選修四第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡教材分析

1、選修四第二章選修四第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡教材分析教材分析建構(gòu)建構(gòu)化學(xué)基本觀念化學(xué)基本觀念在選修在選修4第二章教學(xué)內(nèi)容的體現(xiàn)第二章教學(xué)內(nèi)容的體現(xiàn)高中生三重表征思維方式的培養(yǎng)研高中生三重表征思維方式的培養(yǎng)研究究山東師范大學(xué)畢華林教授指導(dǎo)的山東師范大學(xué)畢華林教授指導(dǎo)的碩士研究生課題碩士研究生課題n宏觀微觀符號(hào)（圖像）三種表征方式n表征是信息在頭腦中的呈現(xiàn)方式，是指信息或知識(shí)在心理活動(dòng)中表現(xiàn)和記載的方式。n宏觀表征：宏觀知識(shí)或信息在大腦中記載和呈現(xiàn)的方式，主要是指物質(zhì)所進(jìn)行的外在可觀察的現(xiàn)象在學(xué)習(xí)者頭腦中的反映。n微觀表征：微觀知識(shí)或信息在大腦中記載和呈現(xiàn)的方式，主要是指不

2、能通過直接觀察得到的有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成、反應(yīng)機(jī)理等微觀領(lǐng)域的屬性在學(xué)習(xí)者頭腦中的反映。n符號(hào)(圖象)表征：符號(hào)在大腦中的呈現(xiàn)方式，是用符號(hào)來實(shí)現(xiàn)客體在頭腦中的表征形式，是表征系統(tǒng)中較高級(jí)的表征。n教學(xué)中對(duì)宏觀微觀符號(hào)（圖像）三種表征方式的具體體現(xiàn)（1）第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素n 實(shí)驗(yàn)2-2、實(shí)驗(yàn)2-3、實(shí)驗(yàn)2-4分子的有效碰撞理論P(yáng)3能量關(guān)系圖n（2）第三節(jié)第三課時(shí)教研重點(diǎn)：三維教學(xué)目標(biāo)的研究與實(shí)施教研重點(diǎn)：三維教學(xué)目標(biāo)的研究與實(shí)施選修選修4第二章課標(biāo)要求及解讀第二章課標(biāo)要求及解讀 三維目標(biāo)中三維目標(biāo)中知識(shí)和技能目標(biāo)與過程和方法目標(biāo)的關(guān)系知識(shí)和技能目標(biāo)與過程和方法目標(biāo)的關(guān)系教材各欄目承載

3、的功能和實(shí)施教材各欄目承載的功能和實(shí)施 n4個(gè)學(xué)與問(P17、P18、P27、P35）n2個(gè)科學(xué)探究 P21 P23n7個(gè)實(shí)驗(yàn)n1個(gè)思考與交流n1個(gè)科學(xué)史話n1個(gè)科學(xué)視野n反應(yīng)速率的本質(zhì)是單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化 n單位時(shí)間內(nèi)濃度、質(zhì)量、體積、顏色、渾濁度等可計(jì)量的性質(zhì)（數(shù)據(jù)）的變化都可成為反應(yīng)速率的定量表示方法n同一反應(yīng)，所測(cè)量的物質(zhì)對(duì)象不同，所得速率的數(shù)值不同，它們之間可以換算教學(xué)內(nèi)容與實(shí)施過程教學(xué)內(nèi)容與實(shí)施過程n通過測(cè)量某些可測(cè)、易測(cè)的數(shù)據(jù)來測(cè)定反應(yīng)速率 。n可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件和要求，選擇測(cè)量的指標(biāo)。教材中實(shí)驗(yàn)21是計(jì)劃通過測(cè)量單位時(shí)間H2的體積變化來表示反應(yīng)速率，但實(shí)

4、驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯，教學(xué)中可用好“學(xué)與問”欄目，引導(dǎo)學(xué)生充分討論其它可測(cè)量的指標(biāo)及測(cè)量方法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行測(cè)量。 通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)和通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律識(shí)其一般規(guī)律 n歸納法的應(yīng)用：取樣的科學(xué)性和代表性（認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)2-2、2-3的實(shí)驗(yàn)步驟,觀察試劑的選擇與用量等因素的變化規(guī)律,為接下來的科學(xué)探究碘離子的氧化受溫度影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備）n控制實(shí)驗(yàn)條件方法的應(yīng)用：對(duì)比實(shí)驗(yàn)（單因素實(shí)驗(yàn)）的設(shè)計(jì)方法（P21科學(xué)探究）n從微觀層面理解溫度、濃度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 （不作考試要求）知道活化能的涵義知

