全國(guó)高校微課教學(xué)比賽參賽作品

全國(guó)高校微課教學(xué)比賽參賽作品“雙氧水催化分解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定原理”微課程教學(xué)設(shè)計(jì)課程物理化學(xué)學(xué)科工學(xué)專(zhuān)業(yè)化工、材料、環(huán)境、生物、應(yīng)化等適用對(duì)象大學(xué)本科二年級(jí)學(xué)生單位河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院姓名李鋒鋒職稱(chēng)講師講授課程名稱(chēng)：雙氧水催化分解反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定原理一、教學(xué)背景物理化學(xué)是在物理和化學(xué)兩大學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它以豐富的化學(xué)現(xiàn)象和體系為對(duì)象，大量采納物理學(xué)的理論成就與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探索、歸納和研究化學(xué)的基本規(guī)律和理論，構(gòu)成化學(xué)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。物理化學(xué)的水平在相當(dāng)大程度上反映了化學(xué)發(fā)展的深度。化學(xué)動(dòng)力學(xué)是物理化學(xué)的重要分支之一，它是研究化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的速率和反應(yīng)機(jī)理的學(xué)科，它的研究對(duì)象是物質(zhì)性質(zhì)隨時(shí)間變化的非平衡的動(dòng)態(tài)體系?；瘜W(xué)反應(yīng)速率的研究是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，速率常數(shù)又是表示化學(xué)反應(yīng)速率的重要的參數(shù)，本次課程結(jié)合“雙氧水催化分解”的實(shí)例，具體介紹一級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定原理。二、教學(xué)目標(biāo)：1、認(rèn)知目標(biāo)：1）理解化學(xué)反應(yīng)速率、速率方程、速率常數(shù)等相關(guān)概念；2）了解雙氧水及催化分解基本原理；3）了解一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，并重點(diǎn)掌握反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定原理。2、能力目標(biāo)：提升學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，能運(yùn)用相關(guān)的理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。三、教學(xué)方法：整體采用講授法，結(jié)合學(xué)生互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)M等教學(xué)手段，具體如下：1、概念和測(cè)定原理的講解主要以教師講解為主，采用講授法；2、在課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)和公式推導(dǎo)環(huán)節(jié)分別進(jìn)行了兩次提問(wèn)，與學(xué)生互動(dòng)，以啟發(fā)學(xué)生思考，提高課堂效果；3、對(duì)于氧氣體積測(cè)量的環(huán)節(jié)加入了實(shí)驗(yàn)?zāi)M，動(dòng)態(tài)、形象地表達(dá)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程。四、課程的設(shè)計(jì)思路：1、介紹基本概念：包括化學(xué)反應(yīng)速率、速率方程、速率常數(shù)，雙氧水及催化分解反應(yīng)并給出反應(yīng)方程式；2、介紹速率常數(shù)的測(cè)定原理，原理分為速率方程的建立、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用三個(gè)部分來(lái)介紹；3、小結(jié)：由關(guān)鍵詞“三個(gè)環(huán)節(jié)”、“兩類(lèi)方程”、“一個(gè)轉(zhuǎn)化”概括測(cè)定原理。五、重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：“化學(xué)反應(yīng)速率”、“速率方程”等基本概念；速率常數(shù)的測(cè)定原理；2、難點(diǎn)：速率方程形式的轉(zhuǎn)化。六、授課過(guò)程：1、導(dǎo)入：給出四種常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，即爆炸、牛奶變質(zhì)、鐵板生銹、溶洞形成，并提問(wèn)“這些反應(yīng)的快慢如何?”從而引出“化學(xué)反應(yīng)速率”和“速率常數(shù)”的概念。2、基本概念1）化學(xué)反應(yīng)速率：用于描述化學(xué)反應(yīng)快慢程度的物理量，可用反應(yīng)物的消耗速率或生成物的生成速率表示。速率方程：速率常數(shù)：速率方程中的比例系數(shù)，單位濃度的化學(xué)反應(yīng)速率。2）雙氧水及催化分解機(jī)理雙氧水，化學(xué)名稱(chēng)為過(guò)氧化氫，化學(xué)式為H2O2H2O2在常溫的條件下的分解反應(yīng)方程式為：H2O2→H2O+1/2O2①有催化劑（KI）的條件下，其反應(yīng)機(jī)理為：H2O2+KI→KIO+H2O②KIO→KI+O2③3、測(cè)定原理1）建立反應(yīng)速率方程反應(yīng)式②為一級(jí)反應(yīng)，其反應(yīng)速度式（1）,（2）積分后為：（3）2）實(shí)現(xiàn)H2O2濃度與氧氣體積間的轉(zhuǎn)化，建立新方程H2O2分解過(guò)程中，在一定時(shí)間內(nèi)，所產(chǎn)生的氧的體積與已分解的H2O2濃度成正比?！狧2O2全部分解所產(chǎn)生的氧氣的體積00----反應(yīng)到t時(shí)刻時(shí)，所產(chǎn)生的氧氣的體積—反應(yīng)到t時(shí)刻時(shí)，H2O2已分解的濃度（4）（6）（5）（7）3）應(yīng)用速率方程求解速率常數(shù)k（1）計(jì)算：其中，（2）測(cè)量Vt–t（3）作直線，并求出斜率，根據(jù)k=-斜率的負(fù)值，求解k值4）小結(jié) 三個(gè)環(huán)節(jié)：速率方程的建立、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用兩類(lèi)方程：化學(xué)反應(yīng)方程、速率方程一個(gè)轉(zhuǎn)化：濃度表示的速率方程轉(zhuǎn)化為體積表示的速率方程六、課程總結(jié)1、“化學(xué)反應(yīng)速率”、“速率方程”、“反應(yīng)速率常數(shù)”等概念是動(dòng)力學(xué)部分的基礎(chǔ)概念，掌握和理解這些概念是學(xué)好動(dòng)力學(xué)理論的保障。2、測(cè)定原理部分主要涉及“速率方程建立、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用”三環(huán)節(jié)，其中難點(diǎn)在于“轉(zhuǎn)化”，由于瞬時(shí)濃度不能定量測(cè)定，需要轉(zhuǎn)化成氧氣體積才能求解速率常數(shù)，由此啟發(fā)學(xué)生開(kāi)拓思路，并學(xué)會(huì)舉一反三，鍛煉學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題的能力。3