教學(xué)設(shè)計(jì) 完整版：化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)限度

化學(xué)反應(yīng)的限度[引入]通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們知道化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，那么，在實(shí)際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？[生]……[師]請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P29頁(yè)[板書]1-2化學(xué)反應(yīng)的限度[師]Cl2溶于水得到的氯水中既含有Cl2分子，H2O分子，也含有H+，Cl-，HClO分子等微粒，這是由于Cl2能與H2O發(fā)生可逆反應(yīng)。反應(yīng)。[板書]Cl2+H2OHCl+HClO[問(wèn)]什么叫做可逆反應(yīng)呢？[生]……[板書]可逆反應(yīng)：在同一反應(yīng)條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。[師]這里需要注意的是要在同一個(gè)反應(yīng)當(dāng)中，中間用的是“”號(hào)。我們今天要學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)的限度就是研究可逆反應(yīng)所能達(dá)到的最大限度。[問(wèn)]化學(xué)反應(yīng)的可逆性是普遍存在的嗎？[生]……[師]我們一起來(lái)看課本30頁(yè)的[活動(dòng)與探究]，F(xiàn)eCl3溶液與KI溶液能發(fā)生反應(yīng)，離子反應(yīng)式是：[板書]2Fe3++2I-＝2Fe2++I2[師]這是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，F(xiàn)e3+化合價(jià)降低被還原成Fe2+，I-化合價(jià)升高被氧化成I2。請(qǐng)同學(xué)們?cè)囌卟孪胍幌逻@個(gè)反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)？[生]……[師]我們要來(lái)驗(yàn)證一下才能確定。這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物的系數(shù)比為1：1，如果我用相同濃度、相同體積的FeCl3溶液和KI溶液進(jìn)行反應(yīng)，假設(shè)這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物能按照系數(shù)比完全轉(zhuǎn)化為生成物，那產(chǎn)物中是不是只有Fe2+和I2？[生]是[師]那如果假設(shè)這是個(gè)可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能進(jìn)行到底，同學(xué)們想一下，產(chǎn)物中含有哪些物質(zhì)？[生]Fe2+、I2、Fe3+、I-[師]很好，這兩種假設(shè)的產(chǎn)物區(qū)別在于可逆反應(yīng)還含有Fe3+、I-，在這里我們是不是選一種試劑能簡(jiǎn)單方便地檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有Fe3+、I-中的一種，然后從產(chǎn)物推知反應(yīng)類型，同學(xué)們想一想可以選什么？[生]KSCN[師]很好，KSCN會(huì)與Fe3+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)[板書]KSCN+Fe3+→血紅色[師]這個(gè)反應(yīng)非常迅速而且現(xiàn)象非常明顯，所以可以用KSCN來(lái)檢驗(yàn)Fe3+的存在。好，有了這個(gè)方案，F(xiàn)eCl3溶液與KI溶液的反應(yīng)在用量上就不一定要用同濃度、同體積，KI溶液可以過(guò)量，因?yàn)槲覀兪沁xKSCN來(lái)檢驗(yàn)Fe3+的存在。過(guò)量的KI溶液可以保證Fe3+充分進(jìn)行反應(yīng)，如果反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化為生成物，產(chǎn)物當(dāng)中就沒(méi)有Fe3+，如果這是個(gè)可逆反應(yīng)，KI溶液即使過(guò)量，產(chǎn)物當(dāng)中還是會(huì)有Fe3+存在的。所以KI溶液過(guò)量是不會(huì)影響我們檢驗(yàn)的，下面我給大家演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)。[演示]這瓶無(wú)色的溶液是KI溶液，而這瓶黃色的溶液是Fe3+溶液，現(xiàn)在我取5mLKI溶液放到試管中，再取少量的Fe3+溶液滴加到試管中，同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？[生]溶液變成紅棕色。[師]溶液變成紅棕色說(shuō)明了什么？[生]有I2生成。[問(wèn)]現(xiàn)在我直接加KSCN溶液可不可以？[生]不可以。[師]因?yàn)镵SCN遇到Fe3+會(huì)變成血紅色，在這里因?yàn)橛蠭2生成使溶液變成紅棕色，會(huì)干擾我們對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的觀察，所以我們必須想辦法消除I2的干擾，那要怎么做呢？[生]加CCl4[師]很好，CCl4是一種很好的萃取液，I2很容易溶解到CCl4當(dāng)中，現(xiàn)在我加入2mL的CCl4，振蕩一下，靜置，同學(xué)們觀察到了什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？[生]溶液分成兩層[師]下層顏色深的是溶解有I2的CCl4溶液，上層是含有Fe2+、I-還可能有Fe3+的清夜?，F(xiàn)在我取一些上層清夜出來(lái)檢驗(yàn)，加幾滴KSCN，顏色有什么變化？[生]溶液變成血紅色。[師]說(shuō)明了什么呢？[生]說(shuō)明了有Fe3+的存在，這個(gè)反應(yīng)沒(méi)有進(jìn)行到底是可逆反應(yīng)。