5、道活化能的涵義及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響及其對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 n活化能只能用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得，并以測(cè)量溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響為主要方法。n活化能是用來破壞或減弱反應(yīng)物化學(xué)鍵的，理論上反應(yīng)物只要不是自由的離子或原子，就需要克服活化能才能反應(yīng)。n改變反應(yīng)體系的能量，或改變活化能的方法都可以改變反應(yīng)速率。n催化劑就可改變相應(yīng)反應(yīng)體系的活化能，從而改變反應(yīng)速率，對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，降低正反應(yīng)的活化能，同時(shí)也降低了逆反應(yīng)的活化能，因此化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。 通過催化劑實(shí)際應(yīng)用的事例，認(rèn)識(shí)其在生通過催化劑實(shí)際應(yīng)用的事例，認(rèn)識(shí)其在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用 能用焓變和熵變

6、說明化學(xué)反應(yīng)的方向能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向 n從混亂度的角度形成對(duì)熵的概念的粗淺認(rèn)識(shí)n結(jié)合一些簡(jiǎn)單的具體實(shí)例了解焓變和熵變共同決定反應(yīng)進(jìn)行的方向 該節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)請(qǐng)參考上學(xué)年教研活動(dòng)資料描述化學(xué)平衡建立的過程描述化學(xué)平衡建立的過程 n化學(xué)平衡建立的基礎(chǔ)，是可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物濃度的變化導(dǎo)致的正、逆反應(yīng)速率的變化 n可逆反應(yīng)的內(nèi)涵：逆反應(yīng)什么時(shí)候發(fā)生、可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)的關(guān)系、平衡移動(dòng)過程中正逆反應(yīng)是否發(fā)生、移動(dòng)結(jié)果的外觀現(xiàn)象n正反應(yīng)速率、逆反應(yīng)速率和總反應(yīng)速率的概念、變化趨勢(shì)、相對(duì)大小 n化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)特點(diǎn)與外觀表現(xiàn)的關(guān)系n教學(xué)中可通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、有效碰撞模型理論模型，vt圖、c

7、t圖等從多角度建立“宏觀微觀圖像”三種表征的關(guān)系，從而建立起化學(xué)平衡的概念通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋n化學(xué)平衡移動(dòng)的本質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率的變化所引起的 n用外界條件的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率的變化導(dǎo)致總速率變化來解釋外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響 關(guān)于化學(xué)平衡移動(dòng)影響因素（或勒沙特列原理）的教學(xué)，師生常常將研究的重點(diǎn)放在移動(dòng)方向的判斷上，似乎懂得各種條件改變下熟練判斷移動(dòng)方向就達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)了，往往忽略了平衡移動(dòng)過程的重要性及其本質(zhì)原因。 （用第三節(jié)第三課時(shí)通過作V-t圖來理解） 化學(xué)平衡的移動(dòng)問

8、題，將來這些知識(shí)在電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡中將廣泛運(yùn)用，而且在后續(xù)研究這些平衡問題時(shí)，除了定性的要求，定量、半定量分析的要求是很高的，那時(shí)候化學(xué)平衡的相關(guān)規(guī)律和分析方法是直接作為工具來使用的，所以現(xiàn)在初學(xué)化學(xué)平衡理論時(shí)就應(yīng)該把有關(guān)基礎(chǔ)落實(shí)到位。知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 n化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度變化、不隨濃度變化n化學(xué)平衡常數(shù)從定量的角度描述化學(xué)平衡狀態(tài) n轉(zhuǎn)化率是某反應(yīng)進(jìn)行到一定階段，某指定反應(yīng)物已轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量占該物質(zhì)起始物質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù)，反應(yīng)一旦發(fā)生，就會(huì)有轉(zhuǎn)化率，而且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，轉(zhuǎn)化

