教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型 合班理论讲授 [授课题目] 化学反应速率的含义：浓度对化学反应速率的影响 [授课纲目] 第六章化学反应速率/第一节化学反应速率的含义：第二节浓度对化 学反应速率的影响 [授课时数] 2学时 [教学目的 1、理解与掌握化学反应速率、反应机理、基元反应、简单反应、复杂反应 的概念 2、初步了解有关化学反应速率的理论（碰撞理论、过渡态理论） 3、使学生掌握浓度对反应速率的影响一一质量作用定律 4、学生能够应用质量作用定律解决实际问题。培养学生分析问题、解决问 题的能力，培养创新能力 [教学重点] 1、反应速率的概念及表示 2、基元反应与非基元反应的概念 3、质量作用定律的内容及应用 [教学难点] 1、 反应速率理论 2、质量作用定律的应用 3、反应级数与基元反应、非基元反应的关系 [教学方法] 讲授法 [参考书目] 1、赵士铎主编，普通化学，面向21世纪课程教材，北京，中国农业出版 社，1997.7,43~56 2、徐伟亮主编，化学知识体系与学习指南，北京，科学出版社，2001.2， 1718 3、张永安编，无机化学，北京，北京师范大学出版社，1998.9,74~81 4、刘晓庚主编，基础化学学习指导，北京，气象出版社，1995.5,43~47 5、翟仁通主编，普通化学，北京，中国农业出版社，1996.12,28~41 6.J.D Lee.A New Concise Inorganic Chemistry(Third edition).New York:Van Nostrand Reinhold Company Ltd.1977
教案提纲 [教学对象] 农科本科一年级 [学 科] 普通化学 [课 型] 合班理论讲授 [授课题目] 化学反应速率的含义；浓度对化学反应速率的影响 [授课纲目] 第六章 化学反应速率/第一节 化学反应速率的含义；第二节 浓度对化 学反应速率的影响 [授课时数] 2 学时 [教学目的] 1、理解与掌握化学反应速率、反应机理、基元反应、简单反应、复杂反应 的概念 2、初步了解有关化学反应速率的理论（碰撞理论、过渡态理论） 3、使学生掌握浓度对反应速率的影响――质量作用定律 4、学生能够应用质量作用定律解决实际问题。培养学生分析问题、解决问 题的能力，培养创新能力 [教学重点] 1、 反应速率的概念及表示 2、 基元反应与非基元反应的概念 3、 质量作用定律的内容及应用 [教学难点] 1、 反应速率理论 2、 质量作用定律的应用 3、反应级数与基元反应、非基元反应的关系 [教学方法] 讲授法 [参考书目] 1、 赵士铎主编，普通化学，面向 21 世纪课程教材，北京，中国农业出版 社，1997.7,43～56 2、 徐伟亮主编，化学知识体系与学习指南，北京，科学出版社，2001.2， 17～18 3、 张永安编，无机化学，北京，北京师范大学出版社，1998.9，74～81 4、 刘晓庚主编，基础化学学习指导，北京，气象出版社，1995.5，43～47 5、 翟仁通主编，普通化学，北京，中国农业出版社，1996.12，28～41 6、J.D Lee. A New Concise Inorganic Chemistry (Third edition). New York: Van Nostrand Reinhold Company Ltd. 1977
教学过程 批注 一.设问导入新课(3分钟) 在以前的学习中，我们知道自然界物质的变化有物理变化和化学变化，在化学上把后 种变化叫做化学反应。那么发生化学反应所需要的时间和反应经历的途径如何呢？这 属于动力学的范畴，也就是我们这章要学习的内容。下面我们学习第一章化学反应速率 的第一节化学反应速率的含义。 二讲授新内容(46分钟) 一一板书标题 第一节化学反应速率的概念及其表示(18分钟) 一一设疑提问 (1)化学反应速率的概念 L么是反应速 化学反应速率是指单位时间内一个化学反应发生了多少。 率？ (2)反应速率的表示 2.速率如何表 反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加表示。浓度的改 示？ 变用△C表示，用△1表示时间间隔。