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使學(xué)生理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;
使學(xué)生能初步運(yùn)用有效碰撞,碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
能力目標(biāo):
培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及綜合運(yùn)用知識分析解決問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,閱讀與表達(dá)能力。
情感目標(biāo):
通過從宏觀到微觀,從現(xiàn)象到本質(zhì)的分析,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法。
教材分析
遵照教學(xué)大綱的有關(guān)規(guī)定,作為側(cè)重理科類學(xué)生學(xué)習(xí)的教材,本節(jié)側(cè)重介紹化學(xué)反應(yīng)速率和濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,以及造成這些影響的原因,使這部分知識達(dá)到大綱中所規(guī)定的B層次或C層次的要求。本知識點(diǎn),按最新教材來講。
教材從一些古代建筑在近些年受到腐蝕的速率大大加快等事實(shí)引出化學(xué)反應(yīng)速率的概念,并通過演示實(shí)驗(yàn)說明不同的反應(yīng)具有不同的反應(yīng)速率,以及濃度、溫度等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。教材注意聯(lián)系化學(xué)鍵的有關(guān)知識,從化學(xué)反應(yīng)的過程實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵的斷裂、生成物分子中化學(xué)鍵的形成過程,以及舊鍵的斷裂和新鍵的形成都需要通過分子(或離子)的相互碰撞才能實(shí)現(xiàn)等,引出有效碰撞和活化分子等名稱。并以運(yùn)動員的投籃作比喻,說明只有具有足夠能量和合適取向的分子間的碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),教材配以分子的幾種可能的碰撞模式圖,進(jìn)一步說明發(fā)生分解反應(yīng)生成和的情況,從中歸納出單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比,也就是和反應(yīng)物的濃度成正比,從而引導(dǎo)學(xué)生理解濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響以及造成這種影響的原因。接著,教材圍繞著以下思路:增加反應(yīng)物分子中活化分子的百分?jǐn)?shù)增加有效碰撞次數(shù)增加化學(xué)反應(yīng)速率,又進(jìn)一步介紹了壓強(qiáng)(有氣體存在的反應(yīng))、溫度、催化劑等條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響以及造成這些影響的原因,使學(xué)生對上述內(nèi)容有更深入的理解。
教材最后采用討論的方式,要求學(xué)生通過對鐵與鹽酸反應(yīng)的討論,綜合運(yùn)用本節(jié)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容,進(jìn)一步分析外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響以及造成這些影響的原因,使學(xué)生更好地理解本節(jié)教材的教學(xué)內(nèi)容。
本節(jié)教材的理論性較強(qiáng),并且具有一定的難度。如何利用好教材中的演示實(shí)驗(yàn)和圖畫來說明化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件,以及外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是本節(jié)教材的教學(xué)關(guān)鍵。教師不可輕視實(shí)驗(yàn)和圖畫在本節(jié)教學(xué)中的特殊作用。
本節(jié)教學(xué)重點(diǎn):濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
本節(jié)教學(xué)難點(diǎn):濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的原因。
教學(xué)建議
化學(xué)反應(yīng)速率知識是學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的基礎(chǔ),學(xué)生掌握了化學(xué)反應(yīng)速率知識后,能更好的理解化學(xué)平衡的建立和化學(xué)平衡狀態(tài)的特征,及外界條件的改變對化學(xué)平衡的影響。
濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。其原因是本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)。這部分教學(xué)建議由教師引導(dǎo)分析。而壓強(qiáng)、溫度、催化劑的影響可在教師點(diǎn)撥下由學(xué)生閱讀、討論完成。
關(guān)于濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響:
1.聯(lián)系化學(xué)鍵知識,明確化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生的先決條件。
(1)能過提問復(fù)習(xí)初中知識:化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程。
(2)通過提問復(fù)習(xí)高中所學(xué)化學(xué)鍵知識:化學(xué)反應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。
(3)明確:舊鍵的斷裂和新鍵的生成必須通過反應(yīng)物分子(或離子)的相互接觸、碰撞來實(shí)現(xiàn)。
2.運(yùn)用比喻、圖示方法,說明化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生的必要條件是活化分子發(fā)生有效碰撞。
(1)以運(yùn)動員的投籃作比喻。
(2)以具體的化學(xué)反應(yīng)為例,讓學(xué)生觀看HI分子的幾種可能的碰撞模式圖(如制成動畫教學(xué)軟件加以模擬會收到更好的效果),進(jìn)一步說明化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生的必要條件。
一、設(shè)計(jì)思想
