手持技术之“催化剂、浓度对反应速率的影响”教学设计

课例研究
一、教材分析
本节课以义务教育课程标准实验教科书《化学》九年级上册第二单元课题3“制取氧气”以及《中学化学实验教学研究》第五章第二节实验3“催化剂、浓度等条件对反应速率的影响”为背景，对催化剂的内容进一步补充说明。

二、学情分析
学生已学习了氧气的过氧化氢制法与氯酸钾制法，课本很好地诠释它作为催化剂本身的作用，但学生所了解到的催化剂种类只有二氧化锰，对其它催化剂并不了解；再者，由于课时限制，在氧气的过氧化氢制法中，过氧化氢溶液的浓度对反应速率所引起的影响也并无进一步探究。

三、教学目标
知识与技能：学习不同催化剂和反应溶液的不同浓度对反应速率的影响；了解气压传感器、数据采集器以及配套软件的使用方法。

过程与方法：使用控制变量法比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异，从中认识到催化剂的种类、用量等的选择对实验结果的影响；尝试用比较法来寻找实验的最佳方案，通过实验提高处理实验数据和分析实验结果的能力。

情感态度与价值观：通过亲身体验科学探究的喜悦，从而培养实事求是的科学态度和积极探索的科学精神以及学习化学的兴趣；通过学习过程，初步学会从化学视角去观察生活、生产和社会中有关化学反应速率的问题。

四、教学重难点
教学重点：二氧化锰、马铃薯、过氧化氢浓度对过氧化氢的催化分解速率的影响。

教学难点：手持技术的掌握以及实验数据的处理。

五、教法学法
教法：讲授法、情境导入法学法：实验探究法、讨论法六、实验用具
“探世界”万能数据采集器、气压传感器（0~700kPa）、电子天平、磁力搅拌器、塑料注射器（5ml）、锥形瓶、量筒、研钵。

约为0.5、1.0、1.5mol/L 的H 2O 2溶液、催化剂（事先研细或研烂）：MnO 2、新鲜马铃薯。

七、教学过程（一）情境导入
生活中，由于坡度较大，汽车上坡时比较艰难，但如果降低坡度——在平地上行驶，汽车会行驶得更快更远（如图1）。

化学反应也像汽车一样，相应的降低反应所需的活化能，可以使反应更快的进行，加快反应的速率。

这里的活化能是用来定义一个化学反应的发生所需要克服的能量障碍，表示一个化学反应发生所需要的最小能量。

进而进入主题：将使用催化剂来要降低反应所需的活化能，并引导学生回顾催化剂的种类以及在哪些实验中出现过。

（二）作出假设
对学生的可能回答：“在氧气的过氧化氢制法与氯酸钾制法中用过催化剂二氧化锰！”给予肯定，并趁热介绍另一种催化剂——新鲜马铃薯，提出问题让学生思考：与二氧化锰相比，哪个的催化效率会比较好呢？在不同质量催化剂的作用下反应速率是否一样？
在以上问题上引导学生得出以下假设：
A、二氧化锰对过氧化氢分解反应的催化速率较好；
B、新鲜马铃薯对过氧化氢分解反应的催化速率较好；
C、二氧化锰和新鲜马铃薯对过氧化氢分解反应的催化速率一样好；
D、在不同质量催化剂的作用下反应速率一样；
E、在不同质量催化剂的作用下反应速率不一样。

再拿出不同浓度的过氧化氢溶液抛出问题：不同浓度的过氧化氢溶液对反应速率会不会也有影响呢？如果有，0.5、1.0、1.5mol/L 的H 2O 2溶液在催化剂作用下哪一种溶液的分解速率最快呢？
在此问题上引导学生得出以下假设：（相同催化剂的条件下）F、不同浓度的过氧化氢溶液对反应速率有影响；G、不同浓度的过氧化氢溶液对反应速率无影响；
H、0.5mol/L 的H 2O 2溶液在催化剂作用下分解速率最快；I、1.0mol/L 的H 2O 2溶液在催化剂作用下分解速率最快；J、1.5mol/L 的H 2O 2溶液在催化剂作用下分解速率最快。

