人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率教学设计

第二章 化学反应速率与化学平衡

   第一节 化学反应速率

    第2课时 教学设计

【教学目标】

1.了解活化能、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。

2.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,会运用其一般规律。

3.通过催化剂实际应用的事例,能说出其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

4.学会识别化学反应速率的图像，培养培养从图像中挖掘信息的能力。

【教学重难点】

1.重点：

浓度、压强对化学反应速率影响的一般规律。

2.难点：

运用有效碰撞理论解释浓度、压强对化学反应速率的影响。

【教学过程】

1.新课导入

[投影]展示与反应速率有关的图片。

[引入]生活中，我们常希望食物腐败的慢一点，文物建筑腐蚀的慢一点，白色垃圾降解的快一点，那么究竟有哪些因素会影响化学反应速率？

[学生活动]观看PPT，根据生活经验得出常见的影响化学反应速率的因素。

[设计意图]结合课件图片的引导，明确影响化学反应速率的因素分为内因和外因，本堂课重点探究外因中浓度、压强对化学反应速率的影响。

2.新课讲授

[师]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、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率。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、向炉膛鼓风、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。

[学生活动]阅读课本找出有效碰撞的概念、条件以及与速度的关系。

[讲解]有效碰撞指的是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。

投篮中的两个条件：一是运动员应具有足够的能量，二是应有合适的取向。有效碰撞的道理即是如此。

[投影]

[板书]活化能和活化分子

[师]活化分子(activated molecule)，即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，重新组合生成物分子，发生化学反应。

而活化能(activation energy）则是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)。

[投影]

如上图中的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。

[师]运用刚刚学过的有效碰撞理论，大家可以解释一下外界条件(浓度、温度、压强、催化剂)对化学反应速率的影响。

[学生活动]小组讨论并回答：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。

[投影]解释化学反应的过程

[过渡]影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行。

[板书]二、影响化学反应速率的因素

[提问]浓度是怎样影响化学反应速率的？

[学生活动]学生思考并回答：其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，减小反应物浓度反应物速率减小。

[师]那么运用有效碰撞原理应该如何解释呢？

[提示]对于某一化学反应来说,在一定条件下,反应物分子中活化分子的百分数是一定的,而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比,即与反应物的浓度成正比,当其他条件相同时,反应物浓度增大,单位体积内活应速率增大。同理,可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。

[思考讨论]那么大家想一想，改变反应物的用量对化学反应速率一定有影响吗?

[学生活动]学生思考并回答：不一定。对于固体或纯液体,一般情况下其浓度视为常数,因此改变固体(表面积变化不大时)或纯液体的用量对化学反应速率无影响。

[过渡]压强是怎样对化学反应速率进行影响的？

[师]当增大压强时，固态、液态物质体积基本不变，浓度也不变，反应速率也不变。对于气体来说，增大压强，体积减小，浓度增大，因而反应速率也增大。

[思考]为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？

[师]一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。

[投影]

[师]压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们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。

[过渡]温度是怎样对化学反应速率进行影响的？

[师]当其他条件相同时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,从而增效碰撞的次数增加,因而化学反应速率增大。同理,可以解释降低温度会使化学反应速率减小应速率,是因为它能改变反应历程,改变反应的活化能。

[强调]上述结论，对于吸热和放执反应都适用。一般地，温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对化学反应速率的影响要大，也更易于控制，是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。

[过渡]催化剂是怎样影响化学反应速率的？

[师]能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。在实际应用中。如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。

[讲解]当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。

【课堂小结】

外界条件对反应速率产生影响的微观本质

【板书】

2.1.1影响化学反应速率的因素

一、有效碰撞理论

1．有效碰撞

2. 活化能与活化分子

二、影响化学反应速率的因素

            内因：取决于反应物本身的性质

影响因素

            外因：主要有浓度、压强、温度、催化剂等