“化学反应的速率”教学思考和对策

“化学反应的速率”教学思考和对策
作者：盛景云
来源：《教育教学论坛》2015年第04期
摘要：“化学反应的速率”包括化学反应速率的定量表示方法以及浓度、温度、催化剂等外界因素对反应速率的影响等内容。

对教学过程中出现的问题进行了较为深入的思考，并提出了相应的解决对策。

关键词：化学反应速率；教学思考；对策
中图分类号：G632.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0233-02
“化学反应的速率”是从化学动力学的角度研究化学反应进行快慢的一节课，课程重点是学习化学反应速率的定量表示方法以及浓度、温度、催化剂等外界因素对反应速率的影响。

考试大纲对这节课的要求有：了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法；理解浓度、温度、压强、催化剂等外界条件对反应速率的影响，认识其一般规律；了解化学反应速率在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

学生对“化学反应速率”这一知识点的认识发展过程可用图1来表示，通过必修2的学习已经知道化学反应有快慢之别，但不知道如何定量描述化学反应的快慢。

已经知道浓度、温度、催化剂等外界条件的改变将对化学反应速率产生怎样的影响，但不知道为什么能产生这样的影响、影响程度如何。

学生在本节课将学习化学反应速率的定量表示方法，并从定量的角度来探讨外界条件对化学反应速率的影响情况。

现以鲁科版“化学反应原理”第二章第三节“化学反应的速率”为例，对教学过程中出现的问题进行思考并提出相应解决对策，本节教材的内容框架如图2所示。

一、化学反应速率
教材在这一部分通过一个探究活动，让学生尝试对化学反应速率进行定量的研究。

在教学过程中易出现一个问题：由于在这个实验中直接测到的是镁条的质量和物质的量，所以在表示反应速率时，学生都是直接用单位时间内的镁条质量的变化量或物质的量的变化量来表示反应速率的。

这与通常说的用单位时间内物质浓度的变化量来表示反应速率不同，因此探究活动设置了问题2“如果分别用单位时间内盐酸浓度的减小和氯化镁浓度的增加来表示反应速率，需要哪些数据？”来引导学生，为下文的速率方程做了铺垫。

在学习过程中，学生容易犯一个错误，即将镁的物质的量的变化量除以溶液的体积，当作是镁的浓度的变化量，教师应指导学生，“一般来说，浓度只针对气体和溶液中的溶质，固体和溶剂的浓度看做常数，不能用来表示化学反应速率”。

在教师的教学和学生的学习过程中还应注意以下几点：第一，对于同一个化学反应，用不同的物质来表示的反应速率，在数值上是不同的，所以一般要指出是v（A）还是v（B）。

第二，无论用反应物还是用生成物来表示的化学反应速率都是正值，但在课本中出现的两个公式
的形式：会让学生以为，以单位时间内反应物浓度的变化量表示的反应速率是负的，容易给学生造成困惑，所以应强调Δc（A）就是浓度的变化量，不一定是“末减初”，即无论以什么物质来表示的化学反应速率都是一个正值。

第三，上述的第二个公式较为复杂，学生理解和记忆时比较困难，在实际应用中也较少出现，只是为了说明同一反应用不同物质表示的反应速率都是相同的，所以在教学时应注意引导学生重点理解和掌握第一个公式，对第二个公式的理解应是：在同一个化学反应方程式中，以不同物质表示的反应速率之比等于其方程式系数之比。

在必修2的学习中，学生已经从定性的角度了解了什么是化学反应速率，在这节课中将进一步学习化学反应速率的定量表示方法，并从定量的角度来探讨外界条件对化学反应速率的影响情况，着重培养学生对问题进行定量研究的意识。

二、浓度对化学反应速率的影响
在浓度对速率的影响中，教材出现了速率方程：v=kc（A）c（B）。

在教学中要注意把握这部分内容的深广度，与掌握具体知识相比，本节课更重视培养学生对问题进行定量研究的意识，所以在教学时应抓住的一个核心是：只需要知道化学反应速率与反应物浓度存在一定的定量关系，这种定量关系通常通过实验测定，与化学方程式中的系数并无确定关系。

