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視頻課題：高中化學人教版選修4第二章第二節《影響化學反應速率的因素—催化劑》_北京市 - 順義區
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高中化學人教版選修4第二章第二節影響化學反應速率的因素_北京市 - 順義區
影響化學反應速率的因素 —催化劑
指導思想與理論依據
化學學科素養中“證據推理”要求學生能初步學會收集各種證據，對物質的性質及其變化提出可能的假設；基于證據進行分析推理，證實或證偽假設；能解釋證據與結論之間的關系，確定形成科學結論所需要的證據和尋找證據的途徑；
以往探究化學反應速率的影響因素一般也都是通過實驗探究，確定因素，形成結論。落腳點主要在知識層面，觀念的教學滲透不多。化學是“講理”的。培養學生證據意識、尋找證據的途徑也很重要。對于化學概念及原理的教學，除了實驗探究，還可以通過查閱文獻，尋找數據等方法，去理解并應用原理及理論，指導實踐。本節課通過提供文獻，數據，表格、實驗探究等證據，讓學生了解催化劑在化學反應中的實質作用，在原有認知的基礎上完善對催化劑的認識。
教學背景分析 1、教學內容分析
化學反應速率的影響因素在必修2中學生已經有所學習，并且通過生活經驗，實驗感受，歸納總結出了外界條件對化學反應速率影響的規律。在知識層次上屬于宏觀認識。而在選修4化學反應原理要求能從已有的假說或理論角度，通過分析、推理等方法，從微觀的水平上認識其本質，并能進一步深入理解宏觀現象。學會從定性、定量兩個維度表述對微觀本質的認識。 2、學生情況分析
學生在必修2中已經通過實驗認識了化學反應的速率及影響因素，了解了生活中常見的影響化學反應速率的因素的一些事實，積累了大量的感性認識。而對影響化學反應速率的因素的理論認識比較缺乏。本節內容需要讓學生從現象到本質，利用理論指導實踐。本節課依據學生的認識發展點，有針對性地設定教學活動，更加體現學科素養和學科觀念. 教學目標設計 知識與技能：
1.通過催化劑實際應用的例子，了解催化劑在生活、生產和科學研究領域中的重大作用。 2.能運用有效碰撞理論，理論上解釋催化劑對化學反應速率的影響 過程與方法：
1.通過閱讀文獻，收集證據，了解催化劑在化學反應中的實質作用，在原有認知的基礎上
完善對催化劑的認識。
2.通過設計實驗方案，動手實驗，進一步強化多因素影響化學反應速率設計實驗的基本思路，強化科學探究意識，體現“控制變量”的思想 情感、態度、價值觀
通過實驗探究活動，激發學生參與的熱情，領會實驗對科學研究所起的重大作用，樹立科學實驗服務于生產生活的思想。通過對催化劑的深入學習，認識化學反應速率調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用，增強學生的社會責任感，參與意識和決策能力，體會研究化學、研究化學反應的意義——為人類更好的服務。
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
環節1： 問題提出，引
出研究問題——催化劑對化學反應的影響
沿用素材高錳酸
鉀溶液與草酸溶液的反應，提出問題，引出催化劑。
評價學生方案，展示多因素影響化學反應速率的實驗設計思路。
回憶已有的知識，通過分析影響速率的因素，尋找可能的變量（溫度、濃度、催化劑），并通過多因素影響
化學反應速率的研究方法，采取控制變量，對比實驗，設計實驗方案。
學會從多方面影響因素分析產生問題的原因，并能夠結合已有知識排除干擾因素，確定變量后，設計實驗
方案，得出結論，進一步強化“多因素影響的實驗設計的基本流程”。引導學生從宏觀現象背后“看到”微觀粒子種類的變化，培養學生“宏觀辨析與微觀探析”的學科素養。
過渡： 從剛才的實驗可以看出，有些反應可以在反應過程中自身產生催化劑——即自催化現象，從而影響反應速率。一般來說，催化劑往往是我們向反應體系加入的，請列舉常見的一些使用催化劑的化學反應。 環節二： 同一個化學反應可用多種催化劑進行催化嗎？效果如
請列舉一些常見的使用催化劑的化學反應。
【提供資料】
回顧已有的知識，列舉常見的使用催化劑的反應
根據所給資料信息，以及提供的藥品制定實驗方
進一步強化“多因素影響的實驗設計的基本流程”，培養學生利用實驗探究尋找證據的科學素
何？
案，分組完成實驗探究。展示實驗結果并得出結論：同一反應可以有多種催化劑，不同催化劑有不
同的效果。選擇適當的催化劑是改變反應速率常用的有效方法之一。
養。
體會選擇適當的催化劑是改變反應速率常用的有效方法之一。
環節三： 從理論角度解釋催化劑對化學反應速率的影響
給出有、無催化劑在反應過程中的能量變化圖。
再提供數據支持；
學生結合學過的有效碰撞、活化分子理論解釋催化劑對化學反應速率的影響。
學會運用已有理論知識，分析，解釋已有的認知，加深對知識本體的認識，提高學習能力。
過渡：相比于其它因素，催化劑對反應速率影響如此之大？究竟原因何在？ 環節四： 加入的催化劑如何實現的活化能改變呢？
有資料顯示：FeCl3催化H2O2分解，真正起催化作用的Fe3+. Fe3+催化H2O2分解反應時， 2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 提出問題1：
結合該資料，請解釋Fe3+的催化過程。 提出問題2：
請結合上述反應，設計定性實驗證明Fe3+參與了反應過程
【補充說明】只是從定性角度
分析解釋、簡單設計實驗方案，證明Fe3+參與反應生成Fe2+.
