人教高中化学必修二2.3化学反应的速率和限度《“三段式”法在化学反应速率计算中的应用》课程教学设计

《“三段式”法在化学反应速率计算中的应用》

人教版《化学必修2》第二章第三节

一、课程标准、教材以及学生分析 1．课程标准和教材分析

对于《化学反应速率》的教学，在《化学必修2》和《化学选修4》中都有出现，《课程标准》要求知道化学反应速率的定量表示方法，能计算反应物的转化率。

人教版《化学必修2》第二章第三节《化学反应的速率和限度》中从日常生活中的现象入手，发现有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，结合物理学中物体的运动快慢用“速度”来表示，引出化学反应过程进行的快慢用“反应速率”来表示，通常用单位反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均去正值）来表示。接着通过实验探究影响化学反应速率的因素，并未过多提及计算。但是在学业水平测试和高考中，却常常以计算题的形式考察相关知识，特别是在高二《化学选修4》中会进一步学习化学反应速率和化学平衡，若高一就学得糊里糊涂，高二的学习就会显得更加困难，因此在规定的2课时之后，我又加入了“三段式”法在化学反应速率计算中的应用这1课时，作为补充。 2．学生分析

化学反应速率的计算中数据比较多、关系也比较复杂，特别容易混淆，在学习完本节内容后发现，学生做题遇到计算都很头疼，只能做简单的带入公式的直接计算，而对于略显复杂的计算也有畏难情绪，所以希望通过“三段式”法的教学，可以使得各种数据直观、调理清晰、便于分析和计算，为《化学选修4》中进一步学习化学反应速率和化学平衡奠定基础。

本班学生是我校普通班的学生，基础较薄弱，教学中要多鼓励，多启发，让他们觉得计算题也是可以有突破口的，培养他们的自信心。该班的座位是按照“3过道3过道3”排布的，前后两排的6位同学为一个学习小组（如下图），在教学过程的探究学习都以小组为单位，内部先达成一致，再派代表发言，然后有异议的组再派代表发言，形成良好的讨论氛围。

1 1 2 2 3 3

1 1 2 2 3 3 1 4 1 过 4 2 5 2 5 3 道 6 3 6 4 4 5 5 6 6 4 7 4 过 7 5 8 5 8 6 道 9 6 9 7 7 8 8 9 9 7 7 8 8 9 9 二、教学目标 【知识与技能】 1．了解什么是三段式。

2．理解化学反应速率、转化率等计算方法。 3．掌握“三段式”法在化学反应速率计算中的应用。 【过程与方法】

1．通过学习三段式法，学会举一反三、一题多解的方法。 2．通过从图中提取所需信息，培养学生的读图能力。 3．培养学生的逆向思维以及总结归纳的能力。 【情感价值观】

1．黑格尔的三段式为事物从低级到高级发展的辩证法开辟了道路，学习三段式在化学反应速率计算中的应用，树立学生的辩证唯物主义观点。 2．培养学生不畏困难，勇攀知识高峰的精神。 三、教学重难点

熟练地掌握三段式法，并能运用三段式法解决化学反应速率计算中的问题。 四、教学流程图

提出问题，引入新课 回顾作业中丢分最多的题型 例题1分析 三段式的基本步骤 例题2探究学习 一题多解，注意统一物理量 例题3探究学习 逆向思维运用三段式 例题4探究学习需要设未知数的三段式 归纳总结，结束新课 三段式的注意事项

