影响化学反应速率的因素

一、教材分析
《影响化学反应速率的因素》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第2章《 化学反应速率和化学平衡》第2节的内容，主要学习影响化学反应速率的外界因素及其影响规律和理论解释。本节内容是对化学2中已经介化学反应速率的知识的提升，重点介绍的是影响浓度、温度对影响化学反应速率的影响规律及理论解释。
二、教学目标
1、知识目标：
①理解浓度、压强、温度和催化剂对化学反应速率的影响；
②能初步运用有效碰撞和活化分子等知识来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响；
③初步学会设计“对照实验”比较条件的改变对反应速率快慢的影响。
2、能力目标：
在学习中，在仔细、全面、准确观察实验现象的基础上，要积极将感性认识上升到理性认识，也就是培养自己透过现象看本质的能力。
3．情感、态度和价值观目标：
(1)通过对实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。
(2)通过科学探究，激发学生的学习热情，进一步加深他们对知识的理解。
三、教学重点难点
重点：浓度、温度对化学反应速率的影响
难点：浓度、温度对化学反应速率影响的原因
四、学情分析
我们的学生学习有机知识是在高一下学期，距今已经半年之久，所以对已学过的化学反应速率知识已经大多忘却，仍然必须重点复习，另外要帮助学生回忆本书绪论所学的有效碰撞理论知识，以便用于解释影响规律，进一步来帮助理解应用规律。
五、教学方法
1．实验法： 实验2-2 、实验2-3、实验2-4分组实验。
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1．学生的学习准备：预习教材内容，初步把握基本知识，并填写课前预习学案
2．教师的教学准备： ，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备实验用品。
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
【引入】上节课我们学习了化学反应速率的表达及计算，知道不同的化学反应具有不同的化学反应速率，这是由于参加反应的物质本身的性质是决定化学反应速率的重要因素。那么，化学反应速率对于某一反应来说是不是就是一成不变的呢？不是，因为其他因素，如：温度、浓度、压强、催化剂等会影响一些化学反应的反应速率。 这节课就重点讨论有关外界条件对化学反应速率的影响
【板书】第二节 影响化学反应速率的因素
内因：反应物的结构和性质
【引导】外界条件如：浓度、压强、温度、催化剂的改变，也影响化学反应速率。内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因起作用。
【板书】外因：浓度、压强、温度、催化剂等
我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。
【过渡】下面我们先来研究浓度对化学反应速率的影响。
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：浓度对反应速率的影响
【实验探究】做以下两个实验并结合教材20页，实验2?2讨论总结
1、取两支试管，分别加入少量大理石，再分别加入10ml1mol/L的盐酸和10ml0.1mol/L的盐酸。
2、取两支试管分别加入少量铁片，再分别加入10ml1mol/L的盐酸和10ml0.1mol/L的盐酸。
【讨论小结】其他条件不变，增加反应物浓度，加快反应速率
【板书】一、浓度对反应速率的影响
其他条件不变，增加反应物浓度，加快反应速率
【引导学生】多媒体展示探究思考题。
1、从化学反应的实质是什么？
2、是否所有的碰撞都能使旧键断裂，新键形成？（举运动员不同投篮姿势的例子，使学生形象理解）
3、为什么增加反应物浓度，加快反应速率？
【讲解】其实质就是旧化学键的断裂和新的化学键形成的过程，而旧键的断裂和新键的形成必须通过反应物分子（离子）的相互接触，相互碰撞来实现的。分子间的碰撞必须具有足够的能量，具有足够的能量的分子叫活化分子，活化分子必须具有合适的取向才能发生有效碰撞，发生化学反应。
【板书】化学反应发生的条件

