《影响化学反应速率的因素》教学设计

2024-04-24 教学设计

　　作为一位杰出的教职工，常常要根据教学需要编写教学设计，教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。写教学设计需要注意哪些格式呢？以下是小编为大家收集的《影响化学反应速率的因素》教学设计，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

　　《影响化学反应速率的因素》教学设计 1

　　（一）设计思路

　　新课程倡导化学教学要面对学生的生活，从学生的兴趣和经验出发，让学生学会学习，学会生活。同时强调“以学生的发展为本”，注重学生的可持续发展。新课标还提出“提高科学素养、在课堂中开展探究性学习”的理念，即通过提倡探究式教学，培养学生的自主科学探究能力，加强学生对科学本质的认识。

　　本节课的设计是根据新课程的要求来进行的。以好奇心为驱动，充分发挥学生在教学活动中的主体性。同时注重从学生的生活经验出发，学生知道温度、催化剂、浓度和固体表面积等因素能影响能反应速率。关于如何影响的问题，可以根据生活经验提出假设，然后引导学生通过实验来验证假设。“学生的学习取决于他自己做了些什么，而不是教师做了些什么。”这是美国著名的教育家、课程理论专家泰勒的一句话，指出了学生学习的本质。因此，具体实验方案的设计交给学生来完成，学生在交流讨论后制定可行的实验方案，再通过小组合作完成实验，实现对知识的构建与提升，最终得到结论。学生在合作探究的过程中不仅体会知识获得的乐趣，还学习控制变量和对照实验的科学研究方法。

　　本节课的设计从生活经验出发，最后再回归生活，用所学的知识来能解决生活实际中的问题。学以致用让学生感受到学习化学的有用性，进一步激发学习的兴趣。本节课旨在通过探究式教学让学生充分享受课堂，在合作交流中获得知识、方法以及积极的情感体验，培养他们主动学习和创新学习的精神，形成自主学习的良好习惯，逐渐获得终身受益的自学能力。

　　（二）教学背景分析

　　教学内容：掌握影响反应速率的主要因素，了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。

　　教材地位：影响反应速率的因素是人教版化学必修2第二章第三节的内容，这部分内容是对前两节内容的拓展和延伸。通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入、更全面，在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。本节内容是后面学习化学反应限度概念的基础。

　　学生情况：

　　1．知道了反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量，类似物理中的速度。

　　2．具备了一定的实验探究能力。

　　教学方法：启发诱导、实验探究、小组讨论。

　　教学手段：学生实验对比法，学习小组合作、交流。

　　课前准备：幻灯片课件分组实验药品及仪器

　　（三）三维目标

　　知识与技能：

　　掌握影响化学反应速率的因素。

　　过程与方法：

　　（1）通过在化学实验和日常生活中的现象，理解影响反应速率的因素，培养实验观察能力及分析探究能力；

　　（2）通过体验科学探究的过程和化学研究的基本方法，培养自主学习的能力。

　　情感态度与价值观：

　　（1）通过对实验现象的观察和原因探究，培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。

　　（2）通过小组合作实验培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。

　　（四）教学重难点

　　重点：影响化学反应速率的因素。

　　难点：设计实验来探究影响反应速率的因素应速率的因素。

　　（五）教学过程

　　【导课】通过“大象牙膏”的视频，激发学生学习的积极性，由如何调控一个反应的速率，导入本节课题。

　　展示食物变质、铁桥生锈、煤和石油的形成图片，让学生体会不同的反应进行的快慢不同，且差异很大。

　　思考与交流：下列过程中，哪些我们希望它速率越快越好，哪些希望它速率尽可能慢一些？

　　1.食物腐坏2.钢铁腐蚀3.煤和石油的形成

　　其实，生活中我们总是期望有利于我们的反应速率越快越好，不利于我们的反应则尽可能慢一些。那么怎样才能调控化学反应速率？我们必须先了解影响反应速率的因素。

　　引导学生思考：决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质

　　举例：

　　1、在通常情况下，Na与水的.反应比Mg与水的反应剧烈(反应速率快)？为什么？

　　2、石油的形成要几百万年，炸药的爆炸呢？

　　以上说明化学反应速率的决定因素是什么？

　　联系生活实际：生活中我们是如何控制反应条件的？

　　举例：食物储存在冰箱使煤燃烧更旺

　　使馒头快速发酵好烧火做饭要先将柴劈小

　　从生活经验初步得出影响反应速率的因素：

　　内因：反应物自身的性质——决定因素

　　外因：外界条件(温度，催化剂，浓度，固体的表面积)

