人教版高中化學(xué)選修4影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素教學(xué)設(shè)計(jì)

1、基于培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科基本觀念影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素教學(xué)設(shè)計(jì)第1課時(shí)一、 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素教學(xué)研究近況：以“化學(xué)反應(yīng)速率”“影響因素”為文獻(xiàn)名搜索中國知網(wǎng)經(jīng)過分析篩選有幾篇文章是有關(guān)選修四第二章第二節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，幾篇文章分別從不同角度對本節(jié)的教學(xué)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。第一種教學(xué)設(shè)計(jì)是依托教材實(shí)驗(yàn)為基本素材，根據(jù)新的教學(xué)理念對教學(xué)過程進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而落實(shí)新課標(biāo)的相關(guān)目標(biāo)的達(dá)成。陳穎等以選修四教材第二章第二節(jié)實(shí)驗(yàn)2-2為素材，引領(lǐng)學(xué)生通過一系列的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)形成對控制變量法基本概念的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)，把握控制變量實(shí)驗(yàn)的一般方法，并能夠落實(shí)到具體的實(shí)驗(yàn)操作中。 第二種情況是利用先進(jìn)的電子傳感技術(shù)對教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)

2、計(jì)和處理，從原理上和微觀角度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素進(jìn)行更細(xì)致和精確的描述和理解。陳功等人在利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)研究硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響因素中利用了色度計(jì)和溫度傳感器，研究溫度、反應(yīng)物濃度等對硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響，數(shù)據(jù)顯示，溫度每升高10K該反應(yīng)速率提高1.281.86倍，且不同溫度區(qū)間溫度對速率的影響程度不同。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還顯示，硫代硫酸鈉和硫酸的濃度變化對于反應(yīng)速率的影響程度并不相同，這可能與反應(yīng)分步進(jìn)行有關(guān)。 姜言霞等人在基于模型建構(gòu)促進(jìn)學(xué)生“化學(xué)反應(yīng)速率”認(rèn)識(shí)發(fā)展的教學(xué)研究中提出基于對“化學(xué)反應(yīng)速率”已有教學(xué)研究和對“化學(xué)反應(yīng)速率”概念本體的分析，提出了基于模型建構(gòu)的“化學(xué)反

3、應(yīng)速率”的教學(xué)策略，構(gòu)建了“化學(xué)反應(yīng)速率”的認(rèn)識(shí)模型及不同教學(xué)階段的層級(jí)發(fā)展模型，并深入分析了“化學(xué)反應(yīng)速率”對促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展的功能價(jià)值。在理論分析和探討的基礎(chǔ)上，運(yùn)用設(shè)計(jì)性研究和對比性教學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施研究，通過問卷調(diào)查、學(xué)生訪談等方法對教學(xué)效果進(jìn)行了檢驗(yàn)。 二、教學(xué)設(shè)計(jì)理念：促進(jìn)學(xué)生行形成化學(xué)基本觀念的教學(xué)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)和任務(wù)，從化學(xué)基本觀念形成的角度考慮，本節(jié)書應(yīng)從兩個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思想，第一：鞏固書寫陌生氧化還原反應(yīng)的技能，第二：掌握控制變量的學(xué)科思想在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。在元素化合物教學(xué)中書寫陌生的化學(xué)方程式的能力是高中教學(xué)中必須掌握的一種基本技能，根據(jù)新情

4、境和新信息來準(zhǔn)確的判斷反應(yīng)物與生成物并把方程式配平是化學(xué)知識(shí)能否熟練應(yīng)用，化學(xué)觀念是否形成的一項(xiàng)判斷依據(jù)，這種能力在每一年的廣東化學(xué)高考題中也體現(xiàn)的，比如：2014年廣東化學(xué)高考題的32題的（2）與（4），每一年這種題，全省得分率都普遍偏低。因此在高中化學(xué)教學(xué)中，怎樣培養(yǎng)學(xué)生書寫陌生化學(xué)方程式是元素化合物教學(xué)的核心和整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)的重要任務(wù)?！胺诸愑^”和“價(jià)態(tài)觀”是中學(xué)化學(xué)基本觀念的重要內(nèi)容，能否熟練利用“分類觀”和“價(jià)態(tài)觀”是能否寫好一個(gè)化學(xué)方程式的關(guān)鍵，從這兩種基本觀念出發(fā)設(shè)計(jì)了書寫陌生氧化還原方程式的問題，希望增強(qiáng)學(xué)生書寫氧化還原方程式的能力，進(jìn)而加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)基本觀念的把握?？刂谱兞?/p>

