实验原理2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO04+2MnS04+10CO2+8H20加入试剂及用量2mL 0.01mol-L-1 KMnO4,2mL0.1mol-L-1 H2C204冰水常温热水实验条件实验温度出现浑浊时间结论【规律】在其它条件相同时,升高温度,反应速率:降低温度,反应速率经验规律:温度每升高10K,其反应速率增加2-4倍。【思考】为什么升高温度会使反应速率加快?【讲解】主要原因:升高温度,反应物分子的能力增加,使原来一部分能量较低的普通分子吸收能量后变成活化分子,活化分子的百分数增大,有效碰撞频率增加,因而使反应速率增大;其次,升高温度,会使分子的运动加快,单位时间里反应物分子间的碰撞频率增加,反应也会相应加快。即:升高温度增加单位体积内活化分子百分数>增加单位体积内活化分子数→增加单位时间内有效碰撞次数加快反应速率影响单位体积内有效碰撞几率化学反应速率外因分子总数活化分子百分数活化分子数增大浓度注意:此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固体或纯液体的反应物,般情况下其浓度是常数,因此改变他们的量不会改变化学反应速率。实验目的:探究催化剂对化学反应速率的影响
9 实验原理 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O 加入试剂及用量 2mL 0.01mol·L -1 KMnO4 , 2mL 0.1mol·L -1 H2C2O4 实验条件 冰水 常温 热水 实验温度 出现浑浊时间 结论 【规律】在其它条件相同时,升高温度,反应速率 ;降低温度,反应速 率 。 经验规律:温度每升高 10K,其反应速率增加 2-4 倍。 【思考】为什么升高温度会使反应速率加快? 【讲解】主要原因:升高温度,反应物分子的能力增加,使原来一部分能量 较低的普通分子吸收能量后变成活化分子,活化分子的百分数增大,有效碰撞频 率增加,因而使反应速率增大;其次,升高温度,会使分子的运动加快,单位时 间里反应物分子间的碰撞频率增加,反应也会相应加快。 即:升高温度 增加单位体积内活化分子百分数 增加单位体积 内活化分子数 增加单位时间内有效碰撞次数 加快反应速率 影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大浓度 注意:此规律只适用于气体或溶液的反应,对于固体或纯液体的反应物,一 般情况下其浓度是常数,因此改变他们的量不会改变化学反应速率。 实验目的:探究催化剂对化学反应速率的影响
.B少量MnO23滴FeCL溶液2mL5%的H202溶液实验现象:【交流与讨论】用过渡态理论简单解释使用催化剂加快化学反应速率的原因,1.活化能越低,反应速率越2.催化剂是通过反应的活化能来增大反应速率原因:在其它条件不变时,使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量,会使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加活化分子百分数,因而使反应速率加快。规律:催化剂可以改变化学反应的速率。(一般为加快化学反应速率)影响单位体积内有效碰撞几率化学反应速率外因分子总数活化分子百分数活化分子数增大浓度【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约85%的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中,很多反应还必须使用性能良好的催化剂。例:接触法制硫酸工业。5、其它如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等,也会对化学反应的速率产生影响。总结:各条件对速率的影响大小是:催化剂>>温度浓度=压强(体积变化引起的)小结:影响化学反应速率的外因影响单位体积内有效碰撞次数化学反应速率外因分子总数活化分子百分数活化分子数增大反应物浓度10
10 实验现象: 【交流与讨论】 用过渡态理论简单解释使用催化剂加快化学反应速率的原因, 1. 活化能越低,反应速率越 2.催化剂是通过 反应的活化能来增大反应速率 原因:在其它条件不变时,使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量,会 使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加活化分子百分数,因而使反应速率 加快。 规律:催化剂可以改变化学反应的速率。(一般为加快化学反应速率) 影响 外因 单位体积内 有效碰撞几率 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大浓度 【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约 85% 的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中,很多反应还必须使用 性能良好的催化剂。例:接触法制硫酸工业。 5、其它如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等, 也会对化学反应的速率产生影响。 总结:各条件对速率的影响大小是: 催化剂 >> 温度 > 浓度=压强(体积变化引起的) 小结:影响化学反应速率的外因 影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增 大 反 应 物 浓度
