《化学反应速率》教学设计

陕西师范大学化学反应速率教学设计一、设计思想化学反应不同，化学反应的速率也不同。用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量就是化学反应速率。在日常生活中我们常需要对化学反应的速率加以控制。如在一些合成反应中希望反应能快一些，而在食物的保鲜过程中则希望氧化过程越慢越好。学习化学反应速率的表示方法及各种因素对化学反应速率的影响，可以促进学生利用有关化学反应速率的知识指导生活，提高生活质量。本单元共由两部分组成。第一部分“化学反应速率的表示方法”介绍了如何表示化学反应速率以及如何通过实验的方法测定化学反应速率；第二部分“影响化学反应速率的因素”则介绍了浓度、温度、压强、催化剂等因素对反应速率的影响。在进行影响化学反应速率的因素的教学设计时，按“创设问题情境提出假设猜想实验探究验证寻求理论依据归纳总结得出结论”的思路进行。 二、教材分析选修在编排这部分内容时除了对必修内容的适当深入外，还体现了如下特点： 1密切联系社会、生活实际，突出知识的应用性（介绍常见的测定速率的方法）2关注化学科技发展，体现时代性（飞秒化学）3注重学科知识的完整性（补充速率单位mls-1）4适应学生志趣，注重学生发展（介绍过渡态理论） 本单元教材结构体系的编排，从必修教材化学反应速率的概念到本单元化学反应速率的表示方法，从实际探究影响化学反应速率的因素到理论解释，体现了学科知识结构与学生认知结构相结合的螺旋式的编排方式。普通高中化学课程标准（实验）对本单元提出如下要求与建议：1能定量表示化学反应速率，通过实验测定某些化学反应的速率。2实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。3通过对活化能的研究，运用相关理论（有效碰撞和过渡态理论）对影响化学反应速率的各因素进行理论解释。4通过催化剂的实际应用事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。5认识化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。另外，化学反应速率的知识是后面学习化学平衡的基础，学生掌握了化学反应速率的知识后，能更好的理解化学平衡建立和化学平衡状态的特征，及外界条件的改变对化学平衡的影响。三、学情分析学生虽然在必修2中已初步涉及了“化学反应速率的概念和影响化学反应速率的因素”的内容，但由于间隔时间长和学生掌握程度的参差不齐，故在复习巩固旧知的基础上对知识点加以适当的拓展和加深，这样既可以让学生容易接受新知，又可以使学生对化学反应速率知识的系统化。在学习“浓度影响化学反应速率的原理”时，会接触到一些新名词如“活化分子”、“活化能”等，在理解上可能会存在一些困难，在讲解时列举学生较感兴趣的事例投篮来说明。另外，学生在理解“条件的改变到底改变的是活化分子数，还是活化分子的百分数”上可能存在困难，采取“重点分析加理解”的方式加以解决。四、教学目标知识与技能1了解、强化化学反应速率的概念，掌握化学反应速率的定量表示方法，了解化学反应速率的测定方法；2理解浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响情况；3能用有效碰撞理论、过渡状态理论等相关理论解释浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响。过程与方法1运用活动与探究方式，学习外界条件对化学反应速率的影响；2由浅入深，从感性认识到理性认识；情感、态度与价值观1树立辩证唯物主义的观点；2培养学生的分析问题、归纳知识的能力；3从化学的视角认识自然、环境、能量和社会的关系；4通过从宏观到微观，从现象到本质的分析，培养学生科学的研究方法；五、重点难点教学重点1化学反应速率的表示方法及简单计算2浓度对化学反应速率的影响教学难点浓度对化学反应速率的影响的原因六、教学策略与手段1重视教学情景的创设，关注学生的生活经验。2重视直观教学，充分发挥演示实验的作用。3引导学生独立思考、合作交流，让学生体验探究的乐趣。4培养学生运用所学知识解决问题的能力，让学生有成就感，进而增强其学习兴趣。七、课前准备演示实验仪器、药品；讲学稿。八、教学过程教师活动学生活动设计意图复习回顾：1化学反应速率是用来衡量 进行快慢程度的物理量；2化学反应速率可用单位时间内 的减少或 的增加来表示，表达式为 ；其常用单位是 ；3化学反应速率的大小主要取决于 的性质，影响化学反应速率的外界因素有 。新知识点： 1化学反应速率 （1）完成教材P30“观察与思考”，并与同学讨论相关数据，谈谈这些数据给你的启迪。回忆、填空。讨论并总结：通过所作曲线可以发现，在反应过程中过氧化氢的浓度逐渐减小，但减小的趋势逐渐变缓，说明随着反应的进行化学反应速率逐渐 。复习旧知，为新知的学习作准备。通过作图及对图的分析，让学生感受同一反应在不同的时刻化学反应的快慢不同。因此，有必要用化学反应速率定量表示化学反应的快慢。