影响化学反应速率的因素教学设计

苏教版选修模块《化学反应原理》专题2第一单元化学反应速率影响化学反应速率的因素教学设计一、设计思想通过必修2的学习，学生已初步体会了化学与生产、生活息息相关，了解了影响化学反应速率的因素，具备了一定的理论知识。因而，本节课主要目的是让学生通过设计实验证实温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响，并能用相关理论简要解释温度、浓度、压强、催化剂等对化学反应速率的影响；让学生经历由现象到本质，进而利用理论指导实践，完成一次认识的飞跃。基于这样的目的，在简要复习必修2中影响化学反应速率的因素的相关知识之后，紧接着主要设置两大部分内容：设计实验证实浓度、温度对反应速率的影响；分别运用碰撞理论简要解释温度、浓度、压强对化学反应速率的影响。由于场地等条件限制，本节课实验采用教师演示与学生探究相结全的方式，在学生设计实验，动手操作和观察现象等过程中，充分发挥学生的动手动脑的能力，提高学生的课堂参与度，同时培养学生的实验设计能力、思维能力、实验能力，增强学生合作学习的意识，引导学生自主分析，总结，体现新课程理念。二、教材分析本节课内容是在学习了必修2专题2第一单元《化学反应速率与化学反应限度》的基础上展开的。学生已经初步了解了影响化学反应速率的因素，本节课通过实验探究加深了学生对浓度、温度等对化学反应速率影响的一般规律的认识；而后相应简要介绍了碰撞理论，使学生能简单解释浓度、压强、温度等外界条件对化学反应速率的影响，这部分内容是后面学习化学平衡知识的必要基础。三、学情分析通过高一的学习、实践，学生已经初步涉及温度、催化剂对一些反应速率的影响，并已经掌握了一些实验基本能力（操作技能、观察能力、分析能力、简单运用实验解决问题能力、评价简单实验能力等）；但其实验设计能力还极为薄弱，对某些概念也还存在一定程度的混淆，基于上述各因素综合考量，编排本节课内容。【教学目标】1、知识与技能理解浓度、压强、温度和催化剂等外界条件对化学反应速率的影响；使学生能运用碰撞理论、过渡态理论等相关理论予以简单解释。2、过程与方法通过实验设计，培养学生科学探究的基本方法、提高动手操作能力、协作能力；通过对温度、浓度、压强、催化剂等对化学反应速率影响的解释，提高学生的分析能力、归纳思维能力和形象思维能力。3、情感态度与价值观通过设计实验让学生体会实验是化学学习的重要手段，培养科学探究意识和实事求是的科学精神；并在此基础上认识控制反应条件对生产、生活及科学研究的意义；进一步体会通过实验认识和研究化学反应原理的方法和价值，树立辩证唯物主义的世界观。【重、难点分析】重点：影响化学反应速率的因素（浓度、压强、温度、催化剂等）难点：用碰撞理论、过渡态理论等解释影响化学反应速率的因素【教学方法】问题解决、自主学习、合作探究、交流讨论【教学用品】多媒体课件试剂：NaHCO3粉末，0.2mol/L盐酸，2.0mol/L盐酸；0.01mol/L酸性KMnO4溶液，0.2mol/LH2C2O4溶液，8仪器：大试管2个、大小相同的气球两个、试管2*15支、量筒2*15个、小烧杯8个、热水壶。四、教学设计过程投影1：列举生活中常见的快反应和慢反应的例子。生：爆炸反应很快，化石燃料的形成很慢。。。。。。投影2：师：又比如Na与水的反应很快，而Al跟水的反应却很慢。那为什么不同的化学反应，反应速率会不一样呢？决定化学反应快慢的根本原因是什么呢？”生：物质本身的性质决定的。投影3：

