选修四化学反应原理教学设计

选修4《化学反应原理》绪言教学设计
一、学情分析
绪言在全书中起到提纲挈领、引起学生学习化学反应原理兴趣的作用。

在前面的学习中，学生已经知道了化学反应的发生是由于反应物分子之间发生激烈碰撞，破坏化学键，使得各原子间的组合发生变化形成新的化学键，产生了新的分子，同时也了解了化学键的断裂和形成与化学反应中能量变化的关系。

本模块是以学生此前的化学学习为基础，以学生对许多具体化学反应的知识积累为前提，为适应学生的学习心理发展需求而设立的选修课程，旨在帮助学生进一步从理论上认识一些化学反应原理的基础知识和研究问题的方法。

教科书中介绍的简化后的有效碰撞模型和活化分子、活化能模型及催化剂的重要作用，将为学生后面的学习打下重要基础。

二、教学目标
知识与技能：
1、引导学生了解本教材的内容，即化学反应原理的研究范围
2、引导学生学习“有效碰撞”概念模型、活化分子、活化能的概念，并对化学反应原理的学习方法有初步的领会；
3、了解催化剂的作用和研究意义。

过程与方法
1、通过一些具体的化学反应情景，展现化学反应、化学性质的复杂性，转而指出化学反应其实有“规律”，引发学生的学习动力；
2、利用教材创设的具体情景，分析“有效碰撞”概念模型，使学生在理解的基础上认识“有效碰撞”“活化分子”“活化能”这些概念。

情感态度与价值观：
1、体会学习化学反应原理模块的意义和价值，赞赏化学在人类生产、生活实践中的应用。

2、通过对“有效碰撞”概念模型的学习，展现化学反应的本质，激发学生对化学反应的学习兴趣。

三、教学重难点
重点：了解化学反应原理的基本学习方法——概念模型法。

难点：“有效碰撞”和“活化分子与活化能”的概念。

四、教学过程：
【引入】问题引入（问题见学案）
【小组代表汇报】
【总结】这些与生活息息相关的问题就是选修4《化学反应原理》所要研究的内容。

【板书】一、化学反应原理的研究内容
【讲解】这本书将带领我们从能量转化、化学反应速率、进行的方向、限度四个方面来认识一个化学反应。

【过渡】化学反应原理这本书的特点是什么？我们应该怎么学习这本书？
【板书】二、化学反应原理的特点和学习方法
【过渡】概念模型表征了待解释的系统的学科共享知识；是为了解释特定的概念而创设的情景模型。

合理的概念模型是学习和研究化学反应原理的基础。

今天我们就来通过概念模
型法来认识研究化学反应原理的思路与方法。

【板书】三、研究化学反应原理的思路与方法——概念模型法
简化后的有效碰撞模型
【投影】
设想：为了使概念模型的重要涵义更加突出，忽略其他因素的干扰作用，选择气相反应体系作为研究对象，在常温常压下，气体分子的运动是自由的，它们之间的碰撞是随机的。

