第六章《化学反应的速率与限度》教学设计
一、教材分析
“化学反应的速率与限度”是人教版化学必修第二册第六章第二节内容,是在能量基础上从不同角度更加深入认识化学反应。化学课程中不断学习各类化学反应,每一个化学反应都有其实际意义,通过本节内容的学习,让学生体会到不同的化学反应有不同的速率、不同的限度。实际生产生活中我们能够依据影响反应速率的条件,调控反应速率,根据我们的需求,快的反应可以让其变慢;慢的反应,依据需求可以变快。体会化学反应是有条件的,条件是可以控制的。从更深层次体会化学反应的价值和应用。而本节的内容更加深入系统地研究化学反应的规律,真正使学生从研究者的角度认识反应,可让学生初步建立基于条件改变控制化学反应的的观念,提升“宏观辨识与微观探析”“变化观念”“证据推理与模型认知”等学科素养。同时,本节内容也将为后续化学反应原理部分研究化学反应的方向、限度和速率打下坚实的基础。
二、学情分析
学生在高一阶段接触了多种类型的化学反应,如氧化还原反应、沉淀反应、酸碱反应等,也逐渐了解了化学反应中的能量变化,化学反应可以转变成热能、电能等等。除此之外,研究化学反应对于实际生产生活、工业生产还有哪些更有价值的角度和意义呢? 本节内容的学习,能够充分发挥化学反应的重要价值,帮助学生发展认识化学反应的基本角度(速率和限度)。通过学生自己设计实验,研究分析出影响化学反应速率的因素,让他们进一步意识到化学反应的速率可以通过改变外界条件进行调控,不仅学会控制变量设计实验的方法,更让学生体会学习化学对于生产生活的重要意义,也更进一步明白化学反应条件控制的重要意义。
在反应限度这一块学生存在的问题:学生在之前的学习中认为A+B两种物质发生化学反应,只要A物质过量,B物质一定会被消耗完。学生没有“化学反应有限度”的意识。如何在本节课中帮助学生建立化学反应的限度就显得非常有意义。要突破学生的前概念,本节课采用“高炉炼铁尾气之谜”入手,让学生带着疑惑,进一步自主分析工业合成二氧化硫的实验数据,结合影响速率的因素让学生自我感知到反应在一定条件下,进行到一段时间后二氧化硫、氧气和三氧化硫三者可以在体系中共存,且含量不变。进一步提出可逆反应的限度的概念。发展了学生证据推理的思想和科学探究的精神。
三、教学目标
1.体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。
2.了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条件下可以达到化学平衡。
3.知道化学反应平均速率的表示方法,通过实验探究影响化学反应速率的因素。
4.认识化学变化是有条件的,学习运用控制变量方法研究化学反应,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
四、教学重点
1.学习运用控制变量的方法研究影响化学反应速率的因素。
2.通过研究,能够通过改变条件,调控反应的速率和限度。
五、教学难点
1.利用影响反应速率的因素调控反应速率。
2.知道化学反应存在限度的证据。
六、教学过程
(一)环节一
创设情境,从实际问题出发,引发学生思考。
教师引导:[问题情境] 你了解下图涉及的化学反应进行的快慢吗?反应的快慢程度与我们有什么关系?
学生活动:学生自由回答,各抒己见。(炸药的爆炸、水溶液中的酸碱反应、感光反应等瞬间即可完成。室温下金属生锈、溶洞形成和塑料或橡胶的老化速率按年计,而地壳内煤或石油的形成要经过几十万年的时间。)
设计意图:由多样的化学反应引入,让学生感受不同的化学反应的速率差异。不同的反应速率不同
(二)环节二
1.化学反应速率的定义、表达。
教师引导: 类比物理学中用速率来表示物体的运动快慢,化学反应过程进行的快慢用化学反应速率来表示。如何表示化学反应速率呢?
学生活动:(1)倾听、理解。
(2)计算。
(3)小结化学反应速率表达的特点与注意事项。
设计意图:通过分析实验现象培养学生“证据推理”的学科素养。将学生思维借用微观示意图外显,提升学生宏微结合的学科素养。训练学生用化学用语准确表达,设计针对性的练习,让学生注重定量角度的认识,同时对之前的学习进行反馈评价。
2.影响化学反应速率的因素研究。
教师引导:金属钠切割时已被氧气氧化,铁一个星期左右生锈,而铜生锈可能时间更长,是什么原因呢?
学生活动:依据金属活动性顺序分析,反应物本身的性质是化学反应速率的决定性因素。
教师引导:还有哪些因素影响化学反应速率?
学生活动:结合已学的化学反应思考,提出催化剂、温度、反应物浓度等因素。
教师引导:根据老师提供的试剂,设计实验方案,验证催化剂、温度、浓度对反应速率的影响。(教师提示:溶液也是过氧化氢分解的催化剂)
学生活动:(1)分小组设计、讨论实验方案,汇报实验方案。
(2)分析实验设计的思路、总结方法。
(3)动手实验,得出结论。
设计意图:通过实验的设计、讨论,明确对比实验的思路和控制变量的方法;通过动手实验,提供实验证据,让学生体会证据意识的重要性。
3.运用影响因素分析实际问题,完善速率的其他影响因素。
教师引导:下列调控反应速率的措施或实验中,分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素?
学生活动:(1)利用催化剂、浓度、温度等已获得的结论分析影响速率的素。
(2)认识到增大固体反应物的表面积、增大压强也可以提高反应 速率。
(3)小结影响速率的内因、外因。
设计意图:拓展学生影响反应速率的角度,使学生体会到生活中运用影响因素调控反应,改善生产生活,体会化学知识的价值。
(三)环节三
1.从“炼铁高炉尾气之谜”、二氧化硫催化氧化实验数据,让学生感受化学反应的限度
教师引导:(1)人们发现高炉气中含有相当量的CO。通过分析认为是CO与铁矿石接触时间不够所造成的。于是耗巨资建成了一个高大的炼铁高炉。但是尾气中CO的含量竟然没有改变。这是什么原因呢?
(2)请观察500℃,二氧化硫催化氧化实验数据,你发现了什么?
学生活动:倾听、思考、交流汇报。
教师引导:为什么一段时间后二氧化硫、氧气、三氧化硫的量都保持恒定呢?
学生活动:(1)讨论可逆反应、正反应、逆反应特点。
(2)从速率角度分析化学平衡的建立过程、准确描述化学平衡的特点。
(3)解释高炉炼铁尾气之谜。
设计意图:通过真实的工业问题和工业数据,学生展开分析和讨论可逆反应的特点。利用之前分析的浓度对速率的影响因素,分析化学平衡状态的建立过程,体会学以致用。
(五)环节四
1.利用化学反应速率和限度的知识调控实际的化学反应。
教师引导:利用已学知识,实现速率的控制。
学生活动:(1)从速率角度分析速率的控制。
(2)从速率和限度角度分析合成氨工业的条件控制的目的。
设计意图:让学生自主形成从速率到限度的控制真实反应的的思路,从宏观和微观相结合的角度分析和解决与电解质溶液相关的实际问题,从定量层面分析电解质溶液中离子的来源和相互反应。检测学生离子方程式的书写,对上一环节进行反馈评价。
七、板书设计