時間：2023-07-02 09:37:35
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其適用范圍是有氣體存在的可逆反應或非可逆反應。分析壓強改變對化學反應速率的影響時，要嚴抓氣體反應物濃度是否有變化，再分析速率變化。常見有以下三種情況：
1.壓強改變，濃度改變，則反應速率改變
當溫度一定時，一定量氣體的體積與其所受的壓強成反比。增大壓強，體積減小，就是增加單位體積里反應物和生成物的量，即增大了濃度，因而可以增大化學反應速率。相反，減小壓強，氣體的體積就擴大，濃度減小，因而化學反應速率也減小。
特別要注意，改變壓強的含義在此指的是由體積變化引起的壓強變化，通常所說的改變壓強即是此種情況，如壓強增大即是指壓縮加壓。若不是由體積變化引起的壓強改變，則規律不一定成立。
2.壓強改變，但濃度不變，則反應速率不變
對于氣體反應體系，反應容器體積不變，向其中充入“惰氣”（不與容器內物質反應），容器內氣體總物質的量增加，總壓強增加，但原來的物質的分壓不變，即據，濃度未變，所以反應速率不變。
3.總壓強不變，但濃度改變，則反應速率改變
對于氣體反應體系，保持體系壓強不變，向其中充入“惰氣”，氣體體積與氣體總物質的量成正比，體積增大，據c=nV，原來各物質的濃度減小，則反應速率減小。
例1.反應C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是：
A.增加C的量
B.將容器的體積縮小一半
C.保持體積不變，充入N2使體系壓強增大
D.保持壓強不變，充入N2使容器體積增大
解析：A項中C是固體，對反應速率無影響。B項其實是通常所說的加壓，體積縮小，則濃度增大，速率增大。C項中N2不與體系中的物質反應，且原各物質濃度不變，則速率不變。D項中物質各濃度減小，速率均減小。因此答案是A、C
二、壓強對化學平衡的影響
其適用范圍是密閉容器中有氣體參與或生成的可逆反應。分析壓強對化學平移動的影響時，要緊抓速率變化與否及是否相等。一般有四種情況：
1.壓強改變，濃度改變，速率改變，若V正≠V逆，則平衡移動
對于反應前后氣體體積有變化的反應，當其它條件不變時，增大壓強，則平衡向氣體體積縮小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。注意：這里的改變壓強，即通常所說的由體積變化引起的壓強變化。
如N2(g)+3H2(G) 2NH3(g)，在其它條件不變時，體積縮小1倍，壓強增大1倍，各物質的濃度均增大一倍，正、逆反應速率都增大，但增大的幅度不同，V正增大的幅度大，從而導致V正> V逆，使平衡正向移動。
2.壓強改變，濃度改變，速率改變，但V正=V逆，則平衡不移動
對于反應前后氣體體積不變的反應，其它條件不變時，改變壓強，平衡不移動。這里的改變壓強，即通常所說的由體積變化引起的壓強變化。如H2（g）+I2(g) 2HI(g)達平衡后，其它條件不變時，體積縮小1倍，壓強增大1倍，各物質濃度均增大1倍，正、逆反應速率都增大且增大幅度相同，即V正=V逆，因此平衡不移動。
3.壓強改變，但濃度不變，速率不變，V正＝V逆，則平衡不移動
恒溫恒容條件下，向已達平衡的可逆反應體系中充入“惰氣”，則平衡不移動。注意：這里壓強改變，不是通常所說的由體積變化引起。
如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達平衡后，當溫度、體積不變時，充入一定量He氣，氣體總壓增大，但N2、H2、NH3分壓（即濃度）未變，所以速率不變，即V正＝V逆，平衡不移動。
4.總壓強不變，但濃度改變，則速率改變，且V正≠V逆，則平衡移動
對于氣體反應體系，保持體系壓強不變，向其中充入“惰氣”，原來各氣體物質的濃度減小，則反應速率減小。此時，判斷平衡向哪一方移動，可直接利用壓強變化來判斷。即相當于減壓，平衡向氣體體積增大的方向移動。
例2.一定溫度和壓強下合成氨反應已達平衡狀態，如下操作，平衡不發生移動的是
A.恒溫恒壓下，充入NH3 B.恒溫恒容下，充入N2
C.恒溫恒壓下，充入NeD.恒溫恒容下，充入Ne
解析：A項中增大了NH3的濃度，平衡左移。B項中增加了反應物氮氣的濃度，所以平衡右移。C項中體積增大，各物質的濃度減小，相當于減壓，平衡左移。D項中總壓增大，但物質各濃度不變，速率不變，平衡不移動。所以答案為D
鏈接練習：
1.CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)，達平衡后將容器體積擴大10倍，此時：
A.混合氣體顏色變淺
B.平衡向正反應方向移動
C.容器內顏色變深
D.化學反應速率不變。
2.當下列反應達到平衡時，保持溫度不變，向容器中通入氬氣，則化學平衡一定不移動的是：
3.反應，在一定溫度下達到平衡。下列各種情況下，不能使平衡發生移動的是：
A.溫度、容積不變時，通入SO2氣體
B.移走一部分NH4HS固體
C.容積不變，充入氮氣
D.充入氮氣，保持壓強不變
化學平衡移動意義在于,當改變外界條件比如溫度、壓力和反應物、生成物濃度時,打破了原有化學平衡狀態使其最大限度的向正方向進行,這在工業生產具有重要的意義。
(1)濃度對化學反應的影響
從化學平衡常數定義分析來看,當反應溫度不變時,增加反應物濃度必然會使化學反應向正方向移動,從而引起生成物濃度的增加這樣才能達到最終的平衡狀態;同樣將生成物移走,對于原有的平衡狀態來看,相當于增加了反應物的濃度,反應也會向正方向移動,提高反應物的利用率,這在工業生產上應用比較廣泛。例如,對于N2+3H2=2NH3可逆反應來講,讓化學平衡向生成NH3的方向移動,在其他條件不變的前提下,可以在反應容器中充入N2或者H2使它們的濃度增加。在實際的生產中為了獲得多的NH3,需要將生成的NH3盡快的移走,降低NH3的濃度。這樣反應就能向正方向移動。
(2)溫度對化學平衡的影響
改變濃度是在化學平衡常數不變的情況下遵循的規律,但是當化學反應溫度發生變化會引起化學平衡常數的變化。經過物理化學家們的潛心研究,終于發現了溫度對化學平衡的影響,其滿足克拉伯龍方程,即當升高溫度化學反應向吸熱的方向移動,降低溫度化學反應向放熱方向移動。所以,在工業生產中根據化學反應的吸、放熱采取相應的措施,讓其向著生成物方向移動。
(3)壓強對化學平衡的影響
壓強對化學反應的影響主要針對反應物中有氣體或者是生成物有氣體反應,由化學平衡常數來看,化學方程式中分子數增加和減少的反應,壓強對其產生的影響也不同。經過試驗證明,在其他條件時,增大壓強有利于向化學分子數小的方向移動,減小壓強有利于向化學分子數增大的方向移動。
二、化學反應速率理論
不同化學反應其反應速率有著明顯的區別,比如,酸堿中和以及爆炸反應比較猛烈,部分氧化反應進行緩慢。為了將化學反應更好的為化工生產服務,需要對化學反應詳細的研究,經過研究最終用化學反應速率來衡量化學反應進行的快慢。
1、濃度對化學反應速率的影響濃度對化學反應速率的影響,是通過影響化學平衡進行過程實現的。對于大多數化學反應,增加生成物或者降低生成物濃度有利于向正方向移動,但是并不是所有的化學反應都遵守這個規律。比如,某組分對化學反應速率的分級數是零,不管增加還是減少該組分都不會對化學反應速率造成影響;當某組分反應分級數是負數,增加其濃度不會提高原反應的速率,相反會降低其速率。對于某化學反應,當確定了催化劑和外界溫度后,濃度就成為影響其反應速率是重要因素。
2、溫度對化學反應速率的影響很早以前人們就發現溫度對化學反應速率有重要影響。化學反應除了濃度對反應速率有影響外,和化學速率常數也有著密切的聯系,溫度對化學反應的影響主要通過影響反應速率常數實現。反應中如果整個體系的活化能降低,其反應溫度就越高,反應速率也就越快。但是對于復雜的反應體系來講,溫度升高有利于向活化能高的方向移動。
