化學反應速率實驗探究設計與改進

田詩雨（漯河市高級中學，河南 漯河 462000）

化學反應速率實驗探究設計與改進

田詩雨（漯河市高級中學，河南 漯河 462000）

化學是一門操作性、實踐性較強的課程，不僅要求學生掌握一定的化學專業知識，同時還必須具備熟練的實驗操作技能。對“化學反應速率”的實驗探究，能幫助學生更加深入地了解有關化學反應速率的相關知識，并從定性描述逐漸上升到定量描述的層次。本文就針對化學反應速率實驗探究設計與改進進行了分析和研究。

化學反應速率；實驗設計；改進

在化學實驗中，我們一般用化學反應速率來表示化學反應進行的快慢，化學反應速率指的就是單位時間內反應物或生成物物質的量濃度的變化量，無論變化量是正數還是負數，一般都用正值表示。化學反應速率實驗就是指通過實驗設計來探究某種化學反應可能受到那些因素影響及其在不同條件下的反應快慢。

1 化學反應速率實驗設計的原則

1.1 自主性原則

化學反應速率的實驗設計必須堅持自主性的原則，自主性就是指實驗設計應方便學生的自主學習，把學生作為實驗的主體，讓學生能夠獨立地探索、分析和創造，化學反應速率自主性實驗設計最重要的一點就是要讓學生快速高效地實現自主探索，其核心思想是以現有的知識為基礎，以實驗目標為指導，設置一些有價值的問題情境，進而得出科學的實驗結論。

1.2 交互性原則

對于化學反應速率的試驗探究來說，在設計實驗的時候必須注重實驗的交互性，所謂交互性指的就是實驗對象和實驗者之間信息的交互反饋，教師應給以學生獨立設計實驗的機會，讓他們在獨立操作實驗的過程中發現問題并解決問題，這樣學生就能在錯誤中總結出科學的實驗方法。同時，實驗的設計應符合學生的操作習慣，讓學生能夠以自身的生活經驗和知識為參考。

1.3 科學性原則

化學反應速率的試驗探究，主要目的是讓學生根據提出的化學實驗問題，設計實驗步驟并進行實驗操作，最后得出實驗結論，進而提高學生的科學思維能力。所以，化學反應速率的實驗設計必須遵循科學性的原則，首先，實驗問題的提出必須以書本專業知識為參考，不能隨意編造，以確保實驗依據的科學性。其次，實驗方法的選擇必須科學，可根據實驗指導手冊上的相關實驗方法為參考，并結合實驗的具體特點，進而確定最適宜的實驗方法。

2 化學反應速率實驗設計

2.1 實驗目標設計

通過化學反應速率的實驗探究，讓學生更深刻地領悟化學反應速率的概念，同時，學生在實驗探究的過程中，還能以科學事實作為依據，總結出正確的結論。化學反應速率實驗探究的目的主要有以下幾個方面：第一，了解實驗原理，具備化學反應速率的基礎性知識。第二，通過設計具體的實驗探究方案，明確實驗思路，增強學生的逆向思維和聯想思維能力。第三，讓學生更加深刻地認識到影響化學反應速率的相關因素，形成科學的實驗概念。

2.2 實驗內容設計

選取“化學反應速率”為實驗研究對象，要將溫度、催化劑和濃度等對化學反應速率的影響作為主要實驗內容，采用實驗對照法和控制變量方法指導學生開展實驗探究。實驗對照法是指在同一種實驗材料運用的過程中，采用不同的方法對材料進行處理，通過對比實驗結果的不同，得出科學的結論。控制變量法指的是在多個因素保持不變的前提下，通過改變其中某個變量，記錄下因這一變量變化而導致的實驗結果的變化。具體來說，本實驗設計包括三大內容，即雙氧水濃度對其本身分解速率的影響實驗、催化劑對雙氧水分解速率的影響實驗、溫度對雙氧水分解速率的影響實驗。

2.3 實驗流程設計

本實驗的實驗流程可分為四個步驟：第一，提出需要探究的問題。可采用文字、圖片或者圖文結合的方式向學生呈現需要探究的問題，讓學生明白本實驗需要做什么以及怎么做。第二，實驗儀器和藥品的準備。第三，實驗的具體操作。第四，得出實驗結論。

3 具體實驗設計與改進

3.1 實驗設計

以溫度對雙氧水分解速率的影響實驗為例，本實驗設計如下：采用2支大小相同的試管，并分別在2支試管中加入2~3ml的H2O2溶液，然后再分別加入1~2滴1mol/LFeCI3溶液，直到試管中出現適量的氣泡的時候，取出其中的一支試管放入到盛有40℃左右的熱水燒杯中，另一支試管放到盛有5℃左右的冷水的燒杯中。觀察兩支試管的現象并進行對比，當熱水燒杯中的試管冒出許多氣泡時，用帶有火星的火柴梗檢驗放出的氣體。該實驗結果說明：隨著溫度的升高，H2O2的分解速率逐漸增大，溫度降低，H2O2的分解速率逐漸下降。由此得出實驗結論：通過控制溫度，可以實現對化學反應速率的控制。

3.2 實驗改進

要探究溫度變化對化學反應速率的影響可設計一個更簡單的實驗：采用2支相同的試管，分別加入2~3ml濃度為0.1mol/ L的稀鹽酸，然后將其中的任意一支放入到盛有熱水的燒杯中，過2~3分鐘取出，再將用砂子打磨了的表面為氧化膜的鎂帶放入到2支試管中，觀察現象并對比。可以看出，改進后的實驗步驟明顯要簡化得多，而且實驗現象也比較明顯，便于得出結論。

綜上所述，化學反應速率的實驗設計方法很多，不同的設計方案在操作難度、步驟、實驗現象的明顯程度等方面都具有很大的差異，教師在進行化學反應速率實驗設計時，可適當改進課本上的實驗操作方案，盡量簡化步驟、降低難度。這樣才能更好、更快地得出實驗結論。

[1]朱愛軍.高中化學新課程中化學反應速率實驗探究設計與改進[J].新課程（教研版）,2010,(6):109.

[2]陳涵.控制變量法探究化學反應速率的影響因素[J].新高考：物理化學生物,2011,(10):42-44.