《影响化学反应速率的因素》教学设计

 《影响化学反应速率的因素》教学设计一、教学课题基本说明1、教学内容所属模块：高中化学选修42、年级：高二年级3、所用教材出版单位：人民教育出版社4、所属章节：第二章第二节二、教材分析本节内容选自人教版高中化学选修四《化学反应原理》第二章《化学反应速率和化学平衡》第二节的教学内容，在《化学反应原理》这本教材的学习中有着举足轻重的作用。它既是对必修部分相关内容学习的延伸与深化，也是后续学习化学平衡及其移动知识的基础。绪言中介绍的“碰撞理论”可以很好的解释外界条件对化学反应速率的影响。学生对外界条件对化学反应速率的影响的理解程度又为后续化学平衡的学习奠定了理论基础。三、学情分析本次课的内容将要面对的是高二的学生，经过高一一定的学习，已经具备较好的化学素养。在高一化学必修2的学习中已对化学反应速率的概念有了感性认识，学生已能根据反应现象如反应物消失的快慢或生成物出现的快慢判断化学反应速率的大小，但还未形成理性思维；对有效碰撞理论有所了解，但缺乏理论联系实践的具体应用。通过必修1和必修2的学习，学生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），同时学生也已具备了一定的理性思维能力，如处理和应用数据的能力、逻辑思维能力等，因此对本节的学习已具备了相应的知识和能力的基础；初步具备简单化学实验方案的设计能力，能够合作完成实验探究，具备一定的观察、分析、质疑和表达能力；思维方面，学生抽象思维还不成熟，对实验方案的评价还离不开老师的启发引导，学习压强影响方面也将存在一定的困难。这些困难也恰好给我们提供了一个非常好的契机，在实验认识方面产生了认知冲突，是开展小组件自评互评的很好素材；另外，对于压强影响的重要性，学生不太了解，好奇心驱使学生是渴望知道这方面的知识的，为后面的动画验证提供了一个非常好的心理需要。四、教学目标1、知识与技能目标(1) 能够从更加本质的角度去分析影响化学反应的几个因素：浓度、压强、温度、催化剂等；(2) 能够利用绪论部分介绍的有效碰撞理论和活化能理论2、过程与方法目标(1)  通过分析、理解有效碰撞、活化分子等概念和过程，增强学生的归纳及形象思维能力。（2） 通过实验使学生能够学会用“控制变量”的方法来分析影响化学反应速率的因素；3、情感态度与价值观目标    通过学习过程，使学生初步学会从化学的视角去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。同时还亲身体验科学探究的喜悦，从而培养实事求是的科学态度和积极探索的科学精神以及学习化学的兴趣。五、教学重点与难点教学重点：浓度浓度、温度对化学反应速率的影响教学难点：运用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响六、教学方法及设计思路教学方法：实验探究、分类比较，多媒体演示等。设计思路：材料引导影响化学反应速率的因素教学设计实验探究影响化学反应速率的因素教学设计启思诱导影响化学反应速率的因素教学设计小组讨论影响化学反应速率的因素教学设计归纳总结七、教学过程设计板块1——创设情境，引出影响化学反应速率的因素    引入：上节课我们已经学习了化学反应速率的表示方法及简单的计算，也认识到不同的化学反应进行的快慢程度是千差万别的。比如，以下一组图片展示的是我们在生活中经常见到的一些反应，大家比较一下他们的反应快慢程度。 影响化学反应速率的因素教学设计影响化学反应速率的因素教学设计                  铁生锈                         烟花燃放        影响化学反应速率的因素教学设计影响化学反应速率的因素教学设计            爆炸                           溶洞的形成学生：爆炸和烟花燃放的反应速率非常快，都是瞬间完成的；铁生锈的反应速率相对慢一些，需要数年才能完成；溶洞的形成反应速率最慢，需要上万年或者几百万年的时间才能完成。教师：由此可以看出，不同的反应进行的快慢程度是有差别的，即其反应速率是不同的。【过渡】本节课重点学习影响化学反应速率的因素【板书】第二节、影响化学反应速率的因素【思考】通过实验探究，在相同条件下，钠、镁分别和水反应，哪个反应速率较快？（观察实验后学生回答：钠和水反应的速率较快）【追问】为什么？学生：因为钠的活泼性比镁的活泼性强教师：因此，对于不同的化学反应，其反应速率由反应物本身的性质决定。除了内因之外，还有许多外部因素可以影响化学反应的速率。【板书】内因：反应物本身的性质——决定外因：外界条件——影响板块2——实验探究浓度、温度对化学反应速率的影响【实验探究】一、浓度对化学反应速率的影响〖实验2-2〗草酸与酸性高锰酸钾的反应  实验原理 2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 +2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O      加入试剂及用量 4mL  0.01mol/L KMnO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4  2mL  0.2mol/L H2C2O4 实验现象   褪色时间     结论   注意：（1）设置对比实验，注意变量（浓度）的变化；（2）两组实验同时进行，比较颜色完全褪去所花时间的长短。【规律】在其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率加快  ；降低反应物浓度，反应速率减小。反应物是纯液体或固体，其浓度是常数，因此改变它们的量反应速率不变。【板书】（1） 浓度：c↑，v↑；c↓,v↓二、温度对反应速率的影响〖实验2-3〗硫代硫酸钠与硫酸的反应  实验原理 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ +S↓+H2O 加入试剂及用量      5mL  0.1mol/L Na2S2O3     5mL  0.1mol/L H2SO4 实验条件 冰水         常温 热水 实验温度     出现浑浊时间   结论    注意：（1）各组混合前，Na2S2O3 和 H2SO4 的温度要保持一致     （2）各组混合要同时进行，比较各组溶液浑浊的所需时间的长短【规律】在其它条件相同时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减小。