化学人教版选修4教案：第二章第二节影响化学反应速率的因素第一课时 Word版含解析

第二节影响化学反应速率的因素
从容说课
在学生积累了大量影响化学反应速率现象的感性认识之后，有必要从理论上给以升华，让学生实现从现象到本质，进而利用理论指导实践，完成一次认识的飞跃。

为了让学生清楚地认识化学与生活息息相关，教科书列举了生活中的常见事例，让学生在观察、体验的过程中感受化学。

要明确反应物的本质决定了反应速率。

在讨论影响速率的因素时着重介绍浓度、压强、温度及催化剂等外界条件对化学反应速率的影响，并利用绪言中的有效碰撞模型加以解释，其中除活化分子、活化能概念外，还提到了活化分子百分数，虽然这是新出现的概念，但从数学的观点看不是新知识，应不难理解。

教学中在利用理论模型加深学生对实验现象的理解的同时，应注意让学生体会理论模型的意义。

催化剂在化工生产中是至关重要的，教科书简单提到了它的选择性，以及在寻找良好催化剂的研究上还需要理论上的重大突破，以激发学生努力学习、探究的欲望。

浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响，是本章教学内容的重点。

教科书安排了【实验22】【实验23】和【实验24】，意图是通过实验加深学生对浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的认识，为后续化学平衡移动的学习打下基础；同时通过科学探究激发学生的学习热情，进一步加深他们对知识的理解。

浓度对化学反应速率的影响是教学中的重点。

建议在教学中直接应用有关的名词概念，不作进一步的扩展(根据学生情况，可让学生自己查阅相关资料)。

适度介绍其他条件对反应速率的影响，进而得出所有能向反应体系中输入能量，增加有效碰撞机会的方法都能提高反应速率的结论。

在实际教学中应注意以下几点：
1．尽可能采用边讲边实验的方式，增加学生动手的机会，加深体验，有利于他们从中领悟教科书内容。

2．尽可能利用数据、动画等方法进行说明，以使教学深入浅出、生动形象。

3．教学中也可以设计思考题，如：
(1)请列举生活中有关影响化学反应速率的事例。

(2)影响化学反应速率的因素有哪些？是如何影响的？怎样解释？
(3)从化学键角度思考反应物分子中键能的高低对反应的活化能及反应速率的影响。

第一课时影响化学反应速率的因素
教学设计(一)
三维目标
知识与技能
通过实验探究，使学生理解浓度、压强、温度对化学反应速率的影响，并能初步运用有效碰撞和活化分子等理论解释浓度、压强、温度等条件对化学反应速率的影响。

过程与方法
通过操作实验，培养学生的观察能力、记录实验现象以及综合运用知识分析解决问题的能力；通过设计探索性实验使学生学习控制实验变量的方法，并学会从实验现象提取有用的信息，进行归纳总结。

情感态度与价值观
通过列举生活中的常见事实，让学生在观察、感悟的过程中感受化学与生活息息相关，培养良好的学习兴趣；通过实验探究培养学生严谨求实的科学态度；通过目前催化剂研究中存在的难题，激发学生投身科学的热情。

教学重难点
教学重点
浓度、压强、温度对化学反应速率的影响。

教学难点
压强对化学反应速率的影响；用有效碰撞和活化分子等理论解释外界条件对化学反应速率的影响。

教学方法
问题讨论、实验探究。

[知识回顾]
1.碰撞理论的几个基本概念：有效碰撞、活化分子、
活化能。

2.一个化学反应经历的过
程。

[过渡]接下来我们通过实验来探究外界因素对化学反应速率的影响。

请同学们回忆一下常用的实验探究方
法。

[学生实验1]温度不变的情况下，0.01 mol/LKMnO4溶液与不同浓度的的H2C2O4溶液反应的对比实验(见学
案)
[指导]巡视指导学生完成实验，引导学生根据实验结果
得出结论。

[播放]微观动画演示。

[思考与交流1]
为什么增大反应物的浓度会增大反应速率呢？(试从有效碰撞和活化分子的角
度分析原因)
[学与问1]对于可逆反应：2SO2＋O22SO3来说：增大SO2、O2的浓度，v正、v逆如何变化？减小SO2、O2的浓度，v正、v逆如何变
化？
[强调]固体和纯液体的浓度是一个常数，改变其物质的量时不影响化学反应速率。

