内容正文:
第3节 化学反应的速率
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学习目标
1. 证据推理与模型认知:
(1):通过“探究化学反应速率的影响因素”核心活动,初步形成运用变量控制方法设计实验方案的思维模型
(2)发展由定性到定量的认识,理解化学反应速率的定义。
2. 科学探究与创新意识:通过“探究化学反应速率的影响因素”核心活动,进一步体会、应用科学探究的一般程序
3. 科学精神与社会责任: 通过对塑料降解的了解、体会控制反应条件在科学研究和生活中的应用
塑料废物污染是世界环境难题。大部分塑料一次性使用后即被丢弃。迄今为止学术界认为,塑料产品由于物理化学结构稳定、在自然环境中可能数十至数百年不会被分解。塑料在土壤中完全被微生物同化,降解成CO2和水实现无机矿化,可能需要200-400年时间,从而造成在环境中的积累。
影响化学反应快慢的因素有哪些?
发现问题
提出假设: 影响化学反应快慢的因素有哪些?
物质本身性质、反应物浓度、反应温度、催化剂、物质的接触面积等
任务一:探究影响化学反应快慢的因素
提出假设
得出结论
实验验证
设计方案
发现问题
提出假设: 影响化学反应快慢的因素有哪些?
物质本身性质、反应物浓度、反应温度、催化剂、物质的接触面积等
任务一:探究影响化学反应快慢的因素
提出假设
得出结论
实验验证
设计方案
发现问题
实验用品:
镁片、锌片、块状碳酸钙、碳酸钙粉末、二氧化锰粉末、过氧化氢(3%)、稀盐酸(1mol/L、3mol/L)、氯化铁溶液、蒸馏水、热水(水浴用);
试管、药匙、镊子、烧杯、胶头滴管
任务一:探究影响化学反应快慢的因素
得出结论
实验验证
发现问题
设计方案
提出假设
方案设计——初步体验实验方法
确定待研究的影响因素 物质本身性质
选择化学反应
实验中存在的变量
设计具体实验操作
确定观测反应快慢的指标
实验方法:在这种多因素的实验探究中,可以选择怎样的实验方法?
变量控制法
温度、酸的浓度、酸的体积、铁片锌片的接触面积
气泡冒出快慢
Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2
Mg + 2HCl == MgCl2 + H2
变量控制方法
“探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。
设计此类任务实验方案的关键是变量控制,可按以下步骤进行思考。
1. 确定研究对象,如选定符合实验要求的化学反应。
2. 确定自变量和因变量。在本实验中,自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件,因变量为化学反应速率。
3. 设计实验操作,改变单一自变量。在此过程中,要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。
4. 确定因变量的观测指标。在本实验中,应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。
方法引导
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任务一:探究影响化学反应快慢的因素
得出结论
实验验证
发现问题
设计方案
提出假设
方案设计
请同学们填写表格,完善实验方案。优先完成本组探究的实验方案。
确定待研究的影响因素
选择化学反应
实验中存在的变量
设计具体实验操作
确定观测反应快慢的指标
实验:1、2组——浓度对速率的影响 3、4组——温度对速率的影响
5、6组——催化剂对速率的影响 7、8组——接触面积对速率的影响
任务一:探究影响化学反应快慢的因素
得出结论
实验验证
发现问题
设计方案
提出假设
方案设计——交流讨论实验方案
任务一:探究影响化学反应快慢的因素
得出结论
发现问题
提出假设
实验验证
设计方案
任务一:探究影响化学反应快慢的因素
发现问题
提出假设
设计方案
得出结论
实验验证
得出结论
内因: 反应物本身的性质决定反应速率的大小
外因: 温度升高,反应速率增大
反应物浓度增大,反应速率增大
接触面积越大,反应速率越大
催化剂会改变反应速率的大小
其他因素:压强(对于有气态物质参加的反应)、溶剂、光波、
电磁波、超声波等
催化剂的重大作用
硫酸工业
闵恩泽与石油化工催化剂
20世纪70年代,指导开发出渣油裂化催化剂、钼镍磷加氢精制催化剂,使我国炼油催化剂的开发理由迎头赶上世界先进水平,实现我国炼油催化剂的跨越式发展。
公元7世纪人们就开始寻找制取硫酸的方法,直到1875年德化学家麦塞尔以铂为催化剂才使硫酸生产有了较大的发展;后来以钒代替铂为催化剂、用氧气代替空气等,使生产效率得到极大提高
任务二——H2O2分解的再探究 由定性到定量
浓度变化、压强变化、氧气浓度、溶液质量变化
1. 除了观察产生气泡的多少,还能依据哪些变化的物理量研究H2O2分解