第六章 實驗活動7 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素+教學(xué)設(shè)計 高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

配套中學(xué)人教版實驗活動7化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素一、教材分析一、教材分析知識銜接：在前面的課程中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的基本概念和化學(xué)方程式的計算，對化學(xué)反應(yīng)有了初步的認(rèn)識，為本實驗活動中化學(xué)反應(yīng)速率概念的引入以及理解反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。同時，學(xué)生在生活和之前的化學(xué)學(xué)習(xí)中，對溫度、催化劑等對化學(xué)反應(yīng)的影響也有一定的了解，本實驗活動是對這些知識的進一步拓展和深化。內(nèi)容特點：教材通過實驗活動的形式，讓學(xué)生親身體驗和探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，如溫度、濃度、催化劑等。這種以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、觀察能力和科學(xué)思維能力。教材還提供了豐富的實驗素材和詳細的實驗步驟，為學(xué)生的實驗探究提供了指導(dǎo)和保障。能力培養(yǎng)：本實驗活動注重培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，包括設(shè)計實驗、觀察現(xiàn)象、收集和處理數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果等能力。通過這些能力的培養(yǎng)，使學(xué)生能夠掌握科學(xué)探究的方法，提高科學(xué)素養(yǎng)，為今后的學(xué)習(xí)和研究打下堅實的基礎(chǔ)。實際應(yīng)用：教材中的實驗內(nèi)容與學(xué)生的實際生活密切相關(guān)，如食品的變質(zhì)、金屬的腐蝕等都與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)。通過本實驗活動，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的理論知識與實際生活聯(lián)系起來，認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)速率在生產(chǎn)和生活中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題的能力。二、教學(xué)目標(biāo)二、教學(xué)目標(biāo)理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表示方法，能夠進行簡單的反應(yīng)速率計算。掌握溫度、濃度、催化劑等影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，能夠解釋生活和生產(chǎn)中的相關(guān)現(xiàn)象。學(xué)會運用控制變量法設(shè)計實驗，探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并能正確觀察和記錄實驗現(xiàn)象，收集和處理實驗數(shù)據(jù)。三、教學(xué)重三、教學(xué)重難點教學(xué)重點：化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法：讓學(xué)生準(zhǔn)確理解化學(xué)反應(yīng)速率的定義，掌握其常用的表示方法，如平均速率和瞬時速率，以及單位的換算等，這是后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：重點掌握溫度、濃度、壓強、催化劑等常見因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律和基本原理，能夠運用這些知識解釋實際問題和現(xiàn)象。實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析：培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計合理實驗方案的能力，包括控制變量法的應(yīng)用、實驗步驟的設(shè)計、儀器藥品的選擇等；同時，讓學(xué)生學(xué)會觀察實驗現(xiàn)象、準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，并能夠運用圖表、圖像等方式對數(shù)據(jù)進行處理和分析，從而得出結(jié)論。教學(xué)難點：化學(xué)反應(yīng)速率的微觀解釋：學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物分子碰撞頻率和碰撞能量的關(guān)系等微觀概念理解起來有一定難度，需要借助動畫、圖片、模型等直觀手段幫助學(xué)生建立微觀概念，使學(xué)生從本質(zhì)上理解影響反應(yīng)速率的因素。實驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)論歸納：學(xué)生在處理實驗數(shù)據(jù)時，可能會遇到困難，如數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、圖表的繪制和解讀、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和總結(jié)等。需要引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的數(shù)據(jù)分析方法，培養(yǎng)學(xué)生從數(shù)據(jù)中提取有效信息并得出合理結(jié)論的能力?？