[師]很好，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)你們剛才所看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填寫課本上的表格。[生]……[板書]AgNO3+Cu→[問(wèn)]AgNO3和Cu會(huì)不會(huì)發(fā)生反應(yīng)？[生]會(huì)。因?yàn)镃u的金屬活動(dòng)性順序排在Ag的前面，所以可以把Ag從它的鹽溶液中置換出來(lái)。[師]請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)寫一下這個(gè)反應(yīng)的離子方程式[生]2Ag++Cu＝2Ag+Cu2+[師]這也是個(gè)氧化還原反應(yīng)，Ag+化合價(jià)降低被還原成Ag單質(zhì)，Cu單質(zhì)化合價(jià)升高被氧化成Cu2+，那同學(xué)們也是試著猜想一下這是不是個(gè)可逆反應(yīng)？同樣的我們要通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能來(lái)確定，請(qǐng)同學(xué)們參照老師剛才的思路再設(shè)計(jì)一個(gè)方案來(lái)檢驗(yàn)這個(gè)反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)?，F(xiàn)在各小組進(jìn)行交流討論。[生]……[師]時(shí)間差不多了，請(qǐng)同學(xué)們推薦一位同學(xué)來(lái)匯報(bào)一下你們?cè)O(shè)計(jì)的方案。[生]①加稍過(guò)量的銅粉②取上層清夜③用KBr溶液來(lái)檢驗(yàn)[師]很好，首先，用稍過(guò)量的銅粉是保證這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得充分，如果這個(gè)反應(yīng)是按照系數(shù)比完全轉(zhuǎn)化為生成物，產(chǎn)物當(dāng)中就只有Cu2+、Ag、Cu；如果這個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)，Cu粉即使過(guò)量也還是有Ag+存在。再來(lái)，取上層清夜用KBr溶液來(lái)檢驗(yàn)，是因?yàn)锳g+比較特殊，它可以跟鹵素離子發(fā)生反應(yīng)生成有色沉淀。[板書]Ag++Br-＝AgBr↓（黃）[師]好，根據(jù)這個(gè)方案，同學(xué)們自己動(dòng)手操作來(lái)驗(yàn)證一下這個(gè)反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)。要用到的試劑都在你們桌面上，等下做完實(shí)驗(yàn)，殘留液不能亂倒，要放入回收瓶里，因?yàn)镃u和Ag是重金屬對(duì)人體有害?，F(xiàn)在可以開(kāi)始實(shí)驗(yàn)了[問(wèn)]同學(xué)們實(shí)驗(yàn)都做完了，告訴我這個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？[生]是。因?yàn)橛悬S色沉淀，說(shuō)明有Ag+存在。[師]實(shí)驗(yàn)證明：絕大多數(shù)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，在一定條件下，可逆反應(yīng)是有限度的，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。[板書]可逆反應(yīng)是有限度的[問(wèn)]可逆反應(yīng)達(dá)到它的限度就停止了嗎？[生]……[師]前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了，有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生就一定有化學(xué)反應(yīng)速率存在，我們今天學(xué)習(xí)的可逆反應(yīng)中既有正反應(yīng)又有逆反應(yīng)，對(duì)應(yīng)的它既有正反應(yīng)速率又有逆反應(yīng)速率V正[板書]A+BABV逆[師]那V正、V逆隨時(shí)間變化的情況是怎樣的呢？我們可以用一個(gè)坐標(biāo)圖來(lái)表示，橫坐標(biāo)表示反應(yīng)時(shí)間，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)速率，我們已經(jīng)知道反應(yīng)速率跟濃度有關(guān)。v反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，也就是t=0時(shí)，C反最大，C生=0V正即V正最大，V逆=0，在坐標(biāo)圖上標(biāo)出。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，也就是t＞0時(shí)，C反↓，C生↑V正↓，V逆↑，在坐標(biāo)圖上表示為V逆當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，也就是t=a時(shí)，0atC反、C生不再發(fā)生改變，即V正=V逆，我們就說(shuō)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。[板書]化學(xué)平衡（動(dòng)態(tài)）[師]在坐標(biāo)圖上，我們可以看出V正和V逆交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的值是一個(gè)大于0的值，說(shuō)明這個(gè)化學(xué)平衡不是停止的，而是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。[板書]特點(diǎn)：V正=V逆＞0[師]下面請(qǐng)同學(xué)們看課本P30-31頁(yè)的交流與討論，請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)寫一下合成氨反應(yīng)的方程式高溫、高壓[生]N2+3H22NH3催化劑[師]寫得很好，請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合