【板书】（2）温度：T↑，v↑；T↓,v↓板块3——用碰撞理论解释浓度、温度对化学反应速率的影响【过渡】为什么温度和浓度会影响化学反应速率呢，尝试从碰撞理论的角度进行解释？【板书】3、 碰撞理论解释【知识回顾】1、化学反应的历程？学生：普通分子→活化分子→有效碰撞→新物质和能量引导：从反应历程来看，如何提高化学反应速率？学生：增加活化分子数目，提高有效碰撞频率，进一步加快化学反应速率。【思考】浓度是怎样影响化学反应速率的？为什么浓度增大，反应速率加快？        影响化学反应速率的因素教学设计                 影响化学反应速率的因素教学设计       影响化学反应速率的因素教学设计【讲解】即：增大反应物浓度      影响化学反应速率的因素教学设计 增加单位体积内活化分子数影响化学反应速率的因素教学设计增加单位时间内有效碰撞次数 影响化学反应速率的因素教学设计 加快反应速率【思考】为什么升高温度会使反应速率加快？  影响化学反应速率的因素教学设计      影响化学反应速率的因素教学设计影响化学反应速率的因素教学设计【讲解】即：升高温度影响化学反应速率的因素教学设计增加活化分子百分数影响化学反应速率的因素教学设计 增加单位体积内活化分子数影响化学反应速率的因素教学设计增加单位时间内有效碰撞次数影响化学反应速率的因素教学设计加快反应速率[过渡]对于有气体参加的反应，除了温度和浓度之外，压强也是影响化学反应速率的因素之一，现在我们来学习压强对反应速率的影响。[板书]三、压强对反应速率的影响[老师] 现在我们通过动画来观察压强对反应速率的影响。[学生]观看多媒体动画演示。  影响化学反应速率的因素教学设计         影响化学反应速率的因素教学设计        影响化学反应速率的因素教学设计[老师]在前面的学习中，我们了解到化学反应速率与单位体积内活化分子数的多少有关，单位体积内活化分子数越多，反应速率越快。[学生填空]（老师引导）在一密闭的反应容器中，压缩容器容积来增大压强时，反应物分子数不变，但单位体积内活化分子数增多，所以反应速率加快。从反应物浓度角度来看，根据c=n/V，压缩容器容积相当于增大反应物浓度，从而使反应速率加快。四 催化剂对化学反应速率的影响【实验探究】 22页演示实验2-4：过氧化氢分解的对比实验（复习回顾）用KClO3制氧气的实验【实验事实的处理】（1）过氧化氢分解实验的对比表2H2O2 == 2H2O + O2↑  编号 无催化剂时的反应情况 有催化剂时的反应情况    1      （2）用KClO3制氧气实验的对比表2KClO3 == 2KCl +3O2↑  编号 无催化剂时的反应情况 有催化剂时的反应情况    1      【结论】催化剂能加快化学反应速率。【解释】为什么催化剂能加快化学反应速率？影响化学反应速率的因素教学设计                     影响化学反应速率的因素教学设计（有催化剂与无催化剂的反应过程能量关系）      （生活实例） 【分析】当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此单位体积内活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。五 其它因素对化学反应速率的影响光、磁场、超声波、颗粒大小、溶剂性质…等【板书设计】第二节  影响化学反应速率的因素  １、内因：反应物本身的性质。  2、外因： 浓度：增大浓度可以加快化学反应速率；注意：浓度不变,增大溶质的物质的量不会增大化学反应速率；对固体、纯液体物质反应物，其浓度看做常数，因此，改变它们的量不会改变化学反应速率。温度：升高温度，反应速率加快；压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快；催化剂：催化技能加快烦引发速率其他因素：增大接触面积反应速率加快[随堂练习]1．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地起反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO+2CO=N2+2CO2对此反应，下列叙述正确的是（ AC ） （A）使用催化剂能加快反应速率     （B）改变压强对反应速率没有影响 （C）冬天气温低，反应速率降低，对人体危害更大 （D）无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响3．设  C+CO2  影响化学反应速率的因素教学设计2CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H2 影响化学反应速率的因素教学设计 2NH3+Q2，反应速率为υ2。对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为（  A  ）。（A）同时增大            （B）同时减小 （C）υ1增大，υ2减小    （D）υ1减小，υ2增大4．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由如图2-1-1表示，在下列因素中，（1）盐酸的浓度，（2）镁条的表面积，（3）溶液的温度，（4）氯离子的浓度，影响反应速率的因素是（ C  ）。影响化学反应速率的因素教学设计（A） （1）（4）   （B）（3）（4）       （C） （1）（2）（3）     （D）（2）（3）5．煅烧硫铁矿产生二氧化硫，为了提高生成二氧化硫的速率，下列措施可行的是（  AB  ）。（A）把块状矿石碾成粉末     （B）向炉内喷吹氧气（C）使用Fe2O3作催化剂     （D）降低体系的温度