5、的思想對于定量實(shí)驗(yàn)尤其重要，在2014年廣東高考的最后一題實(shí)驗(yàn)題就是一道關(guān)于定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)的問題，實(shí)驗(yàn)題的開放性一直都是廣東高考的趨勢也符合新課標(biāo)的基本要求，這種題目對學(xué)生的要求更高，而這種能力是通過做題無法得到，只能在日常教學(xué)中加以培養(yǎng)和訓(xùn)練，才能逐漸形成對化學(xué)學(xué)科思想以及對定量實(shí)驗(yàn)變量的控制有所把握。三.教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素是安排在必修二第二章化學(xué)反應(yīng)速率和限度以及選修教材緒言部分“有效碰撞理論”相知識(shí)之后，在化學(xué)平衡之前，是對必修知識(shí)的進(jìn)一步上升和對化學(xué)平衡知識(shí)的準(zhǔn)備，保持知識(shí)連貫性，起到承上啟下的作用。必修二化學(xué)反應(yīng)速率和限度是從定性理解和定性描述化學(xué)反應(yīng)的快慢和影響

6、因素，而本節(jié)書是選擇幾個(gè)簡單易行的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間去定量描述化學(xué)反應(yīng)速率的快慢從而分析化學(xué)反應(yīng)速率改變的內(nèi)在原因，從定性上升到了定量，從感性上升到了理性。同時(shí)，外界因素影響化學(xué)反應(yīng)速率，從而引起是化學(xué)平衡移動(dòng)，分析外界因素對速率的影響是理解化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)鍵，這種分析方法是學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的基礎(chǔ)。四、學(xué)生分析高二上學(xué)期學(xué)生進(jìn)入選修四化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)，高一已經(jīng)學(xué)過了必修一和必修二，對“分類觀”、“價(jià)態(tài)觀”、“守恒觀”以及元素化合物已經(jīng)有一定的基礎(chǔ)，但是經(jīng)過了幾個(gè)月的暑假學(xué)生已經(jīng)對高一知識(shí)有很大程度的遺忘，在選修四中又有許多陌生的方程式，課堂上怎樣利用這些陌生的方程式來培養(yǎng)學(xué)生書寫方程式能

7、力，也是高二教學(xué)的必須要面對的難點(diǎn)和重點(diǎn)。必修教材中主要要求學(xué)生從定性角度理解和描述化學(xué)反應(yīng)的快慢，學(xué)生頭腦中只有一些關(guān)鍵詞來表示反應(yīng)快慢，而對定量實(shí)驗(yàn)中“控制變量”的思想是沒有概念的，利用好這幾教材上的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生形成定量的學(xué)科思想，為化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本節(jié)書是影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素第一課時(shí)，通過回顧緒言中關(guān)于“有效碰撞”的相關(guān)理論，為速率改變內(nèi)在原因提供理論分析依據(jù)。實(shí)驗(yàn)探究2-2中氧化還原反應(yīng)方程式書寫使學(xué)生建立書寫一個(gè)陌生氧化還原反應(yīng)的基本步驟和方法；實(shí)驗(yàn)探究2-2中從定量的角度感受反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力，口頭表達(dá)能力

8、；通過對變量的設(shè)定的過程和對實(shí)驗(yàn)變量表格設(shè)計(jì)以及填寫，培養(yǎng)學(xué)生變量控制的基本方法和思路；對反應(yīng)速率的計(jì)算方法明確幾種反應(yīng)物混合后如何確定反應(yīng)物的初始濃度來計(jì)算速率，明確反應(yīng)速率的計(jì)算誤區(qū)；設(shè)定問題：假如提供一種濃度的草酸溶液，能否進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)？進(jìn)而學(xué)以致用，進(jìn)行拔高和提升，使學(xué)生思維水平上升到一個(gè)新的高度。最后利用“有效碰撞”進(jìn)行理論分析化學(xué)反應(yīng)速率變化的微觀原因，完成“微觀”到“宏觀”的聯(lián)系，從感性到理性的過度。六、教學(xué)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生快速書寫陌生氧化還原化學(xué)方程式并配平，加強(qiáng)“分類觀”、“價(jià)態(tài)觀”相關(guān)知識(shí)復(fù)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生化學(xué)基本觀念的形成和培養(yǎng)。2.培養(yǎng)閱讀能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力、動(dòng)手能力，

