化學(xué)人教版九年級(jí)下冊(cè)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及產(chǎn)物影響的探究

濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及產(chǎn)物影響的探究授課人 陸亮【教學(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)與技能通過(guò)對(duì)“實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳觀察不到氣泡時(shí)剩余固體和剩余液”的探究，加深對(duì)“相同條件時(shí)，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快”的理解。通過(guò)對(duì)“鋅與不同濃度硫酸”的探究，加深對(duì)“反應(yīng)物濃度增大，微粒的存在形式不同，性質(zhì)隨之而變，會(huì)生成不同的產(chǎn)物”的理解。2.過(guò)程與方法通過(guò)定量認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程，能運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、從宏觀到微觀、從定性到定量、量變到質(zhì)變等化學(xué)學(xué)科思想解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)小組合作，能主動(dòng)與他人進(jìn)行交流和討論，清楚地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及產(chǎn)物影響的探究，體會(huì)到定量認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的意義和價(jià)值。初步養(yǎng)成勤于思考、敢于質(zhì)疑、樂(lè)于實(shí)踐、善于合作、勇于創(chuàng)新等科學(xué)品質(zhì)?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1.重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)到反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。2.難點(diǎn)：體會(huì)定量認(rèn)識(shí)的價(jià)值，在實(shí)際生活中應(yīng)用定量認(rèn)識(shí)解決問(wèn)題?！窘虒W(xué)過(guò)程】1.“異常”激趣，搜索教材，引入課題師 （投影）拉瓦錫是初中化學(xué)的明星化學(xué)家，他曾說(shuō)：在任何情況下，都應(yīng)該使我們的推理受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，除了通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察的自然道路去尋求真理之外，別無(wú)他途。本節(jié)課老師將帶領(lǐng)大家一起來(lái)體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。（實(shí)驗(yàn)）在試管中取少量氫氧化鈉溶液，滴加3滴無(wú)色酚酞試液，溶液會(huì)變成什么顏色呢？生 溶液變紅。師 （實(shí)驗(yàn)）溶液變紅后，振蕩，紅色很快褪去。再加水稀釋，溶液又變紅。你覺(jué)得顏色的變化與什么有關(guān)呢？生 顏色的變化與氫氧化鈉的濃度有關(guān)。師 實(shí)際在我們教材中做這個(gè)實(shí)驗(yàn)就強(qiáng)調(diào)要使用稀氫氧化鈉溶液。濃度問(wèn)題貫穿我們上下冊(cè)教材。（教材圖片展示）我們從吸入空氣和呼出氣體中氧氣、二氧化碳和水蒸氣濃度的比較開始，到測(cè)定空氣中氧氣的濃度，再到硫粉、木炭和鐵絲在空氣和氧氣中燃燒，它們?nèi)紵膭×页潭扰c什么有關(guān)呢？生 燃燒的劇烈程度與氧氣的濃度有關(guān)。師 （教材圖片和表格展示）再往后了解了不同濃度氣體對(duì)生產(chǎn)生活的影響。同樣在書本許多的反應(yīng)中也對(duì)溶液濃度做出了界定，本節(jié)課我們就一起來(lái)探究其中的奧秘。2.活動(dòng)一：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的升級(jí)探究師 （實(shí)驗(yàn)）在試管中加入幾粒石灰石，倒入稀鹽酸，觀察到什么現(xiàn)象呢？生 有大量氣泡產(chǎn)生。師 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，你憑什么來(lái)判斷反應(yīng)結(jié)束呢？生 不再產(chǎn)生氣泡。師 這是老師昨晚就準(zhǔn)備的相同實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)已觀察不到氣泡，固體仍有剩余，肯定地告訴我剩余溶液呈什么性？生 中性。師 是不是中性還得用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。請(qǐng)同學(xué)們利用pH試紙來(lái)檢測(cè)。（投影）pH的操作步驟。生 按“放、蘸、比、讀”四步測(cè)定溶液的pH，測(cè)得pH=2。師 當(dāng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與我們的經(jīng)驗(yàn)主義產(chǎn)生了沖突，就需要我們展開探究。