高中化学 化学反应速率教案 新人教版选修4.docx

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高中化学化学反应速率教案新人教版选修4

化学反应速率教学设计及分

析

一、教学背景分析

1．课标分析：

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。

知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。

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。

2．教材分析：

本节内容在《化学反应原理》教材的学习中有着举足轻重的作用。

它既是对必修部分与此相关内容学习

的延伸与深化，也是后续学习化学平衡及移动知识的基础。

在学习该单元之前，学生通过《化学2》（必修）的学习，已经定性的认识化学反应有快有慢，知道外界条件对化学反应速率有影响。

在选修教材《化学反应原理》中，这部分内容的设置则是充分考虑到学生的认知发展规律，在学生实验探究的基础上，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。

另外本节内容的知识在社会生产、生活和科学研究中有着广泛的应用，与我们每个人的生活息息相关，具有非常强的实用价值。

3．学生分析：

（1）已有的知识：

①必修2中，学生对影响化学反应速率的因素存在一定的感性认识；

②在本册绪言中学习

了碰撞理论相关知识。

（2）已具备的能力：

①学生初步具备简单化学实验方案的设计能力，能够合作完成实验探究；

②具备一定的观察、分析、质疑和表达能力。

（3）可能遇到困难：

①抽象思维还不成熟，困惑于宏观现象的微观解释，尤其是压强对速率的影响；

②对实验方案的选择和评价，缺乏多角度的综合分析能力。

二、教学目标：

1．知识与技能

①理解浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响因素。

②能用有效碰撞理论、过渡态理论等相关理论简单解释浓度、压强、温度、催化剂等对化学反应速率的影响。

2．过程与方法

通过实验探究、观察思考、讨论归纳等学习活动体验科学探究、主动获取知识的过程。

3．情感态度与价值观

将化学知识应用于生产生活实际，关注与化学有关的热点问题，树立辩证唯物主义的世界观。

三、教学重点：

实验探究外界条件对化学反应速率的影响

四、教学难点：

利用

碰撞理论和活化能理论解释外界条件对化学反应速率的影响

五、教学用具：

试管、量筒、药匙、烧杯、滴管

H2SO4、H2C2O4溶液、KI溶液、淀粉溶液、Na2S2O3溶液、H2O2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液、酸性KMnO4溶液、MnSO4固体

六、教学流程：

教学环节思维线索教学活动

回忆第一节有关化学反应速率的相关理论知识。

获得验证化学反应速率的工具。

设计实验

回忆，填写学案

复习引入

明确任务

分析原理

获得验证化学反应速率的实验载体。

分析化学反应

分析变量

设计实验

实施实验

汇报结论

体验科学探究的过程，将实验结论与理论相结合

实施实验

汇总结论

阅读教材

绘制逻辑关系图

梳理碰撞理论的逻辑关系。

理论分析

思考讨论

总结提升

分析多个因素同时影响一个反应的情况

思考讨论

实际应用

用理论解释实际生产生活中的问题

七、教学过程：

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

用时

环节一

复习引入

[导入]有些反应速率很快，如爆炸反应，而有些反应速率很慢，如石油的形成。

可见，不同物质化学反应速率相差很大，决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质。

Ppt展示石油的形成和爆炸的图片

[板书]

一、决定化学反应速率的主要因素：

反应物本身的性质

【提问】

化学反应有快有慢，外界条件怎样影响化学反应速率？

回忆

填写学案

复习已有知识，引入新课

2’

环节二

设计实验

环节三

实施实验

环节四

理论解释

环节五

实际运用

【讲述】

今天我们要通过实验手段，验证外界条件对化学反应速率的影响。

[板书]

二、外界条件对化学反应速率的影响：

（一）浓度对化学反应速率的影响

【提问】

溶液中的化学反应速率可以用那些实验方法来测定呢？

【讲述】与反应中任何一种化学物质的浓度（质量）相关的性质在测定速率是都可以加以利用。

【提问】

用于化学反应速率测量的基本性质我们在上一节课学习了哪些方法呢？

【讲述】

观察生成气体的体积快慢或者观察有色溶液颜色的深浅。

展示ppt：

锌与不同浓度的硫酸反应速率的测定。

[实验探究]课本20页实验2-2草酸与酸性高锰酸钾的反应

【板书】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。

【实验解释】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？

当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。

练习1.盐酸与碳酸钠固体反应时，能使反应的最初速率明显加快的是（）

A．增加碳酸钠固体的量

B．盐酸的量增加一倍

C．盐酸的用量减半浓度加倍D．加入水

练习2.在恒温、恒容的密闭容器中反应A（g）

B（g）+C（g）；△H<0（正反应为放热反应）。

若反应物的浓度由2mol·Lˉ1降到0.8mol·Lˉ1需20s，那么反应物浓度由0.8mol·Lˉ1降到0.2mol·Lˉ1所需的时间为A．10sB．大于10s