9、率也在變化，一定條件下，平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大 。n轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)率的關(guān)系認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用的重要作用 n防止片面、機(jī)械、絕對(duì)化地理解反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控，要通過介紹生產(chǎn)、生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待其作用n生產(chǎn)工藝的確定要綜合考慮轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率、能耗、原料利用率、生產(chǎn)周期等因素，因此確定的生產(chǎn)條件并不一定是理論上的最佳條件謝謝 謝！謝?。ǚ肿娱g的有效碰撞頻率）（分子間的有效碰撞頻率）化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)單位體積內(nèi)反應(yīng)物單位體積內(nèi)反應(yīng)物

10、中的活化分子數(shù)中的活化分子數(shù)活化能的大小活化能的大小反應(yīng)物的性質(zhì)反應(yīng)物的性質(zhì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)于某個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)來說，如何才能改變、對(duì)于某個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)來說，如何才能改變、控制反應(yīng)速率？控制反應(yīng)速率？改變反應(yīng)物的內(nèi)能、活化能、粒子的運(yùn)動(dòng)速改變反應(yīng)物的內(nèi)能、活化能、粒子的運(yùn)動(dòng)速率、粒子間的碰撞幾率率、粒子間的碰撞幾率教學(xué)過程教學(xué)過程n-通過對(duì)三、三、【科學(xué)探究】【科學(xué)探究】閱讀科學(xué)探究，把你不懂的閱讀科學(xué)探究，把你不懂的地方提出來大家討論。地方提出來大家討論。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溶液出現(xiàn)藍(lán)色與溫度的關(guān)系請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溶液出現(xiàn)藍(lán)色與溫度的關(guān)系1、取兩支試管，先分別向兩支試管中加入、取兩支試管，先

11、分別向兩支試管中加入2 mL KI溶液，溶液，再加入淀粉溶液，最后加入稀硫酸再加入淀粉溶液，最后加入稀硫酸2、將兩支試管分別置于室溫和、將兩支試管分別置于室溫和0 時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象本實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)還可以如何測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率還可以如何測(cè)定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率1、測(cè)量溶液中的、測(cè)量溶液中的H+的濃度的變化的濃度的變化2、測(cè)量溶液中的、測(cè)量溶液中的Zn2+的濃度變化的濃度變化3、測(cè)量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量的變化、測(cè)量氫氣的體積或氫氣的質(zhì)量的變化4、測(cè)量體系的壓強(qiáng)的變化、測(cè)量體系的壓強(qiáng)的變化5、測(cè)量鋅粒的質(zhì)量的變化、測(cè)量鋅粒的質(zhì)量的變化6、測(cè)量溶液的導(dǎo)電能力的變

12、化、測(cè)量溶液的導(dǎo)電能力的變化7、測(cè)量反應(yīng)體系的熱量變化、測(cè)量反應(yīng)體系的熱量變化（1）使學(xué)生鞏固高一關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。）使學(xué)生鞏固高一關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。（2）使學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)涵，加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率）使學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)涵，加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法的理解。的表示方法的理解。（3）學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法。）學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法。1、通過、通過P17的的“學(xué)與問學(xué)與問”：化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)N2 + 3H2 2NH3的的氮?dú)?，氫氣，氨氣速率的?jì)算氮?dú)猓瑲錃?，氨氣速率的?jì)算，掌握，掌握化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率和和“三段法三段法”的計(jì)算方法。的計(jì)算方法。（教

13、學(xué)片段一）（教學(xué)片段一）2、通過、通過P18實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2-1和學(xué)與問使學(xué)生知道：和學(xué)與問使學(xué)生知道：確定起點(diǎn)，確定時(shí)間確定起點(diǎn)，確定時(shí)間單位，找出易于測(cè)量的某種量或性質(zhì)現(xiàn)象的變化并確定它們的關(guān)單位，找出易于測(cè)量的某種量或性質(zhì)現(xiàn)象的變化并確定它們的關(guān)系，是研究速率的一般方法。系，是研究速率的一般方法。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，包括觀培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，包括觀察實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的能力察實(shí)驗(yàn)、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)的能力（教學(xué)（教學(xué)片斷二）片斷二）1）不變的因素）不變的因素2）控制條件（自變量）控制條件（自變量）3）結(jié)果（因變量）結(jié)果（因變量）一般是隨著條件的