探究過(guò)程（一）【提出問(wèn)題】反應(yīng)剩余液中的溶質(zhì)有哪些物質(zhì)呢？【猜想假設(shè)】反應(yīng)剩余液中的溶質(zhì)一定有 CaCl2、H2CO3 ，可能有 HCl 。寫出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)方程式： CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 。猜想指導(dǎo)：判斷反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分，除要考慮生成物外，還要考慮 反應(yīng)物的用量 。【追問(wèn)1】其中能使溶液pH=2的有哪些？【實(shí)驗(yàn)探究1】測(cè)定CaCl2溶液的pH論證證據(jù)（現(xiàn)象）測(cè)得CaCl2溶液的pH=7。推理CaCl2溶液是呈中性的。正常雨水的pH5.6，說(shuō)明不可能是H2CO3致使溶液pH=2。結(jié)論剩余液中還含有HCl?！咀穯?wèn)2】試管中剩余固體是否仍含有CaCO3？【實(shí)驗(yàn)探究2】向試管繼續(xù)加入稀鹽酸。論證證據(jù)（現(xiàn)象）又有大量氣泡產(chǎn)生。推理加入的稀鹽酸與剩余碳酸鈣繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生CO2。結(jié)論剩余固體中還含有CaCO3?！窘涣髟u(píng)價(jià)】1. 剩余固體中含有CaCO3，溶液中含有HCl,兩者仍舊反應(yīng)為什么沒(méi)有觀察到氣泡呢？ 隨著反應(yīng)進(jìn)行，鹽酸濃度越來(lái)越小，與碳酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生氣泡速率太慢，不易觀察。2. 加入稀鹽酸為什么又有大量氣泡產(chǎn)生呢？ 鹽酸濃度增大，與碳酸鈣反應(yīng)產(chǎn)生氣泡速率加快。 【得出結(jié)論】1.相同條件下，反應(yīng)物的濃度越 大 ，反應(yīng)速率越 快 。2.隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度變 小 ，反應(yīng)速率變 慢 。【微觀探析】從反應(yīng)物HCl和生成物CaCl2在水中的解離分析可得該反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)：CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O。從反應(yīng)物的微觀粒子相互接觸（或碰撞）的角度來(lái)解釋：反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快。 通過(guò)上述動(dòng)畫的觀察分析出：溶液的濃度越大，反應(yīng)物的微觀粒子直接接觸（碰撞）機(jī)會(huì)就越多，反應(yīng)速率就越快?！就卣寡由臁?.用探究所得來(lái)解釋硫粉在空氣和氧氣中燃燒現(xiàn)象的不同，簡(jiǎn)易滅火器為什么要用濃鹽酸？2.若要加快制取氫氣的速率，能增加稀硫酸的濃度嗎？若增加至濃硫酸呢？基于發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容剖析（一）核心素養(yǎng)發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳是學(xué)生必做的八大實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之一，當(dāng)觀察不到有氣泡產(chǎn)生，固體仍有剩余時(shí)，學(xué)生通常認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束，剩余液呈中性。而實(shí)際測(cè)得剩余溶液的pH=2，打破了學(xué)生的習(xí)慣認(rèn)知，從中發(fā)現(xiàn)和提出了有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題。繼而通過(guò)測(cè)CaCl2溶液的pH和向剩余溶液繼續(xù)加稀鹽酸的實(shí)驗(yàn)操作剖析出隱藏在深處的濃度問(wèn)題。剩余溶液的判斷從經(jīng)驗(yàn)主義的中性到實(shí)驗(yàn)證實(shí)的酸性，從證實(shí)剩余溶液中有HCl到堅(jiān)信剩余固體中已沒(méi)有CaCO3再到加酸產(chǎn)生氣泡證實(shí)有CaCO3，這一系列思維的碰撞、認(rèn)知的沖突，讓學(xué)生意識(shí)到要尊重事實(shí)和依據(jù)，也塑造了他們獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑和批判的創(chuàng)新精神。化學(xué)變化與平衡思想本節(jié)課中，石灰石和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速率從快到慢，最后到觀察不到。再加酸，產(chǎn)生氣泡的速率又加快。這種“快慢快”的視覺(jué)沖擊引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從濃度這一外因去分析物質(zhì)的化學(xué)變化，讓學(xué)生深刻意識(shí)到“物質(zhì)的變化是有條件的”。