3、催化劑對化學反應速率的影響催化性具有選擇性,比如某種物質在一個反應中是催化劑,在其他反應中就不一定是催化劑。對于具有主副反應的體系,可以選擇合適的催化劑達到促進主反應抑制副反應的目的。另外,在化工生產中需要研究影響催化劑中毒的因素,避免由于使用工業設施不慎,導致催化劑中毒情況的發生。催化劑中毒使催化劑不能發揮最佳的催化效果,影響反應的進行。
使學生理解濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響;
使學生能初步運用有效碰撞，碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。
能力目標
培養學生的觀察能力及綜合運用知識分析解決問題、設計實驗的能力，培養學生的思維能力，閱讀與表達能力。
情感目標
通過從宏觀到微觀，從現象到本質的分析，培養學生科學的研究方法。
教學建議
化學反應速率知識是學習化學平衡的基礎，學生掌握了化學反應速率知識后，能更好的理解化學平衡的建立和化學平衡狀態的特征，及外界條件的改變對化學平衡的影響。
濃度對化學反應速率的影響是本節教學的重點。其原因是本節教學難點。這部分教學建議由教師引導分析。而壓強、溫度、催化劑的影響可在教師點撥下由學生閱讀、討論完成。
關于濃度對化學反應速率的影響：
1.聯系化學鍵知識，明確化學反應得以發生的先決條件。
(1)能過提問復習初中知識：化學反應的過程就是反應物分子中的原子重新組合成生成物分子的過程。
(2)通過提問復習高中所學化學鍵知識：化學反應過程的實質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。
(3)明確：舊鍵的斷裂和新鍵的生成必須通過反應物分子(或離子)的相互接觸、碰撞來實現。
2.運用比喻、圖示方法，說明化學反應得以發生的必要條件是活化分子發生有效碰撞。
(1)以運動員的投籃作比喻。
(2)以具體的化學反應為例，讓學生觀看HI分子的幾種可能的碰撞模式圖(如制成動畫教學軟件加以模擬會收到更好的效果)，進一步說明化學反應得以發生的必要條件。
3.動手實驗，可將教材中的演示實驗改成邊講邊做，然后據實驗現象概括出濃度對化學反應速率影響的規律。有條件的學校，也可由學生動手做，再由學生討論概括出濃度對化學反應速率的影響規律---增大反應物的濃度可以增大化學反應速率。
4.通過對本節所設鐵與鹽酸反應的討論，并當堂課完成課后“習題二、2”，綜合運用本節所學內容反饋學生掌握情況，鞏固本節所學知識。
教材分析
遵照教學大綱的有關規定，作為側重理科類學生學習的教材，本節側重介紹化學反應速率和濃度、壓強、溫度、催化劑等條件對化學反應速率的影響，以及造成這些影響的原因，使這部分知識達到大綱中所規定的B層次或C層次的要求。本知識點，按最新教材來講。
教材從一些古代建筑在近些年受到腐蝕的速率大大加快等事實引出化學反應速率的概念，并通過演示實驗說明不同的反應具有不同的反應速率，以及濃度、溫度等對化學反應速率的影響。教材注意聯系化學鍵的有關知識，從化學反應的過程實質是反應物分子中化學鍵的斷裂、生成物分子中化學鍵的形成過程，以及舊鍵的斷裂和新鍵的形成都需要通過分子(或離子)的相互碰撞才能實現等，引出有效碰撞和活化分子等名稱。并以運動員的投籃作比喻，說明只有具有足夠能量和合適取向的分子間的碰撞才能發生化學反應，教材配以分子的幾種可能的碰撞模式圖，進一步說明發生分解反應生成和的情況，從中歸納出單位體積內活化分子的數目與單位體積反應物分子的總數成正比，也就是和反應物的濃度成正比，從而引導學生理解濃度對化學反應速率的影響以及造成這種影響的原因。接著，教材圍繞著以下思路：增加反應物分子中活化分子的百分數增加有效碰撞次數增加化學反應速率，又進一步介紹了壓強(有氣體存在的反應)、溫度、催化劑等條件對化學反應速率的影響以及造成這些影響的原因，使學生對上述內容有更深入的理解。
教材最后采用討論的方式，要求學生通過對鐵與鹽酸反應的討論，綜合運用本節所學習的內容，進一步分析外界條件對化學反應速率的影響以及造成這些影響的原因，使學生更好地理解本節教材的教學內容。
本節教材的理論性較強，并且具有一定的難度。如何利用好教材中的演示實驗和圖畫來說明化學反應發生的條件，以及外界條件對化學反應速率的影響是本節教材的教學關鍵。教師不可輕視實驗和圖畫在本節教學中的特殊作用。
本節重點是濃度對化學反應速率的影響。難點是濃度對化學反應速率影響的原因。
教學設計示例
知識目標
1.使學生了解化學反應速率的概念及表示方法。
2.使學生理解濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。
3.使學生能初步運用有效碰撞，碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度、壓強、溫度和催化劑等條件對化學反應速率的影響。
情感目標通過從宏觀到微觀，從現象到本質的分析，培養學生科學的研究方法。
能力目標培養學生綜合運用知識分析解決問題的能力，培養學生的思維能力，閱讀與表達能力。
重點濃度對化學反應速度的影響。外界條件對可逆反應的正逆反應速率的影響。
難點濃度對化學反應速率影響的原因。
教學方法誘思探究法
教學過程
第一課時
[閱讀教材引入]本章的主要內容和學習本章的意義
兩個問題：反應進行的快慢-化學反應速率問題。
反應進行的程度-化學平衡問題。
意義：是學習化學所必需的基礎理論并能指導化工生產。
[錄象]古代建筑物受到腐蝕的記錄片。
[講述]從片中我們知道，古代建筑物在本世紀所遭受的腐蝕比過去幾百年甚至幾千年所遭受的腐蝕還要嚴重的原因是酸雨。為什么會使腐蝕的速度變快呢?這就是我們第一節要研究的化學反應速率問題。
[板書]第一節化學反應速率
[指導實驗][實驗2-1]等濃度的鹽酸和醋酸分別與大理石反應。
現象：在加入鹽酸的試管里，大理石與鹽酸迅速反應，有大量氣泡產生。而加入醋酸的試管里，反應緩慢，只有少量氣泡產生。
[講解]不同的化學反應進行的快慢不一樣，如何表示化學反應速率呢?
結論：不同的化學反應有快有慢。
[板書]一、化學反應速率
1、定義：化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的，通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
2、表達式：略
[設問]對于同一化學反應，用不同物質表示化學反應速率，數值是否一樣呢?讓我們看下面的練習。
[投影]練習：在給定條件下，氮氣與氫氣在密閉容器中合成氨。起始時加入氮氣和氫氣且濃度分別為1.0mol/L和3.0mol/L，2秒后，氮氣的濃度為0.8mol/L，氫氣的濃度為2.4mol/L，氨氣的濃度為0.4mol/L。分別用氮氣、氫氣和氨氣的濃度變化表示的這2秒內的化學反應速率是多少?有什么關系?
[計算、思考]
3H2+N2=2NH3
起始3.01.00
濃度mol/L
2S后2.40.80.4
濃度mol/L
[總結]同一反應，用不同物質濃度表示化學反應速率，數值之比等于方程式中系數比，應指明是用那種物質的濃度變化表示的速率，化學反應速率實質是平均反應速率。
[過渡]下面來研究影響化學反應速率的因素。
補充實驗：
在三只試管里分別放入5mL相同濃度的稀鹽酸，分別加入長短、粗細大致相同的銅絲，鋁絲，鐵絲。
[講解]銅是氫后金屬，不能置換酸中的氫，鋁的金屬活動性比鐵強，鋁的反應速率快，說明物質的性質即內因是決定化學反
應速率的重要因素。那么，外界條件對化學反應速率是如何影響呢?
現象：銅絲與稀鹽酸不反應;鋁絲比鐵絲溶解的快，氣體生成的快。
[板書]二、外界條件對化學反應速率的影響
[指導實驗][實驗2-2]大理石與不同濃度的鹽酸反應，并給其中一個加熱。
[實驗2-3]H2O2的分解反應
(2-2)現象：在加入1mol/L鹽酸的試管中有大量的氣泡冒出，在加入0.1mol/L鹽酸的試管中氣泡產生得很慢。加熱后，反應速率明顯加快。
(2-3)現象：在H2O2中加入MnO2粉末時，立即有大量氣泡產生，在沒有加入MnO2粉末的試管只有少量氣泡。
[提出問題]通過以上實驗，說明影響化學反應速率的外界條件有那些?是如何影響的?
