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(共24张PPT)
化学反应速率
绿色高效杀菌剂——过氧化氢
灭菌后设备需将环境中的H2O2快速分解为H2O和O2，当环境内H2O2浓度降到安全值以下，人员方可进入洁净区。
H2O2分子常温下的分解速率很慢。
如何调控？
任务一 认识化学反应的快慢
安全气囊弹出时间约为0.03s
钟乳石每年平均增长3毫米
哪些现象可以描述反应的快慢？
活动1：定性描述化学反应的快慢
气泡溢出的快慢
温度变化的快慢
质量变化的快慢
颜色变化的快慢
物质角度
能量角度
2H2O2 === 2H2O+O2↑ 反应放热
催化剂
气泡溢出的快慢
温度变化的快慢
浓度变化的快慢
如何定性描述H2O2 分解反应的快慢？
物质角度
能量角度
2-1：基于经验归纳影响化学反应快慢的因素
Fe
Na
基于问题
自身性质
温度
催化剂
固体表面积
浓度
活动2：探究影响化学反应快慢的因素
外因
内因
基于问题
提出假设
温度
浓度
影响因素
催化剂
固体
表面积
不好调控
可以调控
反应方程式
研究对象
确定变量
确定观测指标
确定设计原则
温度、浓度、催化剂、
化学反应的快慢
气泡溢出的快慢
控制变量法
基于问题
提出假设
明确思路
2-2：明确研究思路与方法
2H2O2 = 2H2O+O2↑
催化剂
【资料卡片】MnO2催化H2O2分解，MnO2固体也参与反应。
固体表面积
基于问题
提出假设
明确思路
2-3：设计实验方案
设计方案
设计实验 预期现象
单一变量 具体方案（试管图） ①温度
②浓度
③催化剂
④固体表面积
【实验用品】
5%H2O2，10%H2O2，1mol/LFeCl3溶液，1mol/LCuCl2溶液，蒸馏水，MnO2粉末，MnO2颗粒；
胶头滴管，试管，盛冷水的烧杯，盛热水的烧杯。
2mL5%H2O2
热水
2滴1mol/LFeCl3溶液
冷水
2mL5%
H2O2
2滴1mol/LFeCl3溶液
2mL
10%H2O2
2滴
蒸馏水
2mL10%H2O2
2滴1mol/L CuCl2
2滴1mol/L FeCl3 溶液
MnO2
粉沫1g
2mL5%H2O2
MnO2颗粒1g
D
A
B
C
2-4：实验验证
小组内合作探究
大组间成果分享
【明确分工】
2名实验操作员
1名新闻发言人
其余同学认真观察
实验验证
提出假设
明确思路
2-5：得出结论
设计方案
基于问题
化学反应快慢的影响因素 温度
浓度
催化剂
固体表面积
其他条件一定时 c 增大，反应更快
其他条件一定时 T 升高，反应更快
其他条件一定时催化剂可以改变反应快慢
同一反应可以有不同催化剂
不同催化剂对同一反应催化效果不同
其他条件一定时，固体表面积增大，反应更快
得出结论
还有哪些影响反应快慢的因素？
氧气
带火星木条
压强
T不变时
改变 P 是通过改变 V 实现的； 实际改变反应物 c
T不变时
P 增大， 反应越快
基于问题
实验验证
确定研究思路
提出假设
设计方案
得出结论
1.影响反应快慢的因素有哪些？
3.控制变量法
5.分组实验
2.假设：
温度、浓度、催化剂、固体表面积
4.讨论实验方案
6.得出结论
2-6： 思维建模
反应规律的探究实验模型
1
确定研究对象
2
确定自变量
确定因变量
4
设计实验
具体操作
3
确定观测指标
控制变量法
控制变量法
研究哪个反应？
变量是什么？
不变量是什么？
哪个现象便于观察快慢？
怎样具体实施？
1.过氧化氢灭菌器灭菌后，需要将环境中残余的H2O2快速分解为H2O和O2。可以从哪几个角度调控反应快慢？
①高效催化剂
②升高温度
迁移运用：调控过氧化氢分解快慢
环境中H2O2浓度要在一定时间内降到安全值以下，人员才可进入。
2H2O2 = 2H2O+O2↑ 反应放热
催化剂
活动1：认识定量表征化学反应快慢的方法
单位时间内密闭容器压强的改变量△p
单位时间内生成气体的体积△V
单位时间内温度的改变量△T
单位时间内浓度的改变量△c
任务二 定量表征化学反应的快慢
2H2O2 = 2H2O+O2↑ 反应放热
催化剂
物质角度
能量角度
活动2：压强法定量表征化学反应的快慢
压强传感器
数据采集器
【实验用品】
具支试管，活塞，烧杯，压强传感器，数据采集器，电脑。
展示实验：
请同学们认真观察
电脑屏幕上数据的变化
并记录
热水
冷水
5mL5%H2O2
1滴管1mol/LFeCl3溶液
A温度
B浓度
C催化剂
D固体
表面积
1滴管1mol/LFeCl3溶液
5mL5%
H2O2
5mL10%
H2O2
1滴管1mol/L FeCl3 溶液
1滴管
蒸馏水
1滴管1mol/L CuCl2
5mL10%H2O2
MnO2
粉末1g
MnO2
颗粒1g
2mL5%H2O2
小组内合作探究
大组间成果分享
υ(O2) = ——