證據(jù)推理與模型認(rèn)知本節(jié)課實(shí)驗(yàn)記錄的設(shè)計(jì)以“證據(jù)推理結(jié)論”這種論證形式引導(dǎo)學(xué)生要學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)探究中去收集有效的證據(jù)，基于證據(jù)進(jìn)行分析和推理，從而得出結(jié)論。探究能使溶液pH=2的溶質(zhì)時(shí)，從實(shí)驗(yàn)測(cè)定CaCl2溶液的pH和根據(jù)正常雨水的pH5.6這一生活經(jīng)驗(yàn)兩個(gè)維度證偽得知不可能是CaCl2和H2CO3使溶液pH=2，從而得出剩余溶液中有HCl。探究試管中剩余固體是否仍含有CaCO3時(shí)，基于繼續(xù)加酸產(chǎn)生大量氣泡的證據(jù)證實(shí)得知剩余固體中還含有CaCO3。宏觀辨識(shí)與微觀探析從溶質(zhì)在水中解離角度剖析石灰石和稀鹽酸反應(yīng)的微觀本質(zhì)，再結(jié)合動(dòng)畫，從氣泡速率“快慢快”的宏觀現(xiàn)象探析“相同條件下，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快”微觀的本質(zhì)，得出結(jié)論：溶液的濃度越大，反應(yīng)物的微觀粒子直接接觸（碰撞）機(jī)會(huì)就越多，反應(yīng)速率就越快。引導(dǎo)學(xué)生會(huì)運(yùn)用分子、離子等微粒符號(hào)表征物質(zhì)及其變化，擁有“微觀本質(zhì)解釋宏觀現(xiàn)象”的眼光。3.活動(dòng)二：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的升級(jí)探究探究過(guò)程（二）【提出問(wèn)題】鋅粒加入濃硫酸后生成的氣體是什么？【猜想假設(shè)】Zn+H2SO4（濃） ZnSO4+？若只生成一種氣體，根據(jù)元素守恒：有如下可能： H2 O2 SO2 SO3 。再根據(jù)電子守恒：進(jìn)一步縮小范圍： H2 SO2 猜想指導(dǎo)：遵循元素守恒：化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變。電子守恒：化學(xué)反應(yīng)中，如果有元素化合價(jià)升高，就一定有元素化合價(jià)降低。【實(shí)驗(yàn)探究】教師演示實(shí)驗(yàn)：鋅和濃硫酸在加熱下反應(yīng)，并用紫色石蕊檢驗(yàn)生成的氣體。 論證證據(jù)（現(xiàn)象）紫色石蕊溶液變紅。推理紫色石蕊溶液變紅說(shuō)明鋅與濃硫酸生成了酸性氣體。氫氣不能使紫色石蕊變紅。結(jié)論鋅與濃硫酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化硫?！窘涣鞣此肌侩S著反應(yīng)不斷進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生氫氣嗎？ 隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氣?！镜贸鼋Y(jié)論】反應(yīng)物濃度增大時(shí)， 會(huì)發(fā)生新的反應(yīng)，生成不同產(chǎn)物?！疚⒂^探析】稀硫酸：H2SO4在水中會(huì)解離出H+和SO42-，濃硫酸：H2SO4以H2SO4分子形式存在。反應(yīng)物濃度增大， 微粒的存在形式不同，性質(zhì)隨之而變。 通過(guò)上述動(dòng)畫的觀察分析得出：量變會(huì)引起質(zhì)變?！就卣寡由臁磕銜?huì)解釋濃氫氧化鈉溶液使酚酞先變紅后褪色，加水稀釋又變紅嗎？基于發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容剖析（二）核心素養(yǎng)發(fā)展核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)以第一個(gè)探究活動(dòng)的拓展提升過(guò)渡至在鋅粒中加入濃硫酸產(chǎn)生氣泡，從中發(fā)現(xiàn)和提出氣體是何物這一有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題，再通過(guò)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)演示探究產(chǎn)生的氣體能否使紫色石蕊變紅。這種實(shí)驗(yàn)探究也有助于學(xué)生深刻理解教材中金屬與酸的反應(yīng)為何都特別強(qiáng)調(diào)使用稀硫酸。化學(xué)變化與平衡思想鋅粒和濃硫酸加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生SO2，隨著硫酸濃度的降低，鋅粒和稀硫酸反應(yīng)又產(chǎn)生H2。這種同質(zhì)不同量使得產(chǎn)物不同的現(xiàn)象，讓學(xué)生體會(huì)到濃度這一外因?qū)ξ镔|(zhì)化學(xué)變化的影響，讓學(xué)生深刻意識(shí)到“量變能引起質(zhì)變”。證據(jù)推理與模型認(rèn)知從產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象出發(fā)，根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變這一化學(xué)原理證實(shí)氣體可能是H2、O2、SO2和SO3。再根據(jù)電子守恒這一化學(xué)原理證偽得知?dú)怏w不可能是O2和SO3。進(jìn)而從紫色石蕊變紅的現(xiàn)象證實(shí)鋅與濃硫酸生成了酸性氣體，得出鋅與濃硫酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化硫這一結(jié)論。