增大压强升高温度【巩固练习】1、决定化学反应速率的主要因素是()A反应物的浓度B反应温度C使用催化剂D反应物的性质2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减慢反应速率,而吧影响生成H2的总量,可向其中加入适量的()ANa2CO3晶体B铁粉C水DCuSO4晶体反思:本节课主要探究温度、浓度对化学反应速率的影响,并运用碰撞理论进行解释。教学内容选取合理,设计思路清晰,逐层递进,学生已于接受和理解。而且在教学过程中设计了分组实验,由学生亲自动手做实验,观察现象和得出结论,有效的提高了学生的课堂参与度,激发学生的学习兴趣和提高学生的科学素养。但在教学过程中仍有些细节问题处理不到位,比如通过图片引出反应有快有慢时,应先强调图片中所呈现的变化是化学变化,这样就更容易引出化学反应的发生,化学反应速率不尽相同:语速稍快,留给学生思考问题的时间过少;分组实验时,应充分让学生发言,展示他们观察到的现象和归纳的结论,并提出在实验过程中他们的困惑,更好的达到学生的自主有效学习的目的。11
11 增大压强 升高温度 【巩固练习】 1、决定化学反应速率的主要因素是() A 反应物的浓度 B 反应温度 C 使用催化剂 D 反应物的性质 2、一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减慢反应速率,而吧影响生成 H2的总量,可向其中加入适量的( ) A Na2CO3晶体 B 铁粉 C 水 D CuSO4 晶体 反思: 本节课主要探究温度、浓度对化学反应速率的影响,并运用碰撞理论进行解 释。教学内容选取合理,设计思路清晰,逐层递进,学生已于接受和理解。而且 在教学过程中设计了分组实验,由学生亲自动手做实验,观察现象和得出结论, 有效的提高了学生的课堂参与度,激发学生的学习兴趣和提高学生的科学素养。 但在教学过程中仍有些细节问题处理不到位,比如通过图片引出反应有快有 慢时,应先强调图片中所呈现的变化是化学变化,这样就更容易引出化学反应的 发生,化学反应速率不尽相同:语速稍快,留给学生思考问题的时间过少;分组 实验时,应充分让学生发言,展示他们观察到的现象和归纳的结论,并提出在实 验过程中他们的困惑,更好的达到学生的自主有效学习的目的
三、教学案例3一一“化学平衡的移动”《无机化学》典型教学案例设计一一化学平衡的移动【课程简介】《无机化学》课程是大学本科化学专业学生必修的一门专业基础课,授课对象为大学一年级学生,该课程的学习旨在使学生了解无机化学的研究对象和发展趋势,以及其在化学学科中的地位;掌握化学基本概念和定律、化学四大平衡、热力学、化学反应速度、原子结构和元素周期系、分子结构和晶体结构、氧化还原反应、配位化合物、元素周期表中各主族元素、副族元素等;培养学生具备综合运用所学知识独立完成化学实验和化学计算的能力,以及分析问题和解决问题的能力,训练学生科学的思维方法,提高学生的学习能力、实践能力和创新能力,为学生学习后续课程、了解相关学科的发展和进一步掌握新的科学技术以及今后在化学及其相关领域从事工作打下良好的基础。“化学平衡”一章研究的是化学反应在指定条件下反应物可以转变成生成物的最大限度,属于化学热力学的范畴。学生在该课程第二章“化学热力学”中讨论了标准状态下恒温恒压无非体积功的化学反应进行方向的判据,本章中将把上述结论进一步推广和深化,得出上述反应在参与反应的物质不均处于标准状态或均不处于标准状态时进行方向的判据。同时进一步讨论各种化学热力学数据之间的关系,讨论化学平衡的移动以及影响化学平衡移动的因素,从而使化学热力学的知识更加完整。本案例设计的教学内容为本章最后一节的内容:化学平衡的移动。【教学目标】案例教学目标分解为知识目标、能力目标和情感价值目标:1、知识目标:(1)理解化学平衡的概念:(2)能通过图像描述化学平衡的建立,指出化学平衡状态;(3)理解平衡常数的概念和平衡常数的应用。2、能力目标:培养学生运用所学理论知识(非标准状态下化学反应进行方向的判据、平衡移动原理等)分析问题和解决问题的能力。12