C．小于10sD．无法判断

（二）压强对化学反应速率的影响

【注意】

1.压强对固体和液体（溶液）间的反应无影响

2.对于反应物和生成物都有气体的可逆反应，增大压强，正、逆反应速率都增大；减小压强，正、逆反应速率都减小

3.压强改变有以下两种情况

A.恒温、恒容时充入He：

压强变大，但浓度不变，反应速率不变。

B.恒温、恒压时充入He：

体积变大，压强不变，浓度减小，反应速率减慢。

（三）温度对化学反应速率的影响

[实验探究]课本21页实验2-3

同浓度的Na2S2O3溶液在不同温度下与0.1mol/L的硫酸5ml反应的对比表

结论：

当其它条件不变时，升高温度，反应的速率；降低温度，反应的速率。

解释：

升高温度，活化分子百分数，有效碰撞的频率，导致反应速率增大。

【说明】

1.对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正

反应的速率和逆反应的速率都增大。

2.不管是放热反应还是吸热反应，只要其他条件不变，升高温度，则速率增

大，降低温度，速率减小。

【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应

物加热来增大反应的速率。

2.合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。

3.为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。

拓展：

温度对反应速率影响的经验公式

练习：

在10℃时某化学反应速率为0.1mol·l-1·S-1，若温度每升高10℃，反应速率增加到原来的2倍，为了把该反应速率提高到1.6mol·l-1·S-1则该反应需在什么温度下进行（）

A

30℃B40℃C50℃D60℃

（四）催化剂对化学反应速率的影响

科学探究

1.双氧水分解

2.高锰酸钾氧化草酸

3.淀粉水解（多媒体演示）

【涉及的实验方程式】

（1.）2H2O2=2H2O+O2↑

（2.）2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

（3）（C6H10O5）n+nH2O=nC6H12O6

1.双氧水分解实验的对比表

编号

氯化铁作催化剂

硫酸铜作催化剂时

现象

结论

作出MnO2催化30%H2O2分解v-t示意图：

2.用高锰酸钾氧化草酸实验的对比表

编号

高锰酸钾溶液，草酸溶液

高锰酸钾溶液，草酸溶液，硫酸锰固体

现象

结论

3淀粉水解（多媒体演示）

编号

稀硫酸作催化剂时

唾液作催化剂时

现象

结论

【结论】催化剂能加快化学反应速率。

【解释】为什么催化剂能加快化学反应速率？

（明确）当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此单位体积内活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。

【课堂反思】

科学探究1与科学探究3这二个实验说明了什么问题?

你认为催化剂有什么特性?

催化剂的选择性还存在于哪些方面?

FeCl3催化H2O2水解实验中,起催化作用的是Fe3+还是Cl-?

FeCl3催化H2O2水解实验中,溶液颜色会先变深,后变浅?

科学探究1中,为何FeCl3溶液催化效果比CuSO4溶液效果好.

用H2SO4催化淀粉水解实验中,为何加热时颜色浅,冷却后会恢复原来的颜色?

【知识拓展】

1.能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。

一般情况下所说的催化剂指正催化剂。

2.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不会改变反应的热效应。

3.催化剂参与化学反应，但反应前后催化剂的质量、化学性质不发生变化。

4.

对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度。

相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度。

【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。

大约85%的反应需要催化剂,尤其是现代大型化工业、石油工业中，例；接触法

制硫酸工业、工业合成氨。

五、其它因素对化学反应速率的影响（阅读书本24页）

六、本节小结：

影响因素

单位体积内

有效碰撞频率

化学反

应速率

活化分子数

活化分子百分数

增加反应物浓度

增大压强（有气体参加）

升高温度

加入催化剂

倾听

思考

回忆思考，得出结论：

观察生成气体的体积快慢或者观察有色溶液颜色的深浅。

观看ppt。

回忆上节课实验

填写学案

倾听老师的分析

明确本节课

的任务

了解本课实验涉及的反应原理。

强调对比实验的设计原则

分析实验中的变量

理解控制变量的思想，掌握对比实验的方法

5

环节六

实际应用

总结提升

1．氨气的催化氧化是工业制硝酸的第一步，在此过程中为什么要将氨和空气的混合气通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网？

2．为什么食品说明上要求密封，置于阴凉处保存，包装内还要放入脱氧保鲜剂？

3．草酸与高锰酸钾的反应速率并没有随时间而减小，为什么？

[随堂练习]

1.要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2A（气）+B（固）==2C（气）+Q（Q＞0）的正反应速率显著加快，采用的措施不可行的是（不考虑固、气态间的接触面积）（）

A．升高温度B.加入BC.增大体积使压强减小D.加入A

2.用铁与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加快的是

A.加热B.改用98%的浓硫酸C.不用铁片,改用铁粉

D.增大压强

3．下列情况下，反应速率相同的是

A．等体积0.1mol/LHCl和0.05mol/LH2SO4分别与0.2mol/LNaOH溶液反应

B．等质量锌粒和锌粉分别与等量1mol/

LHCl反应

C．等体积等浓度HCl和HNO3分别与等质量的Na2CO3粉末反应

D．等体积0.2mol/LHCl和0.1mol/L

H2SO4与等量等表面积等品质石灰石反应

4．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率可由如图2-1-1表示，在下列因素中，①盐酸的浓度，②镁条的表面积，③溶液的温度，④氯离子的浓度，影响反应速率的因素是（）。

（A）①④（B）③④

（C）①②③（D）②③

思考回答

体会多个因素共同对一个化学反应的影响

3

作业布置：

P24习题

验证

解释

板书设计

实验影响化学反应速

率的外界因素碰撞理论

控制变量增加浓度（压强），加快化学反应速率增加单位体积内分子总数

对比实验增加温度，加快化学反应速率增加分子具有的能量，增加碰撞频率

科学归纳法加入催化剂，加快化学反应速率降低反应的活化能