影响化学反应速率的因素教案

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晋江一中化学组杨少芬一、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（条件限制无法进行压强实验，结合人教版和苏教版提供的实验，将三种影响因素结合在同一个化学反应中）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、温度和催化剂对反应速率的影响；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，用过渡态理论简要解释催化剂对反应速率的影响。由于场地等条件限制，本节课实验采用学生演示实验，借由学生设计实验，动手操作和观察现象等过程，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温度、浓度、催化剂等对化学反应速率影响的一般规律的认识；而后分别简要介绍了碰撞理论和过渡态理论，使学生能简单解释浓度、压强、温度、催化剂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、催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响，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：0.01mol/L酸性KMnO4溶液，0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液，MnSO4固体。仪器：试管若干、量筒若干、烧杯、热水壶、药匙等。【教学过程】复习影响化学反应速率的因素教师活动学生活动设计意图提问：我们已经知道，物质本身的性质决定化学反应的快慢。那么，影响化学反应速率的外界条件有哪些呢？简要板书（在其它条件都相同时……）回忆、回答：温度、浓度、表面积、催化剂……激活学生的认知结构，引导学生回忆已有知识为后面的控制变量法做好铺垫第一部分设计实验证明温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响教师活动学生活动设计意图设问：如何从实验角度证明上述结论？引出实验设计活动与探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O展示草酸溶液泛问：对于这个反应，影响其反应速率的因素有哪些？我们可以利用哪些现象来比较不同条件下化学反应的快慢？归纳总结：反应物浓度、温度、催化剂等。溶液颜色变化，单位时间内生成的气体体积的多少为后面设计实验证实草酸浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响做好铺垫提供试剂，学生设计实验讲述控制变量法：其他条件都相同，只改变一个外界条件……学生（4人一组）设计实验证实草酸浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响培养学生设计实验的能力及交流、合作的意识帮助学生归纳总结学生汇报实验设计方案培养学生语言表达能力点评、总结学生演示实验提高学生动手操作能力第二部分用碰撞理论、过渡态理论解释温度、浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响教师活动学生活动设计意图提问：如何从理论角度解释浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响？投影碰撞理论，让学生带着2个阅读，注意一些关键词。学生阅读碰撞理论由宏观到微观，培养学生认识物质本质的科学探究方法引导学生解决问题解决问题设问：如何利用碰撞理论解释浓度、压强、温度对反应速率的影响？展示图片讨论、解释多媒体辅助教学，促进学生对抽象概念的理解深化概念，学以致用设问：如何解释催化剂对化学反应速率的影响？让学生阅读过渡态理论，理解2个关键词教师讲述，举例：跳高学生阅读、理解结合生活实际，帮助学生理解抽象概念。投影总结学生观看培养学生归纳总结所学知识的习惯介绍一节课的教学设计

上一周,由于新课程实施研修的需要,请泉州市晋江一中的年轻教师杨少芬到河北的一个地市做公开教学。教学内容是选修模块《化学反应原理》（苏教版）的专题2第一单元《化学反应速率》中的“影响化学反应速率的因素”。异地教学，师生互不了解，要上好课不容易。但是，课上下来，效果出乎意料的好，得到学生和听课教师的好评。教师的教学设计、课堂教学活动的组织驾御能力、师生的互动、情感交流都值得称道。

下面从课的设计思想和教学基本过程对课的教学设计做介绍。所引用的材料大多选自杨少芬老师讲课的教案和讲演文稿，有些段落做了修改和删节。

一、设计思想

学生通过必修2的学习，已初步了解了影响化学反应速率的因素。本节课主要目的是让学生以草酸和酸性高锰酸钾的反应为例，通过设计实验进一步认识温度、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。通过教学让学生的认识从感性上升到理性，由个别现象得了解提升到规律性知识的掌握。本课的教学活动主要是指导学生设计并进行实验，观察、描述、记录现象并从中获得规律性认识，提高学生动手能力和思维能力，提高学生参与学习活动的主动性，培养学生的实验设计与操作能力，增强学生合作学习的意识。

二、教学过程设计

第一部分复习影响化学反应速率的因素

[教师讲解]我们在<化学2>的学习中已经了解了影响化学反应速率的因素，请大家一起来回顾。

[学生发言]温度、浓度、催化剂、表面积、……都是影响反应速率的因素

[教师发言，与学生互动，启发学生从内因、外因两个方面作归纳，认识各因素影响的规律]

[教师板书]

一、影响化学反应速率的因素

1、内因（决定作用）

2、外因：反应物浓度、压强、温度、催化剂、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）。

二、设计实验证明温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响

第二部分指导学生设计实验证明温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响

[教师讲解]今天我们要学习怎样通过实验来观察浓度、温度、催化剂三种外界条件对化学反应速率的影响。我建议大家研究反应物浓度、反应温度、催化剂使用这三种外界条件对下面的化学反应速率的影响。

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2

[教师展示草酸、酸性高锰酸钾、硫酸锰水溶液的样品，并讲解]

化学家已经发现，反应物浓度、温度对这一反应速率的影响十分明显，硫酸锰能催化上述反应。通过实验容易观察到不同条件下反应速率的差异。今天我们就利用这一反应来设计实验，研究外界条件对反应速率的影响。

请大家考虑，要怎样来比较该反应在某种条件改变时，反应速率的变化趋势?

