教学设计：张嘉旭

　　【版本信息】

　　 人民教育出版社高中化学选修四《化学反应原理》第二章第一节，苏教版《化学反应原理》专题二第一节，鲁科版《化学反应原理》第二章第三节，旧人教版高二化学教材第二章第二节，课标实验教科书在旧人教版的基础上都作了改进。

　　【教材分析】

　　 化学反应速率属于动力学范畴，从普通高中化学课程标准实验教科书体系来看，“化学反应速率”是必修、选修都有的内容，衔接如下表：

　　选修四衔接的必修教材教学铺垫

　　 第二章：化学反应速率和化学平衡第一节：化学反应速率必修II第二章第三节：化学反应的速率和限度

　　 1．化学反应速率的计算

　　 2．影响化学反应速率的因素

　　 3．化学平衡的状态

　　 4．可逆反应的v-t图

　　 如何处理本章书和必修及之前学习内容的衔接，做到源于必修、又高于必修，学习能力螺旋式上升。本节主要研究了化学反应速率的定量表示方法、化学反应速率的计算以及化学反应速率的测定。如果不探索能力的层次性，那么化学反应速率的计算方法是必修2时已经学习过的，化学反应速率可以通过实验测定在书中也只是一段文字介绍和一个简单的测量实验。提升点在哪里呢？对于化学反应速率的计算方法，应该引导学生自己探索，以固态和纯液态物质表示的反应速率该如何计算。化学反应速率可以通过实验测定的各种方法，我们应该想办法贯彻到实验2-1的锌与稀硫酸反应的速率测定中去，让学生自己探讨测定方法。

　　【学情分析】

　　 本节课的教学对象是高二理科学生，通过必修模块的学习，学生在《化学2》中已经初步学习了化学反应速率的定性描述以及知道外界因素会影响到反应速率的快慢，学生已初步具有观察、描述和比较化学反应现象的能力，知道利用函数图象描述变量间的关系。 但经过一个学期，学生大多已经遗忘，而且学生的抽象思维还不成熟，缺少将宏观现象转化成为具体的数学表达式的能力，尤其是对化学反应速率的快慢进行具体的量化。在此处继续学习化学反应速率，主要是对必修所学习的内容进行回顾，此外增加化学反应速率的实验测定，培养学生的实验设计和实验操作能力。这些为化学平衡的学习打下坚实的基础。

　　【教学设计】

　　一、教学目标

　　 教学目标确立思路（思维工具：AGO、OPV、FIP）：

　　 根据不同的教学思路，教师可以把《化学反应速率》设计成讲授课，也可以设计成实验探究课，还可以设计为学生小组合作问题式探究课。依据所用教材的文本特点和学生实际情况，结合思维训练需要，着眼于实验探究式教学，笔者设计出以下两个学习目标：

　　 1.如何从定量的角度表示化学反应快慢

　　 2.探讨测定化学发应速率的各种方法

　　二、备用思维工具

　　 AGO、CAF、APC、PMI、C&S、OPV、激发、聚焦、祛除。

　　  三、教学步骤

　　（一）小组合作自主学习教学

　　 1.课前布置复习、预习任务（思维工具：CAF）

　　 结合《必修2》，学生提前复习和预习，要求初步完成《化学反应速率》研究方法、表示方法、测量方法的思维导图（图1）。

　　图1《化学反应速率》预习任务

　　 2.课堂展示学习目标（AGO）

　　 3.课堂展示、检验预习成果

　　 4.小组重点交流讨论

　　 （1）判断化学反应快慢的方法有哪些？（思维工具：CAF、APC）

　　 参考提示（图2）：

　　图2判断化学反应快慢的方法

　　 藉助CAF和APC工具，引导学生归纳反应速度的方法，如产生气泡的快慢、固体质量的变化、温度的变化、颜色的变化、浑浊程度的不同。（用气球看多少气体、各用一纸片放在瓶口看哪个先弹起、组成原电池根据灯泡量度，将气体通入装有水的U型管看液面变化高度，用指示剂判断反应的情况，用原电池的原理等等）。