五、教学过程 教学进程 引入 （约1min） 通过【例题1】 讲解三段式的基本步骤 （约8min） 教师活动 提问：作业中丢分最多的是什么题型？ 引入：介绍一种神奇的方法来解决该问题。 【投影】一定条件下，向2L容器中通入3 mol氮气和10 mol氢气及催化剂反应，2 min 后，生成氨气的物质的量为2 mol，0-2min则内v(NH3)=______,2 min 末，C(N2)=_____，H2 的转化率为________。 电子白板上边写边讲解： 解： N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) n始(mol) 3 10 0 △n(mol) n末(mol) 2 N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g) n始(mol) 3 10 0 △n(mol) 1 3 2 n末(mol) 2 7 2 v(NH3) =△C(NH3) = △n(NH3) = 2mol △t V·△t 2L×2 min = 0.5 mol/(L·min) C末(N2)= n末(N2) = 2mol = 1mol/L V 2L α(H2)=△n(H2)×100% = 3mol×100% = 30% n始(H2) 10mol 学生活动 回顾：化学反应速率的计算题丢分最多。 设计意图 教师提出问题，引领学生进入新课。 聆听、观察、思考、填写学案： 基本步骤： 通过实例分析讲1．写出正确的化学反应方程式。 解，构建三段式法 的基本步骤，边讲2．根据题意,依次在反应方程式下列出各反应物边总结，便于学生和生成物的n始、△n及n末。 理解记忆，比讲模 式性的公式更直 观。 3．根据n始与n末的差的绝对值等于△n、 △n之比等于对应物质的化学计量数之比，列出关系式计算。 学生分组自主探究【例题2】，教师指导。 【投影】在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O（g），在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示：根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，H2O的化学反应速率为________；反应平衡c(H2)=______，CO的转化率为__________。 指导学生按照例题1介绍基本步骤，结合上图中给出的信息，写出该题的三段式。 教师走进学生小组讨论中，寻找不同解题方法的学生。 小组自主探究，讨论学习，达成共识。 经过激烈的讨论，有以下两（或三）种方法，请每组派代表发言，看看哪一组才是正确的？ ×错误思路：误将10min后CO2 的浓度当成物质的量带入三段式。 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) n始(mol) 0.2 0.2 0 0 △n(mol) 0.03 0.03 0.03 0.03 n末(mol) 0.17 0.17 0.03 0.03 √正确思路一： 先求出n末(CO2)= C末(CO2)×V = 0.03mol/L×5L = 0.15mol，再代入三段式： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) n始(mol) 0.2 0.2 0 0 △n(mol) 0.15 0.15 0.15 0.15 n末(mol) 0.05 0.05 0.15 0.15 v(H2O) = △C(H2O) = △n(H2O) △t V·△t = 0.15mol = 0.003 mol/(L·min) 5L×10 min C末(H2) = n末(H2)= 0.15mol = 0.03 mol/L V 5L 根据例题1中介绍的基本步骤，举一反三。 使学生们的思维发生碰撞，产生知识的火花。 这是学生们最可能犯的错误。 经过讨论得出来的正确答案，往往比老师讲解得来的答案，印象深刻。 （约10min） 询问是否有同学用了不同的方法来算？ 引导学生根据公式n=C·V，对于同一化学反应，V相同，n与C成正比，那么是否可以用C始、△C及C末来计算呢？ 引出第二种计算方法 强调起始量、变化量、末尾量三者物理量及单位要统一 α(CO)=△n(CO)×100% = 0.15mol×100% = 75% n始(CO) 0.2mol √正确思路二： 先求出C始(CO)=n始(CO)=0.2mol = 0.04mol/L V 5L C始(H2O)=n始(H2O) = 0.2mol = 0.04mol/L， V 5L 再代入三段式： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) C始(mol/L) 0.04 0.04 0 0 △C(mol/L) 0.03 0.03 0.03 0.03 C末(mol/L) 0.01 0.01 0.03 0.03 v(H2O)=△C(H2O) = 0.03mol/L =0.003 mol/(L·min) △t 10 min C末(H2) = 0.03 mol/L α(CO)=△C(CO)×100%=0.03mol/L×100% = 75% C始(CO) 0.04mol/L 填写学案基本步骤中的空格以及注意事项1： 2．……(或C始、△C及C末)…… 3．……(或C始与C末的差的绝对值等于△C)…(或△C)…… 1．起始量、变化量、末尾量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度,否则无法计算。 培养学生一题多解的能力。 总结出，三段式的两种切入点，虽然所用的物理量不一样，但是计算出的结果是一模一样的，切记，一定要统一物理量及单位。