（2）对于化学反应：a A + b B = c C +d D ，化学反应速率可分别用A、B、C、D四种物质的浓度变化来表示：v（A）= v（B）= v（C）= v（D）= 思考、根据“复习巩固”中速率的涵义填空。培养学生的分析归纳能力。（3）完成教材P31“交流与讨论”对于同一个反应来讲，用不同物质浓度的变化来表示化学反应速率，其数值存在怎样的关系。如：对于化学反应：a A + b B = c C +d D v（A）：v（B）：v（C）：v（D）= 。 思考、讨论并总结：对于同一个反应来讲，用不同物质浓度的变化来表示化学反应速率，其数值不一定相同。但其中存在着一定的比例关系，即用不同物质浓度的变化来表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比。使学生掌握计算化学反应速率的一般方法。并认识到不同物质浓度的变化来表示的同一反应速率之间的规律性。例1：在密闭容器中，合成氨反应N2 + 3H2 = 2NH3，开始时c（N2）=8mol/L，c（H2）=20mol/L，5min后c（N2）=6mol/L，求v（NH3）v（N2）v（H2）。例2：反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为：v（A）=0.15molL-1S-1v（B）=0.6molL-1S-1v（C）=0.4molL-1S-1v（D）=0.45molL-1S-1。该反应进行得快慢顺序为 。（针对学生在解题中的问题进行分析、纠正。）思考、解题。归纳总结解题思路。及时巩固新知；培养学生运用知识解决问题的能力。2注意点归纳（引导学生归纳总结化学反应速率中的注意点。）根据已学知识及练习归纳总结：（1）化学反应速率是一段时间内的平均速率，且都取正值。 （2）在一定温度下，固体和纯液体物质单位体积里的物质的量保持不变，即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，所以不能用它们表示速率。 （3）但固态反应物的颗粒大小是影响反应速率的条件之一，即颗粒越小，表面积越大，反应速率越快。培养学生分析归纳的能力。3化学反应速率的测定阅读教材P32相关内容和“活动与探究”，学习测定反应速率的实验方法。阅读思考： 1学习通过测定气体体积的变化测定化学反应速率的方法； 2除了通过测定气体体积的变化测定化学反应速率外，还可以有比色法等其他方法；促使学生进一步巩固化学反应速率的计算，同时认识常见的测定化学反应速率的方法。复习回顾：影响化学反应速率的因素：（1）其他条件相同时，反应物的浓度 ，反应速率越大。（对于有气体参加的反应，改变压强相当于改变反应物的浓度，也能影响反应速率。）（2）其他条件相同时，反应的温度 ，反应速率越大。（3）其他条件相同时，加入催化剂能显著 反应速率。（4）固体反应物颗粒 ，反应物的接触面积 ，反应速率越大。回忆、填空。复习旧知，为新知的学习作准备。新知识点： 1浓度对反应速率的影响 （1）规律活动与探究：（教材P33）NaHCO3与不同浓度盐酸反应的速率大小比较探究验证结论：其它条件不变时，增大反应物的浓度，可以 化学反应的速率；减小反应物的浓度，可以 化学反应的速率。 让学生先提出假设，再要求学生设计实验进行验证。引导学生思考“固体和纯液体物质的量的改变”能否影响反应速率。思考（联系“固体和纯液体的浓度改变来表示化学反应速率”）得出结论：在一定温度下，固体和纯液体物质单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，其物质的量变化不影响化学反应速率。） 引导学生注意前后知识的照应。例3：同在室温下，同种规格的铝片分别与下列物质混合，化学反应速率最大的是（ ）A01mol/L的HCl 15ml B02mol/L的HCl 12ml C015mol/L的H2SO4 8ml D18mol/L的浓H2SO4 15ml例4：反应C（s）+H2O（g）= CO（g）+H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）A增加C的量 B将容器的体积减小一半 C保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大D保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大思考、解题。归纳总结解题思路。及时巩固新知；培养学生运用知识解决问题的能力。（2）浓度影响化学反应速率的原理a化学反应的过程：反应物中旧化学键的 ，生成物中新化学键的 。b发生化学反应的先决条件：碰撞（即：旧键的断裂和新键的形成要通过反应物分子（或离子）间的碰撞才能完成）注意：并不是所有的反应物分子的每次碰撞都能发生化学反应。反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。c有效碰撞：能发生反应的碰撞有效碰撞的两个条件（教材P34图2-7）： 。d活化分子的碰撞取向在化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。 