用生成物表示速率时速率为正，如果用反应物表示 一一板书概念。 时，这在前面加负号，表示其消耗速率，这样表示的速率为正值。 表述时语速慢， 如反应aA+bB→mC,用各个物质表示时为 重复 V4=- △CA Va =-ACa △t △ ACc Ve= △t 以上表示的为△1时间内的平均速率。 一一板书 反应物或生成物浓度用molL1表示，时间单位可用s,min,h等，那么速率的单 位常用molL1s1。 对于同一个反应，用不同物质的浓度表示反应速率时，其数值可能不同，如298K 时，在恒容条件下N2O5的热分解反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)用不同物质表示时速率分别为 v(N2O5)=1.5×10-3molL-1s1 v(N02)=3.0X10-3molL-1s1 v(02)=0.75×103molL1s1 可见以不同物质表示其速率不同，其比2：4：1，恰好是方程式中各物质计量系数 一一板书 之比。 一一举例强调 对于一般的反应aA+bB=dD+eE可表示为 反应速率与各 _1AC4=-1ACs.=1ACp=1ACE=v 物质表示的速 a△tb△td△te△t 率之间的关系 即对某一化学反应，用各组分物质浓度变化表示的反应速率之比，等于各自计量系 数之比。也就是说，按配平的反应方程式各物化学计量系数去除该物所表示的反应速率， 得到的是同一反应的同一速率。这种关系明确了反应物消耗速率和产物生成速率间的倍 数。对同一反应就只有一个反应速率。 在时间间隔△1内速率为平均速率。对一个化学反应，不论以哪个物质表示反应速 率，它都不是恒定的，都是时刻在变化的。为了表示某一时间的速率，我们提出瞬时速 一一板书 率。只有在极小的时间范围速率才能看成不变的，此时的速率为瞬时速率。它是浓度 时间曲线上某一点切线的斜率，也就是该时刻的真正速率。当△1→0时，平均速率的极 限就是该时刻的瞬时速率。时间间隔越短，越能表示出真正的反应速率。 一一板书 3.反应机理(11分钟) 一个化学反应方程式，能告诉我们什么物质参加了反应，结果生成了什么物质以及 一一板书反应 反应物和产物间总的量的关系。但是，化学反应方程式并不能说明从反应物转变为产物 机理的定义 所经历的途径，即反应机理
教 学 过 程 批 注 一．设问导入新课（3 分钟） 在以前的学习中，我们知道自然界物质的变化有物理变化和化学变化，在化学上把后 一种变化叫做化学反应。那么发生化学反应所需要的时间和反应经历的途径如何呢？这 属于动力学的范畴，也就是我们这章要学习的内容。下面我们学习第一章化学反应速率 的第一节化学反应速率的含义。 二 讲授新内容（46 分钟） 第一节 化学反应速率的概念及其表示（18 分钟） （1）化学反应速率的概念 化学反应速率是指单位时间内一个化学反应发生了多少。 （2）反应速率的表示 反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加表示。浓度的改 变用ΔC 表示，用Δt 表示时间间隔。用生成物表示速率时速率为正，如果用反应物表示 时，这在前面加负号，表示其消耗速率，这样表示的速率为正值。 如反应 a A + b B → m C，用各个物质表示时为 t C v A A =－ t C v B B =－ t C v C C = 以上表示的为Δt 时间内的平均速率。 反应物或生成物浓度用 mol•L －1 表示，时间单位可用 s，min，h 等，那么速率的单 位常用 mol•L －1 s －1。 对于同一个反应，用不同物质的浓度表示反应速率时，其数值可能不同，如 298K 时，在恒容条件下 N2O5 的热分解反应 2 N2O5(g) ＝ 4 NO2(g) ＋ O2(g) 用不同物质表示时速率分别为 v（N2O5）＝1.5×10－3 mol•L －1 s －1 v（NO2）＝3.0×10－3 mol•L －1 s －1 v（O2）＝0.75×10－3 mol•L －1 s －1 可见以不同物质表示其速率不同，其比 2∶4∶1，恰好是方程式中各物质计量系数 之比。 对于一般的反应 a A + b B = d D + e E 可表示为 v t C t e C t d C t b C a A B D E = = = = 1 1 1 1 － － 即对某一化学反应，用各组分物质浓度变化表示的反应速率之比，等于各自计量系 数之比。