14、變化而發(fā)生變化的、且易于一般是隨著條件的變化而發(fā)生變化的、且易于測(cè)量的物理量測(cè)量的物理量草酸溶液的濃度不同草酸溶液的濃度不同KMnO4溶液的濃度相同溶液的濃度相同溫度相同溫度相同測(cè)量溶液褪色的時(shí)間測(cè)量溶液褪色的時(shí)間一、【實(shí)驗(yàn)一、【實(shí)驗(yàn)2-22-2】濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響】濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 化學(xué)平衡的建立化學(xué)平衡的建立若在一個(gè)密閉容器中充入若在一個(gè)密閉容器中充入1molN2和和3mol H2加入催化劑和加入催化劑和合適的溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài)。合適的溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡狀態(tài)。請(qǐng)同學(xué)們討請(qǐng)同學(xué)們討論以下問題：論以下問題：1. 逆反應(yīng)什么時(shí)候開始發(fā)生？為什么？逆反應(yīng)什么時(shí)候開始發(fā)

15、生？為什么？2. 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物N2和和H2的濃度和生成物的濃度和生成物NH3的的濃度如何變化？濃度如何變化？3. 濃度怎樣影響反應(yīng)速率？正、逆反應(yīng)的速率怎樣變化濃度怎樣影響反應(yīng)速率？正、逆反應(yīng)的速率怎樣變化?畫出正、逆反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化圖形畫出正、逆反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化圖形(v-t圖圖)。4. 當(dāng)當(dāng)v正正=v逆時(shí)逆時(shí),反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度會(huì)不會(huì)發(fā)生反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度會(huì)不會(huì)發(fā)生變化變化?為什么為什么?教學(xué)過程問題情境，=（舊舊平衡）平衡）（新新平衡）平衡）t0t1t2圖圖1 1：增加增加反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度用用圖像表示濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響圖像表

16、示濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響平衡向平衡向正正反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)方向移動(dòng) 用作圖的形式完成用作圖的形式完成P27學(xué)與問學(xué)與問 aA + bB cC + dD來說有： VA ：VB ：VC ：VD = CA ：CB ：CC ：CD =nA ：nB ：nC ：nD =a ：b ：c ：d學(xué)生活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)3 3: : 思考思考（1 1）什么是化學(xué)反應(yīng)速率？）什么是化學(xué)反應(yīng)速率？ （2 2）對(duì)于鋅和不同濃度的稀硫酸的實(shí)驗(yàn)，你準(zhǔn)備如）對(duì)于鋅和不同濃度的稀硫酸的實(shí)驗(yàn)，你準(zhǔn)備如 何比較反應(yīng)速率的快慢？何比較反應(yīng)速率的快慢？ （3 3）判斷化學(xué)反應(yīng)快慢的方法有哪些？）判斷化學(xué)反應(yīng)快慢的方法有哪些？0Vtt1V( (

17、正正) )V( (逆逆) )=假設(shè)下圖是假設(shè)下圖是 改變條件前的改變條件前的vt圖，請(qǐng)作出當(dāng)增加反應(yīng)物圖，請(qǐng)作出當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度后的的濃度后的vt圖圖 對(duì)于水平較高的學(xué)生，可以讓學(xué)生自由回答，訓(xùn)練其發(fā)散思維。對(duì)于水平較高的學(xué)生，可以讓學(xué)生自由回答，訓(xùn)練其發(fā)散思維。KP29P29運(yùn)用圖表數(shù)據(jù)建立科學(xué)概念運(yùn)用圖表數(shù)據(jù)建立科學(xué)概念分析數(shù)據(jù)的一般方法：（1）數(shù)據(jù)是在什么條件下測(cè)定的（2）弄清表格中有關(guān)數(shù)據(jù)所表示的化學(xué)意義及其相互關(guān)系（3）觀察數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和規(guī)律性（4）對(duì)特殊數(shù)據(jù)的分析【引導(dǎo)設(shè)問】以課本P29表格第一次實(shí)驗(yàn)為例，從反應(yīng)開始到平衡之前的這段時(shí)間里，如果我們把反應(yīng)開始后每一時(shí)刻的H2、I2、HI的濃度都代入表達(dá)式c2(HI)/c(H2)c(I2)，會(huì)得到一系列計(jì)算結(jié)果，它們是否等于平衡常數(shù)，它們的變化有何特點(diǎn)？反應(yīng)進(jìn)行的方向？