本節(jié)課總體設(shè)計(jì)思想是:以學(xué)生為主體,讓學(xué)生自主地參與知識的獲得過程,并給學(xué)生充分地表達(dá)自己想法的機(jī)會。學(xué)生初次接觸化學(xué)反應(yīng)速率知識,對化學(xué)反應(yīng)速率有神秘感和探索欲望。要充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲,設(shè)計(jì)層次實(shí)驗(yàn)和問題情境,使學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)、積極思考和相互討論中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在教學(xué)內(nèi)容的安排上,按照從易到難,從實(shí)踐到理論到實(shí)踐的順序,首先通過日常生活中的知識,引入課題。在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)和理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念。在此基礎(chǔ)上,通過實(shí)驗(yàn)探索和討論外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。最后,讓學(xué)生自己討論回答教材中的問題以檢驗(yàn)學(xué)生對所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用能力。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識目標(biāo):理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念,了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。
2、能力目標(biāo):通過在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中的現(xiàn)象,理解反應(yīng)速率的概念及其表示方法,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)觀察能力及分析探究能力;
3、情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo):通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和原因探究,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和質(zhì)疑精神。
三、教學(xué)重、難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)速率的概念及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
四、教學(xué)過程
1、預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑:
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性
2、情景導(dǎo)入、提出疑問:
教師首先提問:在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中,我們經(jīng)常觀察到這樣的現(xiàn)象:有的反應(yīng)進(jìn)行的快,有的進(jìn)行的慢請大家舉例說明。物理學(xué)中用什么定量描述物體的運(yùn)動快慢?――速度。不考慮速度的方向稱之為速率。化學(xué)中用化學(xué)反應(yīng)速率來表示化學(xué)反應(yīng)的快慢。
3、自主學(xué)習(xí)、小試身手:
學(xué)生活動一:自主學(xué)習(xí)(閱讀P47―P48,并完成相關(guān)內(nèi)容)
板書:
一、化學(xué)反應(yīng)速率
1、定義:表示化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量叫做化學(xué)反應(yīng)速率。
2、表達(dá)方式:通常用單位時間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
3、表達(dá)式:
4、單位:mol/(L?min)或mol/(L?s)
【學(xué)生活動二:小試身手】反應(yīng):N2+3H2 2NH3在密閉的容器中進(jìn)行,C(N2)= 2 mol/L C(H2)= 6 mol/L C(NH3)= 2 mol/L試完成(1)分別求N2、H2、NH3濃度的變化量C?(2)分別用N2、H2、NH3求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率V?
計(jì)算結(jié)果:(1)C(N2)= 1 mol/L C(H2)= 3 mol/L C(NH3)= 2 mol/L;(2)v(N2)=0.5 mol/(L?s) v(H2)=1.5 mol/(L?s) v(NH3)=1 mol/(L?s)
【思考與交流】
1、反應(yīng)速率是瞬時速率還是平均速率?
2、同一化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時,數(shù)值相同嗎?意義相同嗎?
3、同一化學(xué)反應(yīng),不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比與什么有關(guān)?
結(jié)論:
1、化學(xué)反應(yīng)速率表示的是平均反應(yīng)速率。
2、同一反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)值可能不同,但表示的意義是相同的,而且必須注明反應(yīng)物質(zhì)。
3、同一化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于反應(yīng)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
(設(shè)計(jì)意圖:通過練習(xí),使學(xué)生掌握有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算。)
【思考與交流】
1、在相同條件下,鋁和鐵同時與酸反應(yīng),誰反應(yīng)的更快?為什么?(內(nèi)因)
2、你家里的酸奶通常放在什么地方?為什么?(外因)
設(shè)問由以上兩題:化學(xué)反應(yīng)的速率受哪些因素的影響?
板書:
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1、內(nèi)因:反應(yīng)物的性質(zhì);2、外因:
【學(xué)生活動三:分組討論】(根據(jù)我們已有的知識和日常生活經(jīng)驗(yàn),你認(rèn)為哪些外界因素可能會影響化學(xué)反應(yīng)的速率?)
