影響化學反應速率的因素教案

蘇教版選修模塊《化學反應原理》專題2第一單元化學反應速率影響化學反應速率的因素教學設計晉江一中化學組楊少芬一、設計思想通過必修2的學習，學生已初步體會了化學與生產、生活息息相關，了解了影響化學反應速率的因素，具備了一定的理論知識。因而，本節(jié)課主要目的是讓學生通過設計實驗證實溫度、濃度、催化劑（條件限制無法進行壓強實驗，結合人教版和蘇教版提供的實驗，將三種影響因素結合在同一個化學反應中）對化學反應速率的影響，并能用相關理論簡要解釋溫度、濃度、壓強、催化劑等對化學反應速率的影響；讓學生經歷由現象到本質，進而利用理論指導實踐，完成一次認識的飛躍?；谶@樣的目的，在簡要復習必修2中影響化學反應速率的因素的相關知識之后，緊接著主要設置兩大部分內容：設計實驗證實濃度、溫度和催化劑對反應速率的影響；分別運用碰撞理論簡要解釋溫度、濃度、壓強對化學反應速率的影響，用過渡態(tài)理論簡要解釋催化劑對反應速率的影響。由于場地等條件限制，本節(jié)課實驗采用學生演示實驗，借由學生設計實驗，動手操作和觀察現象等過程，充分發(fā)揮學生的動手動腦的能力，提高學生的課堂參與度，同時培養(yǎng)學生的實驗設計能力、思維能力、實驗能力，增強學生合作學習的意識，引導學生自主分析，總結，體現新課程理念。二、教材分析本節(jié)課內容是在學習了必修2專題2第一單元《化學反應速率與化學反應限度》的基礎上展開的。學生已經初步了解了影響化學反應速率的因素，本節(jié)課通過實驗探究加深了學生對溫度、濃度、催化劑等對化學反應速率影響的一般規(guī)律的認識；而后分別簡要介紹了碰撞理論和過渡態(tài)理論，使學生能簡單解釋濃度、壓強、溫度、催化劑等外界條件對化學反應速率的影響，這部分內容是后面學習化學平衡知識的必要基礎。三、學情分析通過高一的學習、實踐，學生已經初步涉及溫度、催化劑對過氧化氫分解反應速率的影響，并已經掌握了一些實驗基本能力（操作技能、觀察能力、分析能力、簡單運用實驗解決問題能力、評價簡單實驗能力等）；但其實驗設計能力還極為薄弱，對某些概念也還存在一定程度的混淆，基于上述各因素綜合考量，編排本節(jié)課內容。【教學目標】1、知識與技能理解濃度、壓強、溫度和催化劑等外界條件對化學反應速率的影響；使學生能運用碰撞理論、過渡態(tài)理論等相關理論予以簡單解釋。2、過程與方法通過實驗設計，培養(yǎng)學生科學探究的基本方法、提高動手操作能力、協作能力；通過對溫度、濃度、壓強、催化劑等對化學反應速率影響的解釋，提高學生的分析能力、歸納思維能力和形象思維能力。3、情感態(tài)度與價值觀通過設計實驗讓學生體會實驗是化學學習的重要手段，培養(yǎng)科學探究意識和實事求是的科學精神；并在此基礎上認識控制反應條件對生產、生活及科學研究的意義；進一步體會通過實驗認識和研究化學反應原理的方法和價值，樹立辯證唯物主義的世界觀?！局?、難點分析】重點：影響化學反應速率的因素（濃度、壓強、溫度、催化劑等）難點：用碰撞理論、過渡態(tài)理論等解釋影響化學反應速率的因素【教學方法】問題解決、自主學習、合作探究、交流討論【教學用品】多媒體課件試劑：0.01mol/L酸性KMnO4溶液，0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液，MnSO4固體。儀器：試管若干、量筒若干、燒杯、熱水壺、藥匙等。【教學過程】復習影響化學反應速率的因素教師活動學生活動設計意圖提問：我們已經知道，物質本身的性質決定化學反應的快慢。那么，影響化學反應速率的外界條件有哪些呢？簡要板書（在其它條件都相同時……）回憶、回答：溫度、濃度、表面積、催化劑……激活學生的認知結構，引導學生回憶已有知識為后面的控制變量法做好鋪墊第一部分設計實驗證明溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響教師活動學生活動設計意圖設問：如何從實驗角度證明上述結論？引出實驗設計活動與探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O展示草酸溶液泛問：對于這個反應，影響其反應速率的因素有哪些？我們可以利用哪些現象來比較不同條件下化學反應的快慢？歸納總結：反應物濃度、溫度、催化劑等。溶液顏色變化，單位時間內生成的氣體體積的多少為后面設計實驗證實草酸濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響做好鋪墊提供試劑，學生設計實驗講述控制變量法：其他條件都相同，只改變一個外界條件……學生（4人一組）設計實驗證實草酸濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響培養(yǎng)學生設計實驗的能力及交流、合作的意識幫助學生歸納總結學生匯報實驗設計方案培養(yǎng)學生語言表達能力點評、總結學生演示實驗提高學生動手操作能力第二部分用碰撞理論、過渡態(tài)理論解釋溫度、濃度、壓強、催化劑對化學反應速率的影響教師活動學生活動設計意圖提問：如何從理論角度解釋濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率的影響？投影碰撞理論，讓學生帶著2個閱讀，注意一些關鍵詞。學生閱讀碰撞理論由宏觀到微觀，培養(yǎng)學生認識物質本質的科學探究方法引導學生解決問題解決問題設問：如何利用碰撞理論解釋濃度、壓強、溫度對反應速率的影響？展示圖片討論、解釋多媒體輔助教學，促進學生對抽象概念的理解深化概念，學以致用設問：如何解釋催化劑對化學反應速率的影響？讓學生閱讀過渡態(tài)理論，理解2個關鍵詞教師講述，舉例：跳高學生閱讀、理解結合生活實際，幫助學生理解抽象概念。投影總結學生觀看培養(yǎng)學生歸納總結所學知識的習慣介紹一節(jié)課的教學設計