　　 （2）如何从定量的角度来表示化学反应快慢？（思维工具：CAF、APC）

　　 参考提示（图3）：

　　图3定量表示化学反应快慢的方法

　　 聚焦物理量，利用CAF、APC工具，从气泡、温度、颜色等因素归纳定量表示反应快慢的多种方法。

　　 产生气泡的快慢：测定气体的体积或体系的压强、测定物质的质量变化、测定物质的物质的量的变化；

　　 温度的变化：测定体系的温度或测定反应的热量变化；

　　颜色的变化：测定物质或离子的浓度变化、测定溶液的导电能力的不同；

　　  ……

　　 5．化学反应速率的规律

　　 通过问题思考，小组交流讨论，藉助思维工具，归纳化学反应速率的规律。

　　 \[问题1\]在密闭容器中，合成氨的反应 N2+3H2=2NH3；反应开始时，N2的浓度为8mol/L，H2的浓度为20mol/L。5min后，N2的浓度为6mol/L，则此反应速率用N2表示为，用H2表示为，用NH3表示为。

　　 \[问题2\]对于A（g）+B（g）=3C（g）的反应。在单位时间内，在容器1，经测定，减少了5molA；在容器2中减少了3molA，问在哪个容器中反应速率快？

　　 参考提示（图4）：

　　图4《化学反应速率》基本规律

　　（二）实验探究教学

　　 1. 化学实验方案设计（思维工具：AGO、CAF）

　　 藉助课本实验2-1，开展CAF工具思维训练。

　　 参考提示（图5）：

　　 图5实验室制备气体基本思路

　　 2. 对实验方案的评价和甄别（思维工具：PMI）

　　 参考提示（图6）：

　　图6实验方案的评价和甄别

　　 课本实验中“观察收集10mLH2所用的时间或1分钟收集到的H2的体积”，针对实际用注射器难以操作和观察，改进如下：

　　 ①当体系的温度恢复到室温后，对于图一，要调节量筒的高度，使量筒内外的液面相平；对于图二，要上下移动量筒，使量筒内的液面与广口瓶中的液面相平；对于图三，要上下移动右边的玻璃管，使左右两管中的液面相平。

　　 ②读数时，眼睛要平视量筒内（或良气管内）液面的最低点。

　　 3. 对实验方案的改进（思维工具：OPV、FIP）

　　 问题：本实验还可以如何测定锌和稀硫酸反应的速率？

　　 （1）测量溶液中的H+的浓度的变化：

　　 ①用pH计测定溶液的pH，然后进行换算

　　 ②加入过量的Na2SiO3，使H+完成转化为沉淀，然后过滤、洗涤、乾燥，称量沉淀的质量，再把沉淀的质量换算成H+浓度。

　　 ③加入一定量（过量）的石灰石，充分反应后，过滤、洗涤、乾燥，称量剩余的石灰石。进行换算。

　　 ④取出锌粒，向剩余溶液中加入几滴酚酞试液，然后滴加一定浓度的NaOH溶液，当溶液由红色变为无色时，记下NaOH溶液的体积。

　　 （2）测量溶液中的Zn2+的浓度变化

　　 （3）测量氢气的体积或氢气的质量的变化：

　　 ①测量氢气的体积

　　 ②测量氢气的质量

　　 ③用气球收集氢气，称量前后的质量

　　 ④称量整套装置反应前后的质量

　　 （4）测量体系的压强的变化

　　 （5）测量锌粒的质量的变化

　　 （6）测量溶液的导电能力的变化

　　 （7）测量反应体系的热量变化

　　 （8）用密度计测定反应前后溶液的密度

　　 参考提示（图7）：

　　图7实验方案的改进

　　 4. 对实验方案的选择（思维工具：APC、FIP）

　　图8实验方案的选择

　　 5. 化学对比实验变量控制的选择思路（思维工具：CAF、FIP、C&S）

　　图9化学对比实验变量控制的选择思路

　　 6．实验探究：小组合式实验

　　 7.问题讨论：

　　 实验2-1中：测定锌与稀硫酸反应的速率。

　　 测定该反应速率的方法有多种，不同的方法需要测定不同的数据。请根据你设计的测定方法，填写需要记録的数据及其单位：

　　 ① ，单位 ；②  ，单位 。

　　 根据你测定的实验数据，处理后可求得（填化学式）的反应速率，单位是。

　　【教学后记】

　　 本节内容是第二章中最富有思维深度的一部分，有利于向学生展示化学实验科学的魅力，有利于锻炼学生的思维，有利于丰富学生的知识体系。本教学设计把小组合作自主学习和实验探究结合起来，重点在思维工具的使用，训练学生思维，突出思维工具在化学实验教学中的应用。

　　 在小组合作自主学习教学中，运用CAF、OPV、聚焦等工具，对于化学反应速率的计算方法，应该引导学生自己探索。在复习和预习中，具有指导作用，激发学生思维，提高学习效率。

　　 在实验探究教学中，把化学反应速率可以通过实验测定的各种方法，通过思维训练贯彻到实验2-1的锌与稀硫酸反应的速率测定中去，让学生自己探讨测定方法。

　　 使用CAF、APC、PMI、C&S、OPV、聚焦、祛除等思维工具，进行了实验方案的设计、评价、改进、选择、变量控制讨论，在此基础上选择最佳方案，最后开展实验研究，体验思维效果，充分发挥思维在化学实验中的能动作用，提高课堂效率。