[学以致用]你能举出生活中利用改变浓度改变反应速
率的例子吗？
[学与问2]对于可逆反应：2SO2＋O22SO3来说：增大压强，v正、v逆如何变化？减小压强，v正、v逆如
何变化？
[思考与交流2]压强对于任意化学反应的速率都有影
响吗？
[问题]恒容条件下，N2＋3H22NH3反应中充入He气，反应速率如何改变？[追问]改变压强是否对有气体参加的化学反应的速率
都有影响？v正、v逆都增大；减小压
强，v正、v逆都减小。

回答：对只有固体或液体
参加的反应，压强的变化
对于反应速率的影响忽
略不计。

回答：充入气体使压强增
大，但反应物和生成物的
浓度未变化，所以反应速
率不变。

师生共同归纳总结：对于
压强的改变，只有引起反
应体系中反应物浓度的
变化，才对反应速率产生
影响。

应速率的影响是通
过改变浓度而影响
反应速率的。

温度对化学反应速率的
影响
[回顾]Cu与浓硫酸在常温
条件下和在加热条件下反
应情况的对比；Mg条分别
与冷水和沸水的反应情况
的对比。

[学生实验2]5 ml 0.1 mol/L
的Na2S2O3溶液分别在不同
温度下与5 ml 0.1 mol/L的
硫酸反应的对比实验。

(见
学案)
[播放]微观动画演示。

回忆并说出实验现象。

分析实验原理、不变因
素、反应控制条件、测量
物理量。

操作实验、观察现象、填
写实验记录、汇报实验现
象。

分析实验结果得出：其他
条件不变，升高温度，反
应速率加快；降低温度，
反应速率减慢。

引出温度对化学
反应速率的影响。

培养学生实验能力
及学会从实验现象
提取有用的信息，进
行归纳总结。

温度对化学反应速率的
影响
[思考与交流3]为什么
升高温度会影响反应速率
呢？(试从有效碰撞和活化
分子的角度分析原因)
[学与问3]对于可逆反应：
2SO2＋O22SO3ΔH＜
0来说：升高温度，v正、v
逆如何变化？降低温度，v正、
v逆如何变化？
[说明]温度每升高10 ℃，
反应速率通常增大到原来
的2～4倍。

[强调]温度对反应速率的影
响适用于各种状态物质参
加的反应
[学以致用]你能举出生活中
利用改变温度改变反应速
率的例子吗？
交流、讨论：升高温度，
活化分子百分数提高，有
效碰撞频率变大，故反应
速率增大。

其次，升高温
度，会使分子的运动加
快，单位时间里反应物分
子间的碰撞频率增加，反
应也会相应加快。

思考并回答：升高温度，
v正、v逆都增大；降低温
度，v正、v逆都减小。

举例：用温水发酵面粉；
又如为防止食品变质，我
们将食品放入冰箱中保
存，以降低食品变质的速
率。

从本质上理解温
度对化学反应速率
的影响。

为化学平衡的学习
打下基础。

感受化学与生活息
息相关。

板书设计
第二节影响化学反应速率的因素
一、决定化学反应速率的因素：反应物本身的性质
二、外界条件对化学反应速率的影响
(一)浓度对化学反应速率的影响
其他条件不变，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率减慢。

(二)压强对化学反应速率的影响
其他条件不变，有气体参加的反应中，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。

(三)温度对化学反应速率的影响
其他条件不变，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。

参考练习
1．在相同条件下，等质量的下列金属与足量1 mol/L盐酸反应时，速率最快的是() A．镁B．铝C．钠D．铁
2．反应C(s)＋H2O(g)＝＝＝CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()
A．增加C的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大
3．一般都能使反应速率加快的方法是()
①升温②改变生成物浓度③增加反应物浓度④加压
A．①②③B．①③C．②③D．①③④
参考答案：
1．C 2.AC 3.B
教学设计(二)
张志立，江苏省淮州中学
三维目标
知识与技能
1．理解浓度、压强对化学反应速率的影响；
2．能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强对化学反应速率的影响；
3．通过实验认识到浓度、压强对化学反应速率的影响，并能以粒子的观点和有效碰撞理论初步解释。