刂谱兞糠ǖ撵`活運用：在實驗設(shè)計和實施過程中，學(xué)生往往難以準(zhǔn)確把握控制變量法的原則和方法，容易出現(xiàn)變量控制不當(dāng)、實驗方案不合理等問題。需要通過具體案例和實際操作，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)和體會，逐步掌握控制變量法的運用。反應(yīng)速率與實際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)：學(xué)生可能難以將所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)速率知識與實際生產(chǎn)、生活中的具體問題聯(lián)系起來，缺乏對知識的應(yīng)用能力。教學(xué)中需要引入大量的生活實例、化學(xué)工業(yè)案例等，幫助學(xué)生建立知識與實際應(yīng)用之間的橋梁，提高學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題的能力。四、教學(xué)四、教學(xué)過程導(dǎo)入部分教師活動：同學(xué)們，在開始今天的實驗活動之前，讓我們一起來看一個有趣的現(xiàn)象。（展示藍瓶子實驗，振蕩后溶液顏色發(fā)生變化）大家看，同樣的試劑，我用不同的力度振蕩，溶液顯示藍色的程度就不一樣。這說明了什么呢？其實啊，這就表明外因?qū)Ψ磻?yīng)的快慢是有影響的。在我們的日常生活和化學(xué)學(xué)習(xí)中，大家也能發(fā)現(xiàn)很多類似的現(xiàn)象，比如食物在夏天更容易變質(zhì)，而在冬天則能保存得更久；過氧化氫溶液在加入二氧化錳后會迅速分解產(chǎn)生大量氣泡，而不加催化劑時分解則比較緩慢。那么，到底有哪些因素會影響化學(xué)反應(yīng)的速率呢？這就是我們今天要通過實驗活動來探究的內(nèi)容——化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。設(shè)計意圖：通過有趣的藍瓶子實驗現(xiàn)象，引起學(xué)生的好奇心和注意力，激發(fā)他們對本節(jié)課內(nèi)容的興趣，同時引導(dǎo)學(xué)生從生活中的現(xiàn)象思考化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，建立起化學(xué)與生活的聯(lián)系，為后續(xù)的實驗探究活動做好鋪墊。知識回顧部分教師活動：在進行實驗之前，我們先來回顧一下與化學(xué)反應(yīng)速率相關(guān)的知識。同學(xué)們，化學(xué)反應(yīng)速率是如何表示的呀？學(xué)生活動：回答化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：教師活動：非常好，那我們可以通過測定哪些物理量來獲得反應(yīng)速率呢？大家可以小組討論一下。學(xué)生活動：分組討論后回答，如單位時間內(nèi)產(chǎn)生氣體體積、單位時間內(nèi)體系顏色變化、單位時間內(nèi)產(chǎn)物質(zhì)量變化、單位時間內(nèi)體系壓強變化等。教師活動：大家回答得都很全面呀，確實，我們可以通過多種方法來測定化學(xué)反應(yīng)速率。接下來，我們通過一個視頻來看看過氧化氫分解制氧氣反應(yīng)速率的測定方法，大家要注意觀察實驗中是如何測量和記錄數(shù)據(jù)的，以及如何通過數(shù)據(jù)來繪制圖像。設(shè)計意圖：通過對舊知識的回顧，幫助學(xué)生鞏固化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法，為后續(xù)實驗中對反應(yīng)速率的測定和分析打下基礎(chǔ)。同時，讓學(xué)生討論反應(yīng)速率的測定方法，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和合作學(xué)習(xí)能力，視頻演示則讓學(xué)生更直觀地了解實驗數(shù)據(jù)的處理方法。實驗探究部分教師活動：好，接下來我們就開始今天的實驗探究。我們主要探究濃度、溫度和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。首先，我們來探究濃度對反應(yīng)速率的影響。大家看，這里有硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)的實驗，反應(yīng)方程式我們可以通過觀察溶液變渾濁的快慢來判斷反應(yīng)速率的大小?，F(xiàn)在，我給大家展示一下具體的實驗步驟和注意事項。（教師進行演示實驗，邊演示邊講解）我們?nèi)芍уF形瓶，在第一支錐形瓶中加入10mL0.1mol/L的溶液和0mL蒸餾水，再加入10mL0.1mol/L的在第二支錐形瓶中加入5mL0.1mol/L的溶液和5mL蒸餾水，再加入10mL0.1mol/L的溶液。大家要注意，在加入硫酸后要立即開始計時，并且要觀察和記錄溶液變渾濁的時間。學(xué)生活動：認(rèn)真觀察教師的演示實驗，記錄實驗步驟和注意事項。教師活動：好，現(xiàn)在大家分組進行實驗，每個小組要分工合作，認(rèn)真觀察和記錄實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，實驗結(jié)束后我們一起討論和分析。學(xué)生活動：分組進行實驗，按照實驗步驟操作，觀察溶液變渾濁的現(xiàn)象，記錄反應(yīng)時間，并在組內(nèi)進行討論。教師活動：（巡視各小組實驗情況，及時給予指導(dǎo)和幫助）大家在實驗過程中要注意安全，規(guī)范操作，同時要仔細觀察溶液的變化哦。設(shè)計意圖：讓學(xué)生親自動手進行實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、觀察能力和團隊合作精神。通過對比不同濃度下的反應(yīng)速率，讓學(xué)生直觀地感受濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，同時在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的精神。