《影响化学反应速率的因素》教学案例.doc

《影响化学反应速率的因素》教学案例
汾阳四中 张文涛
一、案例背景：
本节课标要求是知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响；通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律；通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。这部分知识充分考虑到学生的认知发展规律，在实验探究的基础上，引导学生总结现象产生的原因，逐步认识外界条件对反应速率的影响，进而从微观角度加以解释，从而实现由感性认识向理性认识的升华。通过必修二中化学反应速率这部分知识的学习，学生已经对化学反应速率的影响因素有了感性的认识，本节既是必修部分知识的拓展和深化，也是后边学习化学平衡的知识的基础。
新课程改革要求要求学生自主探究、自主学习，针对本节内容特点，结合我校学生基础比较薄弱，本节课我采取了探究式、启发式教学模式，学生实验、归纳总结、小组讨论、教师精讲的方式进行了教学。
二、教学目标：
知识与技能：
1、了解活化能的含义，会用活化能理论解释化学反应速率的影响因素。
2、掌握外界条件（浓度、压强、温度、催化剂）对化学反应速率的影响规律及实质。
过程与方法：
通过问题引发学生思考、实验探究、讨论，最后通过教师讲解得出结论，并利用PPT、图像分析精讲，使学生掌握本节课的主要内容，最后运用一个比喻将本堂课的内容呈现出来使得课堂主要内容得到了升华。
情感态度与价值观：
1、 通过实验探究培养学生严谨的科学态度，知道科学研究的一般方法。
2、 培养学生对影响化学反应速率的因素在日常生活中的理解与应用，提高学生学习化学的兴趣，激发学生投身化学的激情。
重点与难点：
重点：外界条件对化学反应速率的影响规律及其实质。
难点：用活化能理论解释化学反应速率的影响因素。
三、教学过程：
案例一：
授课方式同案例二，只是第一次我备课时，将本节内容分了两个课时，因为考虑到我们学生的基础较差，所以第一节课讲了浓度和压强对化学反应速率的影响然后做了一些相关的练习题，第二课时又讲温度和催化剂对化学反应速率的影响进而对整节课内容做了总结类比，然后做了相关的练习题。
案例二：
浓度、压强、温度、催化剂四个因素对化学反应速率的影响一节课讲完当堂总结，第二节课做相关练习加深巩固，具体如下：
【导入】：通过我们在必修二的学习，我们已经知道化学反应有的发生比较快有的发生比较慢，并且生活中的一些反应有些我们希望反应快一些，比如合成氨工业，如果合成氨的速度快并且产率高，那么工厂的盈利会相当的客观，而有些反应我们又希望让它反应慢一点，比如我们食物的变质，我们希望食物能够长时间存放，所以，如果我们能够按照意愿控制反应速率，那么对我们的生活将会带来很大的改变，我们要想控制反应的速率就需要研究影响反应速率的因素并加以控制，接下来请大家回忆必修二中学过的相关化学反应速率的内容，回忆影响化学反应速率的因素有哪些？
【生】：温度、浓度、催化剂、压强、反应物的状态、接触面积、光照
【师】：对，那么大家刚才说的其实都是影响化学反应速率的外因，那么其实最重要的一点应该是内因，即反应物自身的性质。那么，我们今天来研究外界因素对化学反应速率是怎样影响的，重点研究浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响。
【学生实验】：实验2-2 不同浓度的草酸与高锰酸钾的反应（指导学生完成实验）
1. 取两支试管向其中各加入2mL0.01mol/L的KMnO4溶液；
2. 向两支试管同时各加入4mL0.1mol/L的H2C2O4溶液以及0.5mol/L的H2C2O4溶液 ；
3. 观察两支试管中的实验现象(褪色的快慢)。
【师】：通过刚才的实验大家能得出什么结论来呢？
【生】：草酸浓度大的反应速率快浓度小的反应速率慢。
【师】：对，我们刚才实验中选的高锰酸钾的浓度是相同的，并且其他条件都相同的情况下做的，那么我们化学中要想讨论一个因素对反应的影响，必须保证其他条件不变，若其他条件改变，如果假设这两个用的高锰酸钾浓度不一样，我们的结果还有意义吗？
【生】没有
【师】所以大家在表述的时候应该注意，我们的实验结论应该这样表述：其他条件不变，增大反应物浓度，反应速率加快，减小反应物浓度，反应速率减慢。
【组织学生复习碰撞理论】
【问】大家能不能用碰撞理论从微观角度来解释我们刚才实验的这个结论？
【学生迟疑】
【师】接下来请大家以小组形式讨论这个问题。
【学生以小组形式讨论】
【小组总结回答】因为浓度增大，分子数增多了，活化分子数增多了，有效碰撞次数增多，所以反应速率加快了。
【师】非常好，反应物浓度增大，使得单位体积内活化分子数增多（强调单位体积内），有效碰撞的频率增加，反应速率增大，所以反应速率加快了。（展示图片一并分析讲解，浓度增大，单位体积活化分子数增多）

