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視頻課題：高中化學(xué)人教版選修4第二章第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素_北京市 - 海淀區(qū)
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高中化學(xué)人教版選修4第二章第二節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素_北京市 - 海淀區(qū)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：
①理解濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
②能初步運(yùn)用有效碰撞和活化分子等知識(shí)來(lái)解釋濃度、壓強(qiáng)、溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；
③初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”比較條件的改變對(duì)反應(yīng)速率快慢的影響。
能力目標(biāo)：
在學(xué)習(xí)中，要學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析處理的方法：在仔細(xì)、全面、準(zhǔn)確觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，要積極將感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，也就是培養(yǎng)自己透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力。在認(rèn)識(shí)事物的過程中，還應(yīng)打開“思維”的窗口，為觀察而觀察是毫無(wú)意義的。
2學(xué)情分析
學(xué)生在必修2中初步了解反應(yīng)速率，在必修四第二章第二節(jié)中系統(tǒng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率。也在必修四緒論中對(duì)碰撞理論有了初步認(rèn)識(shí)。現(xiàn)在對(duì)于用碰撞理論解釋化學(xué)反應(yīng)速還是比較陌生
3重點(diǎn)難點(diǎn)
濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
4教學(xué)過程
4.1第一學(xué)時(shí)
4.1.1教學(xué)活動(dòng)
活動(dòng)1【導(dǎo)入】引入本課
【引入】由兩幅圖片引發(fā)思考：安全氣囊和石鐘乳的生長(zhǎng)。化學(xué)反應(yīng)有快有慢。
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)速率，不同的化學(xué)反應(yīng)，具有不同的化學(xué)反應(yīng)速率，這是由于參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。那么，化學(xué)反應(yīng)速率對(duì)于某一反應(yīng)來(lái)說(shuō)是不是就是一成不變的呢？
我們能否改變化學(xué)反應(yīng)速率呢？能舉出生活中的例子么？
不是，因?yàn)槠渌蛩兀纾簻囟取舛取簭?qiáng)、催化劑等會(huì)影響一些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。這節(jié)課就討論有關(guān)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
活動(dòng)2【活動(dòng)】思考化學(xué)反應(yīng)快慢的本質(zhì)原因
【板書】第二節(jié) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【引導(dǎo)學(xué)生】從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)分析：
化學(xué)反應(yīng)過程，就是反應(yīng)物分子的原子重新結(jié)合產(chǎn)生生成物分子的過程；
其實(shí)質(zhì)就是舊化學(xué)鍵的斷裂和新的化學(xué)鍵形成的過程；
舊鍵的斷裂和新鍵的形成必須通過反應(yīng)物分子（離子）的相互接觸，相互碰撞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
【設(shè)問】是否所有的碰撞都能使舊鍵斷裂，新鍵形成？（舉運(yùn)動(dòng)員不同投籃姿勢(shì)的例子，使學(xué)生形象理解）
【通過學(xué)生討論、歸納、總結(jié)得出結(jié)論并板書】
【講解】分子間的碰撞必須具有足夠的能量，具有足夠的能量的分子叫活化分子，活化分子必須具有合適的取向才能發(fā)生有效碰撞，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【板書】化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件
活動(dòng)3【活動(dòng)】分析影響化學(xué)反應(yīng)快慢的內(nèi)因和外因
【設(shè)問】影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因是什么呢？
【學(xué)生討論后回答】影響化學(xué)反應(yīng)速率的內(nèi)因是反應(yīng)物的本質(zhì)。
內(nèi)因：反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
【引導(dǎo)】外界條件如：濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑的改變，也影響化學(xué)反應(yīng)速率。內(nèi)因是變化的根據(jù)，外因是變化的條件，外因通過內(nèi)因起作用。
【板書】外因：濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、其他因素
活動(dòng)4【活動(dòng)】實(shí)驗(yàn)探究：濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