【讲解】其他条件不变，活化分子在反应物分子中占有一定的百分比，当反应物浓度增大时，单位体积内反应物分子增多，单位体积内活化分子数目也相应增多，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率就增大。
【板书】其他条件不变，反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增加→有效碰撞次数增多→反应速率加快。
【讲解】学习了浓度对化学反应速率的影响，我们就知道为什么硫在纯氧中燃烧比在空气中快，但是并不是任何反应都是增大反应物浓度有利于反应的进行，如浓硫酸、浓硝酸可使铁、铝钝化。因此，任何事物都要具体问题具体分析。而对于固体或纯液体，无浓度可言，反应速率与接触表面积有关，如煤粉碎后燃烧。
【板书】固体或纯液体参加的反应，反应物之间接触的表面积大小影响反应速率，与物质的量多少无关。
设计意图：通过实验验证和理论分析引导，学生能深入领会规律，有利于理解并掌握和应用所学规律
探究二：压强对反应速率的影响
【引导】提起压强一词往往与什么有关？为什么？
【学生回答】往往与气体有关，固体和液体受压强的影响较小。
【讲解】所以讨论压强对化学反应速率的影响，指的是有气体参加的化学反应，我们知道，在物理学上有这样的规律，当温度不变时，一定量的气体的压强与其体积成反比，即P1V1=P2V2，说明温度不变时压强增大，体积将会变小，单位体积内的分子数增加，相当于增加了反应物的浓度，故增大压强可以增大化学反应速率。若要减小压强呢？
【学生回答】分析：根据P1V1=P2V2，当温度不变减小压强时，体积必然增大，单位体积内的分子数减小，亦即相当于反应物的浓度降低，化学反应速率减慢。
【引导】对于固体和液体（或溶液）参加的反应，改变压强将会怎么样呢？
【学生回答】因为改变压强对固体、液体或溶液的体积影响很小，所以对浓度的改变就很小，可以认为改变压强对他们的反应速率无影响。
【板书】 有气体参加 ，当其他条件不变时，增加压强化学反应速率加快。
原因：增大压强相当于增大浓度。
【讲解】我们理解了压强对化学反应速率的影响实质，请做一个练习。
【练习】详见学案
【讨论回答】（1）（2）（4）能够使反应速率增大，因为他们都使反应物浓度增大，因而加快反应速率。
【引导启发】我们知道镁条与沸水的反应比与冷水反应快。加快反应速率的首选条件是升高温度，下面我们继续研究温度对化学反应速率的影响。
【板书】三、温度对化学反应速率的影响
探究三：温度对反应速率的影响
【实验探究】让学生完成教材实验2?3，观察现象，总结规律。
【学生回答】放在热水中的试管出现浑浊的时间短，放在冷水中的试管出现浑浊的时间长。
【板书】其他条件不变，升高反应的温度，加快反应速率。
【设问】为什么增加反应物温度，加快反应速率？启发学生从化学反应的实质分析。
【讲解】当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而单位体积内活化分子数量增多，有效碰撞次数增多，所以反应速率加快。经实验测定，温度每升高10℃反应速率通常要增大到原来的2?4倍。
【板书】原因：升高温度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→反应速率加快
每升高10℃， 速率 要增大到原来的2～4倍。
【讲解】学习了温度对化学反应速率的影响，我们就知道为什么在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来加快反应速率，为什么我们食品放入冰箱中保存，可以防止食品变质。
【处理讨论和练习】学以致用
探究四: 催化剂对化学反应速率的影响
【板书】四、催化剂对化学反应速率的影响
【实验探究】取两只试管，分别加入5mL5%的H2O2溶液和3滴合成洗涤剂，再向其中一试管中加入MnO2，观察现象。
【学生回答】加MnO2大试管气泡产生快。
【板书】使用催化剂，加快化学反应速率。
【设问】为什么催化剂能加快化学反应速率？
【讲解】当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂降低了反应所需要的能量，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞次数增多，故化学反应速率加快。
【板书】实质：使用催化剂→降低反应所需要的能量→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。
【阅读】阅读教材最后一段，了解影响化学反应速率的其他因素。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了化学反应快慢??速率的相关问题，那么，化学反应的限度??化学平衡是怎样的呢？在下一节课我们一起来学习 。这节课后大家可以先预习这一部分， 。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
内因：物质本性
外因：浓度 温度 压强 催化剂等
一、浓度对反应速率的影响
1.其他条件不变时，增加反应物（气体或溶液）浓度，加快反应速率
2、
3、浓度增大→单位体积内活化分子数增加→有效碰撞次数增多→ 速率加快。
二、压强对反应速率的影响
1有气体参加 ， 其他条件不变时，增加压强(缩小容积)，化学反应速率加快。
2原因：增大压强相当于增大浓度。
三、温度对反应速率的影响
1规律：其他条件不变，升高反应的温度，加快反应速率。
2原因：升高温度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→ 速率加快
每升高10℃， 速率 增大到原来的2～4倍。
四、催化剂对化学反应速率的影响
1 用催化剂，加快速率
2实质： 用催化剂→降低反应所需要的能量→活化分子的百分比增大→
有效碰撞次数增多→化学反应速率加快。
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
浓度对化学反应速率的影响及原因是本节点重点和难点，教学中首先从实验中得到亲身体会，进而通过形象的比喻，使学生理解增大浓度为什么会加快化学反应速率，从活化分子发生有效碰撞的理论高度认识化学反应速率。受浓度的影响及原因，也为讨论温度、压强及催化剂对化学反应速率的影响打下了基础，因此在后边的教学中除了必要的实验外主要通过学生自学，教师引导而得出结论，分析原因，当然在教学中也要注意和物理学科间的联系。
本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解20分钟，学生分组实验10分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节5分钟，能够完成教学内容。

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