Δp(O2)
Δ t
如何用压强定量表征反应的快慢？
化学反应速率：单位时间内，有关物理量变化的多少。
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。
单位：mol/(L ·s) 或 mol ·L-1 ·s-1
υ(x) = ——
Δc(x)
Δ t
表达式：
活动3：化学反应速率
υ(H2O2) = —— = 775.3mg/(m3·h)
Δc
Δ t
2.已知环境中H2O2安全浓度不超过1.5mg/m3，某品牌过氧化氢灭菌器工作时峰值浓度为776.8mg/m3。若灭菌后1h人员可以进入清洁区，则H2O2分解的化学反应速率是多少？
迁移运用：调控过氧化氢分解速率
任务三 调控反应速率——解决实际问题
1.汽车尾气中的NO和CO可以生成CO2和N2，但反应速率很慢。可以从哪几个角度调控反应速率？
①高效催化剂
②增大反应接触面积
大力发展新能源汽车
2.汽车尾气进入排气管的温度大约是500~600℃，最适宜的催化剂是哪种？
适宜催化剂：铂、铑、钯
谢谢大家化学反应速率与限度
——基于教学评一体化的教学设计
化学反应速率与限度是人教版化学必修二第六章第二节的内容，属于化学反应原理范围。其中，第1课时的化学反应速率是高中化学的重要概念，既能丰富学生认识化学反应的角度，提升学生调控和利用化学反应的能力；又能为后续学习化学反应原理奠定基础，在教材中具有十分重要的地位。
一、教学分析
1. 课标分析：课标要求学生能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象，能初步解释化学实验和化工生产中反应条件的选择问题。
2. 教材分析：通过本节课学习，学生知道化学反应平均速率的表示方法；通过实验探究影响化学反应速率的因素；学会运用变量控制方法研究化学反应。
3. 学情分析：高一学生对化学反应的快慢已经有感性认识。但欠缺自主设计实验、分析评价实验方案的能力。对化学反应速率的表征形式、影响因素比较模糊。
4. 教学目标：
(1)形成化学变化是有条件的观念，认识反应条件对反应速率的影响；发展学生“变化观念与平衡思想”的核心素养。
(2)认识化学反应速率的多种表征形式，运用变量控制方法设计探究实验，构建影响因素的实验探究模型；培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
(3)利用数字化技术手段测定反应速率，引导学生从定性、定量上收集信息，处理数据，获得证据。培养学生“科学探究与创新意识”的核心素养。
(4)体会实际生活生产过程中反应速率的测定与调控的重要性，赞赏化学对人类生活和生产所作的贡献。发展学生“科学态度与社会责任”的核心素养。
重难点：
(1)形成化学变化是有条件的观念，认识反应条件对反应速率的影响；发展学生“变化观念与平衡思想”的核心素养。
(2)认识化学反应速率的多种表征形式，运用变量控制方法设计探究实验，构建影响因素的实验探究模型；培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
5. 评价目标：根据教学目标制定了相应的评价目标，创设多个问题和活动，选择多种物理量定性描述反应快慢；运用控制变量方法设计影响因素的探究实验；利用数字化实验收集证据，定量表征反应快慢；利用学科思想和学科方法解决实际问题。通过问题和活动多层次、多维度诊断学生的认知发展水平。
二、教学设计
本节课引入“医药常用的消毒剂—H2O2,”为真实情境，将课堂内容与生活实际相结合。选择H2O2为研究对象，一是H2O2消毒剂在ICU、负压病房等医疗方面使用广泛；二是H2O2分解实验承载功能强大，集温度、浓度、催化剂和固体表面积等多种影响因素于一体，且便于定量追踪，便于学生探究。
为达成教学目标，我将本节课知识内容拆解为三个任务：一是运用常规实验定性描述反应快慢；二是利用数字化实验定量表征反应快慢；三是调控反应速率解决实际问题。在实际问题的解决中促进学生学科素养的形成和发展。
教学过程
教学环节 教学活动 学生活动 设计意图
课堂导入 过氧化氢是一种绿色高效杀菌剂。灭菌后设备需将环境中的 H2O2快速分解为 H2O 和O2，当环境内H2O2浓度降到安全值以下，人员方可进入洁净区。但是 H2O2常温下分解的速率很慢。如何调控 创设融入生活的真实情境，激发学生的探究兴趣。
