实验活动7 化学反应速率的影响因素（表格型教学设计）化学人教版必修第二册

实验活动7 化学反应速率的影响因素 教学设计 课题 化学反应速率的影响因素 课型 实验课 教材 必修第二册第六章 实验活动7（人教版） 一、教学目标 知识目标 1.掌握变量控制的科学研究方法，并能运用该方法设计实验探究浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。 2.理解改变反应条件可以调控化学反应的速率，并能运用相关知识解释一些化学反应现象。 素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过实验观察宏观现象，分析化学反应速率的影响因素，从微观角度理解化学反应的发生过程。 2.证据推理与模型认知：通过实验数据和现象，推理得出浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响规律，建立化学反应速率影响因素的模型。 3.科学探究与创新意识：科学探究与创新意识：通过分组实验探究化学反应速率的影响因素，培养学生的实验操作能力和创新思维，体会科学探究的过程和方法。 二、教学重难点 教学重点 1.体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。 教学难点 1.体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。 三、教学分析 化学反应速率是化学学科中的重要概念，它贯穿于整个化学学习过程中，对于理解化学反应的进行和控制具有关键作用。这部分内容不仅是对前面所学化学反应知识的深化和拓展，也为后续学习化学平衡等知识奠定基础。通过具体的实验探究，让学生亲身体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响，培养学生的实验操作能力和科学探究精神。教材还强调了变量控制的科学研究方法，引导学生学会在多因素问题中控制变量，从而更准确地研究各因素对反应速率的影响。本课时的重点和难点均为体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响，通过实验探究让学生直观地感受这些因素的作用，加深对化学反应速率影响因素的理解。 四、学情分析 学生已经对化学反应有了一定的了解，但对于化学反应速率的概念和影响因素还比较陌生。他们具备一定的实验操作技能，但在科学探究和实验设计方面的能力还有待提高。思维方面，初高中学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于直观、具体的实验现象容易理解，但对于抽象的概念和理论需要更多的实例和引导。他们对化学实验充满好奇心和兴趣，但在实验过程中可能会缺乏严谨的科学态度和规范的操作方法。基于学生的这些特点，在教学过程中应充分利用实验探究的方式，让学生亲自动手操作，观察实验现象，分析实验结果，从而更好地理解化学反应速率的影响因素。同时，要注重引导学生掌握变量控制的科学方法，培养他们的科学思维和探究能力。此外，还应结合生活实际，让学生了解化学反应速率在生活和生产中的应用，提高学生学习化学的积极性和主动性。 五、教学过程 教学环节 教学内容 设计意图 教学任务一 新课导入 【播放“大象牙膏”实验视频】同学们，在正式开始今天的课程之前，老师先给大家播放一段神奇的实验视频。（播放“大象牙膏”实验视频，视频中过氧化氢在催化剂作用下迅速分解，产生大量泡沫像牙膏一样涌出） 【引导学生观察与思考】大家看这个实验是不是特别震撼！在这个实验里，过氧化氢分解产生氧气的速度非常快，大量的泡沫瞬间就喷发出来了。那大家想一想，是什么让过氧化氢分解得这么快呢？催化剂在这里起到了怎样的作用呢？除了催化剂，还有哪些因素会影响化学反应进行的快慢呢？ 【引出课题】带着这些疑问，今天我们就一起来探究“化学反应速率的影响因素”，看看浓度、温度和催化剂等因素是如何影响化学反应速率的。 【引入】同学们，今天老师要给大家展示一个神奇的实验——“神奇的大象牙膏”。（进行“大象牙膏”实验展示）大家看，这个反应进行得非常迅速，泡沫像大象牙膏一样喷涌而出。那大家思考一下，催化剂对化学反应速率有什么影响？化学反应速率的影响因素有哪些？又如何用实验来证明呢？带着这些问题，我们进入今天的学习。 【师生活动】 教师进行“大象牙膏”实验展示，同时提出问题引导学生思考。 学生观察实验现象，积极思考教师提出的问题，并在小组内进行初步讨论。 1.激发学生兴趣：“大象牙膏”实验现象非常壮观，具有很强的视觉冲击力，能迅速吸引学生的注意力，激发他们对化学实验和化学反应的好奇心，提高学生参与课堂的积极性。 2.引发思考：通过展示实验现象并提出问题，引导学生思考催化剂以及其他因素对化学反应速率的影响，使学生带着问题进入新知识的学习，增强学习的主动性。 3.自然导入新课：从有趣的实验现象过渡到本节课要探究的化学反应速率的影响因素，衔接自然，让学生明确本节课的学习方向，为后续的学习做好铺垫。 教学环节二 化学反应速率的影响因素 任务1：请同学们复习化学反应速率的影响因素 【引入】在学习新的实验探究之前，我们先来复习一下化学反应速率的影响因素。