9、表達(dá)能力；3.培養(yǎng)小組團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)4.通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)和問題設(shè)置使學(xué)生建立變量控制的概念，并掌握在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行變量控制的一般思路和方法七、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1.培養(yǎng)學(xué)生快速書寫陌生氧化還原化學(xué)方程式并配平，加強(qiáng)“分類觀”、“價(jià)態(tài)觀”相關(guān)知識(shí)復(fù)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生化學(xué)基本觀念的形成和培養(yǎng)。2.通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)和問題設(shè)置使學(xué)生建立變量控制的概念，并掌握在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行變量控制的一般思路和方法八、教學(xué)設(shè)計(jì)過程 _能量環(huán)節(jié)一：有效碰撞理論模型合理取向吸收能量 1. 產(chǎn)物分子普通分子 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢與單位時(shí)間_有關(guān)，這與單位體積_有關(guān),所有能夠改變內(nèi)能、運(yùn)動(dòng)速率以及碰撞幾率的方法，都可以用來改變控制反應(yīng)速率 2.影響化學(xué)

10、反應(yīng)速率的因素有_環(huán)節(jié)二：書寫2-2中相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式和離子方程式并總結(jié)書寫一般步驟【探究一】請你把高錳酸鉀和草酸兩種物質(zhì)的化學(xué)式寫出來并用分類的思想試著從盡可能多的角度對兩種物質(zhì)進(jìn)行分類，并討論交流看相互的類別有無重復(fù)?！窘涣髡故尽縆MnO4 從組成成分歸類正鹽 從Mn化合價(jià)角度歸類+7價(jià)Mn強(qiáng)氧化性物質(zhì) 從組成酸根和堿根離子歸類強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽 從穩(wěn)定性分類不穩(wěn)定,見光易分解的物質(zhì) H2C2O4 從酸的強(qiáng)弱分類弱酸 酸的元數(shù)分類二元酸 化合價(jià)歸類+3價(jià)C具有還原性弱氧化性物質(zhì)【探究二】 從以上歸類角度分析兩種物質(zhì)發(fā)生那種類型的反應(yīng)復(fù)分解還是氧化還原？生成物分別是什么？與之有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么

11、？【交流展示】+7價(jià)Mn與+3價(jià)C發(fā)生氧化還原反應(yīng)，紫色無色 ，+7價(jià)MnO4- 降價(jià)+2價(jià)Mn2+溶液 酸性條件下 +3價(jià)C2O42- 升價(jià)+4價(jià)CO2【探究三】請你把反應(yīng)物和生成物寫在等式兩邊并按照化合價(jià)升降守恒給予配平降5 配平后請結(jié)合溶液酸堿性利用電荷守恒把H+、H2O加到方程式兩邊并配平。升2 【交流展示】 MnO4-Mn2+ H2C2O4 2CO2 所以得到 2MnO4- +5 H2C2O4 2Mn2+ + 10CO2 根據(jù)溶液為酸性且電荷守恒、H、O守恒需要在方程式左邊加6H+ 右邊加8H2O 故得到：2MnO4- +5 H2C2O4 +6H+= 2Mn2+ + 10CO2+8H

12、2O歸納小結(jié)：書寫陌生氧化還原反應(yīng)的一般步驟和方法1.根據(jù)物質(zhì)類別、化合價(jià)判斷是否屬于氧化還原反應(yīng) 2.判斷產(chǎn)物的化合價(jià)和種類 3.化合價(jià)升降守恒配平變價(jià)物質(zhì) 4.根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒以及溶液酸堿性在方程式兩邊適當(dāng)加上不變價(jià)的酸、堿、H2O等物質(zhì)。環(huán)節(jié)三：控制的變量的概念和方法?！咎骄克摹块喿x實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，完成以下問題（1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲 （2）完成實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成下列表格試劑（mol/L）和用量（ml）自變量（mol/L）因變量（mol/L）測量數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)KMnO4（0.01mol/L）H2C2O4（0.1mol/L）H2C2O4（0.2mol/L）蒸餾水時(shí)間（min）反應(yīng)速率（mol/

13、L·s-1）試管一試管二 試管三思考交流：反應(yīng)速率怎么計(jì)算？ 第三支試管的作用？ 根據(jù)表格回答如何控制變量？提示：用c（H2C2O4）還是用c（KMnO4）計(jì)算速率？能用0.01mol/L計(jì)算反應(yīng)速率嗎？交流展示：1.自變量為c（H2C2O4）因變量為c(KMnO4)2.計(jì)算反應(yīng)速率用的褪色表示是KMnO4的消耗完，H2C2O4過量未完全反應(yīng)3.c（KMnO4）為0.01mol/L×4mL×103/（2+6）mL×103而不是0.01mol/L因?yàn)槿芤夯旌现蟮臐舛炔攀欠磻?yīng)開始的濃度。4.第三支試管為空白對照試驗(yàn)，對比稀釋對酸性高錳酸鉀顏色的影響 環(huán)節(jié)四

