影响化学反应速率的因素
望江中学化学组 史满红
〖教材分析〗
“影响化学反应速率的因素”是教材选修④《化学反应原理》中第二章化学反应速率和化学平衡第二节的内容。本内容既是前一节“化学反应速率”的延续，也为下一节“化学平衡”内容作铺垫，在知识体系中起着承上启下的作用。本节的主要内容是对影响化学反应速率的内部因素与外部因素进行探讨，其中外部因素主要从浓度、温度、压强、催化剂等角度进行研究。除此之外，本节内容与前言中介绍的碰撞理论遥相呼应，碰撞理论可以从微观的角度较好地解释这些外部因素是如何影响化学反应速率的。
〖教学目标〗
知识与技能
了解影响化学反应速率的主要因素。
了解比较快慢的简便方法。
通过实验认识影响化学反应速率的几种主要因素，并能以粒子的观点和有效碰撞理论初步解释。
过程与方法
设计简单的实验探究影响化学反应速率的因素。
利用有效碰撞模型对影响化学反应速率因素进行分析。
情感态度与价值观
通过学习，初步学会从化学视角去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率问题。
能体会到实验是化学学习的重要手段，培养科学探究意识和实事求是的科学精神。
〖教学重点〗
浓度温度对化学反应速率的影响。
〖教学难点〗
运用有效碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响。
〖教学过程〗
一、创设情境，引出课题
【引入】亚运会已经落下帷幕，但开幕式的精彩我们历历在目。
【展示】开幕式烟火表演
【师】这些美丽的焰火同时绽放，焰火设计师是通过哪些因素控制焰火燃烧的反应速率呢？
【过渡】生活中有很多的反应需要加快反应速率，也有很多反应需要减慢反应速率，也就是说有很多反应需要控制反应速率。是通过什么条件控制的呢？
【思考交流】
延长食品保质期 （温度）
使煤燃烧更旺 （鼓入空气，浓度）
使馒头、面包快速发酵好 （酵母，催化剂）
【提问】影响化学反应速率的因素有许多，包括内部因素（物质本身的性质）和外部因素（外界条件）。影响化学反应速率的外部因素有哪些（浓度、压强、温度、催化剂等）
二、实验探究——浓度对化学反应速率的影响
【设问】一个化学反应的快慢，我们可以哪些通过现象来判断呢？
（气泡的快慢，颜色的变化，单位时间产生气体的量等）
【提出任务】用大理石、 0.01 mol·L－1KMnO4 、 0.1 mol·L－1Na2S2O3 、1 mol·L－1 HCl、0.1 mol·L－1HCl、0.1 mol·L－1H2C2O4、0.2 mol·L－1H2C2O4等。设计一个实验，证明浓度对化学反应速率有影响，并得出结论是怎样影响的。
【学生活动】
【收集整理方案】
方案一：大理石分别与1 mol·L－1的HCl和0.1 mol·L－1的HCl反应，观察产生气泡的快慢。
方案二：4mL 0.01 mol·L－1KMnO4分别加入0.1 mol·L－1的H2C2O4和0.2 mol·L－1的H2C2O4，记录褪色所需的时间。
方案三：0.1 mol·L－1Na2S2O3分别与1 mol·L－1的HCl和0.1 mol·L－1的HCl反应，记录变浑浊所需的时间。
方案四： ……
【学生活动】动手完成实验，观察实验现象，分析思考结论。
【总结归纳】从实验现象中我们可以看出，浓度越大，产生气体的速率越快，即该反应的化学反应速率快。为什么有这样的结论呢。
三、理论解释——浓度为什么能影响化学反应速率
【回顾】在前言中，我们介绍了有效碰撞，我们一起来回顾一下。
⑴、化学反应的实质是：
旧的化学键断裂，新的化学键形成
⑵、化学反应发生的先决条件：
反应物分子相互接触和碰撞
注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。
在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；有效碰撞次数越多，反应速率越快。
⑶、在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子，特点是：
①、活化分子具有较高的能量，能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子
②、在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数是恒定的，且与温度呈正比。
活化分子百分数 = ×100%
【提出问题】浓度影响有效碰撞的哪个条件，如何影响？
【学生活动】思考并回答。
【归纳总结】反应物浓度增大：即单位体积内反应物分子总数数增大→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