大家回忆一下，影响化学反应速率的因素有哪些呢？ 【问题】请同学们思考并回答，影响化学反应速率的内因和外因分别有哪些？它们是如何影响化学反应速率的？ 【师生活动】 【学生思考】 回答：影响化学反应速率的内因是反应物的化学性质，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢。 外因包括温度、反应物的浓度、催化剂、固体表面积等。升高温度，化学反应速率加快；反之减慢；增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢；使用催化剂，化学反应速率加快；增大反应物固体面积，化学反应加快；反之减慢。 【讲解】评价、强调：大家回答得很准确。内因是决定化学反应速率的根本因素，而外因则是在一定程度上改变化学反应速率。我们要理解这些因素是如何影响反应速率的，这对我们后面的实验探究和知识应用非常重要。 【总结讲解】 一、化学反应速率的影响因素 1.复习化学反应速率的影响因素 影响化学反应速率的因素 规律 (在其它条件相同时)  内因 性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之则越慢 外因 温度 升高温度，化学反应速率加快；反之减慢 反应物的浓度 增大反应物的浓度，化学反应加快；反之减慢 催化剂 使用催化剂，化学反应速率加快 固体表面积 增大反应物固体面积，化学反应加快；反之减慢 2.方法导引——变量控制 3.满足实验的条件 (1)有明显的实验现象，如溶液中出现浑浊，产生气泡，有颜色变化等。 (2)反应快慢适中，便于观察和记录。 通过复习旧知识，为新知识的学习和实验探究奠定基础，让学生对化学反应速率的影响因素有更系统的认识。 教学环节三 化学反应速率的影响因素探究实验 任务1：请同学们分组实验探究化学反应速率的影响因素。 【引入】接下来，我们通过实验来探究浓度对化学反应速率的影响。大家分组进行实验，仔细观察实验现象，并记录相关数据。 【实验用品】 烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、药匙、秒表。 0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、10% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、MnO2粉末、蒸馏水。 【实验原理】 1. 硫代硫酸钠与硫酸的反应 硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫： Na2S2O3 + H2SO4=Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓+ H2O 反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。在不同浓度和温度条件下分别进行上述反应，并比较其反应快慢，可以看出反应物浓度和温度对该反应速率的影响。 【实验原理】 2. 过氧化氢分解会产生氧气，在有或无催化剂存在下进行对比实验，通过观察氧气产生的快慢可以看出催化剂对该反应速率的影响。 任务2：请同学们分组实验浓度对化学反应速率的影响 【问题】请同学们根据实验步骤进行操作，思考为什么要这样设计实验？如何通过实验现象判断反应速率的快慢？ 【学生任务】分组实验：取两支大小相同的试管，分别加入和溶液，向盛有溶液的试管中加入蒸馏水，摇匀。再同时向上述两支试管中加入溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。 2.记录实验数据： 实验编号 加入溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入溶液的体积/mL 出现浑浊的快慢 1 2 0 2 快 2 1 1 2 慢 得出结论：增大反应物的浓度，化学反应速率加快；反之减慢。 【讲解】评价、强调：大家在实验过程中要注意操作规范，准确记录实验现象和数据。通过这个实验，我们可以清楚地看到浓度对化学反应速率的影响。在其他条件相同的情况下，反应物浓度越大，反应速率越快。 【总结讲解】 二、化学反应速率的影响因素探究实验 1. 浓度对化学反应速率的影响 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL和1 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液，向盛有1 mL Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL蒸馏水，摇匀。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。 