也就是说，按配平的反应方程式各物化学计量系数去除该物所表示的反应速率， 得到的是同一反应的同一速率。这种关系明确了反应物消耗速率和产物生成速率间的倍 数。对同一反应就只有一个反应速率。 在时间间隔Δt 内速率为平均速率。对一个化学反应，不论以哪个物质表示反应速 率，它都不是恒定的，都是时刻在变化的。为了表示某一时间的速率，我们提出瞬时速 率。只有在极小的时间范围速率才能看成不变的，此时的速率为瞬时速率。它是浓度— 时间曲线上某一点切线的斜率，也就是该时刻的真正速率。当Δt→0 时，平均速率的极 限就是该时刻的瞬时速率。时间间隔越短，越能表示出真正的反应速率。 3．反应机理（11 分钟） 一个化学反应方程式，能告诉我们什么物质参加了反应，结果生成了什么物质以及 反应物和产物间总的量的关系。但是，化学反应方程式并不能说明从反应物转变为产物 所经历的途径，即反应机理。 ――板书标题 ――设疑提问 1.么是反应速 率？ 2.速率如何表 示？ ――板书概念。 表述时语速慢， 重复 ――板书 ――板书 ――举 例强调 反应速 率与各 物质表 示的速 率之间的关系 ――板书 ――板书 ――板 书反应 机理的定义
教学过程 批注 反应机理是指化学反应经历的途径，也叫反应历程。 在反应历程中，由反应物粒子（分子、原子、离子、自由基等）在有效碰撞中直接 作用生成产物的反应，即一步完成的反应称为基元反应，不是一步完成的反应称为非基 元反应。以化学方程式所表示的宏观总反应称为整体反应，仅由一种基元反应所构成的 一一掌握基元 整体反应称为简单反应：由两种或两种以上的基元反应所构成的整体反应称为复杂反应。 反应与非基元 复杂反应的化学反应速率决定于组成该基元反应中速率最慢的一步，我们把它叫做 反应的概念 该复杂反应的速控步骤。 注意：基元反应和非基元反应是指针对微观过程而言的：而简单反应和复杂反应是针 对宏观过程而言的。二者不可混为一谈。 一一板书 4.反应速率理论一一碰撞理论、过渡态理论(15分钟) (1)碰撞理论： 一简要介绍 碰撞理论认为，化学反应发生的先决条件是反应物分子之间要互相碰撞。如果反应 物分子互不接触，根本就谈不上什么反应。但是事实告诉我们，气体反应有快有慢，而 且速率相差很大。为了说明这个现象，有效碰撞理论指出：在气体反应中，反应物分子 不断发生碰撞，在千万次的碰撞中，大多数碰撞并不发生反应，只有少数分子的碰撞才 能发生反应。这种能够发生反应的碰撞叫有效碰撞。 能发生有效碰撞的分子，是由于它们比普通分子具有更高的能量。气体分子运动论 认为，具有较高能量的分子的百分数是较低的，因而有效碰撞的频率较小，从而影响化 学反应速率。 (2)过渡态理论 一一慢，重复强 有效碰撞理论直观地说明了反应速率与能量的关系，但没有从分子内部原子重新组 调 合的角度来揭示活化能的物理意义。量子力学理论应用于化学反应速率的研究以后，人 们可以更深入地研究化学反应中原子是如何重新组合的，因而出现了过渡态理论。 一板书标题 过渡态理论认为，化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞而完成的，在反应物 一一用下图表 分子生成产物的过程中，必须经过一中间过渡态。当反应物分子在碰撞中取得了足够的 示 能量以后，就形成了一个称为“活化中间体”的过渡状态。在活化中间体中，旧的化学 键已经减弱，新的化学键正在形成，活化中间体的寿命很短，一经生成就很快向生成物 分子转化。 过渡态理论吸取了碰撞理论的合理内容，给高能量分子以明确的模型。不同的物质 化学键能不同，因而不同化学反应具有不同活化能，致使反应速率不同。 用唯物辩证法之事物的发展变化是内、外因作用的结果，引出我们今天要学习的 第二节浓度对化学反应速率的影响 用生活中灼灼在空气和氧气中速率的不同，引出浓度对反应速率影响的定量关系一一一 质量作用定律 1、质量作用定律(44分钟) (1)质量作用定律的内容 一一板书标题 当温度一定时，基元反应的反应速率与反应物浓度以计量系数的指数的乘积成正比。 其数学表达式：v=k·ca·cgb -一板书“质量 (2)说明： 作用定律”，语 ①只适用于基元反应或非基元反应的各步反应 速慢，重复一遍 知机理一一由最慢的一步决定 叙述内容， 非基元反应{ 一一板书表达 不知机理一一由实验确定v=k·Caa·c
