掌握“速率”概念 建立化學(xué)思維

李春梅

2014年12月，我市舉行了首屆教學(xué)能手課堂教學(xué)比賽，筆者有幸代表學(xué)校參賽，課題是選修四第二章第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)速率》。現(xiàn)將教學(xué)設(shè)計(jì)整理成文，以求教讀者。

一、教學(xué)內(nèi)容分析

1.對(duì)課題的解讀

化學(xué)反應(yīng)速率概念在必修2中已學(xué)過(guò)，學(xué)生能夠從定性上描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，要想準(zhǔn)確表達(dá)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，就必須建立起一套行之有效的方法：確定起點(diǎn)，確定時(shí)間單位，找出易于測(cè)量的某種量或性質(zhì)的變化。將上課主題聚焦于怎樣從定性走向定量，然后引導(dǎo)學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。

2.對(duì)學(xué)生的分析

一中是一所重點(diǎn)中學(xué)，生源較好，但學(xué)生對(duì)必修2的知識(shí)已經(jīng)有些遺忘。

3.對(duì)教學(xué)目標(biāo)的界定

能從定性描述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，并能從定量上表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢，知道化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。通過(guò)討論交流，發(fā)現(xiàn)表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法有多種，可以通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定某些化學(xué)反應(yīng)的速率。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.板塊1——引出問(wèn)題，界定概念

[引言]請(qǐng)看圖片，生活中兩個(gè)常見(jiàn)的反應(yīng)：節(jié)日的焰火、煤和石油的形成。

[問(wèn)題]上述兩個(gè)反應(yīng)是化學(xué)變化還是物理變化？你認(rèn)為它們進(jìn)行得快還是慢？在日常生活中你希望它們快還是慢？（學(xué)生回答。）

[師]從同學(xué)們的回答中我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題：一是我們研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是從定性上描述快還是慢;二是研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是為了控制化學(xué)反應(yīng)。帶著這兩個(gè)問(wèn)題我們?cè)賮?lái)看一個(gè)生活中常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)：牛奶的變質(zhì)，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快還是慢，你希望它快一點(diǎn)還是慢一點(diǎn)？（學(xué)生回答。）

[師]從學(xué)生的回答中就產(chǎn)生了矛盾，當(dāng)從定性上描述化學(xué)反應(yīng)的快慢時(shí)似乎有些矛盾，因此必須從定量上來(lái)描述一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的快慢。引出化學(xué)反應(yīng)速率的定義。

[ppt展示]回憶必修2有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的概念、表示方法、表達(dá)式及單位。

設(shè)計(jì)意圖：以生活中常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)，引出定量描述化學(xué)反應(yīng)速率的必要性，同時(shí)強(qiáng)調(diào)研究化學(xué)反應(yīng)速率是為了更好地控制化學(xué)反應(yīng)。

2.板塊2——活動(dòng)探究，加深概念

[師]結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率的表式方法，請(qǐng)同學(xué)們完成下題。

[ppt展示]向一個(gè)容積為2L的密閉容器中放入2 mol SO2和1 mol O2，在一定的條件下，5s末測(cè)得容器內(nèi)有0.8 mol SO2，求5s內(nèi)SO2，O2，SO3的平均反應(yīng)速率和反應(yīng)速率比。（學(xué)生思考，練習(xí)。）

問(wèn)題1：化學(xué)反應(yīng)速率為什么為正值？上述反應(yīng)的速率屬于瞬時(shí)速率還是平均速率？

問(wèn)題2：用不同的物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)的速率數(shù)值是否相同？它們表示的意義是否相同？

問(wèn)題3：請(qǐng)你們找出各物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系？

設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生從起始量的某時(shí)刻量找出變化的量，引導(dǎo)學(xué)生理解掌握化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。并設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項(xiàng)，掌握在同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中以不同的物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，速率值可能不同，反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比。

同時(shí)設(shè)計(jì)活學(xué)活用環(huán)節(jié)，讓學(xué)生靈活運(yùn)用。

3.板塊3——深化知識(shí)，探究化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)定

過(guò)渡：同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在不同條件下有不同的反應(yīng)速率，那么怎樣定量測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率呢？我們今天的第二個(gè)問(wèn)題：化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定。下面請(qǐng)同學(xué)們思考，并小組討論。

[ppt展示]以鋅與硫酸反應(yīng)為例，對(duì)于鋅和不同濃度的稀硫酸的實(shí)驗(yàn)，你準(zhǔn)備如何比較反應(yīng)速率的快慢？從反應(yīng)速率定義和反應(yīng)提供H+、Zn2+、Zn、H2四個(gè)變量考慮，選取什么變量測(cè)量？（理論）（學(xué)生思考并討論。得出方案。）

師生總結(jié)：化學(xué)反應(yīng)速率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)（包括反應(yīng)物和生成物），所以與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度（或質(zhì)量）相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以加以利用。表示化學(xué)反應(yīng)速率的方法有多種，因此可以通過(guò)多種實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定某些化學(xué)反應(yīng)速率。顯然該反應(yīng)以測(cè)量H2的體積最為簡(jiǎn)便易行。

學(xué)生設(shè)計(jì)的方案有多種，教師進(jìn)行評(píng)價(jià)。

[師]同學(xué)們的設(shè)計(jì)與化學(xué)研究者的設(shè)計(jì)基本一致，下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生的思考、討論，讓學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解，同時(shí)知道化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)定的方法。通過(guò)教師演示實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)自己實(shí)驗(yàn)方案的可行性。讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的快樂(lè)，由感性認(rèn)識(shí)逐步上升為理性認(rèn)識(shí)。

4.板塊4——課堂小結(jié)，解決問(wèn)題

課堂小結(jié)，并進(jìn)行知識(shí)運(yùn)用，設(shè)計(jì)如下兩題：

（1）反應(yīng)4NH3+5O2=4NO+6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行，30s后恢復(fù)到室溫時(shí)，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，則此反應(yīng)的平均速率可表示為 ? ? ?。

（2）某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過(guò)tmin后，測(cè)得物質(zhì)的量的濃度分別為：c（X2）=0.4mol/L，c（Y2）=0.8mol/L，c（Z）=0.4mol/L，則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為 ? ? ?。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)課堂小結(jié)，形成知識(shí)體系，通過(guò)兩個(gè)習(xí)題檢驗(yàn)學(xué)生的課堂掌握情況，進(jìn)一步強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，并加以運(yùn)用。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課結(jié)構(gòu)緊湊，教師通過(guò)問(wèn)題鏈帶動(dòng)學(xué)生的思維，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的討論和設(shè)計(jì)，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生的思維。學(xué)生成功構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)速率的概念，形成探究測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率的一般方法。課堂氣氛熱烈，教學(xué)環(huán)節(jié)推進(jìn)流暢。美中不足的是，由于時(shí)間關(guān)系，沒(méi)有設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而是通過(guò)教師演示實(shí)驗(yàn)完成對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)：

蘇巖.《化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡》重難點(diǎn)突破[J].中學(xué)生數(shù)理化，2012（3）.