实验 编号 加入0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入0.1 mol·L-1H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的快慢 1 2 0 2 快  2 1 1 2 　慢　  得出 结论 增大反应物的浓度,化学反应速率加快,反之减慢 任务3：请同学们分组实验温度对化学反应速率的影响 【引入】除了浓度，温度也是影响化学反应速率的重要因素。下面我们通过实验来探究温度对化学反应速率的影响。 【问题】请同学们思考，在这个实验中如何控制变量？怎样通过实验现象判断温度对反应速率的影响？ 【学生任务】 1.分组实验：取两支大小相同的试管，各加入溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。 2.记录实验数据： 实验编号 加入溶液的体积/mL 加入溶液的体积/mL 水浴温度/°C 出现浑浊的快慢 1 2 2 10 慢 2 2 2 50 快 得出结论：升高温度，化学反应速率加快；反之减慢。 【讲解】评价、强调：在实验中，我们要严格控制变量，除了温度不同，其他条件都要保持一致。通过这个实验，我们再次验证了温度对化学反应速率的影响。温度升高，分子运动加快，有效碰撞次数增加，反应速率加快。 【总结讲解】 二、化学反应速率的影响因素探究实验 2. 温度对化学反应速率的影响 取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢。 实验 编号 加入0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液的体积/mL 加入0.1 mol·L-1H2SO4溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊的快慢 1 2 2 10 慢　　  2 2 2 50 快　  得出 结论 升高温度,化学反应速率加快,反之减慢 任务4：请同学们分组实验催化剂对化学反应速率的影响 【引入】最后，我们来探究催化剂对化学反应速率的影响。催化剂在化学反应中起着非常重要的作用，它能显著改变反应速率。 【问题】请同学们思考，催化剂是如何影响化学反应速率的？在实验中如何观察催化剂的作用？ 【学生任务】 1.分组实验：向三支大小相同的试管中各加入溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量粉末和滴溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。 2.记录实验现象： 反应条件 加入​ 加入​ 不加其他试剂 实验现象 产生大量气泡 产生大量气泡 产生少量气泡 反应速率大小 快 快 慢 得出结论：使用催化剂，化学反应速率加快。 【讲解】评价、强调：催化剂能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而增加有效碰撞次数，加快反应速率。在实验中，我们可以明显看到加入催化剂后反应速率的变化。 【总结讲解】 二、化学反应速率的影响因素探究实验 3. 催化剂对化学反应速率的影响 向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10% H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1 mol/L FeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢。 反应条件 加入MnO2 加入FeCl3 不加其他试剂 实验现象 产生大量气泡 产生大量气泡　　　 产生少量气泡 反应速率大小 快 快 慢 得出结论 使用催化剂,化学反应速率加快 任务5：请同学们分组讨论下列问题 【问题和讨论】 在通常情况下，铁与冷水或热水都不发生反应，但红热的铁与水蒸气则可发生反应，生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。 【交互课件】问题和讨论 【总结讲解】 二、化学反应速率的影响因素探究实验 4. 问题和讨论 在通常情况下，铁与冷水或热水都不发生反应，但红热的铁与水蒸气则可发生反应，生成Fe3O4和H2。试从反应条件的角度思考并解释这一事实。 红热的铁与水蒸气可发生反应生成Fe3O4和H2，是因为反应温度高，反应速率大，且反应物H2O为气态，铁与水蒸气的接触面积大，反应速率大，说明反应条件及反应物状态对化学反应速率有重要影响。 通过分组实验，让学生亲身体验原电池的构成和工作过程，培养学生的动手能力和观察分析能力，加深对原电池构成要素及其作用的理解。 通过实验探究，让学生亲身体验浓度对化学反应速率的影响，培养学生的实验操作能力和观察分析能力。 通过实验探究，让学生深入理解温度对化学反应速率的影响，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。 通过实验探究，让学生直观地认识到催化剂对化学反应速率的影响，培养学生的实验观察能力和分析归纳能力。 六、课堂小结 七、板书设计 一、影响因素 1.内因：反应物化学性质 2.