【思考】1g铁与1mol·L－1HCl和1g铁与0.1 mol·L－1HCl反应，哪个快？
1g铁与1 mol·L－1HCl和10g铁与1 mol·L－1HCl反应，哪个快？
【师】浓度是对溶液和气体而言，对于固体和纯液体，浓度是常数，也就不影响化学反应速率。
四、理论延伸——解释压强对速率影响
【提出问题】改变气体压强有哪些方法，这些方法中对反应分子数，活化分子数有何影响，对化学反应速率呢？
【学生活动】思考
【归纳总结】
增大压强
五、练习巩固、总结归纳、留下思考，结束新课。
【练习巩固1】
比较下列情况混合时，开始时反应速率的大小。
A．10mL2mol/LNa2S2O3和10mL1mol/LHCl
B．10mL4mol/LNa2S2O3和30mL2mol/LHCl
C．10mL1mol/LNa2S2O3和30mL0.5mol/LHCl
【解析】浓度是指反应时（混合物中）的浓度，而不是所取试剂的浓度。故A=B>C。
【练习巩固2】
对于反应，采取下列措施时，反应速率如何变化？压强如何变化？（1）缩小体积；（2）保持体积不变，通入惰性气体He；（3）保持压强不变，通入惰性气体He。
【答案】（1）加快 （2）不变 （3）减小
【归纳总结】
1、浓度：增大反应物浓度，即增加单位体积内活化分子数，加快化学反应速率。
2、压强：增大压强，减小体积，即增大反应物浓度，增加单位体积内活化分子数，加快化学反应速率。
【布置任务】
运用有效碰撞理论，初步解释温度、催化剂对化学反应速率的影响。
完成课后习题P24，T1
〖板书设计〗
影响化学反应速率的因素
〖课前反思〗
浓度对化学反应速率的影响及其原因是本节的重点和难点，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基础。在教学过程，充分发挥学生的主动性，通过实验现象，理论回顾，思考总结等形式，站在理论的高度来认识这个问题，取得很好的效果。
构建有效化学教学课堂
——《影响化学反应速率的因素》教学设计的反思
望江中学化学组 史满红
有效教学是指教师在遵循教学活动的客观规律下,以尽可能少的时间、精力和物力投入,取得尽可能好的教学效果。下面我简单地向各位专家汇报一下，我在设计《影响化学反应速率的因素》这一课题如何贯彻这一理念的。
一、设问呈现
在课的一开始，通过刚结束的广州亚运会开幕式焰火的视频为背景，引出教学任务（影响化学反应速率的因素），将学生的注意力都吸引到教学任务中来，用如何精确控制焰火的燃烧时间使学生对此产生疑惑（好奇）并对学习活动产生积极的兴趣和动机。然后，结合生活中实例，提出“影响化学反应速率的因素有哪些？”，激发学生思考，导入下一环节。
二、互动交流
教师是学生学习动机的激发者，是善于归纳问题的引导者，更是教学活动的调节者和组织者。策划好个别研究与集体讨论的步骤、节奏和深广度。在学习过程中培养学生的合作精神和创新精神，学生在问题情境中去“发现问题”，提出解决方案，从探究和讨论中掌握知识，获得发展。在设计中通过问题激发学生思考，让问题的讨论环环相扣、步步深入。
三、实验探究
这是学生深入学习的关键环节。本课采用引导——发现教学模式，引导学生通过提供的药品，设计实验，动手去做，去观察、分析、研究，从而“发现”知识，探究规律。学生在探究中完成了知识的构建，发展了探索与创新的意识，充分体现化学是实验科学的特色。
四、得出结论
学生通过亲历的科学探究活动，在教师的引导下，得到正确的结论。教师帮助学生将在探究阶段所构建的陈述性知识重新组织成有利于运用的程序性知识形式，建立并加强其与其它知识之间的联系，以便于将来的提取和使用。
五、理论推导
通过回顾“有效碰撞理论”，得出活化分子是影响有效碰撞的主要因素，从而影响化学反应速率。运用多媒体辅助教学手段，将难理解的理论转化为实际模型，从而进行推理得出结论。并与实验结论一致，学生对知识的理解得到了升华。
六、总结与反思
在探究课的最后，教师与学生一起进行总结与反思。总结这节课所做实验的严密性，还有哪些方面有待解决。反思在本节课中的收获与不足。为后面的教学做好铺垫。
整节课的设计以“有效教学”理念为指导，以达成知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标为目标，使整个课堂教学活动有效果、有效率、有效益。
教学大比武
公开课教案
体积不变，充入惰气→反应物浓度不变→单位体积内活化分子数不变→反应速率不变
减小体积或充入反应气体→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→反应速率加快
内部因素
外部因素