上一周,由于新課程實施研修的需要,請泉州市晉江一中的年輕教師楊少芬到河北的一個地市做公開教學。教學內容是選修模塊《化學反應原理》（蘇教版）的專題2第一單元《化學反應速率》中的“影響化學反應速率的因素”。異地教學，師生互不了解，要上好課不容易。但是，課上下來，效果出乎意料的好，得到學生和聽課教師的好評。教師的教學設計、課堂教學活動的組織駕御能力、師生的互動、情感交流都值得稱道。

下面從課的設計思想和教學基本過程對課的教學設計做介紹。所引用的材料大多選自楊少芬老師講課的教案和講演文稿，有些段落做了修改和刪節(jié)。

一、設計思想

學生通過必修2的學習，已初步了解了影響化學反應速率的因素。本節(jié)課主要目的是讓學生以草酸和酸性高錳酸鉀的反應為例，通過設計實驗進一步認識溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響，并能用相關理論簡要解釋溫度、濃度、壓強、催化劑等對化學反應速率的影響。通過教學讓學生的認識從感性上升到理性，由個別現象得了解提升到規(guī)律性知識的掌握。本課的教學活動主要是指導學生設計并進行實驗，觀察、描述、記錄現象并從中獲得規(guī)律性認識，提高學生動手能力和思維能力，提高學生參與學習活動的主動性，培養(yǎng)學生的實驗設計與操作能力，增強學生合作學習的意識。

二、教學過程設計

第一部分復習影響化學反應速率的因素

[教師講解]我們在<化學2>的學習中已經了解了影響化學反應速率的因素，請大家一起來回顧。

[學生發(fā)言]溫度、濃度、催化劑、表面積、……都是影響反應速率的因素

[教師發(fā)言，與學生互動，啟發(fā)學生從內因、外因兩個方面作歸納，認識各因素影響的規(guī)律]

[教師板書]

一、影響化學反應速率的因素

1、內因（決定作用）

2、外因：反應物濃度、壓強、溫度、催化劑、其他（如反應物的顆粒度、擴散速度、溶劑性質、光照、電磁波、放射線等）。

二、設計實驗證明溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響

第二部分指導學生設計實驗證明溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響

[教師講解]今天我們要學習怎樣通過實驗來觀察濃度、溫度、催化劑三種外界條件對化學反應速率的影響。我建議大家研究反應物濃度、反應溫度、催化劑使用這三種外界條件對下面的化學反應速率的影響。

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2

[教師展示草酸、酸性高錳酸鉀、硫酸錳水溶液的樣品，并講解]

化學家已經發(fā)現，反應物濃度、溫度對這一反應速率的影響十分明顯，硫酸錳能催化上述反應。通過實驗容易觀察到不同條件下反應速率的差異。今天我們就利用這一反應來設計實驗，研究外界條件對反應速率的影響。

請大家考慮，要怎樣來比較該反應在某種條件改變時，反應速率的變化趨勢?

[學生發(fā)言]可以從比較條件改變時產生CO2氣泡的快慢或者測定單位時間里放出CO2氣體體積的大小，也可以測定高錳酸鉀溶液濃度在單位時間內降低的多少。

[教師講解]是的，從單位時間內反應物濃度的降低或生成物濃度的增加可以衡量一個反應在某個時間段中反應速率的大小。如果我們僅僅是為了比較該反應在某種條件變化時反應速率是變大、變小還是不變，不要求作速率的精確測定確定，可以用那種比較簡便的方法？

[學生討論，發(fā)表看法]

