概念，并引导学生理解化学平衡与静态平衡的区别。

2. 化学平衡的特点学生需要了解化学平衡的特点，如正向反应和逆向反应同时进行、反应物和生成物浓度相对稳定、速率相等等。

教师可以通过示意图和实验数据，引导学生发现这些特点，并进行讨论和解释。

3. 化学平衡反应方程的编写和解释教师可以通过示例，教授学生如何编写化学平衡反应方程，包括反应物和生成物的公式、系数等。

化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡是化学领域中的重要概念。

本文将从理论角度探讨化学反应速率与化学平衡之间的关系，并结合实际例子加以说明。

一、化学反应速率化学反应速率指的是反应物消耗或生成的速度，通常用物质浓度的变化率来表示。

反应速率的公式可表示为：速率= ΔC/Δt其中，ΔC表示反应物浓度的变化量，Δt表示时间的变化量。

化学反应速率受到多种因素的影响，如温度、浓度、表面积、催化剂等。

一般来说，温度越高，反应速率越快；浓度越高，反应速率越快；表面积越大，反应速率越快；催化剂的存在能够降低反应活化能，从而加快反应速率。

二、化学平衡化学平衡是指在封闭系统中，反应物和生成物浓度保持一定比例的状态。

在化学平衡中，正反应和逆反应同时发生，且速率相等，达到动态平衡。

根据勒夏特列亲和定律，一个化学平衡的反应可以用如下公式表示：aA + bB ⇌ cC + dD其中，A、B为反应物，C、D为生成物，a、b、c、d为化学计量数。

化学平衡的条件包括温度、压力和浓度。

根据利奥·恩希斯的法则，当某一条件发生变化时，系统会自动调整以维持化学平衡。

温度升高会使平衡位置移动到吸热反应的方向，而当温度降低时，则向放热反应方向移动。

三、化学反应速率与化学平衡的关系化学反应速率和化学平衡是反应动力学和反应热力学两个方面的研究对象。

它们之间存在密切的联系。

在反应初期，反应物浓度较高，反应速率也较快。

但随着时间的推移，反应物浓度逐渐降低，反应速率也减慢，最终趋于稳定。

这种情况下，反应尚未达到化学平衡。

在化学平衡时，正反应和逆反应达到动态平衡，速率相等。

这并不意味着反应速率为零，而是表示反应物和生成物的浓度保持稳定，反应速率呈稳定状态。

实际上，反应速率和平衡浓度之间存在着一种动态的关系。

当反应物浓度偏离平衡浓度时，反应势必要重新调整以恢复平衡，从而使反应速率发生变化。

例如，当反应物浓度增加时，反应速率会相应增加，以达到新的平衡状态。

第二章 化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率1. 化学反应速率（v ）⑴ 定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 ⑵ 表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示表示化学反应速率的注意事项a 在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但它们表示的意义却是完全相同的。

因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准。

b 由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。

c 在同一个化学反应中，无论选用反应物还是生成物来表示化学反应速率，其值均为正值。

d 化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。

(3)化学反应速率的计算方法①利用反应速率的定义式v ＝Δc Δt ＝Δn V Δt。

（υ：平均速率，Δc ：浓度变化，Δt ：时间）单位：mol/（L ·s ）②用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但表达的意义相同，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。

对于反应m A(g)＋n B(g)===p C(g)＋q D(g)来说，v (A )m ＝v (B )n ＝v (C )p ＝v (D )q，即v A ∶v B ∶v C ∶v D ＝m ∶n ∶p ∶q 。

(4)利用“三段式”计算格式进行计算：①写出化学方程式。

②根据题意，依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量，下同)、浓度的变化量及一段时间后的浓度，未知量可设未知数表示，即“三段式”。

③根据起始浓度与一段时间后的浓度的差等于浓度的变化量及变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列出关系式计算。

计算中注意以下量的关系：①对反应物：c (起始)－c (转化)＝c (某时刻)；②对生成物：c (起始)＋c (转化)＝c (某时刻)；③转化率＝c (转化)c (起始)×100%。