【學(xué)生】溫度、催化劑、濃度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物的狀態(tài)、固體表面積、光等。
【學(xué)生活動四:分組實(shí)驗(yàn)】(根據(jù)我們現(xiàn)有的藥品,分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率是如何影響的,注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并比較和思考完成探究學(xué)案。)
【實(shí)驗(yàn)2-5】
【結(jié)論1】當(dāng)其它條件不變時,升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率增大;降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小
【實(shí)驗(yàn)2-6】
【結(jié)論2】加入催化劑(正)能加快化學(xué)反應(yīng)的速率。
(設(shè)計(jì)意圖:通過學(xué)生實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)影響反應(yīng)速率的因素。)
【思考與交流】1、請預(yù)計(jì)大理石分別與0.1mol/L和1mol/L的鹽酸反應(yīng)的快慢。你能得出什么結(jié)論嗎?
【結(jié)論3】增大反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率加快,減小反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率減慢.
2、塊狀CaCO3、粉末狀CaCO3與0.1 mol/L的鹽酸反應(yīng)誰快誰慢?為什么?
【結(jié)論4】增大固體表面積可以加快反應(yīng)速率(接觸充分).
【教師】除此之外,請你結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)舉例說明其他影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素?探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件因素有什么意義?(教師組織學(xué)生分組討論)
【師生總結(jié)】控制反應(yīng)條件,提高那些對人類有利的反應(yīng)速率,降低那些對人類反應(yīng)不利的反應(yīng)速率。
5、反思總結(jié),當(dāng)堂檢測:教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。
信息技術(shù)的飛速發(fā)展使多媒體教學(xué)成為一種新的教學(xué)模式,越來越多的教育基于多媒體教學(xué)而實(shí)現(xiàn),多媒體作為新生事物,進(jìn)入化學(xué)課堂已經(jīng)顯示了它強(qiáng)大的生命力。
目前,應(yīng)用多媒體教育手段進(jìn)行教學(xué)主要體現(xiàn)于課堂教學(xué)形式上,即課件形式,并與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合,通過電子課件設(shè)計(jì),教育信息能夠快速、準(zhǔn)確、全面地傳授給學(xué)生。同時,這種教學(xué)方式又以其特有的形象性和科學(xué)性,在教學(xué)中發(fā)揮其魅力,促進(jìn)了教學(xué)形式的豐富多彩、教學(xué)過程的優(yōu)化組合和教學(xué)質(zhì)量的普遍提高,從而給教育教學(xué)注人了新的活力和生機(jī)。
在提倡素質(zhì)教育的今天,我們都明白“授人以魚,不如授人以漁”的道理。但如何讓學(xué)生在課堂教學(xué)中作為主體,積極主動的去探索知識,從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、動手、創(chuàng)新等能力,仍是目前困擾我們教師的一大難題。本案例是高中化學(xué)必修2《化學(xué)反應(yīng)速率和限度》一節(jié)內(nèi)容在新課程環(huán)境下具體的教學(xué)實(shí)踐,本人利用多媒體技術(shù)與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合組織教學(xué),是多媒體技術(shù)與高中化學(xué)探究式教學(xué)的一個整合案例。
二、教學(xué)分析
1.教材分析:課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率與限度的內(nèi)容在初中化學(xué),高中必修模塊和選修模塊中均有安排,既有學(xué)習(xí)的階段性,又有必修、選修的層次性,在具體內(nèi)容上前后還有交叉和重疊,學(xué)生概念的形成和發(fā)展呈現(xiàn)一種螺旋式上升的形態(tài)。本節(jié)從日常生活中學(xué)生熟悉的大量化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)實(shí)驗(yàn)入手,引出反應(yīng)速率的概念,在此基礎(chǔ)上又通過實(shí)驗(yàn)探究,總結(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,但不涉及對反應(yīng)速率進(jìn)行定量計(jì)算或同一反應(yīng)中不同物質(zhì)間反應(yīng)速率的相互換算。在教學(xué)過程中應(yīng)注意嚴(yán)格把握教學(xué)內(nèi)容的深、廣度和教學(xué)要求,不能隨意提高知識難度。
2.學(xué)情分析:學(xué)生通過一年多的化學(xué)學(xué)習(xí),了解到不同的化學(xué)反應(yīng)速率有快有慢,同一個化學(xué)反應(yīng)在不同的外界條件影響下也可能速率不同,以此為契機(jī)在教學(xué)中變驗(yàn)證為探究,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,并培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:
1.通過實(shí)例和實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的速率及其影響因素。