图一 图二

【师】那请大家思考如果对于有气体参加的反应，压强又对化学反应有什么样的影响呢？
【学生阅读课本以小组形式讨论总结】其他条件不变的情况下，压强增大，反应速率加快，压强减小，反应速率减慢。
【师】提出疑问：压强增大，反应速率一定加快了吗？
【学生思考表示疑问】
【针对练习】

【得出结论】其他条件不变，压强增大，化学反应速率不一定增大，
【师】组织学生分析：压强增大—体积减小—浓度增大—反应速率加快；所以压强问题可以归结为浓度问题，压强的改变如果引起浓度的改变，才会对反应速率产生影响。所以压强改变，反应速率不一定改变。当然压强影响反应速率的前提是必须有气体参加。（展示ppt图片二分析讲解压强增大，单位体积活化分子数增多）
【学生实验】2-3探究温度的不同对化学反应速率的影响：
1、取两支试管各加入5mL0.1mol/L的H2SO4 ；另取两支试管各加入5mL0.1mol/LNa2S2O3；
2、将四支试管分成两组（各有一支盛有H2SO4和Na2S2O3的试管），将其中一组浸入到热水中，将另一组试管浸入到冷水中；
3、经过一段时间后，分别混合并搅拌，观察现象。
【学生完成实验并讨论小结】：其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减慢。
【师】非常好，大家的总结非常严谨而且正确。那么还是请大家用我们的碰撞理论从微观来解释这个结论。

【生】温度升高，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞次数增多，所以反应速率增多。（展示ppt图片三并温度增大，单位体积活化分子数增多）

