基于“问题解决”的高三复习--以“化学反应速率为例”

发表时间:2020/12/10   来源:《中小学教育》2020年25期   作者:陈淑丹
[导读] 本文以化学反应速率的复习为例,构建“问题解决”的学习模式,让学生通过思考、讨论、探究解决问题,回忆巩固知识点,培养学生“变化观念和平衡思想”的核心素养,有效提升学生的高阶思维。
        陈淑丹
        浙江省诸暨中学暨阳分校   311800
        摘 要:本文以化学反应速率的复习为例,构建“问题解决”的学习模式,让学生通过思考、讨论、探究解决问题,回忆巩固知识点,培养学生“变化观念和平衡思想”的核心素养,有效提升学生的高阶思维。
        关键词:问题解决;化学反应速率。
一、研究背景
        化学反应速率是《化学反应原理》中专题2《化学反应速率与化学平衡》中第一单元的内容。它作为中学化学的重要理论之一,是化学平衡的重要知识点,也是选考的考察重点。
        通过解决化学反应速率中的各种问题,回忆化学反应速率的知识点,可以引导学生像学科专家或者科学家那样去思考与解决问题,教师就是要根据探究主题,创设真实情境,切实组织学生开展师生、生生、生本的多元互动的科学探究,充分调动与发挥学生的主体性和创造性,增强学生的主体力,从而培养学生的核心素养[1]。
二、教学过程
【任务一——化学反应速率计算的回顾】
【师】同学们,今天我们来复习化学反应速率。
【ppt】例1:A(s)+3B(g)2C(g)+nD(g) ΔH=-100kJ·mol-1,一定条件下,将1 mol 块状A和3 mol B置于2L恒容密闭容器中,反应10min,测得C的物质的量为0.4 mol。试分析:A. 10min内,v(B)=0.03 mol·L-1·min-1
【生】在黑板上书写计算v(B)的过程。
【师】(分析学生的计算过程)同学们,回忆速率计算公式v=△c/△t,恒容时,v=△n/(△T?V),且在计算速率时要用三段法,三段法看似麻烦,但数据直观清晰。得到结果后,书写单位时要注意正规写法。
【ppt】B. 10min末,v(C)=0.02 mol·L-1·min-1
【生】B选项错误,因为化学反应速率表示的是平均速率而不是瞬时速率。
【ppt】C. 10min内,若v(D)=0.01 mol·Lˉ1·minˉ1,则n = 1
【生】C对的,可通过计算得到
【师】非常好,n的值可以通过计算得到,也可以通过速率之比等于系数之比得出n=1
【ppt】D.10min内,v(A)=0.01 mol·L-1·min-1
【生】D不对,因为物质A为固体,不能用这个公式进行计算。。
【师】一般情况下,v=△c/△t,而固体和纯液体的浓度视为常数,△c=0,所以用该公式无法表达。那是不是固体就不存在速率呢?再看E选项。
【ppt】E.10min内, v(A)=0.02mol·min-1
【师】该选项正确,对于固体和纯液体的速率。可以用单位时间内物质的△m或△n来表示。


【设计意图】通过问题解决,引导学生回忆化学反应速率公式,并重点引出三段法和固体速率的表示,充分调动学生学习的主动性和学习的兴趣,加深对知识的巩固,理解和应用。
【过渡】看着该反应的化学反应速率,有些同学觉得反应速率慢,该怎样加快化学反应速率?【任务二——影响因素的回顾】
【生】增大反应物浓度、加压、升温、加催化剂、增大反应物的接触面积
【师】那增加A的量可以吗?。。。不可以。因为A 是固体。那是不是不管如何改变A都不能加快反应速率呢?看看题目中的信息。
【生】可以用粉末状的A。
【师】没错。可以通过固体的接触面积来改变反应速率
【ppt】加催化剂、升温、加压、增加c(B)、以粉末A代替块状A
【师】刚刚有同学提到通过加压来增大速率,那么加压速率一定会增大吗?
【ppt】Ⅰ. 恒温恒容,充入He,速率?
【生】此时速率不变。改变压强的本质是改变浓度,充入惰性气体,恒容下压强增大,但反应物的物质的量不变,浓度不变,因此速率不变。
【ppt】Ⅱ. 恒温恒压,充入He,速率?
【生】恒压时,充入惰性气体,体积增大,反应物浓度减小,因此速率减小。所以增大压强,速率不一定增大。那么加催化剂呢?
【ppt】Ⅲ . 在加入催化剂的条件下,升温,发现一开始速率加快,升高至一定温度,速率反而降低,试分析速率降低原因?
【师】催化剂的活性需要一定的温度,温度过高,活性降低。
【设计意图】通过练习,引导学生回忆并分析化学反应速率的影响因素,充分调动学生学习的主动性和学习的兴趣,加深对知识的巩固,理解和应用。
【任务三——练习巩固】
【ppt】Fe(s)+CO2(g)  FeO(s)+CO(g)△H>0,该反应在2L密闭容器中进行,只改变某一条件(其他条件相同)测得 FeO的质量变化如下表:
(1)在实验1中,0-2s内,CO2的平均反应速率?      Fe的平均反应速率是?
(2)在实验1和实验2中, 推测改变的“某一条件”可能是?
【生】讨论并回答问题
【师】实验1和实验2比较,速率加快但平衡不移动,可能是加入了催化剂。那还可以是什么条件呢?仔细看看这个反应(逐步引导,让学生发现反应前后系数不变,从而引出压强)。该反应下改变压强也不影响平衡。那有关平衡移动问题,我们下节课再研究。
【设计意图】多次训练,巩固学生所学的知识,加深理解和应用,培养“变化观念和平衡思想”的化学核心素养,也为下一节课平衡移动复习做铺垫。
三、总结
        总之,在现今的新高考模式下,我们教师要培养学生由被动学化为主动学,设置以问题为中心的课堂教学,可以充分打开学生的思维,深入挖掘学生的化学学习潜力,可以使学生在思考和实验探究中进行有效地学习,达到复习、巩固和加深理解的目的,培养学生的化学核心素养和高阶思维[2]。
参考文献
        [1] 鲁名峰.综合实验题的特点与解法[J].中学化学参考,2011(4):59-61
        [2]孙天山.基于“问题”的高阶思维课堂教学架构研究[J].中学化学参考,2016(9):1-5.
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