过程与方法
1．能够设计简单实验方法探究影响化学反应速率的因素；
2．掌握从实验数据出发，形成一个由简单到复杂、宏观到微观、定性到定量的科学探究过程。

情感态度与价值观
1．通过对影响化学反应速率因素的探究，感悟化学与生产、生活的关系；
2．通过学生之间的动手合作，培养团队协作精神。

教学重难点
教学重点
化学反应速率的影响因素(浓度、压强)。

教学难点
化学反应速率的影响的原因(浓度、压强)。

课前准备
多媒体课件实验仪器和用品：试管、胶头滴管、秒表、0.01 mol/L KMnO4酸性溶液、0.1 mol/L H2C2O4溶液、0.2 mol/L H2C2O4溶液。

教学过程设计
复习回顾
1．有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞
化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。

反应物分子之间的碰撞只有少数碰撞能导致化学反应的发生，多数碰撞并不能导致反应的发生，是无效碰撞。

碰撞的频率越高，则化学反应速率就越大。

研究发现，只有既具有足够的能量又有合适的碰撞取向的分子碰撞，才是有效碰撞。

有效碰撞是发生化学反应的充分条件。

2．活化能和活化分子
(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们能量高，发生碰撞时，能够克服相撞分子之间的排斥力，破坏分子内部原子间的“结合力”，从而导致反应物分子破坏，重新结合成生成物分子，发生化学反应。

(2)活化能：活化分子所多出的那部分能量(或普通分子转化成活化分子所需要的能量)。

如下图中的E1是反应的活化能，E1－E2是反应热。

活化能越小，普通分子就越容易变成活化分子
普通分子＋活化能活化分子
活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。

(3)活化能与化学反应速率：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。

活
化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。

活化能低→普通分子易变成活化分子→活化分子百分数大→有效碰撞次数多→反应速率快
利用有效碰撞理论可以解释外界条件(浓度、压强等)对化学反应速率的影响。

引入新课
[序]影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们是不能改变这个因素的。

但是，当一个反应确定之后，我们可以在尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来影响该反应的速率，使它按着人们的需要加快或减慢反应速率。

[引入]
[老师]提出几个问题以引起学生思考：
1．我们能够计算出一个化学反应的速率，能否改变化学反应速率呢？
2．影响化学反应速率的主要因素是什么？我们能否控制这些因素？
3．我们能否通过改变外界条件来改变化学反应的速率呢？试根据日常生活经验举例说明。

[活动]学生阅读第一自然段后回答：
化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能及碰撞几率的条件，都可改变反应速率。

如加热、搅拌、增大反应物浓度，都是我们已经用过的方法。

日常生活中汽车加大油门、向煤炉内鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法。

这节课我们将通过实验进一步学习这些因素对反应速率的影响。

先来看浓度对化学反应速率的影响。

请同学们仔细阅读课本实验22。

推进新课
一、浓度对反应速率的影响
[提出问题]在这个实验中，涉及的量(因素)有哪些呢？或者说影响化学反应速率快慢的因素有哪些呢？
[学生推测]老师引导学生回答：KMnO4溶液的浓度、草酸的浓度、反应温度等。

[提出问题]本实验的实验目的是什么？
[设计意图]探究草酸的浓度不同时对反应速率的影响。

[提出问题]在化学实验中，当我们需要探究某种因素对化学反应的影响时，为了排除其他因素的干扰，往往需要控制其他因素不变。

在本实验中，存在的干扰因素有哪些？
[学生推测]KMnO4溶液的浓度、反应温度。

[提出问题]所以，要想达到实验目的，即探究草酸浓度对反应速率的影响，我们需要控制哪些条件不变？
[学生探究]确保KMnO4溶液的浓度及反应温度不变。

[提出问题]现在我们一起来完成学案中的表格一前三项的内容(完成后由学生开始做实验，全班学生分为六大组，在实验过程中提示学生计时，由刚加入H2C2O4溶液开始按秒表，当溶液刚好完全褪色时停止计时。

同时提示学生为了对比更明显、观察得更清楚，可在试管后面衬一张白纸来观察现象，实验结束后把实验现象及所用时间填在表格里)。

[学生推测]在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，因此，单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。

