“化學反應的速率”教學思考和對策

盛景云

摘要：“化學反應的速率”包括化學反應速率的定量表示方法以及濃度、溫度、催化劑等外界因素對反應速率的影響等內容。對教學過程中出現的問題進行了較為深入的思考，并提出了相應的解決對策。

關鍵詞：化學反應速率；教學思考；對策

中圖分類號：G632.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）04-0233-02

“化學反應的速率”是從化學動力學的角度研究化學反應進行快慢的一節課，課程重點是學習化學反應速率的定量表示方法以及濃度、溫度、催化劑等外界因素對反應速率的影響?？荚嚧缶V對這節課的要求有：了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法；理解濃度、溫度、壓強、催化劑等外界條件對反應速率的影響，認識其一般規律；了解化學反應速率在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。學生對“化學反應速率”這一知識點的認識發展過程可用圖1來表示，通過必修2的學習已經知道化學反應有快慢之別，但不知道如何定量描述化學反應的快慢。已經知道濃度、溫度、催化劑等外界條件的改變將對化學反應速率產生怎樣的影響，但不知道為什么能產生這樣的影響、影響程度如何。學生在本節課將學習化學反應速率的定量表示方法，并從定量的角度來探討外界條件對化學反應速率的影響情況?，F以魯科版“化學反應原理”第二章第三節“化學反應的速率”為例，對教學過程中出現的問題進行思考并提出相應解決對策，本節教材的內容框架如圖2所示。

一、化學反應速率

教材在這一部分通過一個探究活動，讓學生嘗試對化學反應速率進行定量的研究。在教學過程中易出現一個問題：由于在這個實驗中直接測到的是鎂條的質量和物質的量，所以在表示反應速率時，學生都是直接用單位時間內的鎂條質量的變化量或物質的量的變化量來表示反應速率的。這與通常說的用單位時間內物質濃度的變化量來表示反應速率不同，因此探究活動設置了問題2“如果分別用單位時間內鹽酸濃度的減小和氯化鎂濃度的增加來表示反應速率，需要哪些數據？”來引導學生，為下文的速率方程做了鋪墊。在學習過程中，學生容易犯一個錯誤，即將鎂的物質的量的變化量除以溶液的體積，當作是鎂的濃度的變化量，教師應指導學生，“一般來說，濃度只針對氣體和溶液中的溶質，固體和溶劑的濃度看做常數，不能用來表示化學反應速率”。

在教師的教學和學生的學習過程中還應注意以下幾點：第一，對于同一個化學反應，用不同的物質來表示的反應速率，在數值上是不同的，所以一般要指出是v（A）還是v（B）。第二，無論用反應物還是用生成物來表示的化學反應速率都是正值，但在課本中出現的兩個公式的形式：會讓學生以為，以單位時間內反應物濃度的變化量表示的反應速率是負的，容易給學生造成困惑，所以應強調Δc（A）就是濃度的變化量，不一定是“末減初”，即無論以什么物質來表示的化學反應速率都是一個正值。第三，上述的第二個公式較為復雜，學生理解和記憶時比較困難，在實際應用中也較少出現，只是為了說明同一反應用不同物質表示的反應速率都是相同的，所以在教學時應注意引導學生重點理解和掌握第一個公式，對第二個公式的理解應是：在同一個化學反應方程式中，以不同物質表示的反應速率之比等于其方程式系數之比。

在必修2的學習中，學生已經從定性的角度了解了什么是化學反應速率，在這節課中將進一步學習化學反應速率的定量表示方法，并從定量的角度來探討外界條件對化學反應速率的影響情況，著重培養學生對問題進行定量研究的意識。

二、濃度對化學反應速率的影響

在濃度對速率的影響中，教材出現了速率方程：v=kc（A）c（B）。在教學中要注意把握這部分內容的深廣度，與掌握具體知識相比，本節課更重視培養學生對問題進行定量研究的意識，所以在教學時應抓住的一個核心是：只需要知道化學反應速率與反應物濃度存在一定的定量關系，這種定量關系通常通過實驗測定，與化學方程式中的系數并無確定關系。

