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化學反應速率第一節教學設計
化學反應速率第一節教學設計
更新时间:2025-04-04 10:36:52


本節内容是在學生學習化學反應速率的定量表示方法的基礎上,在定量水平上深入讨論濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響,引導學生從定量的視角來探讨外界條件對化學反應速率的影響情況。此外,在本節教材在引出"基元反應"概念後,在基元反應層次上揭示活化能的物理意義,保證了學生所學知識的科學性。

在本節内容中,化學反應的曆程(即化學反應是怎樣進行的)是研究化學反應動力學的理論基礎,化學反應速率的表示方法是"外界因素的改變對化學反應速率的影響"這一問題的定量研究基礎。本節内容具有定性分析與定量分析相結合、感性認識與理性分析相結合的特點,教師在注重基本理論、基本原理教學的同時,要注意對學生分析處理數據能力及分析解決問題、邏輯思維能力的培養。

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)1

科學探究與創新意識:

通過探讨交流,了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響。

變化觀念與平衡思想:

認識基元反應活化能對化學反應速率的影響,能用一定的理論模型說明外界條件改變對化學反應速率的影響。 

科學态度和社會責任

通過催化劑實際應用的事例,認識催化劑在生産、生活和科學研究領域中的重大作用。

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)2

溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響,活化能概念

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)3

課件、學案

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)4

【知識回顧】學生回顧上節課知識,完成學案相關内容

1. 和 決定着一個反應的反應曆程,而反應曆程的差别又造成了 的不同。

2.化學反應速率的表達式 ,單位 。

3.在同一個反應中,各物質的反應速率之比等于方程式中的 之比。

【聯想質疑】 對于很多反應,增大反應物的濃度可以提高化學反應速率。例如,鐵絲在空氣中加熱隻能變得紅熱,而在充滿氧氣的集氣瓶中點燃則可以劇烈燃燒、火星四濺。那麼,反應物的濃度與化學反應的速率之間存在着定量關系嗎?

【投影】

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)5

【交流研讨】閱讀教材表格,小組交流研讨以下問題:

1.找出化學反應速率與H2O2濃度、HI濃度之間的關系,并嘗試寫出相應的數學表達式。

2.針對"化學反應速率與反應物濃度的關系"發表自己的看法。

【展示】小組展示研讨結果

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)6

【投影】在HI濃度一定時,H2O2濃度每增大一倍,反應速率就提高一倍;在H2O2,濃度一定時,HI濃度每增大一倍,反應速率也提高一倍。

【講述】式中k稱為反應速率常數,它表示單位濃度下的化學反應速率。反應速率常數與濃度無關,但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響。通常,反應速率常數越大,反應進行得越快。

根據化學反應速率與反應物濃度的關系式,可以清楚地判斷反應物濃度的改變對化學反應速率的影響。

【投影】一些化學反應的速率與參與反應的物質的濃度的關系

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)7

【總結】一個化學反應的速率與參與反應的物質的濃度的關系式是實驗測定的結果,不能随意根據反應的化學方程式直接寫出。對于很多反應,這種關系式中濃度的方次與化學方程式中的系數并無确定關系。

【闆書】三、濃度對化學反應速率的影響

【投影】一般規律:增大反應物的濃度加快化學反應速率,

減小反應物的濃度減慢化學反應速率。

【思考】壓強的改變是否一定會影響反應速率的快慢。

【總結】對于有氣體參加或氣體生成的反應,在其他條件一定時,壓強與濃度成正比,增大壓強加快化學反應速率增大,減小壓強減慢化學反應速率。對于隻涉及液體和固體的反應,壓強的改變對化學反應速率幾乎沒有影響。

【交流研讨】溫度會影響反應速率常數,從而影響化學反應速率。因此,可以通過研究溫度對反應速率常數的影響來了解溫度對化學反應速率的影響。閱讀教材“ 一些反應在298K 和308K 時的反應速率常數之比”表格。小組交流研讨以下問題:

1.溫度對化學反應速率有怎樣的影響?

2.升高相同溫度,對不同化學反應的反應速率的影響程度一樣嗎?