第二章化学反应速率化学平衡知识点总结思维导图：意义：表示化学反应快慢的物理量；化学反应速率：单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度增大公式：V(A)＝Δc(A)/Δt；单位：mol•L－1•s－1或mol•L－1•min －1。

⑴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，其数化表示方法值往往不同，但数值之比等于方程式中各物质化学计量数之比。

C＋d D，则有：v(A):学说明如：对于方程式a A＋bv(B) :v(C) :v(D) =反a:b:c:d，v(A)/a= v(B) /b=v(C)/c =v(D)/d应⑵一般不用固体或纯液体物质表示物质的反应速率速率内因：（主要因素）反应物的性质⑴在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度，化学反浓度应速加快，反之减慢⑵固体或纯液体时，浓度为常数，改变固体或纯液体的量，影响因素不改变浓度，不影响化学反应速温度：其他条件不变时，升高温度化学反应速率加快，反之减慢外因⑴对有气体参加化学反应，若其他条件不变，增大压强，压强反应速率加快，反之减慢⑵改变压强必须改变浓度，否则速率不变，如通稀有气体催化剂：使用催化剂一般能加快化学反应速率其他：光、电磁波、固体颗粒大小、形成原电池等概念：在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持恒定的状态特征：逆、等、动、定、变⑴增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动浓度增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动化⑵增大或减小固体（纯液体）的量不影响平衡学影响因素⑴增大压强向体积减小的方向移动；减小压强向体积增大方向移动平压强⑵对于没有气体参加和生成的可逆反应，改变压强，平衡不移动衡⑶对于气体体积没有改变的可逆反应，改变压强，平衡不移动温度：升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度；平衡向放热方向移动化学平衡常数意义：平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低特征：化学平衡常数只与温度有关知识点讲解：一、化学反应速率1. 化学反应速率⑴ 化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

如何在实际教学中提升学生核心素养——以“化学反应速率和化学平衡”为例其次，在选择适合的教学策略时，教师可以采用启发式教学法、实验教学法和问题解决教学法等多种教学方法进行有针对性的教学。

启发式教学法能够激发学生的兴趣，引导学生主动探索和实践；实验教学法能够让学生亲身参与实验操作，观察和记录实验现象，培养学生的实验设计和数据分析能力；问题解决教学法能够培养学生的逻辑思维和创新能力，通过解决问题来加深对知识的理解和记忆。

再次，在优化教学资源方面，教师可以积极利用现代化教学技术和教育软件提供的资源，如多媒体教学、实验模拟软件等，以增加教学内容的多样性，提高教学效果和趣味性。

此外，可以组织学生进行小组合作学习，通过讨论和合作解决问题的方式，促进学生之间的互动交流和思维碰撞。

同时，教师应该关注学生的学习现状和动态变化，根据学生的实际情况进行个性化教学和智能化评价，以更好地满足学生的学习需求。

最后，在评价学生综合能力方面，教师可以采用多种评价方法，如开放式问题、实验报告、小组合作作业和项目制等，通过对学生的作品和表现进行综合评价，从而更全面地了解学生的学习情况和发展变化。

此外，还可以通过学生自评和互评的方式，培养学生的自主学习和反思能力，帮助学生更加深入地理解和消化所学的知识。

综上所述，通过设计教学目标、选取合适的教学策略、优化教学资源和评价学生综合能力等方面的努力，可以在实际教学中提升学生的核心素养。

在化学反应速率和化学平衡教学中，教师应该注重知识与能力的有机结合，培养学生的综合能力和创新思维，从而使学生真正掌握化学知识，并能够灵活运用到实际生活中。

化学反应速率学习目标：1.理解化学反应速率的概念，掌握化学反应速率的定量表示方法，会进行化学反应速率的简单计算。

2.尝试用定量试验进行探究，学会化学反应速率的测量方法。

3.了解活化能的含义及其对化学反应速率的影响，了解有效碰撞理论。

重点难点：1.活化能的含义及其对化学反应速率的影响。

2.了解有效碰撞理论。

3.温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响的一般规律，并掌握原因和结论。

知识梳理一、反应速率1.定义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或增加来表示。

2.定义式：tc v ∆∆=3.单位：mol•L -1•s -1、mol•L -1•min -1、mol•L -1•h -1或 mol/（L•s）、mol/（L•min）、mol/（L•h） 【注意】① 化学反应速率是指一段时间内的平均速率，且反应速率均取正值，即0>v 。