物质本身的性质
浓度
压强
温度
……
催化剂
反应物浓度增大→ 单位体积内反应物分子总数数增大→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
压强增大→体积减小→浓度增大 →……→反应速率加快
教学大比武
演 讲 稿(共18张PPT)
思考：焰火设计师是通过哪些因素控制焰火燃烧的反应速率呢？
思考与交流
下列生活中的实例，是如何控制条件的？？
延长食品保质期
使煤燃烧更旺
使馒头、面包快速发酵好
（温度）
（鼓入空气，浓度）
（酵母，催化剂）
影响化学反应速率的因素
内部因素
外部因素
物质本身的性质
浓度
压强
温度
催化剂
……
实验探究—浓度对化学反应速率的影响
一个化学反应的快慢，我们可以哪些通过现象来判断呢？
用所提供的药品，设计一个实验，证明浓度对化学反应速率有影响，并得出结论是怎样影响的。
大理石、 0.01 mol·L－1KMnO4 、 0.1 mol·L－1Na2S2O3 1 mol·L－1 HCl、0.1 mol·L－1HCl、 0.1 mol·L－1H2C2O4、0.2 mol·L－1H2C2O4等。
实验方案
方案一：大理石分别与1 mol·L－1的HCl和0.1 mol·L－1的HCl反应，观察产生气泡的快慢。
方案二：4mL 0.01 mol·L－1KMnO4分别加入0.1 mol·L－1的H2C2O4和0.2 mol·L－1的H2C2O4，记录褪色所需的时间。
方案四：……
方案三：0.1 mol·L－1Na2S2O3分别与1 mol·L－1的HCl和0.1 mol·L－1的HCl反应，记录变浑浊所需的时间。
实验结论
浓度越大，产生气体的速率越快，即该反应的化学反应速率快。
为什么有这样的结论呢。化学反应进行的快慢又与什么因素有关系？
理论解释
回顾：有效碰撞
⑴、化学反应的实质是：
旧的化学键断裂，新的化学键形成
⑵、化学反应发生的先决条件：
反应物分子相互接触和碰撞
注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。
在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞；不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞；有效碰撞次数越多，反应速率越快。
理论解释
回顾：有效碰撞
⑶、在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子，特点是：
①、活化分子具有较高的能量，能量不足的分子获取能量后才能变成活化分子
②、在温度不变时，对某一个反应来说，活化分子在反应物中所占的百分数是恒定的，且与温度呈正比。
理论解释
反应物浓度增大：即单位体积内反应物分子总数数增大
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
结论
增大反应物浓度，化学反应速率加快；
减小反应物浓度，化学反应速率变慢；
改变压强的方法
理论延伸—解释压强对速率影响
体积不变，充入惰性气体
单位体积内活化分子数不变
有效碰撞次数不变
反应速率不变
理论延伸—解释压强对速率影响
改变压强的方法
体积不变，充入反应气体
减小体积
单位体积内活化分子数增多
有效碰撞次数增多
反应速率加快
结论——压强对反应速率的影响
对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，减小体积，浓度增大，反应速率加快；减小压强，增大体积，浓度减小，反应速率减慢。
练习巩固
比较下列情况混合时，开始时反应速率的大小。
A．10mL2mol/LNa2S2O3和10mL1mol/LHCl
B．10mL4mol/LNa2S2O3和30mL2mol/LHCl
C．10mL1mol/LNa2S2O3和30mL0.5mol/LHCl
【解析】浓度是指反应时（混合物中）的浓度，而不是所取试剂的浓度。故A=B>C。
练习巩固
对于反应
时，反应速率如何变化？压强如何变化？（1）缩小体积；（2）保持体积不变，通入惰性气体He；（3）保持压强不变，通入惰性气体He。
【答案】（1）加快 （2）不变 （3）减小
I2(g)+H2(g) 2HI(g)
，采取下列措施
归纳总结
外部因素
浓度
压强
温度
催化剂
……
增大反应物浓度，即增加单位体积内活化分子数，加快化学反应速率。
增大压强，减小体积，即增大反应物浓度，增加单位体积内活化分子数，加快化学反应速率。
布置任务
运用有效碰撞理论，初步解释温度、催化剂对化学反应速率的影响。
完成课后习题P24，T1