[回答]
影響化學反應速率的外界條件有濃度、溫度和催化劑。濃度越大、溫度越高、使用催化劑，則化學反應速率越快。
[板書]1、濃度對化學反應速率的影響
當其它條件不變時，增加反應物的濃度，可以增大化學反應速率。
[設問]對于有氣體參加的反應壓強對化學反應速率也有影響，為什么?
[回答]
對于氣體來說，當其它條件不變時，體積與所受的壓強成反比。如果氣體的壓強增大，體積就縮小，則濃度就會增大，化學反應速率就加快。
[板書]
2、壓強對化學反應速率的影響
對于有氣體參加的反應，增大壓強，可以增大化學反應速率。
3、溫度對化學反應速率的影響
當其它條件不變時，升高溫度，可以增大化學反應速率。
4、催化劑對化學反應速率的影響
使用催化劑可以加快化學反應速率。
[閱讀]P35最后自然段。影響化學反應速率的外界條件還有什么?
[設問]為什么在補充實驗中選擇長短、粗細大致相同的金屬?
[回答]因為固體顆粒的大小對化學反應速率也有影響。
[追問]怎樣影響?
[回答]顆粒越細，接觸面積越大，化學反應速率越快。
[留疑]外界條件對化學反應速率的影響的原因是什么?
[課堂練習]
1、反應4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)，在10L的密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸汽的物質的量增加了0.45mol，則此反應的平均速率v(x)(反應外物的消耗速率或生成物的生成速率)可表示為()
A.v(NH3)=0.010mol/(L·s)
B.v(O2)=0.0010mol/(L·s)
C.v(NO)=0.0010mol/(L·s)
D.v(H2O)=0.045mol/(L·s)
2、在四個不同的容器中，采用不同條件進行合成氨反應，根據下列在相同時間內測定的結果判斷，生成氨的速率最快的是()
A.用H2表示的反應速率為0.1mol/(L·min)
B.用NH3表示的反應速率為0.3mol/(L·min)
C.用N2表示的反應速率為0.2mol/(L·min)
D.用H2表示的反應速率為0.3mol/(L·min)
3、增大壓強，能使下列反應速率加快的是()
A.Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應
B.CO和水蒸氣在一定條件下反應生成CO2和H2
C.將CO2通人石灰水中
D.Na2O溶于水
4、在帶有活塞的密閉容器中發生反應：Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O，采用下列措施不能改變反應速率的是()
A.增加Fe2O3投入量
B.保持容器體積不變，增加通人H2的量
C.充入N2，保持容器內壓強不變
D.充入N2，保持容器內體積不變
[答案]
1、C;2、C;3、B、C;4、A、D
[作業]P36一、二
一、教學內容分析
1.對課題的解讀
化學反應速率概念在必修2中已學過，學生能夠從定性上描述化學反應進行的快慢，要想準確表達化學反應進行的快慢，就必須建立起一套行之有效的方法：確定起點，確定時間單位，找出易于測量的某種量或性質的變化。將上課主題聚焦于怎樣從定性走向定量，然后引導學生掌握化學反應速率的表示方法。
2.對學生的分析
一中是一所重點中學，生源較好，但學生對必修2的知識已經有些遺忘。
3.對教學目標的界定
能從定性描述化學反應進行的快慢，并能從定量上表示化學反應進行快慢，知道化學反應速率的概念及表示方法。通過討論交流，發現表示化學反應速率的方法有多種，可以通過多種實驗來測定某些化學反應的速率。
二、教學設計
1.板塊1――引出問題，界定概念
[引言]請看圖片，生活中兩個常見的反應：節日的焰火、煤和石油的形成。
[問題]上述兩個反應是化學變化還是物理變化？你認為它們進行得快還是慢？在日常生活中你希望它們快還是慢？（學生回答。）
[師]從同學們的回答中我們發現了兩個問題：一是我們研究化學反應進行的快慢是從定性上描述快還是慢;二是研究化學反應進行的快慢是為了控制化學反應。帶著這兩個問題我們再來看一個生活中常見的化學反應：牛奶的變質，這個化學反應進行得快還是慢，你希望它快一點還是慢一點？（學生回答。）
[師]從學生的回答中就產生了矛盾，當從定性上描述化學反應的快慢時似乎有些矛盾，因此必須從定量上來描述一個化學反應的快慢。引出化學反應速率的定義。
[ppt展示]回憶必修2有關化學反應速率的概念、表示方法、表達式及單位。
設計意圖：以生活中常見的化學反應，引出定量描述化學反應速率的必要性，同時強調研究化學反應速率是為了更好地控制化學反應。
2.板塊2――活動探究，加深概念
[師]結合化學反應速率的表式方法，請同學們完成下題。
[ppt展示]向一個容積為2L的密閉容器中放入2 mol SO2和1 mol O2，在一定的條件下，5s末測得容器內有0.8 mol SO2，求5s內SO2，O2，SO3的平均反應速率和反應速率比。（學生思考，練習。）
問題1：化學反應速率為什么為正值？上述反應的速率屬于瞬時速率還是平均速率？
問題2：用不同的物質表示化學反應的速率數值是否相同？它們表示的意義是否相同？
問題3：請你們找出各物質化學反應速率之間的關系？
設計意圖：使學生從起始量的某時刻量找出變化的量，引導學生理解掌握化學反應速率的表示方法。并設計問題鏈，引導學生理解化學反應速率的注意事項，掌握在同一個化學反應中以不同的物質為標準時，速率值可能不同，反應速率之比等于其計量數之比。
同時設計活學活用環節，讓學生靈活運用。
3.板塊3――深化知識，探究化學反應速率測定
過渡：同一個化學反應在不同條件下有不同的反應速率，那么怎樣定量測定化學反應速率呢？我們今天的第二個問題：化學反應速率的測定。下面請同學們思考，并小組討論。
[ppt展示]以鋅與硫酸反應為例，對于鋅和不同濃度的稀硫酸的實驗，你準備如何比較反應速率的快慢？從反應速率定義和反應提供H+、Zn2+、Zn、H2四個變量考慮，選取什么變量測量？（理論）（學生思考并討論。得出方案。）
師生總結：化學反應速率是通過實驗測定的。因為化學反應中發生變化的是體系內的化學物質（包括反應物和生成物），所以與其中任何一種化學物質的濃度（或質量）相關的性質在測量反應速率時都可以加以利用。表示化學反應速率的方法有多種，因此可以通過多種實驗來測定某些化學反應速率。顯然該反應以測量H2的體積最為簡便易行。
學生設計的方案有多種，教師進行評價。
[師]同學們的設計與化學研究者的設計基本一致，下面我們通過實驗來驗證一下。
設計意圖：通過學生的思考、討論，讓學生進一步加深對化學反應速率概念的理解，同時知道化學反應速率測定的方法。通過教師演示實驗，體驗自己實驗方案的可行性。讓學生體驗到成功的快樂，由感性認識逐步上升為理性認識。
4.板塊4――課堂小結，解決問題
課堂小結，并進行知識運用，設計如下兩題：
（1）反應4NH3+5O2=4NO+6H2O在5L的密閉容器中進行，30s后恢復到室溫時，NO的物質的量增加了0.3mol，則此反應的平均速率可表示為 。
（2）某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經過tmin后，測得物質的量的濃度分別為：c（X2）=0.4mol/L，c（Y2）=0.8mol/L，c（Z）=0.4mol/L，則該反應的反應方程式可表示為 。
設計意圖：通過課堂小結，形成知識體系，通過兩個習題檢驗學生的課堂掌握情況，進一步強化化學反應速率的表示方法，并加以運用。
三、教學反思
本節課結構緊湊，教師通過問題鏈帶動學生的思維，通過實驗的討論和設計，啟發引導學生的思維。學生成功構建化學反應速率的概念，形成探究測定化學反應速率的一般方法。課堂氣氛熱烈，教學環節推進流暢。美中不足的是，由于時間關系，沒有設計學生實驗，而是通過教師演示實驗完成對化學反應速率的測定。
