《影响化学反应速率的因素》教学设计

    钟思丽　衷明华

    一、教学设计思路分析

    1.教材依据

    本课题选自人教版高中化学选修四第二章第二节，《影响化学反应速率的因素》。

    2.教材分析

    高中化学必修二第二章第三节，简单介绍了化学反应速率的概念和浓度、温度、催化剂等影响因素。在上一节课《化学反应速率因素》中进一步解释了化学反应速率的定义，并介绍了通过实验测量化学反应速率的方法。通过本章内容的学习思路：化学反应速率→化学平衡→化学平衡常数→化学反应进行的方向。在整章的学习中，本节课起到承上启下的作用。既是前一节课《化学反应速率》的实际应用，也是下一节课《化学平衡》的知识储备。

    3.学情分析

    学生已经在高中化学必修二中学习了化学反应速率的定义，及其表示方式，知道温度、浓度、催化剂可以影响化学反应速率，并掌握一些简单的比较化学反应速率的方法。但是对影响化学反应速率的因素只停留在表面的了解，没有深入地理解这些因素是如何影响化学反应速率的。在上一节课的学习中，学生掌握了化学反应速率的定义，通过测量锌与硫酸反应速率的实验，学会了通过实验测量化学反应速率的方法，懂得运用控制变量法进行探究实验。高二年级的同学具备基础化学实验操作技能，基本掌握探究式实验的方法，能较好地与同学合作。好奇心强，求知欲强，对生活中的现象感兴趣。自我意识强，渴望独立完成科学探究的过程，渴望在团队合作中发挥自己的聪明才智。

    4.教学设计思路

    新课程改革要求在教学活动中，以学生为主体，教师发挥主导作用。提倡新的学习方式：

    自主学习、探究式学习、在合作中学习。本节课设计打破传统的教学设计模式，采用翻转课堂设计理念。

    课前，学生观看老师事先录制好的微课视频，对将要学习的内容产生了兴趣，并掌握活化能、活化分子、有效碰撞等理论知识，了解化学反应的历程，初步认识到能改变反应物的活化能、活化分子百分数、单位时间内有效碰撞次数的因素，就是能影响化学反应速率的因素。看完视频，学生阅读导学稿，在教师的引导下独立思考问题，查阅资料。然后找同学组成小组，进行讨论，合作完成探究实验“浓度（与压强）对化学反应速率的影响”、“温度对化学反应速率的影响”或“催化剂对化学反应速率的影响”。观察现象，并录成视频发到QQ班级学习讨论群，供其他组同学观看。填写实验记录，组内讨论得出结论。启发学生独立思考、合作学习、探究学习。

    课中，教师播放教材配套演示实验视频，每播完一个视频让相应的小组上台分享探究成果。另外两组的同学对比课前QQ班级学习讨论群上该组同学做的实验和演示实验，评价该组做得好的地方和不好的地方。教师对每组的探究进行评价，再做相应的补充讲解。

    课后，学生在QQ班级学习讨论群上，总结汇报，交流经验，分享学习收获。

    教学设计的流程图：

    二、教学设计方案

    1.教学目标

    （1）知识与技能

    ①掌握影响化学反应速率的因素：浓度、压强、温度、催化剂，理解活化能、活化分子、有效碰撞的涵义；

    ②通过实验探究温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响，并从活化能的角度加以解释；

    ③学会运用所学的知识解释日常生活中人们为影响化学反应速率所采取的措施的原理，并学会运用所学的知识解决生活中的问题，学以致用。

    （2）过程与方法

    ①学会控制变量法这一重要的实验方法；

    ②通过实验探究温度、浓度和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。

    ③通过自主探究，提高独立思考、自主学习的能力，通过小组合作，学会与他人合作学习。

    （3）情感态度与价值观

    ①养成科学探索的兴趣和严谨的科学态度，增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向；

    ②形成化学与生活息息相关，为生活服务的正确观念；

    ③结合生活中的实例分析问题，增强运用知识改善生活的意识，培养学以致用的好習惯。

    2.教学重点难点

    教学重点：影响化学反应速率的因素及一般规律。

    教学难点：从活化能的角度解释外界条件对化学反应速率的影响。

    3.教学技术媒体

    结合多媒体课件、微课进行授课，利用计算机网络进行课前讨论、课后汇报总结。

    4.教学方法

    【组织】看完演示实验，先请第一组，探究“浓度与压强对化学反应速率的影响”的组员代表上来分享小组探究成果。

    【提问】看完演示实验，听完第一组同学的探究成果分享，第二组和第三组的同学怎么评价我们第一组同学的探究活动呢？

    【教师评价】第一组同学做得很好，懂得运用增加实验组的方法，使实验结论更具说服力。我们同学指出的操作不规范的地方下次要注意一下。希望在平时的练习实验操作时，多注意规范操作。争取做得更好。

    【讲解】反应物中活化分子的百分数是一定的。那么，其他条件相同时，反应物浓度增大，活化分子数增多，有效碰撞几率增加，反应速率也就增大了。

    【提问】那么压强呢？请第一组的同学补充一下。

    【讲解】很好。我们第一组的同学很聪明。对于气体反应物，在相同温度下，增大压强相当于增大浓度，反应速率增大。应当注意的是，增大压强只有在增大有效压强，即会导致反应物浓度增大的情况下，才能加快反应速率。