教 学 过 程 批 注 反应机理是指化学反应经历的途径，也叫反应历程。 在反应历程中，由反应物粒子（分子、原子、离子、自由基等）在有效碰撞中直接 作用生成产物的反应，即一步完成的反应称为基元反应，不是一步完成的反应称为非基 元反应。以化学方程式所表示的宏观总反应称为整体反应，仅由一种基元反应所构成的 整体反应称为简单反应；由两种或两种以上的基元反应所构成的整体反应称为复杂反应。 复杂反应的化学反应速率决定于组成该基元反应中速率最慢的一步，我们把它叫做 该复杂反应的速控步骤。 注意：基元反应和非基元反应是指针对微观过程而言的；而简单反应和复杂反应是针 对宏观过程而言的。二者不可混为一谈。 4．反应速率理论——碰撞理论、过渡态理论（15 分钟） （1）碰撞理论： 碰撞理论认为，化学反应发生的先决条件是反应物分子之间要互相碰撞。如果反应 物分子互不接触，根本就谈不上什么反应。但是事实告诉我们，气体反应有快有慢，而 且速率相差很大。为了说明这个现象，有效碰撞理论指出：在气体反应中，反应物分子 不断发生碰撞，在千万次的碰撞中，大多数碰撞并不发生反应，只有少数分子的碰撞才 能发生反应。这种能够发生反应的碰撞叫有效碰撞。 能发生有效碰撞的分子，是由于它们比普通分子具有更高的能量。气体分子运动论 认为，具有较高能量的分子的百分数是较低的，因而有效碰撞的频率较小，从而影响化 学反应速率。 （2）过渡态理论 有效碰撞理论直观地说明了反应速率与能量的关系，但没有从分子内部原子重新组 合的角度来揭示活化能的物理意义。量子力学理论应用于化学反应速率的研究以后，人 们可以更深入地研究化学反应中原子是如何重新组合的，因而出现了过渡态理论。 过渡态理论认为，化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞而完成的，在反应物 分子生成产物的过程中，必须经过一中间过渡态。当反应物分子在碰撞中取得了足够的 能量以后，就形成了一个称为“活化中间体”的过渡状态。在活化中间体中，旧的化学 键已经减弱，新的化学键正在形成，活化中间体的寿命很短，一经生成就很快向生成物 分子转化。 过渡态理论吸取了碰撞理论的合理内容，给高能量分子以明确的模型。不同的物质 化学键能不同，因而不同化学反应具有不同活化能，致使反应速率不同。 用唯物辩证法之事物的发展变化是内、外因作用的结果，引出我们今天要学习的 第二节 浓度对化学反应速率的影响 用生活中灼灼在空气和氧气中速率的不同，引出浓度对反应速率影响的定量关系――― 质量作用定律 1、 质量作用定律（44 分钟） （1）质量作用定律的内容 当温度一定时，基元反应的反应速率与反应物浓度以计量系数的指数的乘积成正比。 其数学表达式：v = k · cA a · cB b （2）说明： ① 只适用于基元反应或非基元反应的各步反应 知机理――由最慢的一步决定 非基元反应｛ 不知机理――由实验确定 v = k · cA a · cB b ――掌 握基元 反应与 非基元 反应的概念 ――板书 ――简要介绍 ――慢，重复强 调 ――板书标题 ――用 下图表 示 ――板书标题 －－板书“质量 作用定律”，语 速慢，重复一遍 叙述内容， ――板 书表达 式
教学过程 批注 一一强调“只适 ②反应速率表达式，不必列入固体或纯液体。举例证明： 用于”，并不是 如： C(s)+02(g)=C02(g) 说非元反应没 v=k·Co 有速率方程，而 ③k一一是速率常数。在给定条件下，当反应物的浓度都是1molL1时速率。k 是要通过实验 由反应的本性决定，k↑v↑：同一反应k与温度、催化剂有关，与浓度无关， 才能确定 单位(mol-Ll)1-nsl k一一是速率常 ④C、C指反应在某一时刻的起始浓度 数，k↑vt:同 ⑤a(或x)、b(或y)称为A、B的级数，n=(a+b)或(x+y)叫反应的级数。表示 一反应k与温 反应的浓度对反应速率的影响程度。一般来说，反应级数可以为零、整数、分数。零级 度、催化剂有 反应说明反应物浓度对反应速率没有影响。与k的单位的关系。 关，单位 ⑥基元反应其反应级数与反应方程式的计量系数相同。