溫度對化學反應速率的影響比較直觀、顯著，其影響效果一般分為以下五種。第一種是最常見的，它是指化學反應速率與溫度間呈現指數關系，即隨著溫度的升高，化學反應速率呈現出加快的趨勢，比如鹽酸和燒堿的反應。范特霍夫是首位提出溫度與化學反應速率常數間影響關系的化學家，而他研究的正是第一類反應。范特霍夫指出，在反應物濃度一定的情況下，溫度每升高10K，化學反應速率會隨著加快2~4倍，相應地，化學反應速率常數也會增加2~4倍。第二種是爆炸極限反應，也就是說，當溫度升高時，K增大，但達到極限時，K增加得非常快，甚至會引起爆炸。第三種是常見的催化反應，在這類反應中，溫度是通過影響催化劑的活性來影響反應速率的。例如，Fe這種催化劑的活性，從500~550℃開始，隨著溫度升高，活性逐漸增強，并且當催化劑Fe達到最大活性值時，化學反應速率最大，而超過這一極限對應的溫度時，Fe的活性會隨溫度升高而下降，此時化學反應速率常數也會隨著減小。第四種類比較反常，比如2NO+O2——2NO2，當溫度升高時，化學反應速率反而會降低。第五種指的是溫度變化會改變化學反應的生成物，會致使副反應的發生或者反應復雜化，在這類反應中，化學反應速率常數的變化趨勢較為復雜，通常有起有伏，較難把握。
二、溶劑對化學反應速率的影響
溶劑是影響化學反應速率的重要因素，而考慮溶劑對反應速率的影響結果時，通常要綜合分析，即全面考慮溶劑的極性，溶劑介電常數，原電池原理等。換言之，溶劑對化學反應速率的影響主要表面在以下四方面。第一，如果一個化學反應，它的生成物的極性大于反應物，那么在極性溶劑中反應速率較大，相反地，如果生成物的極性小于反應物，那么在極性溶劑中化學反應速率會減慢。第二，在化學反應中，溶劑的介電常數越大，表示著離子間的吸引力越弱，所以溶劑的介電常數越大，離子間的化合反應越難進行。第三，當化學反應是金屬與電解質溶液間的反應，若金屬中含有雜質，那么將形成原電池，而這將加快化學反應速率。第四，如果反應物都是電解質，那么在稀溶液下，溶液中的離子強度直接影響著化學反應速率，也就是說，若溶液中存在其他離子，則將會對反應速率產生影響。
三、催化劑對化學反應速率的影響
催化劑對化學反應速率的影響主要通過改變反應途徑、降低活化能等來實現的，而催化劑的種類，表面狀態，表面性質等都對化學反應速率有顯著影響。就催化劑種類而言，催化劑有普通催化劑和負催化劑之分，其中負催化劑的作用效果是阻礙反應進行，也就是說當溫度升高時，化學反應速率會降低，比如保鮮劑和防腐劑。而催化劑的表面狀態是催化劑的物理性質，它主要包括催化劑的表面積、表面孔徑大小。通常情況下，催化劑的表面積越大、表面空穴越多，催化劑的活性就越大，相應地，化學反應速率常數就會越大。比如在H2O2的分解反應中，不同狀態的鉑催化劑對反應速率的影響不同，具體而言，在粉狀鉑的催化下，H2O2分解反應速率快于絲狀鉑，而絲狀鉑催化下的反應速率快于塊狀鉑。另外由于鉑黑是鉑的膠體分散狀態，活性比粉狀鉑、絲狀鉑都大，所以在它的催化下可能會使H2O2的分解反應伴隨著猛烈爆炸。
結束語
研究影響化學反應速率的因素及其影響結果，具有重大意義。一方面，探究的過程就是學習和鞏固的過程。在教師教學完成后，再進行實驗，再歸納總結相關知識，不僅有利于溫故知新，增強我們的學習效果，還有助于我們學生分析、探究等能力的提高。另一方面，這有助于教學評價，有利于教師教學。其實，研究結果能反應出我們學生的學習成效、探究能力以及學習態度，而了解這些，能在極大程度上幫助教師認識到我們學生的優點以及不足，有助于因材施教。
參考文獻
[1]劉美玲.影響化學反應速率因素之探究[J].科技創新導報,2013,(32):90.
【關鍵詞】化學反應速率 教學過程研究 科學方法
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2012）10-0166-01
化學反應速率屬于化學動力學范疇，著重介紹化學反應速率概念、表示方法和濃度、溫度等外界條件對其的影響。化學反應速率是學習化學平衡的基礎，因此是本專題的重點。難點主要是化學反應速度的計算和外界條件對其影響的應用。
本節內容比較抽象，對學生來說有一定的難度。近期筆者有幸在課堂活動中欣賞到《化學反應速率》一課的錄像。該授課錄像給聽眾留下了深刻印象。縱觀整節課，我們可以發現學生的化學學習始終沒有脫離科學方法這條主線。可以說，該課實現了科學方法、教學方法和學習方法的統一。
執教教師通過播放錄像創設情境引出化學反應速率概念，運用類比法和演示實驗法引導學生推導出化學反應速率的表達式，深入淺出，體現了“為培養學生思維而教”的教學思想。同時從知識學習的角度來看，也實現了學生對化學概念的意義建構。教師注意到了實驗在化學中的重要地位，著力引導學生通過實驗探究實現對“影響化學反應速率的因素”的深層理解。在實驗探究過程中，讓學生親身體驗觀察、歸納、實驗等科學方法，并強調了“變量控制”這一基本的思想方法。與此同時，以學生化學知識的獲得和科學方法的掌握為載體，培養學生的化學興趣及實驗探究能力。
1.通過視覺的直觀比較自然引出概念
通過播放炸藥爆炸的錄像和石灰巖形成的圖片，給學生以直觀感受：化學反應是有快有慢的，既充分調動學生上課的積極性，又自然的引出化學反應速率的概念。在這個教學過程中，教師充分利用了學生的視覺敏感性來制造認知沖突，并讓學生在學習中無意識的體驗了科學家工作過程中常用的一種科學方法——比較。
2.通過類比和實驗實現概念的自我建構
通過物體運動速度和化學反應速率的類比寫出化學反應速率的表達式：V=C/t，接著教師引入了一個教材內容以外的趣味實驗（碘時鐘實驗）進行演示：將KIO3溶液和Na2SO3溶液反應，讓學生一起數數計算生成單質碘使淀粉溶液變色的時間。然后通過提問：如何表示此化學反應的速率，加深學生對化學反應速率概念及其表達式的理解，從感性認識上升到理性認識。并強調表達式中是用物質的量濃度的變化量而不是物質的量，美中不足的是驗證實驗失敗了。在這個過程中，學生在學習中體驗了科學家探究物質世界的另外兩種基本的科學方法——類比和實驗。
3.在實驗探究過程中實現深層理解
探討影響化學反應速率的因素是本節課的重難點之一。教師從生產生活實際出發，讓化學走近學生，使學生領悟化學的學科價值。教師列舉了生產生活中的實例：冰箱儲存食品、合成氨反應等進行教學過渡，引導學生思考影響化學反應的外因有哪些，接著讓學生親自動手進行教材中過氧化氫分解實驗的探究，在實驗前教師對藥品用量及實驗注意事項進行了說明，并強調進行對照實驗要有“不變量”，期望學生在實驗探究過程中形成“變量控制”這一基本的思想方法。實驗過程中引導學生認真觀察現象得出結論，讓學生掌握知識的同時提高了實驗操作、觀察、歸納等各方面能力。在這個過程中，教師引導學生進一步體驗了科學家工作的另外兩種基本的科學方法——觀察和歸納。
從對《化學反應速率》這節課的分析來看，本節課從學生的生活經驗出發自然引出概念；用類比和實驗相結合的方法，以物理知識為生長點，引導學生進行概念的自我建構；讓學生在實驗中探究，體驗科學家探索物質世界的過程，培養學生基本的科學方法，使學生在學習過程中對科學本質觀有初步的認識，激發學生學習化學的興趣。整堂課教學設計思路清晰，教師課堂控制嫻熟，學生的思維在教學過程中，按照一定的邏輯順序螺旋發展，最終達到準確地認識和運用概念的目的。應該說，整節課效果相當良好。
文末，筆者針對本節課的教學提出了兩點改進建議與廣大同行一起交流探討。
關鍵詞 模型建構 化學反應速率 學生認識發展 教學設計 教學實驗
化學反應速率是化學動力學的重要內容。化學反應速率內容隸屬于對化學反應的認識。化學反應是化學科學的核心內容，而化學反應條件又是研究化學反應的核心問題。化學反應速率的研究是確定化學反應條件的重要部分。因此，關于化學反應速率的學習具有重要的理論價值和實踐意義。