当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增大。

得出结论：在其他条件不变时，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率减慢。

[老师]本实验涉及的化学方程式为：
[板书]2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝＝＝K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
[提出问题]引导学生分析并标出反应前后Mn和C的化合价，得出KMnO4为氧化剂，H2C2O4为还原剂。

[过渡]对于有气体参加的反应，压强也是影响化学反应速率的因素之一，现在我们来学习压强对反应速率的影响。

二、压强对反应速率的影响
[提出问题]请同学们思考下列问题：在恒温条件下，改变反应体系压强的措施有哪些？
[学生推测]扩大或缩小反应容器的容积；向反应容器中充入气体或抽走容器内气体等。

[学生]观看多媒体动画演示。

[老师]在前面的学习中，我们了解到化学反应速率与单位体积内活化分子数的多少有关，单位体积内活化分子数越多，反应速率越快。

[学生填空](老师引导)由动画演示我们看到，在一密闭的反应容器中，当通过压缩容器容积来增大压强时，反应物分子数不变，但单位体积内活化分子数增多，所以反应速率加快。

从反应物浓度角度来看，根据c＝n/V，压缩容器容积相当于增大反应物浓度，从而使反应速率加快。

[提出问题]现在，请同学们分析讨论后完成表格二。

[学生]讨论并完成表格。

表格二
对于反应CO2(g)＋C(s)＝＝＝2CO(g)，改变下列条件时，体系的压强及反应速率如何变化？
[老师讲评]紧扣c＝n/V来讲评，前面3项学生应该比较容易回答，对于充入He，根据由c(反应物)＝n(反应物)/V(容器)，充入的He不参加反应，n(反应物)及V(容器)不变，所以反应速率不变。

[学生推测]对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，但增大压强(缩小体积)时，增大了单位体积内的活化分子数，活化分子碰撞概率增大，所以增大了化学反应速率。

由此可知，压强对反应速率的影响实质是通过改变浓度而影响反应速率的。

在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。

[结论]当温度一定时，对于有气体参加的反应，增大压强，相当于增大反应物浓度，反应速率加快；减小压强，相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。

改变压强，只有引起反应体系中反应物浓度的变化，才能对反应速率产生影响。

[注意]
①对于固体物质或纯液体，一般认为其“浓度”为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。

②固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率，固体颗粒小，其表面积增大，与其他反应物接触面积增大，有效碰撞次数增大，所以能加快化学反应速率。

③上述结论也适用于可逆反应。

例如，增大某可逆反应中生成物的浓度，向逆反应方向进行的化学反应速率加快。

课堂小结
化学反应速率的影响因素
①浓度：在其他条件不变时，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，反应速率减慢。

②压强：在其他条件不变时，对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快；反之，反应速率减慢。

板书设计
第二节影响化学反应速率的因素
一、浓度对反应速率的影响
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
在其他条件不变时，增加反应物的浓度，反应速率加快；反之，降低反应物的浓度，反应速率减慢。

二、压强对反应速率的影响
在其他条件不变时，对于有气体参加的反应，增大压强，相当于增大反应物浓度，反应速率加快；减小压强，相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。

教学反思
学生通过对影响化学反应速率因素的学习，了解到不同的化学反应速率有快有慢，同一
个化学反应在不同的外界条件影响下也可能速率不同，而且基本上能够用微粒的观点加以解释。

本课时选择草酸与酸性高锰酸钾溶液反应为载体，思考速率时快时慢的原因，引出对影响化学反应速率因素的思考和探究。

探究活动中，要求学生思考比较反应快慢的方法，设计实验探究影响反应速率的因素，在实验中培养学生的实验设计能力和小组合作意识。

探究之后，要求学生利用有效碰撞、活化能、活化分子百分数等理论对实验结果加以解释，让学生体会实验是研究化学的重要手段的同时，进而感悟微观结构与宏观现象之间的密切联系。

在传统的教学中，学生在整章学完之后，仅记住书本上几个具体的实验，而今后遇到新问题，很难独立设计实验进行探究。

如何在这节课上调动学生的思维，从已有知识中搜索相关信息，总结、归纳出一些可行的比较反应速率的方法是这节课的关键。

因此用“影响反应速率的外部因素有哪些？”“借助哪些实验现象可以帮助我们比较反应的快慢？”“这些因素为何会影响反应速率？”三个层层深入的讨论题贯穿这节课，而不仅仅是知识本身。