[教師歸納]大家提出了各種方法。大家比較一致的看法是：可以通過觀察、比較酸性高錳酸鉀溶液反應褪色所需要的時間。我也同意。

但是，我還有三個問題：一是比較條件改變對反應速率的影響，每次實驗是改變一個條件還是改變幾個條件合適？二是用比較酸性高錳酸鉀溶液反應褪色所需要的時間來比較條件變化時反應速率的變化，這種辦法能不能探討酸性高錳酸鉀溶液濃度改變對反應速率的影響？第三，要準確比較酸性高錳酸鉀溶液褪色在不同條件下所需要的時間，要怎樣選擇開始觀察的時間？各次實驗，能從不同時間開始計時嗎？

[學生討論，提出看法]

[教師小結]通過討論，我們可以知道，一，每次實驗只能改變一個條件，這樣才能客觀地反映該條件改變對反應速率的影響。因此，要設定一個作為比較標準的對照組；二，是要通過比較酸性高錳酸鉀溶液反應褪色所需要的時間來比較條件變化時反應速率的變化，不能改變酸性高錳酸鉀溶液的濃度，不同濃度的溶液顏色不同，也會影響褪色所要的時間，即使，反應速率相同，濃的溶液褪色時間也長；第三，要準確比較酸性高錳酸鉀溶液褪色在不同條件下所需要的時間的長短，各次實驗要在同一時刻加入草酸溶液，而后觀察比較褪色索要的時間。我建議大家選用下列試劑、儀器來設計并進行實驗：0.01mol/L酸性KMnO4溶液，0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/L

H2C2O4溶液，MnSO4固體，60℃左右熱水。試管、量筒(10Ml)、燒杯(50mL)、藥匙等。

我建議用下列表格中的第1組數據做為對照組（板書）：

實驗組酸性KMnO4溶液濃度、體積H2C2O4濃度、體積催化劑溫度褪色時間結論對照組0.01mol/L,4mL0.1mol/L,4mL不用室溫

-----實驗組1

[學生實驗]教師巡視觀察指導

[展示]讓2-3位學生展示實驗記錄和結論，匯報實驗結果。

[教師小結]

大家的實驗，證實了反應物濃度增大、溫度升高、使用適當的催化劑可以提高反應速率。從大家的實驗結果還可以得到什么結論？哪位同學有新的發(fā)現？

[學生發(fā)言]三種條件改變對反應速率影響大小不同，從實驗看，MnSO4催化劑對這一反應速率的影響最大，其次是溫度，最后才是濃度。

第三部分了解怎樣從微觀視角解釋影響反應速率的因素

[教師講解]做了實驗之后，大家有沒有想到，外界條件的改變?yōu)槭裁磿绊懛磻俾誓兀?/p>

我們已經知道，化學反應是構成物質的微粒分子、離子、電子云運動的結果，簡單地說，構成物質分子的原子重新組合，發(fā)生化學變化，生成新物質。做更深入的研究，我們知道，原子間靠化學鍵結合，發(fā)生化學變化時，分子中原子間的原有的化學鍵斷裂并生成新的化學鍵。這種過程是怎么發(fā)生的呢？科學家們又是怎樣解釋說明外界條件對反應速率的影響呢？教科書對這一問題作了簡單的介紹?？茖W家用兩種理論作解釋、說明。一是碰撞理論，二是過渡態(tài)理論。

[教師板書]

二、影響反應速率因素的理論解釋

1．用碰撞理論解釋化學反應的發(fā)生及影響速率的因素

2．過渡態(tài)理論解釋化學反應的發(fā)生及影響速率的因素

[教師講解]

請大家先讀課本上關于碰撞理論的介紹，思考兩個問題：

1、普通分子與活化分子的根本區(qū)別？

2、活化分子間的碰撞都是有效碰撞嗎？如果不是，還需要什么樣的條件？

[學生閱讀課文、就教師的問題作答]

[教師小結歸納，結合圖片作啟發(fā)式講解]

根據碰撞理論，如果要發(fā)生反應，分子間必須發(fā)生有效碰撞（effectivecollision），有效碰撞必須要滿足兩個條件：

1、發(fā)生碰撞的分子要具有較高的能量

2、分子發(fā)生碰撞時符合一定的方向。

反應速率的大小與單位時間內發(fā)生的有效碰撞次數成正比。因此要使反應速率增大，反應物分子在單位時間內的有效碰撞次數就要多，而這又必然要求單位體積內的活化分子數要多。

反應物濃度增大，單位體積活化分子數（用紅色微粒表示）增多：

壓強增大，氣體物質單位體積活化分子數增多：

溫度升高分子的平均能量升高，其中的活化分子百分數增多：

因此，增大反應物濃度或增大氣體反應物的壓強、或升高反應體系的溫度，都能使單位體積內活化分子數增多，從而增大單位時間內有效碰撞的次數，使反應速率增大。

我們可以用下圖說明外界條件對反應速率的影響（板書）：

那么，又該如何解釋催化劑對化學反應速率的影響呢？科學家們提出了“過渡態(tài)理論”來加以解釋。請大家閱