一、影响化学反应速率的因素1、内因：（决定作用）物质本身的性质师：也就是说对于不同反应来说，反应速率取决于其内因------物质本身的性质。投影4：师：而对于相同的反应来说，反应物的性质是很难改变的，但改变外界条件可以影响反应速率，比如说：食物放在冰箱里可以更持久保鲜、向炉膛中鼓风可以让火烧得更旺，使用加酶洗衣粉去污效果更好。。。。。。。师：请大家结合学过的知识和生活实际说说有哪些外界条件会影响化学反应速率。生：反应物浓度、压强、温度、催化剂及其他（如反应物的颗粒度、扩散速度、溶剂性质、光照、电磁波、放射线等）外界条件均会影响化学反应速率。投影5：2、外因：（影响作用）外界条件师：今天就通过实验和理论，进一步学习并解释浓度、压强以及温度等外界条件对化学反应速率的影响。投影6：课题内容：影响化学反应速率的因素投影7：女神像腐蚀前后师：大家都喜欢旅游吧？比如看看国内外的一些名胜古迹，但也许你会慕名而去，败兴而归。比如这两张图片，是德国的一尊女神像，拍摄时间只差几十年，但仅仅是几十年，却使得原本栩栩如生的女神像变得面目全非。据统计，世界上古建筑在近百年来遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重！按说像大理石雕刻制品从安放时起，由于风吹日晒雨淋等自然因素影响，就开始受到腐蚀，那为什么几百年前腐蚀很慢，近几十年却突然变快了呢？生：因为环境恶化！酸雨的腐蚀！师：酸雨为什么会让石像腐蚀加快呢，学习了今天的内容你一定就会有答案！投影8：实验探究1师：我们可以通过比较这个实验的什么现象来得出反应速率的快慢？生：可以通过气球膨胀的快慢来比较。演示实验：两个大小相同的气球，分别装好2.0gNaHCO3粉末；取两只大试管，分别加入30ml0.2mol/L盐酸2.0mol/L盐酸，再将两个气球套在两试管口，同时将气球内的NaHCO3粉末加入盐酸中。观察实验现象。投影9：完成下列表格生：观察实验现象并完成表格：大理石溶解，表面有气泡冒出，气球膨胀，且盐酸浓度大的气球膨胀得快。说明NaHCO3与浓度较大的盐酸反应的速率较快。师：也就是说这个实验是要探究浓度对反应速率的影响。回顾刚才这个实验，盐酸体积、粉末质量、反应温度都相同，只有浓度是不同的。为什么要设计成只有一个条件不一样呢？投影10：师：比较外界条件改变对反应速率的影响时，每次只能改变一个条件，而其它条件应该完全相同。这就是所谓的控制变量法。这就好比运动员要比谁跑得快，也就该是在同一起跑线上，同一时间起跑一样的道理。实验结论：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大。减小反应物的浓度，反应速率减小。师：还需要补充的是，固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。做了实验之后，大家有没有想到，浓度的改变为什么会影响反应速率呢？我们已经知道，化学反应是构成物质分子的原子重新组合，生成新物质的过程。也就是反应物分子中原子间的旧化学键断裂，新化学键形成的过程。这种过程是怎么发生的呢？科学家们是怎样解释外界条件对反应速率的影响呢？教材对这些问题作了简单的介绍。首先请大家阅读教材P36《信息提示》。师：从信息中我们不难知道，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。投影11：碰撞理论要点师：也就是说，要使反应速率增大，反应物分子在单位时间内的有效碰撞次数就要多，而这又必然要求单位体积内的活化分子数要多。那么，什么是活化分子？它与普通分子有何差别？活化分子发生有效碰撞的条件又是什么？投影12：阅读与思考生：活化分子：能量较高、有可能发生有效碰撞的分子；有效碰撞：能发生反应的碰撞。师：根据碰撞理论，如果要发生反应，分子间必须发生有效碰撞，有效碰撞必须要满足两个条件：

1、发生碰撞的分子要具有较高的能量

2、分子发生碰撞时符合一定的方向。投影13：碰撞理论与投篮相通投篮要两个条件：一是运动员应具有足够的能量，二是应有合适的取向。有效碰撞的道理与此相通。投影14：投影15：师：我们可以用碰撞理论来解释浓度对反应速率的影响。在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。师：用同样的道理也可以解释压强对化学反应速率的影响。投影16：投影17：师：如果气体的压强增大到原来的2倍，可以看成气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。当然，如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。可见，压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。得出结论：其它条件不变时，对于气体来说，增大压强，反应速率增大，减小压强，反应速率减小。投影18：师：化学家已经发现，反应物温度对该反应速率的影响十分明显，现在咱们就利用这一反应来设计实验，研究温度对反应速率的影响。那么，要怎样来比较该反应在温度改变时，反应速率的变化?生：可以比较条件改变时产生CO2气泡的快慢或者测定单位时间里放出CO2气体体积的大小，也可以测定高锰酸钾溶液浓度在单位时间内降低的多少。可以通过观察、比较酸性高锰酸钾溶液反应褪色所需要的时间。师：可以通过观察、比较酸性高锰酸钾溶液反应褪色所需要的时间。但是，我还有问题：1、比较条件改变对反应速率的影响，每次实验是改变一个条件还是改变几个条件合适？2、要准确比较酸性高锰酸钾溶液褪色在不同条件下所需要的时间，要怎样选择开始观察的时间？各次实验，能从不同时间开始计时吗？[学生讨论，提出看法]1、每次实验只能改变一个条件，这样才能客观地反映该条件改变对反应速率的影响。因此，要设定一个作为比较标准的对照组；2、要准确比较酸性高锰酸钾溶液褪色在不同条件下所需要的时间的长短，实验要在同一时间加入草酸溶液，而后观察比较褪色所要的时间。师：现在，请根据桌面上提供的仪器和药品，设计实验证明温度、催化剂对该反应速率的影响。仪器：试管、量筒、烧杯等。药品：0.01mol/L酸性KMnO4溶液，0.2mol/LH2C2O4溶液，80℃热水我建议用下列表格中的数据做为对照组进行设计实验：投影19：学生探究实验：生：分组进行实验探究温度对化学反应速率的影响。实验结论：当其它条件不变时，升高温度，绝大多数化学反应的反应速率增大。降低温度，反应速率减小。师：你们能不能从碰撞理论解释为什么升高温度会使反应速率加快？[学生讨论，提出看法]投影20：投影21：生：当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子能量增高，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，活化分子的百分数增大，活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。师：上述