在高中階段，化學反應速率的有關內容主要分布在“化學2”模塊和選修4“化學反應原理”模塊，同一教學內容在不同的學習階段出現，其學習目標要求定位必然不同，對學生的認識發展價值也存在較大差異。然而，在實際的教學中，很多一線教師往往無法對不同階段的化學反應速率教學進行準確定位，特別是對于選修模塊中化學反應速率的教學，很多老師倍感困惑的是，并不清楚選修模塊的教學應該在必修模塊學習的基礎上發展學生的哪些認識？即把握不好不同階段關于化學反應速率的教學定位。因此，分析不同教學階段對化學反應速率內容的教學定位，明確化學反應速率在中學階段的發展層級，并尋找有效的教學策略提高化學反應速率的教學效果，都是值得進一步研究的。
1 問題的提出
1.1“化學反應速率”教學的已有研究
研究者對化學反應速率的研究主要集中于3類：其一是開發和設計適合學生操作的探究化學反應速率的實驗；其二是以化學反應速率內容為依托，體現某種教學設計理念的教學設計；其三是期望提高化學反應速率的教學效果的教學設計研究。
基于對文獻的分析，大多數研究對化學反應速率在各個不同階段的教學目標定位把握不夠準確和全面，并且對化學反應速率內容的教學價值挖掘深度不夠，有效教學策略還需進一步豐富。
1.2本研究的核心問題
從化學反應速率的概念本體來看，涉及多個重要因素和變量，這些因素和變量與化學反應速率之間以及因素和變量之間都存在一系列相互聯系。這類概念的學習對學生的認識發展具有重要價值。但是要幫助學生建立與化學反應速率這一核心概念相關的諸因素變量，并認識這一系列因素變量之間關系的一般規律，形成系統認識，并不容易。模型的一個基本功能就是有助于厘清復雜概念、變量等之間的關系，便于幫助學生建立系統認識，發展學生的系統思維。因此，針對化學反應速率這一涉及多個因素變量的化學概念，設計基于模型建構的教學，有助于實現化學反應速率的教學價值，達到較好的教學效果。
因此，本研究的核心任務為：
（1）建構化學反應速率的認識模型；
（2）深入分析不同階段化學反應速率內容的教學定位，明確其發展層級；
（3）基于模型建構的“化學反應原理”模塊中化學反應速率的教學設計及實施，通過學生訪談和問卷調查檢驗教學效果。
2 “化學反應速率”的認識模型及發展層級
2.1“化學反應速率”的認識模型
建立以化學反應速率為核心的多因素變量的關系模型，有助于提高化學反應速率內容的教學效果，是本研究的基本假設。通過教學可以幫助學生建立化學反應速率的認識模型，見圖1。
圖1模型中包括化學反應速率的宏觀影響因素和微觀影響機理。通過微觀影響機理（碰撞理論和活化能理論）建立了各個宏觀影響因素——濃度、溫度和催化劑對化學反應速率影響的推理關系，有助于發展學生對化學反應速率的系統認識。對于有氣體參加的化學反應，壓強的改變也會影響其化學反應速率，但是壓強對化學反應速率的影響機理最終也是反應物濃度的變化引起的，因此模型中沒有明確將其標示出。
另外模型中也體現了對化學反應速率各影響因素的定性認識和定量認識，通過對各影響因素與化學反應速率的定量關系的建立，有助于深化學生對化學反應速率與各影響因素關系的認識，進一步發展學生對化學反應速率的系統認識。
2.2“化學反應速率”內容的發展層級
從《普通高中化學課程標準（實驗）》中對“化學2”和“化學反應原理”模塊化學反應速率內容的目標要求可以看出，不同學習階段對化學反應速率的學習目標定位是不同的，在高中必修階段對化學反應速率內容的學習要求主要為定性認識，如知道化學反應有快慢之分，知道溫度、濃度、催化劑能夠影響化學反應的速率。
在高中選修階段對化學反應速率的學習要求較高。首先選修模塊要發展學生對化學反應速率的定量認識，即知道化學反應速率的定量表示方法，能通過實驗測定某些化學反應的速率，能夠比較同一反應的化學反應速率和不同反應的化學反應速率；其次經過選修模塊的學習，學生應該認識各影響因素對化學反應速率影響的一般規律，包括影響化學反應速率的內在機理，各因素對化學反應速率的影響程度，各影響因素之間的關系等，形成對化學反應速率的系統認識，發展學生的系統思維，從而具備初步調控化學反應速率的能力。
基于對課標中關于化學反應速率內容的目標要求分析，關于化學反應速率的學生認識發展層級如圖2所示。
在選修模塊化學反應速率內容的教學中，主要定位于發展學生對化學反應速率的第2層級和第3層級的認識。
3 “化學反應速率”模型的教學功能價值
基于對化學反應速率的認識模型的分析，我們認為其功能價值主要表現在以下幾方面。
3.1明確和完善認識化學反應速率的角度
學生經過高中必修階段的學習，對化學反應速率的認識主要是從化學反應速率的定義（化學反應快慢的表征）和影響因素（濃度、溫度、催化劑）2個角度，只是初步建立了對化學反應速率的表層認識，此種水平的學習功能較低。
在高中選修模塊的學習中，在構建模型的過程中，擴展了認識化學反應速率的能量角度——活化能，即幫助學生能夠基于活化能、碰撞理論等建立各影響因素與化學反應速率的推理關系，使學生能夠解釋為什么溫度、濃度、催化劑等因素能夠影響化學反應的速率，掌握了其微觀機理。基于活化能概念，學生就可以掌握要改變速率，可以有2種途徑：其一是改變絕對活化分子數，具體可以通過增加總質量或提高溫度來實現；其二是改變活化能本身，具體可以通過使用催化劑來實現。能量角度的加入，不僅能夠增加學生基于化學反應速率知識的解釋力，而且使學生初步具備了調控化學反應的思路。
3.2發展學生對化學反應速率的定量認識
在“化學2”的學習中，學生已經定性地認識到了化學反應速率的外在表現，知道濃度、溫度和催化劑是影響化學反應速率的因素，濃度增大，化學反應速率加快，溫度升高，化學反應速率加快；使用催化劑可以改變化學反應速率。這些定性認識的水平較低，但卻是發展到定量研究化學反應速率的基石出。
在“化學反應原理”模塊的學習中，通過構建模型，發展對化學反應速率的定量認識。主要表現在能定量計算化學反應速率，能比較2個化學反應速率的大小，能設計實驗方案對化學反應速率進行定量測量，能明確各影響因素與化學反應速率之間的定量數學關系。學生對化學反應速率的認識從定性發展到定量，促進了學生認識方式類別的發展。
3.3幫助學生形成對化學反應速率的系統認識
通過構建模型，可以提升學生對反應速率的系統認識水平。學生就可以解釋與化學反應速率有關的現象，判斷和比較化學反應速率的大小，甚至可以基于對各因素的系統分析，選擇合適的因素人手干預和調控化學反應速率，并設計相應的實驗方案。如對一個具體的化學反應，應該選擇改變哪些因素來調控其化學反應速率？優先選擇哪個因素？對化學反應速率的系統認識是提高調控化學反應速率能力的必要條件，同時也有助于發展學生的系統思維能力。
3.4幫助學生體會模型建構的思想和方法
化學反應速率的學習過程中，學生會接觸到分子碰撞理論這一理論假設模型，質量作用定律和阿累尼烏斯公式這些表征化學反應速率的數學模型。在學習這些模型的基礎上，幫助學生建立以化學反應速率為核心的涉及各個因素變量的認識模型。在接觸和學習這些模型的過程中，學生能夠學習到很多有價值的化學科學研究方法和化學學科思想。
早期人們對于化學反應的認識為，反應物分子之間發生相互碰撞，于是就發生了化學反應。但是，歷史上科學家注意到改變不同反應物濃度對化學反應速率的影響不同，這一現象激發化學家深入思考，如果所有的碰撞都會發生化學反應，那么各反應物濃度的改變對化學反應速率的影響就會相同，而且化學反應速率將會快得不可思議。因此化學家又提出了有效碰撞的假設，最后在提出活化能、活化分子和研究反應歷程的基礎上，提出較為完善的碰撞理論。這一理論模型的構建過程，有助于培養學生的理論思維能力。
數學模型是對所研究問題進行一種數學上的抽象，即把問題用數學的符號語言表述為一種數學結構。通過數學模型的邏輯推理、求解和運算，就能夠獲得客觀事物的有關結論。化學反應速率方程是在大量實驗經驗的基礎上得出的數學模型，是濃度與化學反應速率之間的數學關系。不同的化學反應，其反應物濃度與化學反應速率的定量關系是不同的，速率方程實際上是一個經驗公式。因此這一數學模型的建立過程有助于擴展學生對規律研究的認識。