[学生发言]可以从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。

[教师讲解]是的，从单位时间内反应物浓度的降低或生成物浓度的增加可以衡量一个反应在某个时间段中反应速率的大小。如果我们仅仅是为了比较该反应在某种条件变化时反应速率是变大、变小还是不变，不要求作速率的精确测定确定，可以用那种比较简便的方法？

[学生讨论，发表看法]

[教师归纳]大家提出了各种方法。大家比较一致的看法是：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。我也同意。

但是，我还有三个问题：一是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？二是用比较酸性高锰酸钾溶液反应褪色所需要的时间来比较条件变化时反应速率的变化，这种办法能不能探讨酸性高锰酸钾溶液浓度改变对反应速率的影响？第三，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]

[教师小结]通过讨论，我们可以知道，一，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；二，是要通过比较酸性高锰酸钾溶液反应褪色所需要的时间来比较条件变化时反应速率的变化，不能改变酸性高锰酸钾溶液的浓度，不同浓度的溶液颜色不同，也会影响褪色所要的时间，即使，反应速率相同，浓的溶液褪色时间也长；第三，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，各次实验要在同一时刻加入草酸溶液，而后观察比较褪色索要的时间。我建议大家选用下列试剂、仪器来设计并进行实验：0.01mol/L酸性KMnO4溶液，0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/L

H2C2O4溶液，MnSO4固体，60℃左右热水。试管、量筒(10Ml)、烧杯(50mL)、药匙等。

我建议用下列表格中的第1组数据做为对照组（板书）：

实验组酸性KMnO4溶液浓度、体积H2C2O4浓度、体积催化剂温度褪色时间结论对照组0.01mol/L,4mL0.1mol/L,4mL不用室温

-----实验组1

[学生实验]教师巡视观察指导

[展示]让2-3位学生展示实验记录和结论，汇报实验结果。

[教师小结]

大家的实验，证实了反应物浓度增大、温度升高、使用适当的催化剂可以提高反应速率。从大家的实验结果还可以得到什么结论？哪位同学有新的发现？

[学生发言]三种条件改变对反应速率影响大小不同，从实验看，MnSO4催化剂对这一反应速率的影响最大，其次是温度，最后才是浓度。

第三部分了解怎样从微观视角解释影响反应速率的因素

[教师讲解]做了实验之后，大家有没有想到，外界条件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的微粒分子、离子、电子云运动的结果，简单地说，构成物质分子的原子重新组合，发生化学变化，生成新物质。做更深入的研究，我们知道，原子间靠化学键结合，发生化学变化时，分子中原子间的原有的化学键断裂并生成新的化学键。这种过程是怎么发生的呢？科学家们又是怎样解释说明外界条件对反应速率的影响呢？教科书对这一问题作了简单的介绍。科学家用两种理论作解释、说明。一是碰撞理论，二是过渡态理论。

[教师板书]

二、影响反应速率因素的理论解释

1．用碰撞理论解释化学反应的发生及影响速率的因素

2．过渡态理论解释化学反应的发生及影响速率的因素

[教师讲解]

请大家先读课本上关于碰撞理论的介绍，思考两个问题：

1、普通分子与活化分子的根本区别？

2、活化分子间的碰撞都是有效碰撞吗？如果不是，还需要什么样的条件？

[学生阅读课文、就教师的问题作答]

[教师小结归纳，结合图片作启发式讲解]

根据碰撞理论，如果要发生反应，分子间必须发生有效碰撞（effectivecollision），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。

反应速率的大小与单位时间内发生的有效碰撞次数成正比。因此要使反应速率增大，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。

反应物浓度增大，单位体积活化分子数（用红色微粒表示）增多：

压强增大，气体物质单位体积活化分子数增多：

温度升高分子的平均能量升高，其中的活化分子百分数增多：

因此，增大反应物浓度或增大气体反应物的压强、或升高反应体系的温度，都能使单位体积内活化分子数增多，从而增大单位时间内有效碰撞的次数，使反应速率增大。

我们可以用下图说明外界条件对反应速率的影响（板书）：

那么，又该如何解释催化剂对化学反应速率的影响呢？科学家们提出了“过渡态理论”来加以解释。请大家阅