12 三、教学案例 3-“化学平衡的移动” 《无机化学》典型教学案例设计———化学平衡的移动 【课程简介】 《无机化学》课程是大学本科化学专业学生必修的一门专业基础课,授课对 象为大学一年级学生,该课程的学习旨在使学生了解无机化学的研究对象和发展 趋势,以及其在化学学科中的地位;掌握化学基本概念和定律、化学四大平衡、 热力学、化学反应速度、原子结构和元素周期系、分子结构和晶体结构、氧化还 原反应、配位化合物、元素周期表中各主族元素、副族元素等;培养学生具备综 合运用所学知识独立完成化学实验和化学计算的能力,以及分析问题和解决问题 的能力,训练学生科学的思维方法,提高学生的学习能力、实践能力和创新能力, 为学生学习后续课程、了解相关学科的发展和进一步掌握新的科学技术以及今后 在化学及其相关领域从事工作打下良好的基础。 “化学平衡”一章研究的是化学反应在指定条件下反应物可以转变成生成物 的最大限度,属于化学热力学的范畴。学生在该课程第二章“化学热力学”中讨论 了标准状态下恒温恒压无非体积功的化学反应进行方向的判据,本章中将把上述 结论进一步推广和深化,得出上述反应在参与反应的物质不均处于标准状态或均 不处于标准状态时进行方向的判据。同时进一步讨论各种化学热力学数据之间的 关系,讨论化学平衡的移动以及影响化学平衡移动的因素,从而使化学热力学的 知识更加完整。 本案例设计的教学内容为本章最后一节的内容:化学平衡的移动。 【教学目标】 案例教学目标分解为知识目标、能力目标和情感价值目标: 1、知识目标: (1)理解化学平衡的概念; (2)能通过图像描述化学平衡的建立,指出化学平衡状态; (3)理解平衡常数的概念和平衡常数的应用。 2、能力目标:培养学生运用所学理论知识(非标准状态下化学反应进行方 向的判据、平衡移动原理等)分析问题和解决问题的能力
(1)通过K-O关系分析浓度对化学平衡的影响,揭示影响本质,得出结论;(2)通过K-O关系分析压强对化学平衡的影响,揭示影响本质,得出结论(3)通过△G=-RTInK,△G=△H-T△S推导温度对平衡的影响;(4)讨论催化剂对化学平衡的影响。3、情感价值目标:(1)通过“发现问题,理论分析,小组讨论,得出结论”的过程培养学生的理科思维和逻辑推理思维,通过交流和讨论培养学生的创新思维和团队协作精神,提高学生理论联系实际、分析和解决实际问题的学科素养。(2)充分激发学生的学习兴趣,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点和唯物辩证法的对立统一规律。【教学重点】利用K-Q关系分析外界因素对化学平衡的影响【教学难点】运用化学平衡原理对化学平衡移动情况进行分析【教学过程设计】环节1.情景引入:生活实际现象的问题驱动,激发学生的学习兴趣。[教师问题驱动炎热的夏季从冰箱里拿出的冰镇啤酒打开会冒出大量的气泡,为什么?从化学的角度引导学生思考化学平衡与该现象的联系。[设计意图1通过对上述现象的分析,回顾化学平衡状态,化学平衡常数知识,让学生进入“发现问题、分析问题、应用知识、设计方案、验证结论”的情景。环节2.回顾前面内容:化学平衡状态、平衡常数等,让学生初步建立化学平衡移动过程的概念。[问题引导]影响化学平衡的因素可能有哪些?[学生回答1浓度、温度、压强、催化剂等,因为它们是改变化学反应速率的因素,所以会影响化学平衡。环节3.通过例题计算得出相应结论。教师问题1引导学生分析如下反应:CO (g) +H2O (g) — H2 (g)+ CO2 (g)13
13 (1)通过 K-Q 关系分析浓度对化学平衡的影响,揭示影响本质,得出结论; (2)通过 K-Q 关系分析压强对化学平衡的影响,揭示影响本质,得出结论; (3)通过ΔG= -RTlnK,ΔG =ΔH-TΔS 推导温度对平衡的影响; (4)讨论催化剂对化学平衡的影响。 3、情感价值目标: (1)通过“发现问题,理论分析,小组讨论,得出结论”的过程培养学生 的理科思维和逻辑推理思维,通过交流和讨论培养学生的创新思维和团队协作精 神,提高学生理论联系实际、分析和解决实际问题的学科素养。 (2)充分激发学生的学习兴趣,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考 的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点和唯物辩证法的对立统一规律。 【教学重点】 利用 K-Q 关系分析外界因素对化学平衡的影响 【教学难点】 运用化学平衡原理对化学平衡移动情况进行分析 【教学过程设计】 环节 1. 情景引入:生活实际现象的问题驱动,激发学生的学习兴趣。 [教师问题驱动] 炎热的夏季从冰箱里拿出的冰镇啤酒打开会冒出大量的气 泡,为什么?从化学的角度引导学生思考化学平衡与该现象的联系。 [设计意图] 通过对上述现象的分析,回顾化学平衡状态,化学平衡常数知 识,让学生进入“发现问题、分析问题、应用知识、设计方案、验证结论”的情 景。 环节 2. 回顾前面内容:化学平衡状态、平衡常数等,让学生初步建立化学 平衡移动过程的概念。 [问题引导] 影响化学平衡的因素可能有哪些? [学生回答] 浓度、温度、压强、催化剂等,因为它们是改变化学反应速率 的因素,所以会影响化学平衡。 环节 3. 通过例题计算得出相应结论。 [教师问题] 引导学生分析如下反应: CO (g) + H2O (g) H2 (g)+ CO2 (g)