教師活動：好，實驗結(jié)束了，我們請各小組來匯報一下你們的實驗結(jié)果和結(jié)論。學(xué)生活動：各小組選派代表匯報實驗結(jié)果，如第一組匯報：“我們組的實驗結(jié)果是，第一支錐形瓶中溶液變渾濁的時間是6分6秒，第二支錐形瓶中溶液變渾濁的時間是16分29秒，說明濃度越高，反應(yīng)速率越大?！苯處熁顒樱捍蠹业膶嶒灲Y(jié)果都很不錯呀，通過實驗我們可以得出結(jié)論，在其他條件不變的情況下，反應(yīng)物濃度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快。接下來，我們再來探究溫度對反應(yīng)速率的影響。還是以硫代硫酸鈉與硫酸的反應(yīng)為例，這次我們改變反應(yīng)的溫度，看看會有什么現(xiàn)象。學(xué)生活動：認(rèn)真觀察教師的演示實驗，記錄實驗步驟和注意事項。教師活動：好，現(xiàn)在大家分組進行實驗，注意要準(zhǔn)確控制溫度和計時哦。學(xué)生活動：分組進行實驗，按照實驗步驟操作，觀察溶液變渾濁的現(xiàn)象，記錄反應(yīng)時間，并在組內(nèi)進行討論。教師活動：（巡視各小組實驗情況，及時給予指導(dǎo)和幫助）大家在實驗過程中要注意安全，小心熱水燙傷，同時要認(rèn)真觀察溶液的變化和記錄時間。設(shè)計意圖：通過改變溫度進行實驗探究，讓學(xué)生進一步體驗科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和操作能力。通過對比不同溫度下的反應(yīng)速率，使學(xué)生理解溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，同時培養(yǎng)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力。教師活動：好，實驗結(jié)束了，我們請各小組來匯報一下你們的實驗結(jié)果和結(jié)論。學(xué)生活動：各小組選派代表匯報實驗結(jié)果，如第一組匯報：“我們組的實驗結(jié)果是，在28℃時溶液變渾濁的時間是1分鐘38秒，在38℃時溶液變渾濁的時間是1分鐘22秒，說明溫度越高，反應(yīng)速率越大。”教師活動：非常好，大家的實驗結(jié)果再次證明了我們的結(jié)論，在其他條件不變的情況下，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快。最后，我們來探究催化劑對反應(yīng)速率的影響。這次我們以過氧化氫分解反應(yīng)為例，大家都知道過氧化氫在常溫下分解比較緩慢，但是加入催化劑后會加速分解。我們向三支大小相同的試管中各加入2mL10%的溶液，再向其中的兩支試管中分別加入少量的粉末和2滴1mol/L的溶液，觀察比較三支試管中氣泡出現(xiàn)的快慢。學(xué)生活動：認(rèn)真觀察教師的演示實驗，記錄實驗步驟和注意事項。教師活動：好，現(xiàn)在大家分組進行實驗，注意觀察和比較三支試管中氣泡產(chǎn)生的速率，并記錄下來。學(xué)生活動：分組進行實驗，按照實驗步驟操作，觀察三支試管中氣泡出現(xiàn)的快慢，記錄現(xiàn)象，并在組內(nèi)進行討論。教師活動：（巡視各小組實驗情況，及時給予指導(dǎo)和幫助）大家在實驗過程中要注意安全，避免過氧化氫溶液濺到皮膚上，同時要仔細觀察氣泡的產(chǎn)生情況。設(shè)計意圖：通過探究催化劑對反應(yīng)速率的影響，讓學(xué)生了解催化劑在化學(xué)反應(yīng)中的作用，進一步豐富學(xué)生對影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的認(rèn)識。同時，通過對比不同催化劑的催化效果，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。數(shù)據(jù)分析與討論部分教師活動：好，實驗都做完了，現(xiàn)在我們來對實驗數(shù)據(jù)進行分析和討論。每個小組先在組內(nèi)討論一下，你們從實驗數(shù)據(jù)中得到了什么結(jié)論，以及這些結(jié)論是如何得出的。學(xué)生活動：小組內(nèi)展開討論，分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論，如“我們組通過對比不同濃度、溫度和催化劑下的反應(yīng)時間，得出濃度越高、溫度越高、加入催化劑，反應(yīng)速率都會加快的結(jié)論。”教師活動：好，各小組討論得都很熱烈呀，現(xiàn)在請各小組選派代表來分享一下你們組的討論結(jié)果和結(jié)論。學(xué)生活動：各小組代表依次發(fā)言，匯報本小組的實驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果和結(jié)論。教師活動：大家的分析都很到位呀，通過我們的實驗探究和數(shù)據(jù)分析，我們可以得出結(jié)論：反應(yīng)物濃度、溫度和催化劑等因素都會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。在其他條件不變的情況下，反應(yīng)物濃度越高、溫度越高、加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率都會加快。那么，大家想一想，為什么這些因素會影響化學(xué)反應(yīng)速率呢？從微觀角度來看，濃度的增加會使單位體積內(nèi)的反應(yīng)物分子數(shù)增多，從而增加了分子之間的碰撞頻率；溫度的升高會使反應(yīng)物分子的能量增加，使一部分原來能量較低的普通分子變成活化分子，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多；催化劑則能夠改變化學(xué)反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)的活化能，使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，從而加快了反應(yīng)速率。