模型的建构：在一洁净的容器中，使氢气与氧气按体积比2∶1的比例混合，气体分子因自由运动而不断发生碰撞（互相接触）——这是发生化学反应的必要条件。

假设与事实：根据计算，在常温常压下每个氢分子、氧分子自身或它们之间的碰撞几率为2.355×1010次/秒。

假如每次碰撞都能发生化学反应，则化学变化瞬间即可完成，但事实并非如此。

立论：并不是所有的碰撞都是发生化学反应的碰撞。

【问题1】为什么有的碰撞可以发生反应，而有的不能发生反应?与哪些因素有关？
【链接打篮球小视频】
【投影】借鉴投篮，获得灵感。

【总结】有效碰撞是能够导致化学键断裂引发化学反应的碰撞。

结论：发生化学反应的必要条件是分子间的碰撞
发生化学反应的充要条件是有效碰撞
推论：某一化学反应的速率大小与单位时间内有效碰撞的次数有关。

【板书】1.有效碰撞：能够破坏化学键从而发生化学反应的碰撞。

【问题2】什么样的分子才能发生有效碰撞？分子间发生有效碰撞的条件是什么？
【回答】发生碰撞的分子要有足够的能量，且分子发生碰撞时要有合适的取向。

【总结】1.活化分子是具有较高能量可以发生有效碰撞的分子。

结论：发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。

推论：有效碰撞次数的多少与单位体积内活化分子的数目有关。

【板书】2.活化分子是具有较高能量可以发生有效碰撞的分子。

【问题3】普通分子与活化分子有何区别？普通分子怎样才能活化？
【讲授】如图：其中活化能为E1反应热是E1-E2
结论：活化分子的多少是由活化能决定，活化能越小则一般分子成
为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞次数越多，
则反应速率越快。

【板书】3.活化能就是活化分子比反应物分子平均能量所高出的那
部分能量。

【交流与讨论】
1：有活化能为“0”的反应吗?为什么?
2: 对于“活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响”这一句话如何理解？
【讲授】1.有，例如：H+和OH-、Cl-和Ag+在水溶液中的反应，还有原子间的反应，活化能几乎为零。

因为在反应之前反应物已经成为自由的离子或原子，不再需要用来破坏或减弱化学键以便启动化学反应的活化能。

2.
【过渡】活化能是决定化学反应难易程度的关键。

不同的化学反应活化能差别很大。

一个具体的反应，活化能的值如何测定呢？
【讲授】活化能的测定与获得：
不同的化学反应所需的活化能差别很大，通常只能用实验方法测得，并以测量温度对反应速率的影响为主要方法。

到目前为止，人们还没有完全掌握计算或推测化学反应活化能的理论方法。

活化能的作用在于使反应物活化，从而启动反应或改变反应速率。

能实现向体系提供“活化能”的方法有加热、光照、核辐射、摩擦、外加磁场等。

【问题4】：双氧水分解制氧气时加入二氧化锰，反应速率明显加快，试想一下为什么
二氧化锰能加快该反应的速率？请你尝试运用有效碰撞理论进行解释。

【讲授】加入催化剂→降低活化能→提高活化分子数→提高
有效碰撞的次数→反应速率加快。

【板书】四、催化剂
1.催化剂是能改变化学反应的速率，但前后本身的性质和质量都没有发生改变的物质。

2.催化原理：（正）催化剂→降低活化能→提高活化分子数→提高有效碰撞的次数→反应速率加快。

【讲授】催化剂的研究也是化学反应原理中的一个重要领域。

神秘而有趣的催化作用和它所带给化学工业的巨大经济效益，使得人们对催化剂和催化作用的研究热情一直是有增无减。

【随堂练习】
【归纳总结】：1.一个反应要发生一般要经历哪些过程？
2.影响一个化学反应速率的影响因素。

【阅读学案材料】“科学家的合成氨之路”
【结束语】化学反应原理是工业生产的理论基础，通过化学反应原理的学习，我们可以用一节课或者几节课来解决科学家用了一百多年才可以解决的问题，从而为化学工业带来巨大经济效益，让我们一起来学习化学反应原理，探索其中的奥秘吧！
【作业布置】通过本节课的学习，你对化学反应原理模块有哪些了解，以“我心目中的《化学反应原理》为题，写一篇小论文。

五、板书设计
化学反应原理绪言
一、本书研究的内容
二、化学反应原理的特点和学习方法
三、研究化学反应原理的思路与方法——概念模型法
简化后的有效碰撞模型
1.有效碰撞：能够导致化学键断裂引发化学反应的碰撞。

2.活化分子：具有较高的能量可发生有效碰撞的分子
3.活化能：活化分子比反应物分子平均能量所多出的那部分能量。

四、催化剂
催化剂是能改变化学反应的速率，但前后本身的性质和质量都不再改变的物质。

催化原理：（正）催化剂→降低反应的活化能→提高活化分子的数目→提高有效碰撞的次数→反应速率加快。