任务一：认识化学反应的快慢 【活动1】认识化学反应的快慢哪些现象可以描述反应的快慢 ①物质角度 ②能量角度 如何定性描述H2O2分解反应的快慢 给定具体反应 2H2O2=2H2O+O2↑反应放热 ①物质角度（具体） ②能量角度（具体） 【活动2】探究影响化学反应快慢的因素 【2-1】基于经验归纳影响化学反应速 率的因素 【2-2】明确研究思路与方法 确定研究对象→确定因变量→确定自变量→确定观测指标→确定设计原则 【2-3】设计实验方案 给定实验用品： 5%H2O2，10%H2O2，1mol/L FeCl3溶液，1mol/L CuCl2溶液，蒸馏水，MnO2粉末，MnO2颗粒；胶头滴管，试管，带冷水的烧杯，带热水的烧杯 总结定性描反应快慢的方法： ①质量变化快慢 ②气泡冒出快慢 ③颜色变化快慢 ④温度变化快慢 提出可能的影响因素: 内因：自身性质 外因：温度、浓度、催化剂、固体表面积 控制变量法步骤： 确定研究对象 确定因变量 确定白变量 确定观测指标 设计原则 小组内合作讨论实验方案，组员上台展示成果。大组间评价、优化设计方案。 学生合作探究，设计实验方案，知道浓度、温度和催化剂是影响化学反应速率的因素。 构建研究反应变化规律的一般模型。 通过设计实验方案，能运用控制变量法研究化学反应的影响因素。
【2-4】实验验证 【2-5】得出结论 影响反应速率的因素主要有温度、浓度、催化剂、固体表面积。其他条件一定时T升高，反应更快；c增大，反应更快；固体表面积增大，反应更快；催化剂可以改变速率。 【2-6】思维建模 反应规律的探究实验模型。 【迁移运用】 过氧化氢灭菌器灭菌后，需要将环境中残余的H2O2快速分解为H2O和O2。 可以从哪几个角度调控 小组内合作实验验证，大组间成果分享。通过探究化学反应速率的影响因素，体会控制变量法原则。 构建反应规律的探究实验模型：基于问题→提出假设→明确思路→设计方案→实验验证→得出结论。 构建研究反应变化规律的一般模型，培养学生证据推理与模型认知的学科核心素养。 通过调控化学反应速率解决实际生活中的问题，体会化学源于生活又回馈于生活，理解社会赋予化学的使命。
任务二： 定量表征化学反应的快慢 【活动1】认识定量表征化学反应快慢的方法 2H2O2=2H2O+O2↑ 反应放热 ①物质角度: ②能量角度： 【活动2】压强法定量表征化学反应的快慢 实验用品：5%H2O2，10%H2O2，1mol/L FeCl3溶液，1mol/LCuCl2溶液，蒸馏水，MnO2粉末，MnO2颗粒；胶头滴管，具支试管（带活塞）；带冷水的烧杯；压强传感器，数据采集器，电脑。 总结定量表征反应快慢的方法： ①单位时间内质量的变化量 ②单位时间内体积的变化量 ③单位时间内浓度的变化量 ④单位时间内温度的变化量 通过问题设置，设计有思维深度的教学问题，让学生基于问题进行分析探究、交流讨论，培养学生由定性描述到定量表征的高阶思维。
如何用压强定量表征反应的快慢 【活动3】得出化学反应速率概念 【化学反应速率】通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。 【迁移运用】 已知环境中H2O2安全浓度不超过1.5mg/m3,某品牌过氧化氢灭菌器工作时峰值浓度为 776.8mg/m3,。若灭菌后1h人员可以进入清洁区,则H2O2分解的化学反应速率是多少 2.利用压强传感器法表征化学反应的快慢，计算30-60s内气体压强的反应快慢。 通过实验探究化学反应速率的影响因素，分析实验现象、数据和图表，引导学生从定性分析层面上升到定量研究的高级思维。体会定量研究的方法对化学学习的重要性。 学生通过定量表征，深刻理解并掌握化学反应速率这一概念。
任务三：调控反应速率—运用反应速率知识解决实际问 汽车尾气中的NO和CO可以生成CO2和N2，但反应速率很慢。可以从哪几个角度解决这个问题 运用本节课所有反应速率相关知识调控反应速率的快慢，解决实际问题。理解化学反应速率在实际生活生产中的重要作用。 通过调控控化学反应速率解决实际生活中的问题，体会化学源于生活又回馈于生活，理解社会赋予化学的使命。
课后活动 细化手持技术探究化学反应速率的影响因素实验： 设置不同温度的探究实验,如分析每升高10℃，化学反应速率的变化。 设置不同浓度的探究实验，如分析每升高0.5mol/L，化学反应速率的变化。 项目延伸，调动学生积极性，让学生主动探索，培养学生团队合作能力，动手能力，加深对化学反应速率知识的理解。
教学反思
高中化学概念是用简练的语言高度概括出来的理论知识，是对现象本质的一种反应，是高于现象的一种高级思维。学生对化学反应速率这一概念的学习往往停留在背诵的层面，无法真正理解概念的涵义。
本节课探究化学反应速率的影响因素和表征形式，实验探究任务的选择服务于教学目标，解决真实问题体现学科价值。
在教学设计中始终站在学生的角度看问题，依据情境导入--合作探究--自主小结--迁移运用等环节层层深入的组织教学活动。
通过学习，学生能运用变量控制的方法，从定性定量上收集证据，将化学事实和理论模型关联匹配，构建学科思想和学科方法。
选择与课程标准、教材内容相匹配的数字化手段赋能实验教学。

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