設(shè)計意圖：讓學(xué)生在小組內(nèi)討論和分析實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力和數(shù)據(jù)分析能力，通過各小組的匯報和交流，促進學(xué)生之間的思想碰撞和知識共享。教師從微觀角度對影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素進行解釋，幫助學(xué)生從本質(zhì)上理解化學(xué)反應(yīng)速率的影響機制，培養(yǎng)學(xué)生的微觀探析能力和邏輯思維能力。拓展應(yīng)用部分教師活動：同學(xué)們，我們已經(jīng)了解了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，那么這些知識在我們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用呢？大家可以結(jié)合我們學(xué)過的知識和生活中的經(jīng)驗，想一想，然后舉手發(fā)言。學(xué)生活動：思考后舉手發(fā)言，如“在食品保鮮中，我們可以通過降低溫度、減少氧氣濃度等方法來減慢食品變質(zhì)的速率”“在化工生產(chǎn)中，我們可以通過使用催化劑來加快反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率”等。教師活動：大家說得都很好呀，化學(xué)反應(yīng)速率的知識在我們的生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。比如，我們可以通過控制反應(yīng)條件來加快有利反應(yīng)的速率，減慢有害反應(yīng)的速率。在醫(yī)學(xué)上，藥物的研制也會涉及到對反應(yīng)速率的控制，以確保藥物在體內(nèi)能夠緩慢釋放，發(fā)揮最佳的治療效果。希望大家在今后的學(xué)習(xí)和生活中，能夠更加關(guān)注化學(xué)知識的應(yīng)用，用化學(xué)的眼光去看待和解決問題。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)速率知識與日常生活和工業(yè)生產(chǎn)實際相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運用化學(xué)知識解決實際問題的能力，讓學(xué)生體會到化學(xué)學(xué)科的實用性和重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性。課堂小結(jié)部分教師活動：好，今天我們通過實驗探究了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，大家都表現(xiàn)得非常出色。現(xiàn)在我們來一起回顧一下本節(jié)課的主要內(nèi)容。誰能來說一說影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？學(xué)生活動：回答影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有反應(yīng)物濃度、溫度、催化劑等。教師活動：很好，那這些因素是如何影響化學(xué)反應(yīng)速率的呢？學(xué)生活動：回答濃度越高、溫度越高、加入催化劑反應(yīng)速率越快等結(jié)論。教師活動：非常棒，大家對本節(jié)課的內(nèi)容掌握得都很不錯。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們不僅了解了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，還學(xué)會了如何設(shè)計實驗、進行實驗操作、分析實驗數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。希望大家在今后的學(xué)習(xí)中，能夠繼續(xù)保持對化學(xué)實驗的熱情，積極探索化學(xué)世界的奧秘。設(shè)計意圖：通過課堂小結(jié)，幫助學(xué)生梳理本節(jié)課的主要內(nèi)容和重點知識，強化學(xué)生對影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的理解和記憶，同時對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和表現(xiàn)進行肯定和鼓勵，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和積極性。五、五、教學(xué)反思不足之處：學(xué)生實驗操作能力的差異：學(xué)生在實驗操作方面存在一定的差異，部分學(xué)生動手能力較強，能夠熟練地完成實驗操作并準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，但也有一些學(xué)生操作不夠熟練，導(dǎo)致實驗時間延長，甚至出現(xiàn)一些錯誤操作，如在使用量筒量取液體時讀數(shù)不準(zhǔn)確、在添加催化劑時操作不當(dāng)?shù)取Ｔ诮窈蟮慕虒W(xué)中，需要加強對學(xué)生實驗基本操作的訓(xùn)練，在實驗前進行更詳細的操作指導(dǎo)和示范，或者在學(xué)生實驗過程中加強巡視和指導(dǎo)，及時糾正學(xué)生的錯誤操作。實驗安全意識的強調(diào)不夠：在實驗過程中，雖然沒有出現(xiàn)安全事故，但有些學(xué)生在使用酒精燈加熱、處理化學(xué)藥品等方面存在一些安全隱患，如用酒精燈加熱時沒有注意正確的操作方法、在添加藥品時沒有注意避免藥品的飛濺等。在今后的實驗教學(xué)中，要進一步加強對學(xué)生實驗安全意識的教育，在實驗前詳細講解實驗安全注意事項，讓學(xué)生充分認(rèn)識到實驗安全的重要性，并在實驗過程中時刻提醒學(xué)生注意安全。對個別學(xué)生的關(guān)注不足：在課堂教學(xué)和實驗活動中，由于學(xué)生數(shù)量較多，難以做到對每一位學(xué)生都進行充分的關(guān)注和指導(dǎo)。