在教學過程中遇到的問題主要有：第一，學生易把速率方程和上節的化學反應速率的計算公式混淆，對于兩個公式所表達的意義也不清楚。對于這個問題的突破，可以通過將兩個公式進行對比，指導學生對兩者進行區分。第二，壓強對化學反應速率的影響是學習過程中的一個易錯點，應指導學生將壓強對速率的影響轉化成對濃度的影響，即壓強改變時只有引起濃度的變化才會影響反應速率，否則不影響，如：恒容下充入與反應無關的氣體問題、只涉及液體和固體的反應的問題等。

三、溫度對化學反應速率的影響

這部分內容教學的重點是：溫度與反應速率常數之間存在著定量關系；溫度對反應速率的影響與活化能有關；活化能的定義。教學時應通過情境的創設，層層設問，將知識點一一引出。首先提問：溫度如何影響化學反應速率？（通過影響反應速率常數來影響化學反應速率）；其次提問：為什么升高相同溫度對不同化學反應的速率影響程度不同？（不同反應的活化能不同，活化能越大改變溫度對反應速率的影響程度越大）；最后再解釋什么是活化能。溫度對速率的影響涉及到了化學反應動力學研究的問題，具有非常強的理論性。例如：教材提出了“基元反應”的概念，又對“化學反應式怎樣進行的”這一問題進行了分析。如何在教學過程中做到既不增加學習難度、不引入過多概念，又可以幫助學生從本質上理解為什么化學反應速率會千差萬別，為今后的學習打下初步的理論基礎，就成為教學的一個難點。因此在進行阿倫尼烏斯公式的教學時，只要求學生知道對于一個確定的反應，溫度對化學反應速率的影響與活化能有關。當Ea>0時，升高溫度反應速率常數增大，化學反應速率加快。在教學過程中不宜追究其來龍去脈，更不宜進行公式推導。教材中的反應歷程示意圖應指導學生學習，借助圖像有助于幫助學生理解活化能的意義。

四、催化劑對化學反應速率的影響

催化劑對速率的影響主要是讓學生了解催化劑是通過參與反應改變反應歷程、降低反應的活化能來提高化學反應速率的。教材中的“氯催化臭氧分解歷程示意圖”是教學的重點，可以幫助學生理解上述內容。endprint

在教學過程中會遇到的問題是：學生常常將催化劑對化學反應速率的影響和對平衡移動的影響混淆。教師應幫助學生對這一內容進行對比和歸納，如：催化劑降低了反應的活化能，從而使反應速率常數增大，進而提高了化學反應速率；而催化劑不能改變化學平衡常數，從而不影響平衡的移動，不改變平衡狀態，問題就能夠得到解決了。

教材從“化學反應是怎樣進行的”提出“反應歷程”和“基元反應”等概念。這些概念的引入可從本質上揭示化學反應的復雜性，保證了教學內容的科學性，幫助學生從本質上理解為什么化學反應速率會千差萬別，為今后的學習打下初步的理論基礎。但是，高考對速率方程、阿倫尼烏斯公式、基元反應和碰撞理論等都沒有要求，那么在教學中如何準確把握教學的深廣度，就成為了一個重要的問題。例如對于“基元反應”，僅需知道基元反應即為一步完成的反應，而許多化學反應是由若干個基元反應組成的復雜反應即可。再如對于“速率方程”，需知道化學反應速率與反應物濃度存在一定的定量關系，這種定量關系通常通過實驗測定，與化學方程式中的系數無確定關系。

與必修2相比，化學反應原理著重培養學生對問題進行定量研究的意識，因此如何準確把握教學的深廣度，不給學生增加學習的負擔也是教學過程需要解決的一個重要問題。在教學時，既要使學生對化學反應速率及其影響因素的認識在必修的基礎上有所提高，又不過于定量化、抽象化，要注意使這部分內容區別于大學化學教學。重點培養學生分析處理數據的能力及解決問題的能力、邏輯思維的能力，這些能力的考察也是新課程高考中的一個重要方面。

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