图片三
【师】请大家思考这个问题，我们接下来看催化剂对化学反应速率的影响。
【学生阅读课本并总结】加入正催化剂，化学反应速率增大，因为催化剂使得反应所需的活化能降低了。
【师】大家解释的非常好，那么请大家思考一个问题，我们前边的这四个影响因素，如增大反应物浓度，增大压强，升高温度，加入正催化剂均能够改变单位体积内的活化分子数从而提高反应速率，四个影响因素单位体积内活化分子数增多的原理相同吗？
【学生讨论并回答】：不一样
【师】有什么不一样呢？（当时学生沉默，感觉他们知道不一样，但是说不出来）
【师】我们来回忆序言部分的一个公式：单位体积内的活化分子数=单位体积内的分子总数×活化分子百分数，如果给出来这个公式，大家再思考一下，这几个当中有什么不同？
【生】增大浓度是改变了单位体积内的分子总数，升高温度、加入催化剂，是改变了活化分子百分数。
【师】××同学回答的相当的好，我们看起来四个因素都提高了化学反应速率了，但是其中的原因却各不相同，增大浓度、压强，是增加了单位体积内的分子总是，而活化分子百分数没有变化，这样使得单位体积内的活化分子数提高，从而提高反应速率，升高温度的时候单位体积内的分子总数并没有变化，而是升温前的一部分普通分子由于升温而变成活化分子，从而提高了活化分子百分数，从而提高了反应速率，加入正催化剂也是提高了活化分子百分数，是因为催化剂降低了普通分子成为活化分子的活化能，所以使一大部分普通分子变成活化分子。（围绕活化分子公式做了讲解，学生明白了好多）。
【类比】我可以做个比喻来让大家更加透彻的明白，就比如我们大家要面临的高考，假如把高考比作是一场轰轰烈烈的化学反应，那么这个反应是需要活化分子，需要有效碰撞的，当然，我们将能够达线的同学就是活化分子，那么如果增大浓度相当于我们参加高考的人数增多了，而录取的百分数不变，当然我们达线的同学就会多，就相当与单位体积内活化分子数目就多，反应速率就快；而升高温度我可以这样比喻，参加高考的人数一定，但是我们班好多同学得到了正能量，通过自己努力都变成活化分子而达线了，这样达线人数也就增多了，而加入正催化剂，可以比喻为大家继续着现在的状态，而我们国家给了我们大家一个很好的机会—扩招了，然后我们中人数一定，但是因为标准降低了，所以更多的同学够资格成为活化分子了。所以我们大家要想考大学，需要不断获取能量，不断努力，争取成为活化分子。（通过这个类比，学生的理解更加透彻了）。

四、教学反思：
新课改要求以学生自主学习为主，我其实非常欣赏这种教学方式，因为真真切切的能够培养学生的能力，但是考虑到我校学生基础薄弱，自习能力相对较弱，本节内容我采用了启发探究式教学不断提出问题，让学生通过亲自动手实验、思考、讨论、总结来完成，我觉得启发式的教学更适合我们学生，更能够充分调动学生积极性，同时也体现了新课程改革得要求。本节课运用多媒体不仅节省了课堂时间，而且一些图片如四个因素对活化分子数的影响直观形象的描述了单位体积内的活化分子数的变化，学生理解起来更容易，表现出了浓厚的兴趣，同时培养了学生分析问题的能力，最后画龙点睛的用一个公式即：单位体积内的活化分子数=单位体积内的分子总数×活化分子百分数，对四个因素做了一个很好的解释与总结，并且举了一个与学生息息相关的例子-高考，将四个因素非常生动而且形象的比喻出来，不仅课堂气氛到这儿达到了高潮，好多学生一下理清了整堂课的思路，表现出了强烈的学习化学的兴趣。
备课时，我非常纠结这节课应该分一课时完成还是分为两个课时，一个课时，显然紧张不一定能完成，而案例一和案例二授课完成后，明显感觉第二种，即将四个因素一课时完成并当堂总结类比学生掌握好，第二课时再做练习，虽然一课时完成时间有点紧张，但是我觉得可以做一些改进加以调整，比如实验可以利用前一天晚自习学生预习时完成，这样，就能够有充分的课堂时间。分为两课时虽然时间比较宽松，三个实验也都能够有足够时间完成，但是讲授起来较散，知识在学生脑子里不如一课时讲完系统，课堂不紧凑。

不成功的地方：
1、因为经验缺乏，在浓度对化学反应速率的影响实验中，由于配置的KMnO4溶液浓度太大，所以课堂实验时，占用了较长时间，以后实验应该根据自己的需要做适当调整，比如，可以配置浓度较低的KMnO4溶液，只要浓度相同即可2、实验不太严谨，比如在做浓度影响实验时，应该两支试管同时加入草酸并且同时振荡，而当时我让两位同学分别振荡，显然这个是不对的操作，因为他们振荡的力度不一样，会影响实验结果。3、由于实验需要大量时间，所以最后催化剂对化学反应速率的影响实验没有时间完成，所以以后可以考虑在前一天的自习中安排学生实验。4、本节课进行了同课异构，我听了纪中赵老师的授课，感觉自己讲课的语言不够精准精炼，以后继续努力。