關于化學反應速率的認識模型，可以幫助學生掌握這一類涉及多因素或多變量的概念的學習思路和方法。
4 “化學反應速率"教學的關鍵問題及教學策略
根據化學反應速率認識模型和發展層級的分析，在“化學反應原理”模塊，關于化學反應速率的教學有2個關鍵點，其一是引導學生認識影響化學反應速率的微觀本質機理，其二是幫助學生建立關于化學反應速率的系統認識。
4.1化學反應速率的微觀本質認識問題
引導學生認識影響化學反應速率的微觀本質機理，使學生對化學反應速率的認識從宏觀發展到微觀水平，是幫助學生認識化學反應速率的一般規律的重要方面。這就要求在教學中引入模型中的能量角度，在微觀水平上建立各影響因素與化學反應速率之間的推理關系，這對于學生定性建立各影響因素之間的關系也非常重要。盡管學生已經在緒言課中學習過有效碰撞、活化能、活化分子等概念，但是從學生的前測問卷來看，學生并沒有形成主動地利用這些理論解決化學反應速率問題的能力。因此，在教學中可以先設計一系列實驗探究，讓學生初步從定量和半定量的水平上理解濃度、溫度和催化劑對反應速率的影響，然后通過驅動性問題“為什么濃度、溫度、催化劑對化學反應速率有影響”，引導學生建構推理關系的路徑，并配合微觀動畫模擬，深化學生的理解。
4.2化學反應速率的系統認識問題
建立3大影響因素之間的關系，包括建立一系列定量關系，使學生對化學反應速率的認識從定性發展到定量，從孤立發展到系統，不僅是認識化學反應速率一般規律的重要要求，同時也是初步形成化學反應速率調控能力的基礎。這就要求在教學中設計合適的學生實驗，讓學生定量測定各單一因素對化學反應速率的影響情況，并比較各因素對化學反應速率的影響程度。另外，還應引導學生認識某一因素內部各變量對反應速率影響的情況，因此教學中可以選取濃度因素進一步研究，設計指向不同反應物濃度變化的實驗方案，可以幫助學生經歷實驗測定數據、處理實驗數據、尋找數據之間的關系，建立數學關系模型，體會數學模型建立的過程和方法，幫助學生建立濃度與反應速率之間的定量關系，從而認識到改變不同反應物的濃度對化學反應速率的影響不同，提高學生調控化學反應速率的能力和針對性，提升對化學反應速率認識的系統化水平。
5 基于模型建構的化學反應速率的教學設計與實施
5.1教學設計思路
基于以上分析，“化學反應原理”模塊基于模型建構的化學反應速率的教學可以分為2個課時。第1課時主要通過實驗探究和理論探究，建構化學反應速率的認識模型的各個因素變量，初步發展學生對化學反應速率的定量認識和系統認識；第2課時主要通過擴展模型中的定量關系，如深入定量探究濃度因素對化學反應速率的影響，以及借助阿倫尼烏斯公式（溫度、活化能與反應速率的定量關系），發展學生對各影響因素對化學反應速率影響關系的系統認識，并通過實際情境應用模型，活化模型，體驗模型的有效性。基于模型建構的教學設計簡要思路如表1、表2所示。
5.2教學效果分析
為了驗證“模型建構”在化學反應速率內容教學中的效果，本研究選取了北京市某重點中學高中二年級2個教學班級為被試對象，分別按照以上基于模型建構的化學反應速率教學設計方案和傳統的教學方案進行2課時的教學。問卷前測表明2個班級的起點水平是相當的。教學結束后，組織了問卷測查，測查的內容主要包括以下幾個方面：對化學反應速率的定量認識（包括對化學反應速率的定量計算以及化學反應速率與各影響因素的數學關系）、認識化學反應速率的角度（主要是看學生是否建立了認識化學反應速率的能量角度）、對化學反應速率認識的系統性情況。
（1）對化學反應速率的定量認識情況
關于化學反應速率的定量認識情況，從基于物質的反應速率定量計算、基于物質的反應速率與方程式系數關系、不同化學反應的化學反應速率計算比較、定量測定濃度對化學反應速率的影響、濃度與化學反應速率的定量數學關系（速率方程）等方面進行測查。
結果表明，基于模型建構的化學反應速率的教學在發展學生的定量認識的幾個方面都優于傳統教學。其中定量測定濃度對反應速率的影響方面實驗班顯著高于對照班（sig=0.000）。另外，基于物質的反應速率定量計算和反應速率與方程式系數的關系已經被教師提前至必修模塊學習，教學中沒有涉及，2個班對這2方面的掌握情況沒有顯著差異。
盡管實驗班學生對化學反應速率的定量認識水平較高，但是仍只是達到了層級發展的2級水平。即學生已經掌握了化學反應平均速率的計算，以及基于具體物質的化學反應速率與化學方程式系數的關系。基本掌握了定量測定化學反應速率的思路方法，能夠理解平均反應速率和瞬時反應速率的區別。在比較化學反應的速率方面，學生能夠比較同一化學反應在不同條件下的化學反應速率。但是僅有41.40%的學生能夠正確比較不同化學反應之間的反應速率大小。即學生掌握的化學反應速率的定量計算是基于具體物質（反應物和生成物）的化學反應速率，在基于化學反應的速率的定量表示和計算方面欠佳。
另外，絕大多數學生不能主動利用濃度、溫度、活化能等與化學反應速率的數學關系——速率方程或阿倫尼烏斯公式明確說明各影響因素對化學反應速率的影響關系。
（2）建立認識化學反應速率的能量角度的情況
關于認識化學反應速率的能量角度的建立，有助于學生深入認識各影響因素對化學反應速率影響的微觀本質。學生是否具備了認識和理解化學反應速率的能量角度，主要是看學生在解釋影響化學反應速率的因素時以及選擇合適的調控化學反應速率的因素時，能否主動地從能量角度解釋其內在機理。通過分析問卷測查，發現實驗班認識化學反應速率的能量角度情況顯著好于對照班（sig=0.000）。綜合對能量角度的考查來看，實驗班學生的表現比較穩定，說明實驗班學生已經初步建立起了比較穩定的認識化學反應速率的能量角度，其對化學反應速率的認識已經從宏觀水平發展到微觀水平。測查結果也表明，學生用能量角度分析純學科問題的情況比分析實際情境中問題的情況好。
（3）對化學反應速率認識的系統化水平
學生對化學反應速率的系統認識包括：建立全面的影響化學反應速率的因素；建立濃度、溫度和催化劑與反應速率間的推理關系；建立各影響因素間的定性關系；建立濃度、溫度、催化劑與化學反應速率之間的定量數學關系。通過分析測查結果，可以發現實驗班學生對化學反應速率認識的系統化水平顯著高于對照班（sig=0.000）。
實驗班學生大都已經建立起影響化學反應速率的各因素間的關系，建立起各因素與反應速率之間的推理關系，能夠定性地分析和解釋各因素影響化學反應速率的內在機理。但是學生對各影響因素與化學反應速率的定量數學關系的主動外顯表現明顯較弱。由于定量關系方面的表現較弱，學生對反應速率的認識處于初步系統化水平，即化學反應速率發展層級的第2層級。
6 研究結論與啟示
經過教學實踐及教學效果分析，本研究得出如下結論：
（1）模型建構對化學反應速率教學是有效的，實驗班學生的表現證明了這一點。
（2）化學反應速率認識模型的建立能夠促進學生的認識發展，使學生對化學反應速率的認識從孤立（必修階段）發展到系統，從宏觀發展到微觀，從定性發展到定量，豐富了學生的認識方式類別，同時活化能這一能量角度的加入，也豐富了學生認識化學反應的角度。
（3）教學設計方案有效地落實了選修階段化學反應速率的教學目標
我們將選修模塊化學反應速率的教學目標定位于化學反應速率發展層級的第2層級和第3層級。問卷調查和訪談結果表明，定量測定濃度對化學反應速率的影響、用碰撞理論（活化能、活化分子）解釋濃度、溫度和催化劑影響化學反應速率的機理、定性感知催化劑對反應速率的影響大、定量認識催化劑對反應速率影響呈指數級等目標已經較好落實。
（4）對化學反應速率的定量認識的教學目標還有待于進一步顯化