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)8

【展示】小組展示交流研讨結果

【投影總結】溫度對化學反應速率的影響是多種多樣的。對于大多數反應,溫度升高化學反應速率加快,但加快的程度不同。不同的化學反應的活化能不同,所以溫度對反應速率的影響不同。

【質疑】什麼是活化能?

【自主閱讀】閱讀教材P71有關内容,了解活化能含義,以及對反應速率的影響。

【闆書】四、溫度對化學反應速率的影響

【投影】

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)9

【總結】基元反應過程需經曆一個高能量的中間狀态,此時形成一種舊鍵沒有完全斷裂、新鍵沒有完全形成的過渡态。過渡态的能量與反應物的能量之差稱為基元反應的活化能。不同的基元反應活化能 反應大小不同,因此化學反應速率不同。

【閱讀思考】閱讀教材P72頁“追根尋源”内容,自主思考升高溫度加快化學反應速率的原因是什麼?

【投影】

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)10

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)11

【總結】

(1)化學反應之所以能發生,是反應物分子碰撞的結果,但隻有能量超過某一限度Ec(相當于活化能)并滿足一定方向要求的活化分子間的碰撞,才是真正發生反應的有效碰撞。

(2)當Ea>0時,升高溫度,反應速率常數增大,化學反應速率随之提高。

【投影】一些化學反應的活化能

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)12

【總結】不同化學反應活化能不同,溫度對化學反應速率影響不同。Ea值越大,改變溫度對反應速率的影響程度就越大。升溫可以提高反應物分子的能量,增大反應物間的碰撞頻率,增大反應物分子形成過渡态的比例,因此升高溫度可以提高化學反應的速率。

【投影】四、溫度對化學反應速率的影響

規律:升高溫度加快化學反應速率, 降低溫度減慢化學反應速率。

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)13

【交流研讨】閱讀教材“一些化學反應使用催化劑前後的活化能及反應速率常數之比”表格,小組交流研讨以下問題:催化劑對化學反應速率有怎樣的影響?與其他因素相比,催化劑的影響程度如何?為什麼?

【闆書】五、催化劑對化學反應速率的影響

【投影】

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)14

【總結】使用催化劑可以降低反應的活化能,增大化學反應的速率常數。

【觀察思考】觀察臭氧分解反應的曆程,思考催化劑是如何降低反應活化能,改變反應速率常數的?

【投影】

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)15

【總結】催化劑是能改變化學反應速率而在反應前後本身的質量和化學性質不變的物質。由于催化劑的質量及化學性質在反應前後不變,反應曆程中必定既包括有催化劑參與的反應,又包括使催化劑再生成的反應。可見,催化劑通過參與反應改變反應曆程、降低反應的活化能來提高化學反應速率。

【投影】

催化劑:能改變化學反應速率而在反應前後本身的質量和化學性質不變的物質。

影響:使用合适的催化劑可以大大加快化學反應速率

催化機理:(1)由于催化劑的質量及化學性質在反應前後不變,反應曆程中必定既包括有催化劑參與的反應,又包括使催化劑再生成的反應。

(2)催化劑通過參與反應改變反應曆程、降低反應的活化能來提高化學反應速率。

【自主閱讀】閱讀教材P73-74相關内容,了解催化劑的特性。

【總結】催化劑的特點(1)選擇性、(2)高效性、(3)局限性

【投影】

(1)選擇性:某種催化劑對某一反應可能是活性很強的催化劑,但對其他反應就不一定具有催化作用。

(2)高效性:催化劑可以較大幅度地降低反應的活化能,從而非常有效地提高化學反應速率。

(3)局限性:化劑不能改變化學反應的平衡常數,不能改變平衡轉化率。

【講述】采用升高溫度的方法提高化學反應速率往往對設備提出很高的要求,難以實現。催化劑可以較大幅度地降低反應的活化能,從而非常有效地提高化學反應速率。因此,研制高效催化劑來提高有關化學反應的速率對化工生産具有更重要的意義。需要注意的是,催化劑不能改變化學反應的平衡常數,不能改變平衡轉化率。

【課堂小結】

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)16

化學反應速率第一節教學設計(高中化學教學設計)17

本節課内容較多,課堂容量較大,教學過程主要是通過學生自主交流研讨和自主,認識外界條件溫度、濃度、催化劑對化學反應速率的影響。


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