高中化学教学设计浓度温度催化剂对化学反应速率的影响

　　本节内容是在学生学习化学反应速率的定量表示方法的基础上，  在定量水平上深入讨论浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响，  引导学生从定量的视角来探讨外界条件对化学反应速率的影响情况。此外，在  本  节  教材在引出 ＂基元反应＂概念后，在基元反应层次上揭示活化能的物理意义，保证了学生所学知识的科学性。
　　在本节内容中，化学反应的历程（即化学反应是怎样进行的）是研究化学反应动力学的理论基础，化学反应速率的表示方法是  ＂外界因素的改变对化学反应速率的影响＂这一问题的定量研究基础。本节内容具有定性分析与定量分析相结合、感性认识与理性分析相结合的特点，教师在注重基本理论、基本原理教学的同时，要注意对学生分析处理数据能力及分析解决问题、逻辑思维能力的培养。
　　科学探究与创新意识：
　　通过探讨交流，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
　　变化观念与平衡思想：
　　认识基元反应活化能对化学反应速率的影响，能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
　　科学态度和社会责任
　　通过催化剂实际应用的事例，认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
　　温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响，活化能概念
　　课件、学案
　　【知识回顾】学生回顾上节课知识，完成学案相关内容
　　1.      和     决定着一个反应的反应历程，而反应历程的差别又造成了       的不同。
　　2.化学反应速率的表达式     ，单位      。
　　3.在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的      之比。
　　【联想质疑】  对于很多反应，增大反应物的浓度可以提高化学反应速率。例如，铁丝在空气中加热只能变得红热，而在充满氧气的集气瓶中点燃则可以剧烈燃烧、火星四溅。那么，反应物的浓度与化学反应的速率之间存在着定量关系吗 ?
　　【投影】
　　【交流研讨】阅读教材表格，小组交流研讨以下问题：
　　1.找出化学反应速率与H  2  O  2  浓度、 HI浓度之间的关系，并尝试写出相应的数学表达式。
　　2.针对＂化学反应速率与反应物浓度的关系＂发表自己的看法。
　　【展示】小组展示研讨结果
　　【投影】在 HI浓度一定时，H  2  O  2  浓度每增大一倍，反应速率就提高一倍 ;在H  2  O  2  ，浓度一定时， HI浓度每增大一倍，反应速率也提高一倍。
　　【讲述】式中 k称为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率。反应速率常数与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。
　　根据化学反应速率与反应物浓度的关系式，可以清楚地判断反应物浓度的改变对化学反应速率的影响。
　　【投影】一些化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系
　　【总结】一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。
　　【板书】三、浓度对化学反应速率的影响
　　【投影】一般规律：增大反应物的浓度加快化学反应速率，
　　减小反应物的浓度减慢化学反应速率。
　　【思考】压强的改变是否一定会影响反应速率的快慢。
　　【总结】对于有气体参加或气体生成的反应，在其他条件一定时，压强与浓度成正比，增大压强加快化学反应速率增大，减小压强减慢化学反应速率。对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。
　　【交流研讨】温度会影响反应速率常数，从而影响化学反应速率。因此，可以通过研究温度对反应速率常数的影响来了解温度对化学反应速率的影响。阅读教材 ＂ 一些反应在298K 和308K 时的反应速率常数之比＂表格。小组交流研讨以下问题：
　　1.温度对化学反应速率有怎样的影响?
　　2.升高相同温度，对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗?
　　【展示】小组展示交流研讨结果
　　【投影总结】温度对化学反应速率的影响是多种多样的。对于大多数反应，温度升高化学反应速率加快，但加快的程度不同。不同的化学反应的活化能不同，所以温度对反应速率的影响不同。
　　【质疑】什么是活化能？
　　【自主阅读】阅读教材 P71有关内容，了解活化能含义，以及对反应速率的影响。
　　【板书】四、温度对化学反应速率的影响
　　【投影】
　　【总结】基元反应过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态。过渡态的能量与反应物的能量之差称为基元反应的活化能。不同的基元反应活化能  反应大小不同，因此化学反应速率不同。
　　【阅读思考】阅读教材 P72页＂追根寻源＂内容，自主思考升高温度加快化学反应速率的原因是什么？
　　【投影】
　　【总结】
　　（1） 化学反应之所以能发生，是反应物分子碰撞的结果，但只有能量超过某一限度 Ec（相当于活化能）并满足一定方向要求的活化分子间的碰撞，才是真正发生反应的有效碰撞。
　　（2） 当 Ea>0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之提高。
　　【投影】一些化学反应的活化能
　　【总结】不同化学反应活化能不同，温度对化学反应速率影响不同。 Ea值越大，改变温度对反应速率的影响程度就越大。升温可以提高反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，因此升高温度可以提高化学反应的速率。
　　【投影】四、温度对化学反应速率的影响
　　规律：升高温度加快化学反应速率，  降低温度减慢化学反应速率。
　　【交流研讨】阅读教材 ＂一些化学反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比＂表格，小组交流研讨以下问题：催化剂对化学反应速率有怎样的影响?与其他因素相比，催化剂的影响程度如何?为什么?
　　【板书】五、催化剂对化学反应速率的影响
　　【投影】
　　【总结】使用催化剂可以降低反应的活化能，增大化学反应的速率常数。
　　【观察思考】观察臭氧分解反应的历程，思考催化剂是如何降低反应活化能，改变反应速率常数的？
　　【投影】
　　【总结】催化剂是能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。可见，催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。
　　【投影】
　　催化剂：能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。
　　影响：使用合适的催化剂可以大大加快化学反应速率
　　催化机理：（ 1）由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。
　　（ 2）催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。
　　【自主阅读】阅读教材 P73-74相关内容，了解催化剂的特性。
　　【总结】催化剂的特点（ 1）选择性、（2）高效性、（3）局限性
　　【投影】
　　（ 1）选择性：某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂，但对其他反应就不一定具有催化作用。
　　（ 2） 高效性：催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能，从而非常有效地提高化学反应速率。
　　（ 3）局限性：化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。
　　【讲述】采用升高温度的方法提高化学反应速率往往对设备提出很高的要求，难以实现。催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能，从而非常有效地提高化学反应速率。因此，研制高效催化剂来提高有关化学反应的速率对化工生产具有更重要的意义。需要注意的是，催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。
　　【课堂小结】
　　本节课内容较多，课堂容量较大，教学过程主要是通过学生自主交流研讨和自主，认识外界条件温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响。