14、：控制變量的設(shè)計(jì)和應(yīng)用【探究五】如果只有一種濃度0.2mol/L的H2C2O4 能否完成該實(shí)驗(yàn)，請你根據(jù)控制變量的思路參考上面的實(shí)驗(yàn)表格重新設(shè)計(jì)一個(gè)表格。試劑（mol/L）和用量（ml）自變量（mol/L）因變量（mol/L）測量數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)KMnO4（0.01mol/L）H2C2O4（0.2mol/L）蒸餾水反應(yīng)速率（mol/L·s-1）試管一試管二試管三 【思考交流】填寫上述表格自變量和因變量分別是什么？如何控制變量？試管一蒸餾水加入，是在草酸加入之前還是在草酸加入之后？ 小結(jié)：草酸與酸性高錳酸鉀混合之后再加蒸餾水稀釋，變量也就是酸性高錳酸鉀與草酸的初始濃度與對比實(shí)驗(yàn)不再一致，所

15、以蒸餾水加入草酸溶液后，再一起與酸性高錳酸鉀溶液混合才能保證初始酸性高錳酸鉀溶液的濃度相等。環(huán)節(jié)五：有效碰撞模型解釋速率改變的原因_增多化學(xué)反應(yīng)速率加快_增多提高反應(yīng)物濃度 探究五：請你結(jié)合有效碰撞的模型，解釋為什么反應(yīng)物濃度提高，化學(xué)反應(yīng)速率加快 單位時(shí)間有效碰撞次數(shù)增多 小 結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率加快提高反應(yīng)物濃度單位體積活化分子數(shù)增多問題思考： 一.影響化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率的因素或者選修四的其他章節(jié)，要不要把元素化合物中陌生的化學(xué)方程式的書寫的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐B透，如何滲透？中心組大部分老師認(rèn)為在時(shí)間允許的前提下有必要，只有會(huì)寫方程式才能體會(huì)這個(gè)反應(yīng)在該章節(jié)中所體現(xiàn)的價(jià)值，也只有在選修教材中不斷

16、的滲透這種方程式的書寫方法，學(xué)生才能逐漸形成書寫陌生方程式的思路。如何滲透，二中的劉華斌老師在講解該章節(jié)時(shí)，先做一個(gè)試管實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀的看到酸性高錳酸鉀與草酸反應(yīng)的現(xiàn)象褪色，從現(xiàn)象分析反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)判斷出反應(yīng)物產(chǎn)物進(jìn)而寫出方程式，使學(xué)生明白書寫陌生方程式要根據(jù)情境，做好審題才是成功第一步。二.本節(jié)書的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和意義是什么？林珊老師利用實(shí)驗(yàn)2-2幫學(xué)生建立學(xué)習(xí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本流程，在看到一個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候利用問題設(shè)置教會(huì)學(xué)生如何在做之前分析實(shí)驗(yàn)，思考實(shí)驗(yàn)，比如設(shè)置一些問題層層遞進(jìn)：為什么要選擇做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？原理是什么？如何設(shè)計(jì)才能達(dá)到目的（試劑用量、先加后加順序，實(shí)驗(yàn)步驟，操作細(xì)節(jié)）。 金燦老師認(rèn)為催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，教材上設(shè)計(jì)了很多組的對比實(shí)驗(yàn)，為什么催化劑的影響要設(shè)計(jì)那么多組實(shí)驗(yàn)，其價(jià)值在哪里？這么幾組實(shí)驗(yàn)分別想說明什么問題？通過這幾組對比實(shí)驗(yàn)使學(xué)生明白催化劑加與不加的區(qū)別，不同催化劑的催化效果差別，酶的催化效率，使學(xué)生從課本上了解工業(yè)生產(chǎn)中催化劑的作用。 周健老師在考查溫度對學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)，實(shí)驗(yàn)2-3和科學(xué)探究兩個(gè)實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，并不是所有實(shí)驗(yàn)都適合相同的溫度，比如科學(xué)探究如果采取常溫、加熱兩個(gè)條件，不容易看到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因?yàn)镮2與淀粉結(jié)合形成的產(chǎn)物在溫度較高時(shí)