2.1.2定性与定量研究影响化学反应速率的因素 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

《定性与定量研究影响化学反应速率的因素》 一、使用教材 教材版本：人教版 学段：高中 年级：高二 教材名称：《化学反应原理》 册次：选择性必修1 课次：第二章第一节第二课时 课程名称：定性与定量研究影响化学反应速率的因素 二、实验器材 （1）实验药品:0.01mol.L- 1KMnO4 酸性溶液，0.1mol.L- 1H2C2O4溶液，0.2mol.L- 1H2C2O4溶液，MnSO4固体，热水，蒸馏水。 （2）实验器材：试管，量筒，胶头滴管，移液管，温度计，烧杯，药匙，恒温水浴锅，色度传感器，导线，数据采集器，笔记本电脑，朗威数字化系统软件。 三、实验创新与改进 （1）自主化：通过任务驱动，学生自主设计实验方案并实施，体现学生的主体地位。 （2）数字化：运用手持技术有助于学生学习方式的转变，手持技术的应用转变了学生的探究思路，让同学们“看到”反应速率的变化，还可以判断多因素影响的结果。 （3）一体化：系统性的创新实验，用同一套实验装置，同一批实验药品就可以解决，操作简单，现象明显，逻辑清晰。 （4）素养化：本节课的实验教学环节，通过设计对照实验—动手实验—交流分享—互相评价，强化控制变量思想，掌握定性、定量实验方案选择等科学研究方法。进一步发展了学生的学科核心素养。 四、实验原理 （1）实验：2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4 = K2SO4+2MnSO4 +10CO2↑+8H2O （2）控制变量法：控制变量法是指根据研究需要，运用一定手段，主动干预或控制事物发展的过程，在特定观察条件下探索客观规律的一种方法。在化学实验教学中运用控制变量法研究问题的方法是：在进行化学实验时，若该实验受到多个因素的影响，先把其它因素控制起来，使它们保持不变，仅改变一个因素，把多因素转变为单因素对该实验的影响，然后再依次逐一改变其它因素进行实验，最后通过对比、归纳、总结得出研究结论。 （3）Mn2+催化作用：相关文献资料表明MnO4-+5C2O42++16H+= Mn2++10CO2↑+8H2O是一个典型的自催化反应，反应开始时需要考虑MnO4-与Mn2+的反应，一般认为自催化是由Mn2+引起的。 （4）色度传感器的使用介绍：通过色度传感器和数据采集器测定溶液透光率的变化，记录反应所需的时间，确定反应的快慢。色度传感器是一种通过对光的吸收比例来测量溶液浓度的传感器，溶液浓度越大，透过率越小。 五、实验教学目标 （1）自主设计实验方案，探究浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。【实验探究和创新意识】 （2）讨论归纳浓度、压强、催化剂对化学反应速率的影响规律【证据推理和模型认知】 （3）通过分析定量实验图像，提高识图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。建立“宏-微-符-图”的立体认知模型。 【证据推理和模型认知】 （4）根据探究目的设计并优化实验方案，掌握应用控制变量法、定性、定量实验方案选择原则等科学研究方法。【实验探究和创新意识】 六、实验教学内容 （1）学生自主设计一体化实验方案探究浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响，体会控制变量思想。 （2）学生合作探究浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响，证据推理，获取知识认知。 （3）数字化实验拓展，深入思考探究浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。 七、实验教学过程 【引课】学生和教师的生活实例展示。 【实验设计】根据“资料单”中“资料一”介绍的控制变量法，探究浓度、温度、催化剂任一条件的改变对化学反应速率的影响。小组讨论设计实验方案，确定变量因素及用量，实验仪器药品：0.01mol.L- 1KMnO4 酸性溶液，0.1mol.L- 1H2C2O4溶液，0.2mol.L- 1H2C2O4溶液，MnSO4固体，热水，150ml 烧杯，小试管6个，药匙。 反应如下：2KMnO4+5H2C2O4 +3H2SO4 = K2SO4+2MnSO4 +10CO2↑+8H2O 表 1 设计方案表格 自变量1 自变量2 自变量3 自变量4 因变量 实验目的 变量因素 对照组 实验组1 实验组2 实验组3 【课件展示】请带着以下问题设计实验方案： 1.变量因素各是什么？ 2.因变量如何测定？ 3.如何保证反应物的量（浓度）是恒定的呢？是否需要加水？ 4.加入MnSO4 时，加入固体还是溶液？为什么？ 5.可能会有那些无关变量的影响呢？ 【学生活动】小组讨论，制定实验方案。 【方案展示】随机选取一组实验方案，拍照投屏至希沃智慧黑板，小组代表分享实验设计思路。 【分析】控制变量法的应用及因变量的选择注意事项。比如在其他条件不变时，只改变其中一个变量，因变