課標明確指出，選修模塊化學反應速率的教學應該注意發展學生對化學反應速率的定量認識。然而，經過分析可以看出，學生對化學反應速率的定量認識僅處于發展層級的2級水平，并沒有達到我們預期的3級水平，即沒有達到通過化學反應速率與濃度、溫度及催化劑之間的數學關系模型深入理解各因素之間以及各影響因素與反應速率之間的關系水平。其可能的原因有：第2課時，教師在課堂上雖然努力引導學生通過尋找數據之間的關系，建立化學反應的速率方程，但是學生并沒有理解到教師的真正意圖，學生的理解仍然是認為教師希望通過數據培養大家定量研究化學反應速率的意識，對于定量的結果沒有給予太多關注，而且教師在實驗結束后的總結部分也沒有給予明確的說明；另外教師在第2課時的總結提升部分，僅從定性水平進行總結，強調催化劑的作用，沒有引導學生關注這些定量關系，也會影響這一目標的落實。因此教師在教學中應該在這些方面進行改進，注意將設計思路和核心教學目標外顯化處理。
（5）教學設計中的實驗設計及實施還有進一步改進的空間
教師在2課時的教學中精心設計了一系列實驗，這些實驗對加強學生對化學反應速率的定量認識有一定效果，如學生對定量測定化學反應速率有了一定的認識，但是教學效果分析卻表明，這些實驗的教學效果遠遠沒有達到要求。其主要證據是關于化學反應速率的定量數學關系沒有建立起來。另外，從學生后測中陳述的對實驗目的的理解來看，直到完成學習，學生對幾個實驗的目的并不是很清楚。還有，第2課時學生實驗占有教學時間過長，影響教學進度，也是一個待改進因素。
綜合對實驗的分析，可以看出，盡管教師設計的實驗有助于教學目標的達成，但是由于教學實施過程中實驗設計目的的外顯化程度不夠，或者沒有在實驗結束后幫助學生進一步明確教學目標，因此學生對實驗設計的意圖理解還不到位，影響了這些實驗的教學效果。
一、化學反應速率及其影響因素
1.化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的，通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，是一段時間內的平均速率。固體或純液體（不是溶液）的濃度可視為不變的常數，故一般不用固體或純液體表示化學反應速率。用不同物質表示同一反應的化學反應速率時，其數值可能不同（因此，必須指明具體物質），但各種物質表示的速率之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。
2.參加反應的物質的性質是決定化學反應速率的主要因素，外界條件對化學反應速率也有影響。
（1）濃度對化學反應速率的影響只適用于氣體反應或溶液中的反應；
（2）壓強對化學反應速率的影響只適用于有氣體參加的反應；
（3）溫度對化學反應速率的影響：實驗測得，其他條件不變時，溫度每升高10℃，化學反應速率通常增加到原來的2-4倍；
（4）使用催化劑，使原來難以進行的化學反應分步進行（本身參與了反應，但反應前后化學性質不變），從而大幅度改變了化學反應速率；
（5）光、電磁波、超聲波、反應物顆粒的大小、溶劑的性質等也會對化學反應速率產生影響。
3.濃度和壓強的改變僅僅改變了單位體積內活化分子的數目，溫度的改變和催化劑的存在卻能改變單位體積內反應物分子中活化分子所占的百分數。
A.升高溫度可使該反應的逆反應速率降低
B.使用高效催化劑可有效提高正反應速率
C.反應達到平衡后，NO的反應速率保持恒定
D.單位時間內消耗CO和CO2的物質的量相等時，反應達到平衡
解析：升高溫度、使用催化劑都會使化學反應速率增大，既包括正反應速率，又包括逆反應速率，故A項錯誤，B項正確。反應達到平衡后，正反應速率和逆反應速率相等，因此C、D項都是正確的。
答案：A
二、化學平衡的建立及外界條件對化學平衡的影響
1.化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。
化學平衡狀態的特征，（1）逆：化學平衡研究的對象是可逆反應，可逆反應不能進行到底，即反應過程中反應物（生成物），不能全部轉化為生成物（反應物）。（2）動：化學平衡是動態平衡，化學反應達到平衡時正反應和逆反應仍在繼續進行。（3）等：指反應體系中的用同一種物質來表示的正反應速率和逆反應速率相等。對于不同種物質而言，速率不一定相等。（4）定：平衡混合物中各組分的物質的量、質量、物質的量濃度，各組分的百分含量（體積分數、質量分數）、轉化率等不隨時間變化而改變。（5）變：改變影響化學平衡的條件，平衡發生移動。（6）化學平衡的建立與反應的途徑無關，化學平衡狀態的標志是化學平衡狀態特征的具體體現。
2.平衡移動原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。它是濃度、壓強和溫度等外界條件對平衡移動影響的概括和總結，只適用于已經達到平衡狀態的可逆反應，未處于平衡狀態的體系不能用此原理分析，但它也適用于其他動態平衡體系，如溶解平衡、電離平衡和水解平衡等。催化劑能夠同等程度地增加正反應速率和逆反應速率，因此它對化學平衡的移動沒有影響。
A.升高溫度和減小壓強
B.降低溫度和減小壓強
C.降低溫度和增大壓強
D.升高溫度和增大壓強
解析：本題考查了條件改變對平衡移動的影響。由題意知，該反應為吸熱反應，故升高溫度有利于反應向正方向進行；又知該反應為氣體體積增大的反應，故減小壓強有利于反應向正方向進行。
答案：A
三、化學平衡常數（濃度平衡常數）及轉化率的應用
1.化學平衡常數
（1）化學平衡常數的數學表達式。
（2）化學平衡常數表示的意義。
平衡常數數值的大小可以反映可逆反應進行的程度大小，K值越大，反應進行越完全，反應物轉化率越高，反之則越低。
2.化學平衡的基本計算
（1）物質濃度的變化關系。
反應物：平衡濃度=起始濃度-轉化濃度；生成物：平衡濃度=起始濃度+轉化濃度。
其中，各物質的轉化濃度之比等于它們在化學方程式中物質的計量數之比。
（4）計算模式：
（5）化學平衡計算的關鍵是準確掌握相關的基本概念及它們相互之間的關系。化學平衡的計算步驟，通常是先寫出有關的化學方程式，列出反應起始時或平衡時有關物質的濃度或物質的量，然后再通過相關的轉換，分別求出其他物質的濃度或物質的量和轉化率。概括為：建立解題模式、確立平衡狀態方程。說明：①反應起始時，反應物和生成物可能同時存在；②由于起始濃度是人為控制的，故不同的物質起始濃度不一定呈化學計量數比，若反應物起始濃度呈計量數比，則隱含反應物轉化率相等，且平衡時反應物的濃度呈計量數比；③起始濃度、平衡濃度不一定呈計量數比，但物質之間是按計量數反應和生成的，故各物質的濃度變化一定呈計量數比，這是計算的關鍵。
答案：C
四、學習化學平衡應注意的三個問題
1.等效平衡：在兩種不同的初始狀態下，同一個可逆反應在一定條件（恒溫、恒容或恒溫、恒壓）下分別達到平衡時，各組成成分的物質的量（或體積）分數相等的狀態。在恒溫恒容條件下，建立等效平衡的一般條件是：反應物投料量相當；在恒溫恒壓條件下，建立等效平衡的條件是：相同反應物的投料比相等。
2.平衡移動的思維基點：
（1）先同后變。進行判斷時，可設置相同的平衡狀態（參照標準），再根據題設條件觀察變化的趨勢。
（2）不為零原則。對于可逆反應而言，無論使用任何外部條件，都不可能使其平衡體系中的任何物質濃度變化到零。
3.在實際生產中，需要綜合考慮反應速率、化學平衡、原料選擇、產量和設備等各方面情況，以確定最佳生產條件。合成氨選擇的適宜條件通常是：20MPa-50MPa、500℃左右、鐵觸媒；及時補充N2和H2，及時將生成氨分離出來。
答案：B
五、化學反應速率與化學平衡圖像題
解題策略：（1）首先要看清楚橫軸和縱軸的意義（特別是縱軸，表示轉化率和表示反應物的百分含量情況就完全相反）以及曲線本身屬等溫線還是等壓線。（當有多余曲線及兩個以
解析：在恒容狀態下，在5個相同的容器中同時通入等量的NO2，反應相同時間，那么有兩種可能：一是已達到平衡狀態，二是還沒有達到平衡狀態，仍然在向正反應方向移動。若5個容器在反應相同時間下，均已達到平衡，因為該反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B項正確。若5個容器中有未達到平衡狀態的，那么溫度升高，反應速率增大，會出現溫度高的NO2轉化得快，導致NO2的百分含量減少的情況，在D圖中轉折點為平衡狀態，轉折點左則為未平衡狀態，右則為平衡狀態，D項正確。