    【教师演示实验】对固体反应物，浓度认为不变。那么固体反应物的反应速率与什么有关呢？下面我们来做一个实验。首先往两个盛有水的烧杯中分别滴加两滴酚酞，同时放入质量相同的金属钠片和钠块；我们可以看到投入金属钠片的烧杯产生较多气泡，溶液较快变红，且颜色较深。推断：表面积越大，则接触面越大，反应速率越大。

    【播放视频实验2-3】

    【组织】请第二组（探究“温度对化学反应速率的影响”）代表上来分享他们的探究成果。

    【提问】第一组和第三组的同学怎么评价我们第二组同学的探究活动呢？

    【教师评价】很好，希望第二组同学再接再厉。

    【讲解】其他条件相同时，升高温度使分子获得能量，活化分子百分数增大，分子间碰撞频率提高，分子间有效碰撞的几率增大。

    【板书】影响化学反应速率的因素：

    4.温度 【第一组汇报】：装有0.2mol/LH2C2O4溶液的试管比装有0.1mol/LH2C2O4溶液的试管褪色更快；反应物浓度越大，反应速率越快。我们还增加0.3mol/LH2C2O4、0.4mol/LH2C2O4两个实验组，得出结论：其他条件相同时，反应物濃度越大，化学反应速率越快。因为浓度越大，活化分子数就越多，有效碰撞几率就越大。

    铁钉生锈的反应式：

    4Fe+6H2O+3O2=2Fe2O3·6H2O

    空气湿度越大，即反应物水的浓度越大，反应速率越快，铁钉就越容易生锈。

    【学生评价】优点：多组实验；

    缺点：（一一列举出视频中存在的操作不规范的地方。）

    【第一组回答】：对于气体，相同温度下，压强越大，一定量的气体体积越小，单位体积内气体的分子数越多，反应速率增大。

    【第二组汇报】我们组课前做了实验2-3，现象为：放在热水中的试管比放在冷水中的试管先出现浑浊。这与我们预先的猜想相符，温度越高，活化分子百分数越大，反应速率越大。

    夏天气温高，面团发酵时反应温度较高，反应速率快，我们可以看到夏天面团发酵得比冬天快。

    【学生评价】第二组同学做实验操作很规范，很熟练。 通过观看实验视频，对与小组实验观察到的不同的现象加以分析整理，学生学会反思、对比发现自己的不足。

    课上交流探究成果，让学生动口、动脑。重视合作交流，小组中要合作，小组间的交流和讨论也是一种合作。通过合作交流可以开阔视野，使个体理解得更全面。

    教师提问，让所有同学参与其中。

    由于学生刚接触化学实验探究活动，实验操作可能会出现一些问题，小组之间互相讨论实验中遇到的问题，老师给予适当的指导，学生和教师分别对本次探究活动作适当的评价，学生在反思中进步。

    教师肯定学生做得好的地方，给学生自信心，鼓励学生再接再厉，让学生在学习的过程中展现自己，增强自信心，获得成就感。

    【组织】请第三组（探究“催化剂对化学反应速率的影响”）代表上来分享他们的探究成果。

    【提问】其他组的同学怎么评价第三组同学的探究活动呢？

    【教师评价】同学们说得很对。第三组同学思路清晰，操作也好。但下结论还不够严谨，没考虑到催化剂有加快反应速率的正催化剂和减缓反应速率的负催化剂。希望下一次，能从多角度考虑，表述更严谨一点。

    【讲解】一般而言，正催化剂能降低反应所需的活化能，使体系中活化分子百分数提高，有效碰撞几率提高，反应速率增大。

    【板书】影响化学反应速率的因素：

    5.催化剂 【第三组汇报】我们实验开始时灰烬没明显变化，加入MnO2后，灰烬复燃，迅速产生大量气泡。由实验现象可推断：催化剂能降低反应所需的活化能，从而加快反应速率。

    苹果成熟的过程中释放出乙烯气体，乙烯是一种天然的催熟剂，也就是水果成熟过程中反应的催化剂，能加快香蕉等水果成熟。

    【学生评价】操作规范，但没考虑到有些催化剂是减缓反应速率的。 教师补充讲解，让学生知其然也知其所以然，从原理上理解各因素是怎么影响化学反应速率的。

    6.板书设计

    三、教学特色和创新

    1.采用翻转课堂理念设计本节课，充分挥发课前自主学习的作用，提高教学效率。

    2.采取课前小组合作，进行实验探究，将学习的主动权交给学生，以学生为主体，让学生体验整个探究过程，了解、掌握科学探究的方法。

    3.课堂观看演示实验，交流探究成果，组内合作，组与组之间相互讨论、评价，调动学生积极性，让所有学生参与其中。

    2.在一密闭容器中充入1mol H2和1mol I2，压强为p（Pa），并在一定温度下使其发生反应：

    H2（g）+I2（g）=2HI（g） △H〈0。

    （1）保持容器容积不变，向其中加入1mol H2，反应速率加快吗？说明理由。

    （2）保持容器容积不变，向其中加入1mol N2（N2不参加反应），反应速率也加快吗？

    试说明理由。

    （3）保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol N2（N2不参加反应），反应速率____________，

    理由是________________________________________________。

    （4）保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol H2（g）和1mol I2（g），反应速率____________，

    理由是________________________________________________。

    （5）提高起始的反应温度，反应速率____________，理由是________________________________________________。