实验活动7 化学反应速率的影响因素-教学设计

教学设计
课程基本信息
学科 高中化学 年级 高一年级 学期 春季
课题 实验活动7 化学反应速率的影响因素
教学分析
课程性质 这节课不是传统课程的“新知授课”或“专题复习课”，也不是传统的“学生实验课”， 是新课程开发的“实验活动课”。其“新”在于不是学生照方拿药的“单一验证性实验”，而是学生亲历探究实验的整个过程，从而初步构建“反应规律的探究实验”模型。 （二）教学内容 本节课主要通过实验，探究影响化学反应速率的各种因素，让学生感受化学反应的快慢。在探究过程中，注重发展学生学习化学的兴趣，和培养其科学探究能力。 （三）学情分析 （1）学生对影响化学反应速率的因素已经有了初步的感性认识，也有了一定的动手能力，但实验设计能力比较欠缺。 （2）学生缺乏使用数字化实验仪器进行实验探究的实践。 （3）学生对“变量控制”对比实验的模型建构比较陌生，对自变量和因变量的逻辑关系不清晰，无法完整设计严密的实验方案。 教学目标（一）教学目标 （1）体验外界条件对化学反应速率的影响，理解改变外界条件可以调控化学反应速率。 （2）进一步学习用“变量控制法”研究化学反应规律。 （3）初步构建“反应规律的探究实验”认识模型。 （二）评价目标 （1）通过对实验设计方案的交流与点评，诊断并发展学生实验探究设计的水平。 （2）通过对实验结果的判断和分析，诊断并发展学生对化学反应速率因素的认识进阶和认识思路的结构化水平。
教学内容
教学重点： 学会用变量控制法研究化学反应规律 教学难点： 构建认识“反应规律的探究实验”模型
教学过程
环节一：创设情境，引入新课 【投影展示】面包包装上保质期的说明。 教师：同样是夏季，为什么面包的保质期比蛋糕的时间长？相同的面包，为什么冬季的保质期比夏季的时间长？ 学生提出自己的猜想。 【回顾旧知】教师：食物的变质是一个化学变化的过程，所以保质期的长短其实就是化学反应的快慢问题。前面我们已经学习了影响化学反应速率的因素。知道化学反应速率主要由反应物本身的性质决定。而反应温度、反应物浓度、催化剂等外界条件也能影响化学反应速率。今天我们一起来进一步探究外界条件对化学反应的速率的影响，验证大家的猜想是否正确。 环节二：引领示范，方法建模 教师：双氧水的分解是我们所熟悉的反应，该反应常温下分解速率快吗？ 学生思考、作答。 教师：取少量双氧水在试管中，让学生观察，并提问“如何确定双氧水是否分解及分解的快慢？” 学生观察实验，作答。 教师：可以采用什么方法加快双氧水的分解速率呢？你能否利用老师提供的药品设计实验方案进行证明？ 【提供试剂】10%H2O2溶液、1mol/L FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水 学生设计实验方案，并让学生展示设计的方案，然后教师来演示实验。 甲组学生展示方案：取一定量的过氧化氢溶液于两支试管中，往其中一支中滴加氯化铁。观察现象。乙组学生展示方案：取相同量的过氧化氢溶液于两支试管中，往其中一支中滴加氯化铁。观察现象。教师按照学生所陈述的方案进行演示，边实验边提出问题“该取多少H2O2？”“两支试管的H2O2需要一样多吗？”“如何确保所加的药品一样多？”“为什么需要控制药品加入一样多？” 在演示实验和问题串的引导中将该实验用到的方法要点进行逐一梳理和归纳，在此基础上很快得出科学方法—变量控制法。 探究催化剂对化学反应速率的影响 【实验方案设计】向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10%H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1mol/L FeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。 【模型建构】“反应规律的探究实验”的认知模型 基于问题→提出假设→明确研究对象→设计实验方案→实施实验→形成结论 在此过程中用到了变量控制法，核心思想是只改变一种条件，控制其他条件不变，观察实验结果，从而得出该条件对结果的影响。整个实验成功的关键是反应体系的选择，实验对象的选择要放在首位。一般选择的反应体系有如下特点：①有明显的实验现象，如溶液出现浑浊、产生气泡。②反应快慢适中，便于观察和记录。 环节三：应用模型，设计方案 老师已经示范了如何验证催化剂对反应速率的影响，下面由同学们运用变量控制法设计实验探究其他条件对反应速率的影响。 【反应体系选择】硫代硫酸钠（Na2S2O3）与硫酸的反应 反应方程式：Na2S2O3＋H2SO4 = Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 可以通过比较黄色浑浊现象出现所需时间的长短来判断反应进行的快慢。 【问题】哪些因素会影响硫代硫酸钠与硫酸的反应速率？ 反应温度、反应物浓度等 【任务】利用提供的药品设计实验方案验证浓度和温度对反应速率的影响 【提供试剂】0.1mol/L Na2S2O3溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、蒸馏水、热水 探究浓度对化学反应速率的影响 【实验方案设计】分别取两支大小相同的试管，分别加入2 mL和1 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，向盛有1 mL Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL蒸馏水，摇匀。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。 探究温度对化学反应速率的影响 【实验方案设计】取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。 环节四：归纳总结，解决问题 教师：通过今天的实验探究，大家小结下影响化学反应速率的因素有哪些？它们是如何影响反应速率的？ 【归纳总结】①使用催化剂，反应速率增大②增大反应物浓度，反应速率增大③升高温度，反应速率增大 教师：回到本节课刚开始的问题，冬天和夏天面包的保质期为什么不一样？ 冬天温度低，食物氧化速度慢，不容易变质。 运用本节课所学的知识，你能想到哪些办法延长食品的保质期？ 方法一：低温冷藏；方法二：隔绝氧气，在保存食物的时候，尽量在袋子里的空气排空，或者使用专门的真空机抽干或者尽可能和外界阻隔，如在没吃完的食物上覆盖一层保鲜膜等。 【问题和讨论】在通常情况下，铁与冷水或热水都不发生反应，但红热的铁与水蒸气则可发生反应，生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。 温度对铁与水反应的影响至关重要，升高到一定温度可以加快该反应的速率，观察到较为明显的实验现象。 【牛刀小试】 已知S2O82－＋2I－===2SO42－＋I2(慢)，I2＋2S2O32－===2I－＋S4O62－(快)。某化学实验小组欲探究K2S2O8的浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如表所示： 下列结论正确的是(　　) V1＝0，V2＝2.0 B．V1＝2.0，V3＝2.0 C.V1＝2.0，V2＝4.0 D．V2＝4.0，V3＝2.0 根据变量控制法答案选C