從定性到定量

賈順義

【摘要】通過化學反應速率的教學設計，體現化學教學中從定性到定量的變化，使學生感受到科學家們對知識的認識是不斷遞進的，從定性認識上升到了定量認識。

【關鍵詞】定性 ?定量 ?化學反應速率

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）35-0135-01

定性——用文字語言進行相關描述，定量——用數學語言進行描述，定性分析與定量分析應該是統一的，相互補充的;定性分析是定量分析的基本前提，定量分析使之定性更加科學、準確，它可以促使定性分析得出廣泛而深入的結論。化學教學中的定性是指研究對象的性質，包括物理性質和化學性質，例如看到濃鹽酸就要想到它有揮發性，看到硫酸銅溶液就要想到藍色，等等;然后主要考慮化學性質，例如看到金屬就應該想到其具有還原性，在反應中失去電子，看到非金屬單質如Cl2、O2應該想到其具有氧化性，在反應中得到電子。 定量主要是針對定性中的化學性質而言的，主要是要考慮反應物的用量問題，反應物是恰好完全反應，還是某一種反應物有剩余，如“適量”表示恰好完全反應，“過量”表示該物質有剩余，等等。下面我結合化學反應速率的教學來談談化學教學中從定性到定量的變化。

化學反應速率在高一化學2中已經涉及，但僅限于讓學生了解化學反應有快有慢，化學反應的快慢可以用化學反應速率來表示。高二選修《化學反應原理》專題2第一單元的教學中又重新出現了化學反應速率這個知識點，這兩次出現在教學要求上有什么不同呢？認真對比教材的編寫內容，你就會發現《化學反應原理》中關于化學反應速率的教學其教學目標是讓學生定量地認識化學反應的快慢。也就是高一你要知道爆炸反應快，鋼鐵腐蝕反應慢，高二的教學要讓學生了解爆炸反應比鋼鐵腐蝕快了多少？同一個化學反應在不同時間段內反應的速率是否相同呢？用什么方法測定一個化學反應的反應速率呢？我的教學設計如下：

通過圖片對比天津爆炸案發生的極快，溶洞的形成極慢來說明化學反應有快慢之分，向學生提問，用哪個物理量來描述化學反應的快慢，引入化學反應速率的概念。

觀察與思考：在室溫下，有少量催化劑存在時，過氧化氫在水溶液中發生分解反應：2H2O2=O2↑+2H2O反應過程中過氧化氫的物質的量濃變化如下表所示。

學生完成作圖：

讓學生分析圖像中，隨著反應時間的變化，以H2O2的表示的化學反應速率變化趨勢，及前20分鐘與后20分鐘所表示的速率是否相同。

通過這樣的教學活動，使學生認識到，化學反應速率是平均速率，瞬時速率可以通過數學方法得到。在單一反應物中隨著反應物濃度的降低，反應速率在下降，那么在多組分的反應混合物中用不用物質表示的速率會有什么變化呢？

投影：N2O5在四氯化碳溶液中發生反應的實驗數據如下：

請同學們分析，同一時間段內，同一個化學反應用不同的物質表示其反應速率，數值是否相同，數值之間有什么聯系？

學生之間進行分組交流與討論：得出結論。

同一個化學反應用不同的物質表示其反應速率，數值不一定相同，但是數值之比等化學方程式的系數之比。教學糾正為化學計量數之比。

教師，以上的實驗數據是怎樣獲得的呢，閱讀教材P34頁，了解化學反應速率的測定方法，然后進行活動探究：鹽酸與大理石反應的化學反應速率測定，實驗裝置如下：

圖2-3 大理石與鹽酸反應的實驗裝置圖

本實驗中反應速率是mL·s-1說明我們表示化學反應速率時基單位是可以根據需要靈活選用的，讓學生進行交流對比后可以發現不同組的數據差異很大，所以提出可以用更精確的實驗方法來測定，向同學們展示DIS實驗設備，對上述實驗用壓強傳感器進行測定反應過程中的壓強變化，同時可以得到時間壓強變化曲線，這個演示實驗可以讓學生感受到科技的力量。然后讓學生閱讀P35頁，化學動力學的發展。了解技術進步對于研究化學反應速率的影響。

通過本節課的教學，學生親自參與了化學反應速率的測定，理解了化學反應速率的物理意義，活動與探究的設計既給了學生充分的交流空間，又體現了實驗方案的科學性與嚴謹性，這樣設計可以使學生感受到科學家們對知識的認識是不斷遞進的，從定性認識上升到了定量認識。