② 在一定温度下，固体和纯液体物质，单位体积的物质的量保持不变，及物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。

此时可以用单位时间内物质的量的变化量来表示反应速率。

③ 表示化学反应速率时要指明具体物质,同一个反应选用不同物质表示的速率，数值可能会不同，但意义相同，其速率数值之比等于相应反应物计量数之比。

④ 比较同一个反应在不同条件下速率大小，要折算为同一物质表示的速率进行比较。

【例题1】在2L 的密闭容器中，加入1mol 和3mol 的H2和N 2，发生 N 2 + 3H 3 ，在2s 末时，测得容器中含有0.4mol 的NH 3，求用N 2、H 2、NH 3分别表示反应的化学反应速率。

【例题2】对于反应A + 3B = 2C + 2D，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是(A ),反应进行快慢程度相等的是( BD )A.v (A)=0.7mol/(L·S)B. v (B) =1.8mol/(L · S)C. v (C)=1mol/(L · S)D. v (D) =1.2mol/(L · min)【例题3】某温度时，容积为 2L 的密闭容器时， X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化情况如图：(1)写该反应的化学方程式 3X + Y ＝2Z(2)在 3m i n 内 X 的平均反应速率为0.05 mol•L-1•min-12.有效碰撞理论（1）有效碰撞与化学反应：能够发生化学反应的分子碰撞叫做有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子。

高中化学知识点教案：化学平衡与化学反应速率一、引言化学平衡与化学反应速率是高中化学中的重要知识点。

在化学反应中，平衡以及反应速率的了解对于理解和预测化学现象至关重要。

本文将从基础概念、性质和实验方法等方面系统地介绍化学平衡与化学反应速率的知识点。

二、化学平衡2.1 基础概念化学平衡是指在封闭系统中，正向反应和逆向反应同时进行，并且它们的速率相等时达到的一种状态。

在这种状态下，各组分物质的浓度保持不变。

2.2 平衡常数平衡常数（K）是描述一个特定平衡体系进程合适程度的量。

它代表了在特定温度下系统处于平衡时某个位置所占比例。

2.3 影响平衡位置的因素影响平衡位置的因素包括温度、压力（或浓度）和催化剂。

温度增加会使部分放热或吸热反应取得更大位移；增加压力（或减小体积）会抑制体系由多到少偏移；而催化剂可以提高体系“动态平衡”的速率。

三、化学反应速率3.1 反应速率的定义反应速率是指单位时间内反应物浓度变化的量。

可以通过引入几个不同的方法来确定反应速率，如初始速率法和平均速率法。

3.2 影响反应速率的因素影响反应速率的因素包括浓度、温度、催化剂和表面积等。

其中，浓度和温度对于反应速率具有较大影响。

根据碰撞理论，增加浓度会增加分子之间的碰撞频率，从而增大了反应物颗粒之间发生有效碰撞的概率；提高温度可以提高分子动能，使得反应物分子更容易跨越活化能垒进行反应。

四、实验方法4.1 用滴定法研究酸碱中和反应的速率滴定法是常用于酸碱中和反应速率研究中的实验方法。

通过逐滴加试剂直到出现颜色改变或指示剂转色点来确定两种溶液达到平衡所需要的滴定剂量。

4.2 用比色法研究氧化还原反应的速率比色法可以用来研究氧化还原反应的速率。

通过检测溶液颜色的变化来确定反应的进行与否、速率的快慢。

4.3 用电导法研究电解质溶液中离子交换反应的速率电导法是研究电解质溶液中离子交换反应速率的有效实验方法。

通过测量溶液的电导率变化，可以获得反应过程中离子浓度随时间变化的信息。