化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡-《催化剂对化学反应速率的影响》教学设计

1、催化剂对化学反应速率的影响教学设计 成都列五中学 田谷【教学目标】理解催化剂对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律，通过观察、辨识一定条件下的宏观现象尝试从微观角度理解并解释原因。了解催化剂的选择性及来源，学会发现和提出有探究价值的化学问题，设计并优化实验方案。了解催化剂在生产中的应用，基于证据进行分析推理，认识化学现象与模型之间的联系，能运用多种模型来描述和解释化学现象；同时深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会发展的重要贡献。【教学重点】理解催化剂影响化学反应速率的原因催化剂的选择性及应用【教学难点】催化剂的选择性及应用【教学过程】【活动元一】实验验证催化剂对反

2、应速率的影响，从微观角度解释原因活动目标活动形式活动过程化学学科核心素养学会从微观角度解释催化剂能加快化学反应速率的原因学生分组实验讨论、交流教师讲解写出实验室由过氧化氢制取氧气的方程式【实验2-4】按照教材P22图2-3安装好实验装置，锥形瓶内盛有10ml左右10%H2O2溶液，双孔胶塞上插有短导管和漏斗，短导管里插有带余烬的木条。片刻后，通过漏斗向锥形瓶内添加少量MnO2，观察并记录实验现象 加入试剂10%H2O210%H2O2 MnO2带余烬木条是否复燃否是结论催化剂能加快反应速率【思考】如何从微观的角度来解释催化剂能加快反应速率的本质原因呢？（教师讲解无催化剂反应过程能量关系图像，学生

3、自行画出催化反应过程能量关系图像，选学生代表投影展示和讲解）【结论】催化剂使发生反应所需的活化能降低，反应体系中含有的活化分子百分数提高，从而使有效碰撞的几率提高，反应速率增大。（勾画教材）宏观辨识与微观探析【活动元二】科学探究催化剂的选择性及来源活动目标活动方式活动过程化学学科核心素养了解催化的选择性及来源学生分组实验讨论、交流点评【探究一】在两支试管中各加入2ml5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中同时滴加LFeCl3溶液和CuSO4溶液各1ml，摇匀，比较H2O2的分解速率。加入试剂LFeCl3LCuSO4产生气泡快慢快慢结论不同催化剂的催化效果不同，催化剂具有选择性【思考】本实验在试

4、剂的选择上是否严谨？若不严谨，如何改进呢？（学生小组内讨论改进方案，请代表在全班进行分析，老师点评）（老师提出一种方案让学生思考是否可行，学生进行拓展实验验证自己的猜想）【拓展实验】在两支试管中各加入2ml5% H2O2溶液，再向H2O2溶液中同时滴加3滴L CuCl2溶液和3滴L FeCl3溶液，摇匀，比较H2O2的分解速率加入试剂LCuCl2LFeCl3产生气泡快慢慢快结论FeCl3的催化效果更好【探究二】：取两支试管，各加入5ml淀粉溶液和2滴碘水，然后向其中一支试管中加入1ml 2mol/L的H2SO4溶液；另一支试管中加入1ml唾液，振荡。观察、比较硫酸溶液、唾液对淀粉水解的催化效果

5、。反应物硫酸溶液、淀粉溶液、碘水唾液、淀粉溶液、碘水反应现象颜色变化不明显蓝色变浅结论唾液对淀粉水解的催化效果更好，催化剂具有选择性【探究三】：在两支试管中各加入5滴L KMnO4酸性溶液和4ml L H2C2O4溶液；再向其中一支试管中加入2滴MnSO4溶液。摇匀，记录溶液褪色所需时间。2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2 +8H2O2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O加入试剂L KMnO4L H2C2O4L KMnO4L H2C2O4MnSO4溶液褪色时间慢快结论= 1 * GB3Mn2+有对该反应有催化作用= 2

6、 * GB3催化剂的来源：可以从外界添加，也可以在反应进程中产生实验探究与创新意识实验探究与创新意识【活动元三】催化剂在生产中的应用活动目标活动形式活动过程化学学科核心素养了解催化剂在生产中的应用讨论交流讲解【讨论与交流】在之前的学习中我们已经掌握了催化剂可加快反应的速率，同时催化剂具有选择性。那么在实际的生产中催化剂有哪些应用呢？（老师特意举两个催化剂减慢化学反应速率的例子）由此可见，催化剂在生产中的应用十分广泛，选择适当的催化剂是改变反应速率常用的有效方法之一。【反思】在活动元一中你们画的催化反应过程中的能量关系曲线是否完善呢？（学生发现应该还可以画出一条添加了催化剂以后反应所需的活化能增