活化能： 。活化分子发生有效碰撞的条件： e反应物的浓度与有效碰撞次数2压强对反应速率的影响（1）规律教材P35“你知道吗？”：改变反应体系的压强，反应物的浓度是否发生变化？倾听、思考、理解归纳：在其它条件不变时，对某一个反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。增加反应物浓度时，单位体积反应物分子数目增多，单位体积活化分子数目增多。单位时间内的有效碰撞次数相应增多。化学反应速率增大。探究验证结论：对于有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积减小，相当于增大反应物的 ，反应速率增大；减小压强，气体体积增大，相当于减小反应物的 ，反应速率减小。由于这部分知识学生以前从没有接触过，故这部分知识以教师讲解，学生理解为主。并应尽可能的放慢节奏，在适当处作适当的比喻，重在学生的理解，为后面学生学习其他因素影响速率的原理打好基础。让学生先提出假设，再要求学生进行理论验证。（2）压强影响化学反应速率的原理（引导学生参照“浓度影响化学反应速率的原理”分析）分析，归纳，总结：a对于有气体参加的反应，当温度一定时，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。b增大压强（即缩小体积）时，增大了单位体积内的活化分子数。c单位时间内的有效碰撞次数相应增多。d化学反应速率增大培养学生的分析归纳能力。引导学生思考“反应物是固体或纯液体时，改变压强能否影响反应速率”。思考，总结：a压强对反应速率的影响可以归结为浓度对反应速率的影响；b如果反应物中无气体，改变压强对化学反应速率影响可忽略。前后呼应例5：10ml1mol/L的盐酸与一小块大理石的反应，下列措施能使化学反应速率提高的是（ ）A加入一定量的CaCO3 B加入5ml1.5mol/L的盐酸C加入15ml0.5mol/L的盐酸 D增大压强思考、解题。归纳总结解题思路。及时巩固新知；培养学生运用知识解决问题的能力。3温度对反应速率的影响（1）规律活动与探究：（教材P35）KMnO4溶液与H2C2O4在不同温度下反应的速率比较探究验证结论：其它条件不变时，升高温度，可以 化学反应的速率；降低温度，可以 化学反应的速率。让学生先提出假设，再要求学生设计实验进行验证。（2）温度影响化学反应速率的原理（引导学生参照“浓度影响化学反应速率的原理”分析）分析，归纳，总结：a当浓度一定时，升高温度，反应物分子的能量 ，分子运动加快。b使一部分原来能量较低的分子变成 分子，从而 了反应物分子中活化分子的百分数。c单位时间内的有效碰撞次数相应增多。d化学反应速率增大。此处让学生归纳可能有一定难度，教师可在适当处作提示或补充。例6：已知硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应可析出单质硫沉淀：Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+S+SO2+H20，某同学按下表进行实验，请你判断哪一组先出现浑浊：编号加3% Na2S2O3（mL）加1：5的H2SO4（滴）温度（）出现浑浊的快慢1525室温2515室温+103525室温+20思考、解题。归纳总结解题思路。及时巩固新知；培养学生运用知识解决问题的能力。4催化剂对反应速率的影响（1）规律活动与探究：（教材P36）过氧化氢在不同催化剂作用下的分解速率比较探究验证结论：一般地，使用催化剂可加快反应速率。让学生先提出假设，再要求学生设计实验进行验证。（2）催化剂影响化学反应速率的原理分析，归纳，总结：a催化剂能降低反应所需的活化能。b这样会使更多的反应物分子成为活化分子，从而增大了反应物分子中活化分子的百分数。c单位时间内的有效碰撞次数相应增多。d化学反应速率增大此处让学生归纳可能有一定难度，教师可在适当处作提示或补充。5其它因素对反应速率的影响（阅读教材P37归纳总结）阅读教材，归纳总结。让学生了解影响反应速率的其它因素。总结作业布置：课时1、2、3。回顾总结使学生知识系统化九、板书设计化学反应速率一、化学反应速率的表示方法1化学反应速率v=C/t；单位：mol/L.min或mol/（Ls）2注意点归纳一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。3化学反应速率的测定二、影响化学反应速率的因素1浓度对反应速率的影响增加反应物的浓度单位体积内反应物的活化分子数目增多反应物发生有效碰撞的次数增多反应速率增大。2压强对反应速率的影响（对于有气体参加的反应）增加反应物的压强单位体积内反应物的活化分子数目增多反应物发生有效碰撞的次数增多反应速率增大。3温度对反应速率的影响升高温度活化分子百分数增加反应物发生有效碰撞的次数增多反应速率增大。4催化剂对反应速率的影响催化剂能降低反应所需的活化能活化分子百分数增加反应物发生有效碰撞的次数增多反应速率增大。5其它因素对反应速率的影响10