與原有學生的認知產生沖突，真正了解催化劑在化學反應中的作用，也引導學生從宏觀現象背后“看到”微觀粒子的相互作用，培養學生“宏觀辨析與微觀探析”的學科素養。
證明了催化劑確實參與了反應，從定量角度，應該還要完成對Fe3+的質量的測定。 【講解】事實上，加入的催化劑由于參與了化學反應，改變了反應途徑（可能2步，3步、甚至更多），每步反應的活化能都比原反應的活化能低，導致反應速率加快。
【展示資料】
甲酸受熱分解時 不同催化劑對反應主要方向的影響。
實際工業生產中選擇催化劑需要從多方面考慮。
再次感受催化劑在化學反應中神奇作用，及其正確選擇使用催化劑的重要意義。
小結：
見板書
體會，感悟
體會科學發展的局限性和階段性，激發學生投身科學研究貢獻自己的力量,體會化學學科社會價值.
板書：
催化劑
改變反
應速率
選擇性
多樣性
查閱資料理論分析實驗探究控制變量
對比實驗
參與反應，改變途徑
教學反思
1、 基于學生認識發展點的教學設計
當授新課前提問學生：“關于影響化學反應速率的因素，你都了解哪些？“學生基于生活經驗和高一已有的知識，都能說出影響化學反應速率的因素：濃度、溫度、壓強、催化劑、固體接觸面積„„等，進一步提問學生：“如果你想研究一個外界因素的化學反應速率的影響，你會如何設計實驗？”學生初步都有控制變量的意識，但具體操作都表達不清楚，再繼續追問學生，“你認為催化劑是否參與化學反應？”學生的回答都集中在“不參與化學反應”，“不太清楚”等，因此建立研究多因素影響化學反應速率的實驗探究思路還有待于建立，另外對催化劑催化原理，學生也應該有初步認識。
2、 教學素材的整合使用
教材中對于每個影響因素都給予一個不同的化學反應，并且相對于學生都比較陌生，本節課的前一節的課是以酸性高錳酸鉀與草酸反應為教學素材，討論濃度，溫度對反應速率的影響，通過討論，幫助學生形成探究多因素影響化學反應速率的思路與方法，而該反應中恰好也有催化劑的作用，于是本節課一開始正好沿用該素材，給出實驗事實，即在草酸溶液中逐滴滴加高錳酸鉀溶液，記錄每一滴高錳酸鉀溶液褪色的時間，發現褪色時間越來越短，由此引發出問題，影響該反應的速率的外界因素是什么？由此引出催化劑對化學反應的影響。這樣降低了學生“入境”難的問題，在熟悉的教學情境中分析問題，解決問題，因此對教學素材的選擇、整合以及充分挖掘，是我們教學中制得深思的問題。素材的多少，素材的內容，素材的使用，素材與素材的關聯，一切都是為了幫助學生對核心知識、核心概念的理解和使用服務的，不能為了素材而選擇素材，有時過多，過新的教學素材，可能能豐富我們的教學課堂，但也可能會干擾我們正常的教學課堂，從而影響教學效率。
3、 證據推理，培養學生證據意識
本節課提供了大量的，不同類型的證據（實驗、文獻、數據„„），意在在幫助學生理解催化劑實際是參與反應，通過改變反應路徑，使反應所需的活化能降低而影響化學反應速率的過程中，采取提供事實證據的方法，通過閱讀文獻，收集文獻中的相關信息，進行分析推理，確定形成科學結論尋找證據的途徑。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