外因 温度：升高温度，反应速率加快 浓度：增大浓度，反应速率加快 催化剂：使用催化剂，反应速率加快 固体表面积：增大固体表面积，反应速率加快 二、变量控制 控制单一变量研究多因素问题 三、探究实验 1.浓度对反应速率的影响 2.温度对反应速率的影响 3.催化剂对反应速率的影响 四、问题讨论 反应条件及反应物状态对反应速率的影响 八、随堂练习 1.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L－1的稀盐酸反应，反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H2的量，可以使用如下方法中的(　　) ①将铁粉换为铁块 ②加入NaNO3固体 ③将0.01 mol·L－1的稀盐酸换成98%的硫酸溶液 ④加入NaCl溶液 ⑤滴入几滴硫酸铜溶液 ⑥升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑦改用100 mL 0.1 mol·L－1盐酸 A.③⑤ B.①③ C.⑥⑦ D.⑤⑥ 【答案】C 【解析】①将铁粉换为铁块，减小了反应物的接触面积，反应速率减慢，故①错误；②加入NaNO3固体，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，与铁反应不生成氢气，故②错误；③将0.01 mol·L－1的稀盐酸换成98%的硫酸溶液，铁在浓硫酸中会发生钝化，且浓硫酸与铁反应不生成氢气，故③错误；④加入NaCl溶液，相当于稀释了盐酸，浓度减小，反应速率减慢，故④错误；⑤滴入几滴硫酸铜溶液，铁会置换出铜，形成原电池，加快反应速率，但会消耗铁，导致生成氢气的量减少，故⑤错误；⑥升高温度，反应速率加快，且不改变氢气的量，故⑥正确；⑦改用100 mL 0.1 mol·L－1盐酸，增大了盐酸的浓度，反应速率加快，且不改变氢气的量，故⑦正确。综上，答案选C。 2.相同质量的铁与足量稀硫酸分别在下列条件下发生反应，开始阶段化学反应速率最大的(　　) 选项 铁的状态 T/°C cH2SO4mol⋅L－1 A 片状 20 1 B 片状 20 2 C 粉末 30 1 D 粉末 30 2 【答案】D 【解析】影响化学反应速率的因素有温度、浓度、固体表面积等。温度越高、浓度越大、固体表面积越大，反应速率越快。A和B选项温度相同，B中硫酸浓度大，B的反应速率比A快；C和D选项温度相同，D中硫酸浓度大，D的反应速率比C快；B和D比较，D的温度高且固体表面积大，所以D的反应速率最大。答案选D。 3.反应3Fe(s)＋4H2O(g)⇌Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是(　　) ①增加铁的量　 ②将容器的体积缩小一半　 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　 ④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 A.①④ B.②③ C.③④ D.②④ 【答案】D 【解析】①铁是固体，增加铁的量，对反应速率无影响，故①错误；②将容器的体积缩小一半，压强增大，反应速率加快，故②正确；③保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变，故③错误；④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大，反应物水蒸气的浓度增大，反应速率加快，故④正确。综上，答案选D。 4.某实验小组为了探究影响化学反应速率的因素，进行了稀硫酸与金属铁反应的对照实验，实验数据如下 ①对比实验1和3，表明影响化学反应速率的因素是 ；反应规律为： ，反应速率越快。 ②仅表明固体反应物的表面积对化学反应速率产生影响的实验 有 (填实验序号)。 ③本实验中影响化学反应速率的其他因素还有 。 【答案】①反应物浓度；浓度越大；②实验1和2；③反应温度 【解析】①对比实验1和3，其他条件相同，只有硫酸的浓度不同，所以表明影响化学反应速率的因素是反应物浓度；反应规律为浓度越大，反应速率越快。②实验1和2中，铁的状态不同，其他条件相同，所以仅表明固体反应物的表面积对化学反应速率产生影响。③从实验数据可以看出，温度不同反应速率也不同，所以本实验中影响化学反应速率的其他因素还有反应温度。 九、教学反思 在本次教学中，通过实验探究的方式让学生体验浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响，取得了较好的教学效果。学生积极参与实验，对化学反应速率的影响因素有了更直观的认识。但在教学过程中也存在一些不足之处，例如实验操作过程中，部分学生操作不够熟练，导致实验结果出现偏差。在今后的教学中，应加强对学生实验操作技能的训练，提高学生的实验能力。同时，在问题讨论环节，学生的思维不够活跃，后期可以设计更具启发性的问题，引导学生深入思考，培养学生的思维能力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $