《“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計.doc

論文編號： 貴州省教育科學(xué)院 貴州省教育學(xué)會2015年教育教學(xué)科研論文、教學(xué)（活動）設(shè)計征集評選登記表學(xué)科類別：中學(xué)化學(xué)論文題目“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計作者姓名黃慧學(xué)校名稱貴陽市第九中學(xué)課題組成員姓名學(xué)校地址貴陽市南明區(qū)新華路68號 聯(lián)系電話固定電話： 85976335 移動電話文內(nèi)容摘要“三段式”最初是德國著名哲學(xué)家黑格爾用來說明發(fā)展過程的公式，認(rèn)為一切發(fā)展都經(jīng)歷三個階段?；瘜W(xué)反應(yīng)速率計算中的“三段式”指反應(yīng)從起始到末尾反應(yīng)物與生成物所經(jīng)歷的變化，用物質(zhì)的量（或物質(zhì)的量濃度）來表示。化學(xué)反應(yīng)速率的計算中數(shù)據(jù)比較多、關(guān)系也比較復(fù)雜，特別容易混淆，通過“三段式”法在反應(yīng)方程式下列出各物質(zhì)的起始、變化、末尾的量，使得各種數(shù)據(jù)直觀、調(diào)理清晰、便于分析和計算，是有序的整理相關(guān)數(shù)據(jù)的良好方法。本教學(xué)設(shè)計精選了四種類型的題目，指導(dǎo)學(xué)生利用“三段式”法解決實際問題，以學(xué)生探究學(xué)習(xí)為主、教師指導(dǎo)為輔，為化學(xué)選修4中進一步學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡奠定基礎(chǔ)。個人誠信承諾（在括號內(nèi)打“”）：1.所寫論文為本人原創(chuàng)，并非從網(wǎng)上直接下載或抄襲他人（）2.所寫案例真實，源于本人親歷的課堂（）“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用人教版化學(xué)必修2第二章第三節(jié)一、課程標(biāo)準(zhǔn)、教材以及學(xué)生分析1課程標(biāo)準(zhǔn)和教材分析 對于化學(xué)反應(yīng)速率的教學(xué)，在化學(xué)必修2和化學(xué)選修4中都有出現(xiàn)，課程標(biāo)準(zhǔn)要求知道化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法，能計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。人教版化學(xué)必修2第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度中從日常生活中的現(xiàn)象入手，發(fā)現(xiàn)有的化學(xué)反應(yīng)進行得快，有的化學(xué)反應(yīng)進行得慢，結(jié)合物理學(xué)中物體的運動快慢用“速度”來表示，引出化學(xué)反應(yīng)過程進行的快慢用“反應(yīng)速率”來表示，通常用單位反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量（均去正值）來表示。接著通過實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，并未過多提及計算。但是在學(xué)業(yè)水平測試和高考中，卻常常以計算題的形式考察相關(guān)知識，特別是在高二化學(xué)選修4中會進一步學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，若高一就學(xué)得糊里糊涂，高二的學(xué)習(xí)就會顯得更加困難，因此在規(guī)定的2課時之后，我又加入了“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用這1課時，作為補充。2學(xué)生分析化學(xué)反應(yīng)速率的計算中數(shù)據(jù)比較多、關(guān)系也比較復(fù)雜，特別容易混淆，在學(xué)習(xí)完本節(jié)內(nèi)容后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生做題遇到計算都很頭疼，只能做簡單的帶入公式的直接計算，而對于略顯復(fù)雜的計算也有畏難情緒，所以希望通過“三段式”法的教學(xué)，可以使得各種數(shù)據(jù)直觀、調(diào)理清晰、便于分析和計算，為化學(xué)選修4中進一步學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡奠定基礎(chǔ)。本班學(xué)生是我校普通班的學(xué)生，基礎(chǔ)較薄弱，教學(xué)中要多鼓勵，多啟發(fā)，讓他們覺得計算題也是可以有突破口的，培養(yǎng)他們的自信心。該班的座位是按照“3過道3過道3”排布的，前后兩排的6位同學(xué)為一個學(xué)習(xí)小組（如下圖），在教學(xué)過程的探究學(xué)習(xí)都以小組為單位，內(nèi)部先達成一致，再派代表發(fā)言，然后有異議的組再派代表發(fā)言，形成良好的討論氛圍。111過道444過道777111444777222555888222555888333666999333666999二、教學(xué)目標(biāo)【知識與技能】1了解什么是三段式。2理解化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率等計算方法。3掌握“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用?！具^程與方法】1通過學(xué)習(xí)三段式法，學(xué)會舉一反三、一題多解的方法。2通過從圖中提取所需信息，培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力。3培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維以及總結(jié)歸納的能力?！厩楦袃r值觀】1黑格爾的三段式為事物從低級到高級發(fā)展的辯證法開辟了道路，學(xué)習(xí)三段式在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用，樹立學(xué)生的辯證唯物主義觀點。2培養(yǎng)學(xué)生不畏困難，勇攀知識高峰的精神。三、教學(xué)重難點熟練地掌握三段式法，并能運用三段式法解決化學(xué)反應(yīng)速率計算中的問題。四、教學(xué)流程圖提出問題，引入新課例題1分析回顧作業(yè)中丟分最多的題型三段式的基本步驟例題2探究學(xué)習(xí)一題多解，注意統(tǒng)一物理量例題3探究學(xué)習(xí)逆向思維運用三段式例題4探究學(xué)習(xí)維 ，探索發(fā)現(xiàn)需要設(shè)未知數(shù)的三段式歸納總結(jié)，結(jié)束新課三段式的注意事項五、教學(xué)過程 教學(xué)進程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入（約1min）提問：作業(yè)中丟分最多的是什么題型？引入：介紹一種神奇的方法來解決該問題?；仡櫍夯瘜W(xué)反應(yīng)速率的計算題丟分最多。教師提出問題，引領(lǐng)學(xué)生進入新課。通過【例題1】講解三段式的基本步驟（約8min）【投影】一定條件下，向2L容器中通入3 mol氮氣和10 mol氫氣及催化劑反應(yīng)，2 min 后，生成氨氣的物質(zhì)的量為2 mol，0-2min則內(nèi)v(NH3)=_,2 min 末，C(N2)=_，H2 的轉(zhuǎn)化率為_。電子白板上邊寫邊講解：解： N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g)n始(mol) 3 10 0 n(mol) n末(mol) 2N2 (g) + 3H2(g)2NH3(g)n始(mol) 3 10 0 n(mol) 1 3 2 n末(mol) 2 7 2v(NH3) =C(NH3) = n(NH3) = 2mol t Vt 2L2 min= 0.5 mol/(Lmin)C末(N2)= n末(N2) = 2mol = 1mol/LV 2L(H2)=n(H2)100% = 3mol100% = 30%n始(H2) 10mol聆聽、觀察、思考、填寫學(xué)案：基本步驟：1寫出正確的化學(xué)反應(yīng)方程式。2根據(jù)題意,依次在反應(yīng)方程式下列出各反應(yīng)物和生成物的n始、n及n末。3根據(jù)n始與n末的差的絕對值等于n、n之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，列出關(guān)系式計算。通過實例分析講解，構(gòu)建三段式法的基本步驟，邊講邊總結(jié)，便于學(xué)生理解記憶，比講模式性的公式更直觀。學(xué)生分組自主探究【例題2】，教師指導(dǎo)。（約10min）【投影】在某一容積為5 L的密閉容器內(nèi)，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O（g），在催化劑存在的條件下高溫加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），反應(yīng)放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時間變化的情況如圖所示：根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，從反應(yīng)開始至達到平衡時，H2O的化學(xué)反應(yīng)速率為_；反應(yīng)平衡c(H2)=_，CO的轉(zhuǎn)化率為_。指導(dǎo)學(xué)生按照例題1介紹基本步驟，結(jié)合上圖中給出的信息，寫出該題的三段式。教師走進學(xué)生小組討論中，尋找不同解題方法的學(xué)生。詢問是否有同學(xué)用了不同的方法來算？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)公式n=CV，對于同一化學(xué)反應(yīng)，V相同，n與C成正比，那么是否可以用C始、C及C末來計算呢？引出第二種計算方法強調(diào)起始量、變化量、末尾量三者物理量及單位要統(tǒng)一小組自主探究，討論學(xué)習(xí)，達成共識。經(jīng)過激烈的討論，有以下兩（或三）種方法，請每組派代表發(fā)言，看看哪一組才是正確的？錯誤思路：誤將10min后CO2 的濃度當(dāng)成物質(zhì)的量帶入三段式。CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)n始(mol) 0.2 0.2 0 0n(mol) 0.03 0.03 0.03 0.03 n末(mol) 0.17 0.17 0.03 0.03正確思路一：先求出n末(CO2)= C末(CO2)V = 0.03mol/L5L = 0.15mol，再代入三段式：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)n始(mol) 0.2 0.2 0 0n(mol) 0.15 0.15 0.15 0.15 n末(mol) 0.05 0.05 0.15 0.15v(H2O) = C(H2O) = n(H2O) t Vt= 0.15mol = 0.003 mol/(Lmin)5L10 minC末(H2) = n末(H2)= 0.15mol = 0.03 mol/L V 5L(CO)=n(CO)100% = 0.15mol100% = 75%n始(CO) 0.2mol正確思路二：先求出C始(CO)=n始(CO)=0.2mol = 0.04mol/L V 5LC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 0C(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/(Lmin) t 10 minC末(H2) = 0.03 mol/L(CO)=C(CO)100%=0.03mol/L100% = 75%C始(CO) 0.04mol/L填寫學(xué)案基本步驟中的空格以及注意事項1：2(或C始、C及C末)3(或C始與C末的差的絕對值等于C)(或C)1起始量、變化量、末尾量三者物理量及單位要統(tǒng)一，都是物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度,否則無法計算。根據(jù)例題1中介紹的基本步驟，舉一反三。使學(xué)生們的思維發(fā)生碰撞，產(chǎn)生知識的火花。這是學(xué)生們最可能犯的錯誤。經(jīng)過討論得出來的正確答案，往往比老師講解得來的答案，印象深刻。培養(yǎng)學(xué)生一題多解的能力。總結(jié)出，三段式的兩種切入點，雖然所用的物理量不一樣，但是計算出的結(jié)果是一模一樣的，切記，一定要統(tǒng)一物理量及單位。學(xué)生分組自主探究【例題3】，教師指導(dǎo)。（約6min）【投影】在2L容器中，某可逆反應(yīng)從02分鐘進行過程中， 在不同反應(yīng)時間各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示。則該反應(yīng)的的反應(yīng)物是 ，生成物是 ，化學(xué)方程式為 ；反應(yīng)開始至2分鐘時，C的反應(yīng)速率為 ；2分鐘后A、B、C各物質(zhì)的量不再隨時間的變化而變化，說明在這個條件下，反應(yīng)已達到了 狀態(tài)。指導(dǎo)學(xué)生讀圖，分析A、B的物質(zhì)的量隨著反應(yīng)的進行逐漸減少，為反應(yīng)物；C的物質(zhì)的量隨著反應(yīng)的進行逐漸增多，為反生成物。根據(jù)題意,依次在反應(yīng)方程式下列出各反應(yīng)物和生成物的n始、n末。根據(jù)n始與n末的差的絕對值等于n填空再根據(jù)n 之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，推到出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。543210123/分鐘CAB物質(zhì)的量/mol小組自主探究，討論學(xué)習(xí)，達成共識。 _ A + _ B _ C n始(mol) 5 2 2 n(mol) n末(mol) 3 1 4 2 A + B 2 C n始(mol) 5 2 2 n(mol) 2 1 2 n末(mol) 3 1 4 v(C)=C(C) =n(C) = 2mol = 0.5 mol/(Lmin) t Vt 2L2 min2分鐘后，各組分的物質(zhì)的量不再改變，說明已達到了化學(xué)平衡狀態(tài)。前兩個例題都是已知化學(xué)方程式，計算化學(xué)反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率等，該題首先通過讀圖，分析出反應(yīng)物和生成物，再通過列出三段式，最后逆向思維推出反應(yīng)的化學(xué)方程式。培養(yǎng)讀圖能力，復(fù)習(xí)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。學(xué)生分組自主探究【例題4】，教師指導(dǎo)。（約10min）【投影】氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。(1)當(dāng)合成氨反應(yīng)達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示。圖中表示反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的時間段(t1時刻后)為。指導(dǎo)學(xué)生讀圖，復(fù)習(xí)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。(2)在一定溫度下,向一個容積為1 L的固定容器中通入2 mol氮氣和8 mol氫氣及固體催化劑,使之反應(yīng)。已知平衡時容器內(nèi)氣體的壓強為起始時的80%，N2的轉(zhuǎn)化率為。指導(dǎo)學(xué)生設(shè)未知數(shù)時，按照化學(xué)計量數(shù)之比，設(shè)n分別為x、3x、2x根阿伏伽德羅定律的推論，恒溫、恒容時混合氣體的壓強與其物質(zhì)的量成正比：小組自主探究，討論學(xué)習(xí)，達成共識。學(xué)生通過讀圖，分析出t2-t3、t4-t5中正逆反應(yīng)速率相等，則表示已達到化學(xué)平衡狀態(tài)。N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)n始(mol) 2 8 0 n(mol) n末(mol) N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)n始(mol) 2 8 0 n(mol) x 3x 2x n末(mol) 2-x 8-3x 2x P末= n末 80%=(2-x+8-3x+2x)mol P始 n始 (2+8) mol x=1(H2) = n(H2)100% = 1mol100% = 50%n始(H2) 2mol填寫學(xué)案基本步驟中的空格：2未知量可以設(shè)未知數(shù)表示；培養(yǎng)讀圖能力，復(fù)習(xí)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。遇到只告訴開始的物理量和壓強比或者體積比的題目，需要設(shè)未知數(shù)進行計算。復(fù)習(xí)阿伏伽德羅定律的推論。課堂小結(jié)（約3min）提問：不同物質(zhì)的起始量或末尾量與化學(xué)計量數(shù)有沒有關(guān)系？總結(jié)：通過本節(jié)課學(xué)習(xí)“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用，同學(xué)們有沒有覺得，計算也沒有那么難？有沒有覺得這是一個神奇的方法？希望大家課下再鞏固、練習(xí)，將上次作業(yè)中的錯題訂正，為我們高二的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，回顧例題1-2，思考，回答，沒有關(guān)系。 填寫學(xué)案注意事項中的空格：2起始量、變化量、末尾量中，只有不同物質(zhì)的變化量之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,不同物質(zhì)的起始量或末尾量與化學(xué)計量數(shù)沒有必然的關(guān)系,不能列比例計算。 學(xué)生學(xué)有所獲，自己覺得很開心。很多學(xué)生會認(rèn)為起始量或末尾量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，這也是一個常見的誤區(qū)。增加學(xué)生的自信心。再次加強鞏固、練習(xí)，返回到加這一個課時的本意，解決問題。六、教學(xué)設(shè)計反思本課教學(xué)設(shè)計根據(jù)新課程倡導(dǎo)的以學(xué)生探究學(xué)習(xí)為主，教師指導(dǎo)為輔的理念，精選一道例題教師講解，三道例題創(chuàng)設(shè)小組探究學(xué)習(xí)的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，共同探討如何利用三段式法解決化學(xué)反應(yīng)速率計算中的相關(guān)問題，真正使學(xué)生轉(zhuǎn)變思維方式，打開突破計算題的新視角。通過教學(xué)實踐，我認(rèn)為自己做的好的方面有：1.依法治校，注重教育公平，因材施教因為所教班級為普通班，學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，所以教學(xué)進度適當(dāng)?shù)穆稽c是可以的，針對學(xué)生在練習(xí)中體現(xiàn)出的問題，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，加了這一個課時，恰恰是因材施教，注重教育公平的最好體現(xiàn)，也是實踐黨中央依法治校的好機會。2.小專題，大智慧 化學(xué)反應(yīng)速率的計算，從工作開始的第一屆學(xué)生到現(xiàn)在，每一屆都會講，但是之前的每一屆都沒有講精，以至于好像什么都講了，但學(xué)生還是怕，看到計算題就怕，稍微難一點的立即放棄，也許是當(dāng)老師的覺得簡單，就講得快，恰恰忽略了這樣的小專題，通過這一次精選例題，發(fā)現(xiàn)里面也有大智慧。今后的教學(xué)中，應(yīng)該學(xué)會善于發(fā)現(xiàn)類似的小專題，組個突破，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)化學(xué)是有成就感的。 3.自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，樂在其中新課程改革倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。本節(jié)課力求使得學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和探究合作學(xué)習(xí)的輕松切換中，成為自我引導(dǎo)的學(xué)習(xí)者、思考者，信息的使用者和生產(chǎn)者，學(xué)習(xí)的合作者和問題的解決者，而老師則是學(xué)生學(xué)習(xí)堅定的支持者、合作者和評價者。例題2的設(shè)計使學(xué)生思維碰撞出火花，產(chǎn)生爭論，最后通過小組代表發(fā)言，說服其他組，學(xué)生會很有成就感，樂在其中。4.利用多媒體和學(xué)案，輔助教學(xué)本節(jié)課充分利用了多媒體技術(shù)的強大顯示功能，不但將例題通過PPT投影，還利用電子白板筆可以直接在白板上書寫，后期需要，還可翻看之前的板書。同時，準(zhǔn)備學(xué)案，讓學(xué)生能直觀快速的看這例題討論，并作答。雖然課前做了精心的準(zhǔn)備，但在實際的教學(xué)中還是凸顯出了一些不足：1.例題2討論的時間過長，今后要注意把握好整節(jié)課的節(jié)奏。2.例題3最初的設(shè)計是直接問該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，讓部分學(xué)生又摸不清方向，后來修改為增加反應(yīng)物和生成物分別是什么兩問，讓學(xué)生更容易上手。通過本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計，自己也成長了不少，愿每天心中開出一朵花，用此美麗的心情發(fā)現(xiàn)更多的小專題，哺育學(xué)生茁壯成長。七、附學(xué)生學(xué)案：“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計算中的應(yīng)用一.基本步驟：1寫出正確的 ；2根據(jù)題意,依次在反應(yīng)方程式下列出各反應(yīng)物和生成物的 、 及 (或 、 及 )，未知量可以 表示；3根據(jù) 與 的差的絕對值等于 (或 與 的差的絕對值等于 )、 (或 )之比等于對應(yīng)物質(zhì)的 之比，列出關(guān)系式計算。二.注意事項1起始量、變化量、末尾量三者 及 要統(tǒng)一，都是物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度,否則無法計算。2起始量、變化量、末尾量中，只有不同物質(zhì)的 之比等于對應(yīng)物質(zhì)的 之比,不同物質(zhì)的起始量或末尾量與化學(xué)計量