答案：BD
【跟蹤訓練】
下列說法不正確的是（）
A.第4min至第6min該化學反應處于平衡狀態
B.第2min時，如果只改變某一條件，則改變的條件可能是降低溫度
C.第2min時，如果只改變某一條件，則改變的條件可能是使用催化劑
D.第6min時，其他條件不變，如果升高溫度，正反應速率增大
3.B解析：根據表中數據得，第4min后體系中各物質的濃度保持不變，即反應達到平衡狀態；該反應在2—4min內的反應速率大于0—2min內的反應速率，即第2min時反應速率增大，因此改變的條件不可能為降低溫度，可能為使用催化劑；6min時，升高溫度，正、逆反應速率均增大。
4.A解析：由于t2時刻，反應再次達到平衡后的反應速率大于原平衡時的反應速率，則可判斷t1時正反應速率減小，而逆反應速率增大，平衡向逆反應方向移動。
5.A解析：縮小容器容積使這兩個反應向正反應方向移動，A的轉化率增大；升高溫度，反應（Ⅰ）向逆反應方向移動，A的轉化率減小；③使A的轉化率都減小。
筆者近期參加了江蘇省中小學教師微課競賽。筆者選取了高考復習的一個小專題作為參賽內容，主要基于兩方面考慮：一是小專題的“小”和“專”的特點都能與微課的要求較好匹配；二是筆者平時就是采用“小專題法”進行高考復習工作并取得了一定成效，并非刻意為了比賽而“另起爐灶”，故該課例具有一定的借鑒意義和推廣價值。
在高考復習中采用“小專題法”，又基于兩個主要背景：一是高考模式及學科特點的變化，二是高效課堂的要求。自2008年江蘇省實施新的高考模式以來，化學等學科成為非計分科目，其課時被大幅擠壓。教師們面臨一個新課題：如何在教學時間減少而教學容量不變的情況下完成教學任務，且教學質量基本不受影響？其實，這種要求也恰與近年來廣受重視和提倡的“高效課堂”思想不謀而合，高考模式、學科地位的改變則是作為一種外因，迫使教師們積極迎接挑戰，求索高效課堂，從而贏得主動。
傳統的高三復習已經形成了較為固定的模式。例如，在二輪復習階段，往往都是把學科知識分解為若干個大專題，而每一個專題則仍是一個具有較大范疇的體系、大單元，這些專題通常不是一兩節課就能解決的。在新形勢下，再按老路走，時間不允許，尤其是對于一些生源基礎較為薄弱的學校而言，矛盾更為突出。于是，復習工作的模式正在逐漸改變，教師們關注的重點不再是知識體系的完整性，而是教學內容的針對性，要在有限的時間內，及時解決學生實際存在的知識缺漏、能力欠缺問題。于是，“小專題”應運而生！這種小專題化的復習模式十分靈活、方便，不僅僅適用于二輪復習，也適用于其他任何階段，便于隨時發現問題隨時專題突破。有時一堂課可以完成2～3個小專題。這種化整為零、逐個攻破的方法使得教師的教學效率大大提高！
選題緣由
這堂微課所選取的小專題為“化學反應速率及比較方法”，該專題及其個性化的命名方式少有教師會使用。首先，從內容的角度來說，這部分內容一般都包含在“化學反應速率與化學平衡”大專題中，且在這個大專題中化學平衡問題是重點，化學反應速率問題則非常容易被疏忽，從而導致學生在考試中失分。即便以化學反應速率為主題，也很少會有人在其后再加上“及比較方法”幾字。筆者之所以作此處理，是建立在高考考查立意變化的基礎上——不斷地從知識與技能的立意向能力立意轉變，高考對學生的創新精神、實踐能力提出了更高要求。由此不難看出，僅僅圍繞“化學反應速率”進行基礎性復習是不能適應高考的新要求的，而增加有關化學反應速率快慢比較的探究要素，則有利于培養學生的探究意識、科學思維，促進他們能力、素養的提升。
教學需求分析
1. 適用對象分析
本資源適用對象為全省高中化學教師，學生亦可觀看錄像進行自學。高中化學教科書有三種版本，學生如要學習這部分內容，則應該已經學習過高一必修2模塊和高二選修4模塊的內容，對涉及化學反應速率的問題已有基礎性的了解，對相關基本實驗的原理和操作已經基本掌握。
2. 學習內容分析
“化學反應速率”屬于化學知識體系中的原理性知識，處于“化學基礎理論”的范疇下，它是化學平衡問題的基礎，在高考中為常見考點，也是實驗探究題可選用的重要命題素材。如果對化學反應速率及其快慢比較的問題有較系統和深刻的了解，能夠幫助學生更清楚地了解化學反應的機理，進而加深對化學平衡問題的理解，同時也能夠使學生以之為橋梁，將化學知識與生產、生活問題相聯系，體會化學學科的價值。
3. 教學目標分析
（1）了解化學反應速率的概念和平均反應速率的定量表示方法，能夠進行基本的速率計算，知道測定化學反應速率的常見方法。
（2）了解溫度、濃度、壓強和催化劑等對化學反應速率影響的一般規律，能夠用控制變量法探究不同條件對化學反應速率的影響情況，并選擇較為合理的方法去比較、測知反應的快慢，感受探究的過程與方法，體會化學實驗的意義、價值，產生濃厚的學習興趣。
教學過程
1. 感受真題
展示兩道高考題，分析其中的核心問題：
（1）(2011?江蘇高考)對于反應：2H2O2 2H2O＋O2，加入MnO2或降低溫度都能加快O2的生成速率。
（2）(2012?上海高考)往鋅與稀硫酸反應混合液中加入NH4HSO4固體，反應速率不變。
設計意圖：用呈現高考真題的方式引出化學反應速率問題，可以在課的一開始就讓學生體會到知識的重要性，把注意力盡快集中到課堂上來。
2. 生活探尋
化學是自然科學，其研究的對象常常來自于自然與生活。生活中涉及許多化學反應，例如食物的腐敗、鋼鐵的生銹，等等。
設計意圖：指出化學學科的本質特點。將其與生活問題相聯系，既能夠體現學科的價值，又能夠讓學生對化學問題產生親切感。
3. 科學思路
我們總是希望有利的化學反應能適當快些，不利的化學反應能夠盡量慢些。事實上，科學家們一直在這個領域不懈探索著。那么，若要知道化學反應速率是否發生變化，必須具備怎樣的基礎和前提？設計意圖：引導學生從科學家的角度進行思考，體會科學研究的一些基本思路。
4. 知識鋪墊
化學反應速率的定義、計算公式、單位。設計意圖：這些問題是必須掌握的基礎性問題，應該復習和重視，并為后續探究做好鋪墊。
5. 科學探究
[理論分析]
影響化學反應速率的因素——
(1)內因：即反應物自身的性質，它對化學反應速率起決定性作用。
(2)外因：①濃度。②溫度。③壓強。④催化劑。⑤接觸面積。⑥其他。
設計意圖：采用內外因分析法，幫助學生建立必要的哲學思想，而最后補充其他影響化學反應速率的因素是為了體現一種實事求是的態度，也可以幫助學生全面地認識問題。
[數學方法]
1.直接計算。
2.曲線圖法：依據曲線的斜率。
[實驗手段]
前提：在對比實驗探究時，一定要注意控制變量。
分類討論：（討論時采用列舉法）
（1）對于有固體參加的反應
發散思維：你還能想到借助哪些物理量來判斷化學反應速率的快慢嗎？（溫度、壓強、pH、導電性、電流大小……）
結合PPT幻燈片介紹手持實驗技術，選擇其中的溫度傳感器進行演示實驗。
設計意圖：實驗探究是本課的重點，也是能力提升的關鍵。在展開討論之前，首先根據分類的思想將探究問題進行合理分類。即便如此，仍比較抽象，故再采用列舉法對常見例子加以實際分析和探討，借以概括出一般規律。
6. 展示課堂結構
用PPT出示本堂課的主體結構。
7. 自主練習（課后完成，略）
總結與反思
對此微課，筆者嘗試了一種新的授課方式：面向觀看視頻師生，獨立講解、自問自答。這樣錄制出的微視頻可用于教師教學參考、研討，也可用于學生課后自行觀看學習，耗時約9分鐘。
本節課的主要設計理念是以點帶面、突出重點、盡量覆蓋、面向能力。以探究如何比較化學反應速率的快慢為核心問題，彰顯能力立意；而由于所探究問題本身內涵豐富、涉及面廣，結合中學實情，采用了列舉法，選取適合高中生探究的有代表性的重點問題加以探究，力求以點帶面。要進行化學反應速率快慢比較的探究，其前提又必須掌握相關概念、公式、單位等基礎知識，因而要自然而然地先做好這方面的復習工作，為后續探究做好鋪墊。