7、大的能量关系曲线）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。通过观察图像我们发现在适宜的温度下，目标产物丁烯的产率比副产物的产率要高很多，所以对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况下，理想的催化剂还可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率（勾画教材），这也正是催化剂的选择性的体现。科学精神与社会责任、证据推理与模型认知【活动元四】课后演练活动目标活动形式活动过程化学学科核心素养巩固提升学生独立完成批改点评1.下列说法不正确的是(A)A.具有较高能量的反应物分子称为活化分子B.升高温度增大了活化分子百分数C.催化剂能够改变化学反应途径D.增大压强能提高活化分子的浓度2.对于一

8、定条件下进行的化学反应：2SO2O22SO3，改变下列条件，可以提高反应物中活化分子百分数的是(B)增大压强升高温度加入催化剂减小反应物浓度A.B.C.D.3.已知KMnO4和H2C2O4(草酸)在酸性溶液中会发生如下反应：2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O。甲、乙两个实验小组欲探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已酸化)：(1)甲组：通过测定单位时间内生成CO2气体体积的量来比较化学反应速率，实验装置如图所示：实验时分液漏斗中A溶液一次性加入，A、B的成分见下表：序号A溶液B溶液L1H2C2O4溶液L1KMnO

9、4溶液L1H2C2O4溶液L1KMnO4溶液L1H2C2O4溶液L1KMnO4溶液，少量MnSO4(催化剂)该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。在反应停止之前，相同时间内针筒中所得CO2的体积由大到小的顺序是 (填实验序号)。(2)乙组：通过测定KMnO4溶液褪色所需时间的长短来比较化学反应速率。取两支试管各加入L1H2C2O4溶液，另取两支试管各加入L1KMnO4溶液，将四支试管分成两组(每组各有一支试管盛有H2C2O4溶液和KMnO4溶液)，一组放入冷水中，另一组放入热水中，一段时间后，分别混合并振荡，记录溶液褪色所需时间。该实验试图探究 因素对化学反应速率的影响，但该组同学始终没有

10、看到溶液完全褪色，其原因是 。答案:(1)浓度和催化剂(2)温度KMnO4溶液过量解析(1)实验和其他条件相同，仅仅是草酸的浓度不同，实验和的不同之处是实验中使用了少量MnSO4作为催化剂。(2)乙组中两组对照实验的温度不同，而H2C2O4和KMnO4的物质的量浓度相同，因反应中KMnO4过量，致使溶液没有完全褪色。【教学反思】反思内容1对教材上实验试剂的用量以及药品的状态进行改进，达到了在课堂有限的时间内尽量让学生观察到明显的实验现象的效果，我在课前进行了很多种尝试，最后选择出较为合适的用量和药品的状态，其中硫酸锰固体改为硫酸锰溶液这一点在教师参考用书P38中也有提到。2对于“唾液催化淀粉水

11、解的实验”的思考= 1 * GB3该实验的现象非常明显，学生可以通过实验现象自然而然的得出相应的结论，学生获取知识在思维上是一个连贯的过程，所以在课堂上完成这个实验非常有必要。= 2 * GB3在本堂课实际教学中反映出学生在课堂上直接向试管中吐唾液难度较大，且唾液易附着在试管壁上，若课前预先准备好又怕影响生物酶的活性，于是我将实验操作进行了优化，让学生在课堂上先将唾液收集在表面皿当中然后用胶头滴管向试管中添加唾液，这样的改进有效的解决了这一问题。3将活动元二中【探究一】和【探究二】归纳为科学探究催化剂的选择性的依据：催化剂的选择性一方面表现在对于同一个反应，不同的催化剂催化效果不同。这在教师教学参考P38中明确的提到了。另一方面体现在同一种催化剂对不同的反应的催化效果不同，所以对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂还可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率。这是教材P23的原话以及课后第= 2 * GB3点注释也有说明。4在活动元三中我举出催化剂能减缓反应速率的例子后再