下面我們先來(lái)研究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
【實(shí)驗(yàn)探究】
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯探究濃度的不同對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
[實(shí)驗(yàn)原理]Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
[實(shí)驗(yàn)用品]試管（2支）、膠頭滴管（3支）
0.1mol/L的H2SO4、0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.05mol/LNa2S2O3溶液。
[實(shí)驗(yàn)步驟]1.取兩支試管向其中各加入約2mL0.1mol/L的H2SO4溶液。
2.向其中一支試管加入約2mL 0.1mol/LNa2S2O3溶液，向另一支試管中加入約2mL 0.05mol/LNa2S2O3溶液。
3.觀察兩支試管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄反應(yīng)時(shí)間。
活動(dòng)5【活動(dòng)】對(duì)小組實(shí)驗(yàn)的分析并總結(jié)
【討論小結(jié)】其他條件不變，增加反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率
【板書】一、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
其他條件不變，增加反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率
【設(shè)問】為什么增加反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率？
【講解】其他條件不變，活化分子在反應(yīng)物分子中占有一定的百分比，當(dāng)反應(yīng)物濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子增多，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目也相應(yīng)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，化學(xué)反應(yīng)速率就增大。
【板書】其他條件不變，反應(yīng)物濃度增大→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加→有效碰撞次數(shù)增多→反應(yīng)速率加快。
【講解】學(xué)習(xí)了濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，我們就知道為什么硫在純氧中燃燒比在空氣中快，但是并不是任何反應(yīng)都是增大反應(yīng)物濃度有利于反應(yīng)的進(jìn)行，如濃硫酸、濃硝酸可使鐵、鋁鈍化。因此，任何事物都要具體問題具體分析。而對(duì)于固體或純液體，無(wú)濃度可言，反應(yīng)速率與接觸表面積有關(guān)，如煤粉碎后燃燒。
【板書】固體或純液體參加的反應(yīng)，反應(yīng)物之間接觸的表面積大小影響反應(yīng)速率，與物質(zhì)的量多少無(wú)關(guān)。
活動(dòng)6【活動(dòng)】分析壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
【過渡】我們學(xué)習(xí)了濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，其他條件不變，增加反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速率，而且還知道為什么增加反應(yīng)物濃度會(huì)加快反應(yīng)速率。下面我們繼續(xù)研究其他條件改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
【板書】二、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響
【引導(dǎo)】提起壓強(qiáng)一詞往往與什么有關(guān)？為什么？
【學(xué)生回答】往往與氣體有關(guān)，固體和液體受壓強(qiáng)的影響較小。
【講解】所以討論壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，指的是有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，我們知道，在物理學(xué)上有這樣的規(guī)律，當(dāng)溫度不變時(shí)，一定量的氣體的壓強(qiáng)與其體積成反比，即P1V1=P2V2，說(shuō)明溫度不變時(shí)壓強(qiáng)增大，體積將會(huì)變小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加，相當(dāng)于增加了反應(yīng)物的濃度，故增大壓強(qiáng)可以增大化學(xué)反應(yīng)速率。若要減小壓強(qiáng)呢？
【學(xué)生回答】分析：根據(jù)P1V1=P2V2，當(dāng)溫度不變減小壓強(qiáng)時(shí)，體積必然增大，單位體積內(nèi)的分子數(shù)減小，亦即相當(dāng)于反應(yīng)物的濃度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。
【引導(dǎo)】對(duì)于固體和液體（或溶液）參加的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)將會(huì)怎么樣呢？
【學(xué)生回答】因?yàn)楦淖儔簭?qiáng)對(duì)固體、液體或溶液的體積影響很小，所以對(duì)濃度的改變就很小，可以認(rèn)為改變壓強(qiáng)對(duì)他們的反應(yīng)速率無(wú)影響。
【板書】對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率加快。
原因：增大壓強(qiáng)相當(dāng)于增大濃度。