（三）介绍实验用品以及实验步骤：（并重点讲解气压传感器、数据采集器以及配套软件的使用方法）
（四）分组实验
将学生分成四大组，利用手持技术进行实验。

第一组同学进行MnO 2催化H 2O 2溶液（1.0mol/L）的分解反应实验；第二组同学进行新鲜马铃薯催化H 2O 2溶液（1.0mol/L）的分解反应实验。

分别将实验数据记录于表1、表2中。

表1　MnO 2催化H 2O 2溶液（1.0mol/L）分解反应的动力学方程
表2　新鲜马铃薯催化H 2O 2
溶液（1.0mol/L）分解反应的动力学方程
第三组同学进行0.04gMnO 2催化不同浓度H 2O 2溶液的分解反应实验；第四组同学进行2.0g 新鲜马铃薯催化不同浓度H 2O 2溶液的分解反应实验。

分别将实验数据记录于表3、表4中。

表3　0.04gMnO 2催化不同浓度H 2O 2
溶液分解反应的动力学方程
表4　2.0g 新鲜马铃薯催化不同浓度H
O 溶液分解反应的动力学方程
（五）讨论交流、得出结论
实验结束后，第一组与第二组的数据进行对比，对假设A、B、C 进行判断，得出结论；同时进行组内数据对比，对假设D、E 进行判断，得出结论；第三组与第四组分别进行组内数据对比，对假设F、G 进行判断，若假设F 成立，再判断假设H、I、J，并得出结论。

最后，教师总结各小组代表的汇报情况，针对实验中所出现的问题（如实验装置漏气）等提出解决方案。

八、板书设计（主板书） （副板书）一、催化剂：降低反应所需活化能 实验探究步骤：
手持技术之“催化剂、浓度对反应速率的影响”教学设计
■陈小婉　衷明华　（韩山师范学院　化学与环境工程学院　521041）
【摘　要】　利用手持技术对“催化剂、浓度对反应速率的影响”进行探究，通过斜率判断反应速率的大小，加深学生对催化剂的认识，并在实验中实现自主探究。

【关键词】　手持技术；催化剂；H 2O 2的浓度；反应速率【中图分类号】G64.24 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）15-0260-02
课例研究
二、不同催化剂（种类、质量） （一）提出问题 对反应速率的影响 （二）作出假设三、不同浓度对反应速率的影响 （三）进行实验 （四）讨论与交流 （五）得出结论九、教学特色
1、创设民主和谐的学习气氛，让学生真正成为学习的主人，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的合作精神。

2、课内与课外相结合。

课内学知识，课外学技能，运用理论，使学生真正做到将知识的掌握灵活运用，提高自主动手能力。

参考文献：
【1】黄瑞娇，衷明华.应用手持技术实验探究“催化剂、浓度等对化学反应速率的影响”的教学设计【J】.江西化工，2015年，第4期：116-117.
【2】王小玲，郑琳，衷明华.《催化剂、浓度等条件对反应速率的影响》说课稿【J】.江西化工，2015年，第5期：142.
一、教材分析
《金属活动性》是人教版九年级化学下册第八单元课题2活动与探究的内容，它侧重于对金属活动性顺序的理解和能利用金属活动性顺序解释—些与日常生活有关的化学问题，使学生在获得知识的同时，解决实际问题的能力也获得提高，而且学好本课题为以后学习酸、碱、盐打下良好的基础。

二、教学目标 1.知识与技能
（1）熟悉掌握气压传感器、数据采集器的使用方法。

（2）利用测量的反应速率数据初步认识常见金属与盐酸的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题；
2.过程与方法
（1）通过认识金属的化学性质及其活动性顺序，初步学会运用观
察、实验等方法获取信息，学会读图，分析和总结数据的能力；
（2）通过实验养成独立思考，举一反三的创造性思维。