宏觀辨識(shí)與微觀探析稀硫酸中H2SO4在水的作用下會(huì)解離出H+和SO42-，這是學(xué)生已有的認(rèn)知，引導(dǎo)得出濃硫酸中H2SO4主要以H2SO4分子形式存在，微粒的存在形式不同，性質(zhì)隨之而變。結(jié)合動(dòng)畫，深刻地讓學(xué)生領(lǐng)悟到量變會(huì)引起質(zhì)變。這一探究能引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，初步形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念。在后續(xù)的高中學(xué)生中，培養(yǎng)學(xué)生有意識(shí)地根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)和可能發(fā)生的變化?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任鋅和濃硫酸加熱反應(yīng)產(chǎn)生SO2，這是一種有毒氣體，會(huì)造成大氣污染，在演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中指出要用蘸有堿液的棉花置于試管口吸收SO2，引導(dǎo)學(xué)生樹立綠色化學(xué)的觀念。書本實(shí)驗(yàn)的升級(jí)探究，也旨在讓學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度?！窘虒W(xué)反思】1.核心素養(yǎng)落地生根的起點(diǎn)教學(xué)功能的定位。核心素養(yǎng)教學(xué)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵首先是教師“心中有素養(yǎng)”，要能潛心研究、吃透化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵。如果核心素養(yǎng)不能植入教師的靈魂，不能在教師的身上得到具體的言行展現(xiàn)，那核心素養(yǎng)就會(huì)與教學(xué)缺乏對(duì)接的窗口。化學(xué)核心素養(yǎng)是上位的思考，是制定教學(xué)目標(biāo)和開展教學(xué)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)繩。它包含化學(xué)知識(shí)與觀念、化學(xué)思維與方法、科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)精神與責(zé)任2。教學(xué)的頂層設(shè)計(jì)一定要把握好育人核心，圍繞化學(xué)學(xué)科思想、方法、素養(yǎng)做文章。所以教學(xué)定位的設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單地滿足于學(xué)科知識(shí)的傳授，應(yīng)該上升到核心素養(yǎng)的高度。在本節(jié)課的備課初期，首先確立培養(yǎng)學(xué)生的三大素養(yǎng)：樹立“物質(zhì)的變化是有條件的”、“量變能引起質(zhì)變”的學(xué)科觀念，發(fā)展“微觀本質(zhì)解釋宏觀現(xiàn)象”的眼光，培育“敢于質(zhì)疑、尊重證據(jù)”的精神，繼而從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等方面謀篇布局。2.核心素養(yǎng)落地生根的過(guò)程教學(xué)實(shí)踐的變革。當(dāng)核心素養(yǎng)的教學(xué)轉(zhuǎn)化將教學(xué)立意從“知識(shí)為本”向“核心素養(yǎng)”轉(zhuǎn)變時(shí)，我們的教學(xué)實(shí)踐也需要隨之發(fā)生變革，教師要學(xué)會(huì)做到“手中有章法”。教學(xué)方式需要從“講授灌輸式”向“引導(dǎo)探究式”轉(zhuǎn)變。核心素養(yǎng)取向的化學(xué)教學(xué)，不是機(jī)械知識(shí)的簡(jiǎn)單呈現(xiàn)，而是老師能創(chuàng)設(shè)一定的情境，精心設(shè)計(jì)探究環(huán)節(jié)，讓學(xué)生置身其中跳一跳能夠得著。本節(jié)課從三個(gè)意外現(xiàn)象與學(xué)生的固有認(rèn)知發(fā)生沖突，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一種開放的科學(xué)探究的空間。學(xué)生自主探究，老師只是扮演引導(dǎo)者的角色。學(xué)習(xí)方式需要從“被動(dòng)式接受”向“問(wèn)題化解決”轉(zhuǎn)變。本節(jié)課始終讓學(xué)生處在“提出問(wèn)題解決問(wèn)題發(fā)現(xiàn)問(wèn)題”的思維過(guò)程中，層層探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及產(chǎn)物的影響，知識(shí)運(yùn)用的能力和思維品質(zhì)的提升都為核心素養(yǎng)的發(fā)展培植了一片沃土。3.核心素養(yǎng)落地生根的終點(diǎn)兒童素養(yǎng)的提升。隨著時(shí)間的推移，具體的化學(xué)事實(shí)性知識(shí)會(huì)在記憶中褪去，但學(xué)生通過(guò)化學(xué)學(xué)習(xí)獲得的學(xué)科核心素養(yǎng)是有助于他在生活中解決實(shí)際問(wèn)題的。從起點(diǎn)的定位準(zhǔn)確到過(guò)程的變