在教学过程中遇到的问题主要有：第一，学生易把速率方程和上节的化学反应速率的计算公式混淆，对于两个公式所表达的意义也不清楚。

对于这个问题的突破，可以通过将两个公式进行对比，指导学生对两者进行区分。

第二，压强对化学反应速率的影响是学习过程中的一个易错点，应指导学生将压强对速率的影响转化成对浓度的影响，即压强改变时只有引起浓度的变化才会影响反应速率，否则不影响，如：恒容下充入与反应无关的气体问题、只涉及液体和固体的反应的问题等。

三、温度对化学反应速率的影响
这部分内容教学的重点是：温度与反应速率常数之间存在着定量关系；温度对反应速率的影响与活化能有关；活化能的定义。

教学时应通过情境的创设，层层设问，将知识点一一引出。

首先提问：温度如何影响化学反应速率？（通过影响反应速率常数来影响化学反应速率）；其次提问：为什么升高相同温度对不同化学反应的速率影响程度不同？（不同反应的活化能不同，活化能越大改变温度对反应速率的影响程度越大）；最后再解释什么是活化能。

温度对速率的影响涉及到了化学反应动力学研究的问题，具有非常强的理论性。

例如：教材提出了“基元反应”的概念，又对“化学反应式怎样进行的”这一问题进行了分析。

如何在教学过程中做到既不增加学习难度、不引入过多概念，又可以帮助学生从本质上理解为什么化学反应速率会千差万别，为今后的学习打下初步的理论基础，就成为教学的一个难点。

因此在进行阿伦尼乌斯公式的教学时，只要求学生知道对于一个确定的反应，温度对化学反应速率的影响与活化能有关。

当Ea>0时，升高温度反应速率常数增大，化学反应速率加快。

在教学过程中不宜追究其来龙去脉，更不宜进行公式推导。

教材中的反应历程示意图应指导学生学习，借助图像有助于帮助学生理解活化能的意义。

四、催化剂对化学反应速率的影响
催化剂对速率的影响主要是让学生了解催化剂是通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率的。

教材中的“氯催化臭氧分解历程示意图”是教学的重点，可以帮助学生理解上述内容。

在教学过程中会遇到的问题是：学生常常将催化剂对化学反应速率的影响和对平衡移动的影响混淆。

教师应帮助学生对这一内容进行对比和归纳，如：催化剂降低了反应的活化能，从而使反应速率常数增大，进而提高了化学反应速率；而催化剂不能改变化学平衡常数，从而不影响平衡的移动，不改变平衡状态，问题就能够得到解决了。

教材从“化学反应是怎样进行的”提出“反应历程”和“基元反应”等概念。

这些概念的引入可从本质上揭示化学反应的复杂性，保证了教学内容的科学性，帮助学生从本质上理解为什么化学反应速率会千差万别，为今后的学习打下初步的理论基础。

但是，高考对速率方程、阿伦尼乌斯公式、基元反应和碰撞理论等都没有要求，那么在教学中如何准确把握教学的深广度，就成为了一个重要的问题。

例如对于“基元反应”，仅需知道基元反应即为一步完成的反应，而许多化学反应是由若干个基元反应组成的复杂反应即可。

再如对于“速率方程”，需知道化学反应速率与反应物浓度存在一定的定量关系，这种定量关系通常通过实验测定，与化学方程式中的系数无确定关系。

与必修2相比，化学反应原理着重培养学生对问题进行定量研究的意识，因此如何准确把握教学的深广度，不给学生增加学习的负担也是教学过程需要解决的一个重要问题。

在教学时，既要使学生对化学反应速率及其影响因素的认识在必修的基础上有所提高，又不过于定量化、抽象化，要注意使这部分内容区别于大学化学教学。

重点培养学生分析处理数据的能力及解决问题的能力、逻辑思维的能力，这些能力的考察也是新课程高考中的一个重要方面。

参考文献：
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