　　具体外因如何影响反应速率，是本节课重点探究的内容。

　　【点拨】一般科学研究的基本过程：

　　提出假设→实验验证→得出结论

　　提出假设：假设的合理性

　　温度：升高温度，反应速率加快

　　催化剂：加快反应速率

　　浓度：增大反应物浓度，反应速率加快

　　实验验证：设计的实验要求科学可行简约

　　【思考】如何设计

　　1.怎样判断反应速率的快慢？

　　2.设计对照试验

　　简单介绍实验探究的一般方法——控制变量法

　　【学生活动】

　　1.设计实验：学生根据提供的试剂和仪器设计实验

　　2.确立实验方案：各组汇报实验方案，确定可行的实验方案

　　3.实验探究：根据实验方案，完成实验

　　4.分享交流：实验完成后，学生交流分享各自实验的过程与结论。

　　教师解决生成性的问题，对学生的实验过程进行点评与总结。

　　得出结论：根据实验对假设进行修正

　　温度：升高温度，反应速率加快

　　催化剂：一般加快反应速率

　　浓度：增大反应物浓度，反应速率加快

　　学生阅读课本49页科学视野：神奇的催化剂

　　补充介绍催化剂有正负之分，且具有高度选择性，一般一种催化剂只能催化某一种类型的反应。

　　【思考与交流】完成课本49页思考与交流

　　【学以致用】

　　1.洗衣粉为什么要加酶？

　　2.为什么不同温度下食物的保质期不同？

　　3.分析一下实例

　　实例

　　影响因素

　　如何影响

　　夏天酸奶易变质

　　硫在氧气中比在空气中燃烧快

　　粉状的碳酸钙与盐酸反应比块状的碳酸钙反应快

　　氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气

　　【课堂小结】

　　1.让学生结合课堂体验，谈谈自己本节课的收获；

　　2.小结本节主要内容。

　　《影响化学反应速率的因素》教学设计 2

　　[教学目标]

　　1．知识与技能

　　（1）理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

　　（2）使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

　　2．过程与方法

　　（1）掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；

　　（2）通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。

　　3、情感、态度与价值观

　　（1）通过实验培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。

　　（2）通过目前催化剂研究的遗憾，激发学生投身科学的激情。

　　[教学重点、难点]

　　压强对化学速率的影响，用活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响。

　　[教学过程]

　　[导入]有些反应速率很快，如盐酸与氢氧化钠的中和反应，而有些反应速率很慢，如石油的形成。可见，不同物质化学反应速率相差很大，决定化学反应速率的因素是反应物本身的性质。

　　[板书]

　　一、决定化学反应速率的因素：反应物本身的性质

　　二、外界条件对化学反应速率的影响：

　　（一）浓度对化学反应速率的影响

　　[演示]课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应

　　加入试剂 4mL 0.01mol/L KMnO4

　　2mL 0.1mol/L H2C2O4 4mL 0.01mol/L KMnO4

　　2mL 0.2mol/L H2C2O4

　　实验现象

　　褪色时间

　　结论在其它条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大。

　　[补充实验] 不同浓度的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸反应的对比实验表

　　编号 Na2S2O3溶液水硫酸出现浑浊的时间（秒）

　　1 10ml 0 10ml

　　2 5ml 5ml 10ml

　　【板书】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。

　　【实验解释】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？

　　（明确）当增加反应物的浓度时，单位体积内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。

　　【对结论的再理解】

　　1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大

　　2.对于可逆反应aA +bB cC + dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。

　　3.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。

　　【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的`反应速率。

　　2. 制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。

　　（二）压强对化学反应速率的影响

　　【提出问题】压强是怎样对化学反应速率进行影响的？

　　【收集事实】途径：已有的实验知识

　　（提出以下几个实验）对比

　　1. 10ml、0.1mol/L的Na2S2O3溶液与0.1摩/升的硫酸10毫升反应的实验。

　　2. CaO固体与SiO2固体在高温下反应生成CaSiO3。

　　3. SO2 与O2在一密闭容器内反应生成SO3。

　　（讨论）给上述三个反应的容器加压，三个反应的反应物的浓度是怎样变化的？

　　【事实的处理】列表比较

　　编号反应物的状态加压后反应物浓度变化加压后反应的速率变化

　　【板书】对于有气体参加的反应来说，其他条件不变时，增大体系的压强，反应速率会加大。

　　【解释】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？

　　（明确）1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，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。

　　2.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。

　　【结论的再理解】

　　1.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。

　　2. 对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。

　　3.恒容时加入惰性气体使压强增大，反应物和生成物的浓度都没有变化，所以化学反应速率不变。恒压时加入惰性气体使体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，所以化学反应速率减小。

　　（三）温度对化学反应速率的影响

　　[演示]课本21页实验2-3

　　同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下与0.1摩/升的硫酸5毫升反应的对比表

　　编

　　号 0.1mol/L的

　　Na2S2O3 0.1mol/L的

　　H2SO4 反应温度

　　（℃）反应中出现浑浊的时间

　　（秒）

　　1 5ml 5ml 冷水

　　2 5ml 5ml 热水

　　【板书】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。

　　『回顾』1. Cu与浓硫酸在常温条件下和在加热条件下反应情况的对比。

　　2. Mg条分别与冷水和沸水的反应情况的对比。

　　【实验事实的处理】

　　1.化学用语化（写方程式）

　　（1） Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O

　　或 S2O32- + 2H+ == SO2 + S↓+ H2O

　　（2）Cu + 2H2SO4（浓）=== CuSO4 +2 SO2↑+2 H2O

　　（3 ）Mg +2H2O === Mg（OH）2 + 2H2↑

　　【解释】为什么升高温度会使反应速率加快？

　　（明确）当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而单位体积内活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。

　　【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。

　　【应用】

　　1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。

　　2. 合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。

　　3. 为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。

　　【科学探究】课本21页科学探究：不同温度下碘化钾与稀硫酸反应（淀粉指示颜色）的速率不同。

　　（四）催化剂对化学反应速率的影响

　　【演示】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） 2H2O2 == 2H2O + O2↑

　　（2） 2KClO3 == 2KCl +3O2↑

　　（1）过氧化氢分解实验的对比表

　　编号无催化剂时的反应情况有催化剂时的反应情况

　　（2）用KClO3制氧气实验的对比表

　　编号无催化剂时的反应情况有催化剂时的反应情况

　　【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？

　　（明确）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。

　　【对结论的再认识】

　　1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。例：

　　（1）在加热条件下： 2Cu + O2 == 2CuO

　　2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O

　　（2）氮的氧化物破坏臭氧： NO + O3 == NO2 + O2

　　NO2 + O ==NO + O2

　　2. 能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。如不作特殊说明，均指正催化剂。

　　3. 对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。

　　【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约85%的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。例；接触法制硫酸工业。

　　（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

　　[随堂练习]

　　1．一般都能使反应速率加快的方法是（ B ）。

　　① 升温；②改变生成物浓度；③增加反应物浓度；④加压

　　（A）①②③ （B）①③ （C）②③ （D）①②③④

　　2．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 2CO-Q1，反应速率为υ1；N2+3H2 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 ）。

　　（A） ①④ （B）③④

　　（C）①②③ （D）②③

　　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

　　6．在密闭容器中发生2SO2+O2 2SO3反应，现控制下列三种不同的条件：

　　①在400℃时，10molSO2与5molO2反应；

　　②在400℃时，20molSO2与5molO2反应；

　　③在300℃时，10molSO2与5molO2反应；

　　问：开始时，正反应速率最快的是____②_；正反应速率最慢的是_③__。

　　《影响化学反应速率的因素》教学设计 3

　　一、教材分析

　　1、地位与作用：

　　本节选自高中化学人教版选修4《化学反应原理》的第二章第二节，是化学反应原理的重要组成部分，与生产生活密切相关。就全章内容来看，既是第一节化学反应速率的理论延伸，也是第三节化学平衡的研究基础，起着承上启下的重要作用。

　　2、教材处理：

　　1.为了加强学生自主探究，一改教材边实验边理论的方式，采用先理论猜想后实验验证的科学发现的次序，使实验的开放性更强，方案均由学生设计。

　　2.为了使现象对比更明显，增加caco3和不同浓度盐酸反应的实验。

　　二、学情分析

　　1、已有的知识：

　　1.必修2中，学生对影响化学反应速率的因素存在一定的感性认识;

　　2.在本册绪言中学习了碰撞理论相关知识。

　　2、已具备的能力：

　　1、学生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;

　　2、具备一定的观察、分析、质疑和表达能力。

　　3、可能遇到困难：

　　1.抽象思维还不成熟，困惑于宏观现象的微观解释，尤其是压强对速率的影响;

　　2.对实验方案的选择和评价，缺乏多角度的综合分析能力。

　　三、教学目标

　　1、知识与技能：

　　1.能初步运用碰撞理论解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响;

　　2.自主设计实验方案，探究外界因素对化学反应速率的影响。

　　2、过程与方法：

　　1.通过“联系旧知-提出问题-理论猜想-实验验证-现实应用”的科学发现方法来学习化学反应速率;

　　2.通过设计方案-动手实验-交流讨论-自评互评，掌握对比法、控制变量法、定性实验方案选择原则等科学方法。

　　3、情感态度与价值观：

　　1.让学生在操作、观察、讨论、联系的过程中感受成功的喜悦，体会化学对生产生活的重要性;

　　2.培养学生的团队协作精神及创新、求实的科学态度，激发学生的研究兴趣。

　　4、教学重点和难点：

　　教学重点：实验探究浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

　　教学难点：实验方案的选择与评价;压强及催化剂对化学速率的影响。

　　四、教法学法

　　教学方法：任务驱动法、直观教具法、视频动画法

　　学习方法：探究发现法、讨论交流法、对比评价法。

　　五、教学过程

　　教学环节：

　　动画导入-讨论猜想-学生拼图-深入讲解-实验探究-自评互评-应用思考

　　在任务驱使下，经过讨论，学生拼图思维容量很大，能带给学生一次认知飞跃，而实验验证将迎来认知上的又一次飞跃，自评互评则把整堂课推向高潮，现实应用则使学生产生言犹未尽的感觉，把进一步探究留到了课后。整个过程重现了“联系旧知-提出问题-理论猜想-实验验证-现实应用”的科学发现方法。

　　【导入】通过动画演示，复习活化分子、有效碰撞等旧知识，思考讨论：

　　化学反应速率与单位体积反应物分子总数、活化分子百分数、单位体积内活化分子数、单位时间单位体积内有效碰撞次数之间的逻辑关系?

　　【任务一】碰撞理论。

　　请学生根据讨论结果完成拼图。

　　进而思考：影响速率的因素有哪些?它们(碰撞几率、内能、反应路径、搅拌、接触面积、浓度、压强、电弧、温度、超声波、放射线、光辐射、强磁场、催化剂)之间的逻辑关系?组织讨论并通过完成拼图展示讨论成果。

　　教学中预先准备好一些因素(浓度、压强、温度、催化剂)的动画讲解，针对学生出现问题的因素，有选择地进行动画演示。例如上课时，我发现很多学生对催化剂的影响不是太清楚，就播放了动画。又针对压强影响的多样性，我播放了压强的的影响，并借助图例，采用循序渐进的方法启发学生得出压强对速率

　　影响的关键所在。

　　【任务二】实验探究

　　任务：用实验法探究浓度、温度、催化剂等因素如何影响反应速率。

　　试剂：大理石，1mol/L盐酸，0.01mol/LKmno4，热水，冰水，0.1mol/LH2c2o4，0.2mol/LH2c2o4，0.1mol/L盐酸，0.1mol/LNa2s2o3，5%H2o2，0.1mol/Lcuso4，0.1mol/Lfecl3溶液，mno2粉末

　　分组实验：组织各小组“明确任务—了解试剂—设计方案—小组分工—进行探究—交流汇报(强调从所控制的变量、方案、依据的现象、结论、微观解释五个方面进行汇报)-自评互评”。如此开放的实验设计，有利于学生发散思维的训练，往往能得到多种设计方案，教师再加以恰当引导，引发认知冲突，为实验方案的选择与评价提供了平台。

　　例如：探究浓度影响时，有小组提出用硫代硫酸钠和盐酸反应，先后用0.1mol/L的盐酸和1mol/L的`盐酸，对比生成沉淀所需的时间。

　　立即就有学生提出不同看法，认为两组同时操作，更省时间，对比性也更强。

　　这时我对同时操作予以了肯定，并启发学生思考：两只试管现象差异大吗?对比真的很明显吗?从节约时间和现象对比考虑，还有没有其它更好的方案?

　　这时有人提出，他们小组选择用大理石和浓度不同的盐酸反应，控制的变量也是盐酸的浓度。

　　又有小组又提出质疑：变量唯一吗?如何控制两组实验大理石颗粒大小一致?应该选用Kmno4和H2c2o4……

　　有小组反驳：Kmno4和H2c2o4反应速率太慢，浪费时间，现象对比也不如大理石和盐酸的明显……

　　这样，学生在争辩中，掌握了知识的同时，收获了对比法、控制变量法和定性实验方案选择等科学方法。

　　【练习】设置目的：第一题针对实验结论，第二题针对碰撞理论，第三题节选自今年新课标高考题，检验学生对控制变量法的理解。

　　【结课】请学生谈本节课的收获体会。

　　以当地景观本溪水洞结课，有关人士建议限制日游客数量的原因何在?速率的影响因素在生产生活中还有那些重要应用?作为课后作业。

　　六、板书设计

　　略