2.通過探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究的基本方法,提高觀察和動手實(shí)驗(yàn)的能力,初步學(xué)會比較、歸納等科學(xué)研究方法以及變量控制思想在科學(xué)研究中的應(yīng)用。
過程與方法:
1.合作完成探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。2.通過實(shí)驗(yàn)形成化學(xué)反應(yīng)速率的概念,并且探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
情感態(tài)度與價值觀:
1.通過學(xué)習(xí),培養(yǎng)小組合作、交流表達(dá)及科學(xué)探究的能力。
2.激發(fā)學(xué)生參與化學(xué)科技活動的熱情,培養(yǎng)其將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識,能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題作出合理的判斷。
3.通過對化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的探究,增進(jìn)學(xué)生對化學(xué)科學(xué)的興趣與情感,體會化學(xué)學(xué)習(xí)的價值。
四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
1.化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。
教學(xué)難點(diǎn):
1.實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)速率的方法設(shè)計(jì)和操作。
2.如何克服學(xué)生自主活動時間與完成學(xué)習(xí)任務(wù)的矛盾。
五、教學(xué)方法與手段
多媒體技術(shù)與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合。其主要過程設(shè)計(jì)為:
創(chuàng)設(shè)情景,引導(dǎo)發(fā)現(xiàn),探索問題提出新的概念提出研究題目組織探究學(xué)習(xí)活動,收集信息內(nèi)化、概括、建立概念體系實(shí)際應(yīng)用。
六、探究實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備
5的H2O2溶液,MnO2粉末,1mol/L FeCl3溶液,蒸餾水,冰塊。
燒杯,試管,鐵架臺(帶鐵圈),石棉網(wǎng),酒精燈,溫度計(jì),玻璃棒,藥匙。
六、教學(xué)過程
模塊一 化學(xué)反應(yīng)速率概念的提出
教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖
[引入]影像資料展示:不同食品的保質(zhì)期(不同溫度);煙花爆竹的燃放過程;建筑物的腐蝕風(fēng)化;鐵橋生銹;溶洞的形成……聚焦問題情境,展開討論,在這里會有更多的關(guān)于不同化學(xué)反應(yīng)速率的日常現(xiàn)象在學(xué)生的討論中產(chǎn)生激發(fā)學(xué)生興趣,加強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的感性認(rèn)識
[提問]不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢千差萬別,根據(jù)什么現(xiàn)象來判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢?小組思考、討論、匯報(bào)感性認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生思維發(fā)散能力與知識遷移運(yùn)用能力
引導(dǎo)學(xué)生,拓寬思路歸納總結(jié):氣泡的多少,固體量的減少,渾濁程度,溫度的變化,顏色的變化……化學(xué)反應(yīng)速率的定性觀察,為后面引入定量實(shí)驗(yàn)做鋪墊
[引導(dǎo)]有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快,有的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得慢,“快”和“慢”是相對而言的。集中注意,傾聽學(xué)生的求知欲被激發(fā),思維能力也活躍起來
[提問]如何定量表示化學(xué)反應(yīng)的快慢?小組思考、討論、匯報(bào):單位時間產(chǎn)生氣泡的個數(shù),單位時間固體量的減少,單位時間溫度的變化……引入正題,由感性認(rèn)識到定量分析,引導(dǎo)學(xué)生尋找知識間的相互聯(lián)系,逐步學(xué)會比較、歸納等學(xué)習(xí)方法。
[引導(dǎo)]要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),用單位時間內(nèi)某個物理量的變化來表示,在實(shí)際應(yīng)用中,很多化學(xué)反應(yīng)都在溶液中進(jìn)行。歸納總結(jié):與物理中的速度很接近,化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時間(如每秒、每分、每小時)內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。內(nèi)化、概括、建立概念體系,培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力
[強(qiáng)化概念]進(jìn)一步用更簡略的數(shù)學(xué)語言來表示化學(xué)反應(yīng)速率,并且推導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)速率的單位。通過簡單的練習(xí)了解化學(xué)反應(yīng)速率的含義提高知識的可利用性,將陳述性知識組織成程序性知識。培養(yǎng)學(xué)生思維發(fā)散能力與知識遷移運(yùn)用能力