有些反应通过实验测定的速率方 mol-L! 程中，反应物浓度恰好等于方程式中该物质的计量系数，也不能断言该一定是基元反应， 1ns。且将速 即： 率常数的单位 留下悬念，下面 一定 基元反应 级数=系数 解决。 不一定 一一板书 举例说明： 一一板书，强调 H2(g)+I2(g)=2HI(g) v=k·CH·C 反应级数与速 I2=2I (快) 率常数单位的 Ⅱ21+H2=2H(慢) 关系，因为经常 出现判断题。举 例说明基元反 应与反应级数 的关系 (3)应用： 解决问题：求ⅴ、k、反应级数、速率方程 一一举例 由例题总结解题步骤： 讲完例题由同 第一步设速率方程v=kCA*C: 学来总结解题 第二步将实验数据代入，组成方程组： 步骤 第三步解方程组即得所要求的。 总之，非基元反应的速率方程由速控步骤决定，要由速控步骤写出，利用快反应建 立的平衡将中间产物的浓度表示。 三.小结：(6分钟) (1)反应速率的概念及其表示： (2)基元反应与非基元反应、简单反应与复杂反应： (3)反应速率理论。 (4)浓度对反应速率的影响： (5)速率常数k的单位与反应级数的关系： (6)基元反应、非基元反应的反应级数与方程式系数的关系。 四.布置作业： 附板书设计 主板： 副板 第一节化学反应速率的含义 一反应速率的概念及其表示 例题
教 学 过 程 批 注 ② 反应速率表达式，不必列入固体或纯液体。举例证明： 如： C（s）＋ O2（g） ＝ CO2（g） v = k ·CO2 ③ k――是速率常数。在给定条件下，当反应物的浓度都是 1mol·L-1 时速率。k 由反应的本性决定，k↑v↑；同一反应 k 与温度、催化剂有关，与浓度无关， 单位（mol·L-1）1-n·s-1 ④ CA、CB 指反应在某一时刻的起始浓度 ⑤ a(或 x)、b(或 y)称为 A、B 的级数，n=(a+b)或（x+y）叫反应的级数。表示 反应的浓度对反应速率的影响程度。一般来说，反应级数可以为零、整数、分数。零级 反应说明反应物浓度对反应速率没有影响。n 与 k 的单位的关系。 ⑥基元反应其反应级数与反应方程式的计量系数相同。有些反应通过实验测定的速率方 程中，反应物浓度恰好等于方程式中该物质的计量系数，也不能断言该一定是基元反应， 即： 基元反应 一定 不一定 级数＝系数 举例说明： H2(g) + I2(g) = 2HI(g) v = k ·CH2 ·CI2 Ⅰ I2 ＝ 2 I (快) Ⅱ 2 I ＋ H2 ＝ 2HI （慢） （3）应用： 解决问题：求 v 、k、反应级数、速率方程 由例题总结解题步骤： 第一步 设速率方程 v＝kCA xCB y； 第二步 将实验数据代入，组成方程组； 第三步 解方程组即得所要求的。 总之，非基元反应的速率方程由速控步骤决定，要由速控步骤写出，利用快反应建 立的平衡将中间产物的浓度表示。 三．小结：（6 分钟） （1）反应速率的概念及其表示； （2）基元反应与非基元反应、简单反应与复杂反应； （3）反应速率理论。 （4）浓度对反应速率的影响； （5）速率常数 k 的单位与反应级数的关系； （6）基元反应、非基元反应的反应级数与方程式系数的关系。 四．布置作业： 附板书设计 主板： 副板 第一节 化学反应速率的含义 一 反应速率的概念及其表示 例题 ――强调“只适 用于”，并不是 说非元 反应没 有速率方程，而 是要通 过实验 才能确定 k――是速率常 数，k↑v↑；同 一反应 k 与温 度、催 化剂有 关，单位 （ mol·L-1 ） 1-n·s-1。且将速 率常数 的单位 留下悬念，下面 解决。 ――板书 ――板书，强调 反应级 数与速 率常数 单位的 关系，因为经常 出现判断题。举 例说明 基元反 应与反 应级数 的关系 ――举例 讲完例 题由同 学来总 结解题 步骤
教学过程 批注 二 反应机理 三 反应速率理论一一碰撞理论、过渡态理论。 画图 第二节浓度对化学反应速率的影响 一 质量作用定律(44分钟) (1)质量作用定律的内容 (2)说明 (3)应用 例题
教 学 过 程 批 注 二 反应机理 三 反应速率理论——碰撞理论、过渡态理论。 画图 第二节 浓度对化学反应速率的影响 一 质量作用定律（44 分钟） （1）质量作用定律的内容 （2）说明 （3）应用 例题