【講解】我們理解了壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)，請(qǐng)做一個(gè)練習(xí)。
【投影】在體系發(fā)生反應(yīng)：N2+3H2現(xiàn)采取下列措施：
恒容條件下往體系中充入一定量的He
恒壓條件下往體系中充入一定量的Ar
【討論】哪些措施能夠使反應(yīng)速率增大？為什么？
【討論后回答】增大壓強(qiáng)相當(dāng)于增大濃度。
【引導(dǎo)啟發(fā)】我們知道Cu與濃硫酸反應(yīng)在常溫條件下，反應(yīng)緩慢，而在加熱條件下速率加快。鎂條與沸水的反應(yīng)比與冷水反應(yīng)快。加快反應(yīng)速率的首選條件是升高溫度，下面我們繼續(xù)研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
活動(dòng)7【活動(dòng)】探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
【板書】三、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
【實(shí)驗(yàn)探究】
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯探究溫度的不同對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
[實(shí)驗(yàn)原理]Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
[實(shí)驗(yàn)用品]試管（4支）、膠頭滴管（2支）
0.1mol/L的H2SO4、0.1mol/LNa2S2O3溶液
[實(shí)驗(yàn)步驟]
1.取兩支試管各加入2mL0.1mol/LH2SO4；另取兩支試管各加入2mL0.1mol/LNa2S2O3溶液。
2.將四支試管分成兩組（各有一支盛有H2SO4和Na2S2O3的試管），將其中一組浸入到熱水中，將另一組試管浸入到冷水中；
3.經(jīng)過一段時(shí)間后，分別混合（小燒杯），觀察現(xiàn)象、并記錄反應(yīng)時(shí)間。
【學(xué)生回答】放在熱水中的試管出現(xiàn)渾濁的時(shí)間短，放在冷水中的試管出現(xiàn)渾濁的時(shí)間長(zhǎng)。
【板書】其他條件不變，升高反應(yīng)的溫度，加快反應(yīng)速率。
【設(shè)問】為什么增加反應(yīng)物溫度，加快反應(yīng)速率？啟發(fā)學(xué)生從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)分析。
【講解】當(dāng)反應(yīng)物濃度一定時(shí)，分子總數(shù)一定，升高溫度，反應(yīng)物分子的能量增高，使活化分子的百分比增大，因而活化分子數(shù)量增多，有效碰撞次數(shù)增多，所以反應(yīng)速率加快。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，溫度每升高10℃反應(yīng)速率通常要增大到原來(lái)的2—4倍。
【板書】原因：生高溫度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次數(shù)增多→反應(yīng)速率加快
經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常要增大到原來(lái)的2～4倍。
【講解】學(xué)習(xí)了溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，我們就知道為什么在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常常通過給反應(yīng)物加熱來(lái)加快反應(yīng)速率，為什么我們食品放入冰箱中保存，可以防止食品變質(zhì)。
活動(dòng)8【活動(dòng)】探究催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響
【板書】四、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
【設(shè)問】為什么催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率？
【講解】當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時(shí)，使用催化劑降低了反應(yīng)所需要的能量，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的數(shù)目增多，有效碰撞次數(shù)增多，故化學(xué)反應(yīng)速率加快。
【板書】實(shí)質(zhì)：使用催化劑→降低反應(yīng)所需要的能量→活化分子的百分比增大→有效碰撞次數(shù)增多→化學(xué)反應(yīng)速率加快。
【講解】催化劑有正催化劑和負(fù)催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑；能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑。通常使用的是正催化劑。催化劑在現(xiàn)代化學(xué)和化工生產(chǎn)中占有極為重要的地位。大約85%的反應(yīng)需要催化劑。
活動(dòng)9【練習(xí)】應(yīng)用
對(duì)于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，除了濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有影響外，還有哪些因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有影響呢？
【閱讀】閱讀教材最后一段，了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他因素。
【投影練習(xí)】肯定能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的方法是 （ ）
①身高溫度 ②加入催化劑 ③增加反應(yīng)物濃度 ④將固體塊狀反應(yīng)物磨成粉末。
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