3.情感态度和价值观
（1）培养学生合作，严谨求实的科学发展观。

（2）培养学生辩证唯物主义观点，激发和增强对化学现象的好奇心和探究欲，提高学习化学的兴趣。

三、教学重、难点
重点：通过实验探究认识金属活动性顺序。

难点：运用金属活动性顺序解释生活、生产中的实际问题。

四、教学用品
1.仪器：艾迪生数据采集器、气压传感器。

2.试剂：试管、镊子、镁、铁、铜、盐酸溶液，硫酸铜溶液、硫酸铝溶液、硝酸银溶液。

基于手持技术的“金属活动性”教学设计
■张玮婷　衷明华　（韩山师范学院化学与环境工程学院　广东潮州　521041）
【摘　要】　金属活动性是中考的一个重要知识点，对于训练学生的创新思维有着重要作用。

将手持技术融入“金属活动性顺序表”的测探究验，利用手持技术配合自制的教具通过与酸的反应速率的变化数据的采集完成对“金属活动性顺序表”实验探究，有利于学生从定性和定量的角度对金属活动顺序有更好的了解。

【关键词】　教学设计；手持技术；金属活动顺序；反应速率【中图分类号】G64.24 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）15-0261-01五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
（提问）通过上一节课的学习，我们已经了解了金属的物理性质以及
和氧气反应的特点，我们常说“真金不怕火炼”，那真金能不能用酸
炼呢？
（过渡）金属的物理性质和化学性质都是有差别的，那今天我们就来
看看它们与酸反应，有什么不一样。

不一样是因为什么呢？
（展示仪器）介绍传感器及其基本操作和注意事项。

（思考）
（思考并回答）不能。

（讨论）
（举手回答）
因为金属的化学性质不一样，活泼性不一样。

（思考并观察）
从生活的俗话出发，激发学生的兴趣和求知欲。

趁热打铁抛出问题，让学生更好的带着问题去完成实验。

实验探究
（分组探究）将同学们分为六个小组，学生分别亲自动手做 镁、铁、
铜与盐酸，铝与硫酸铜，铜与硝酸银，铜与硫酸铝的实验，老师在
旁边观察， 实验结束后，每小组派一名学生代表汇报探究结果。

（提问）在镁、锌、铁、铜几种金属中，哪些金属能与盐酸、稀硫酸
发生反应？哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应速率的快
慢程度呢？由此你能把金属分为哪两类？
（动手实验）根据提供的实验仪
器完成实验。

（小组讨论）记录实验现象，并写出化学方程式。

（小组学生讨论并派代表发言）
让学生体会科学探究的过程，培养学生合作学习的学习方式，提高学生观察分析问题的能力，加强学生对金属活动性顺序的理解，突出重点，突破难点。

实验现象分
析及结论
【讲述并总结】通过上述实验，我们得出了三种金属的活动性顺序，
经过科学家们大量的实验验证了这样的一个金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au
（学生记录笔记）
其中氢不是金属，将其加进去是为了区
分较活泼金属和不活泼金属，对于金属和酸的反应，排在氢前面的金属可以和酸反应，且越往前，反应越剧烈，便于学生记忆。

六、板书设计金属的活动性顺序
1.金属与酸反应 镁>锌>铁>铜。

（金属活动性由强到弱排列）
2.金属与金属化合物的溶液反应 铁>铜>银。

（金属活动性由强到弱排列）
3.金属活动顺序
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 （氢） 铜 汞 银 铂 金
七、教学反思
1.使实验更加现代化。

一些在传统实验室无法实施的实验也可顺利进行，简易化手持技术使得实验教学与国际接轨，化学实验不仅在实验室进行，还可以在户外等场所随时随地进行。

2.体现了研究性、探究性实验等综合实践活动，有利于学生读图分析能力。

一些难于理解的科学概念和原理，借助于手持技术的实验变得容易认知，在实验结果上，仪器会自动显示给学生清晰的实验结果而不需进行复杂的数据处理工作。