論文編號： 貴州省教育科學院 貴州省教育學會2015年教育教學科研論文、教學（活動）設計征集評選登記表學科類別：中學化學論文題目“三段式”法在化學反應速率計算中的應用教學設計作者姓名黃慧學校名稱貴陽市第九中學課題組成員姓名學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家黑格爾用來說明發(fā)展過程的公式，認為一切發(fā)展都經(jīng)歷三個階段?；瘜W反應速率計算中的“三段式”指反應從起始到末尾反應物與生成物所經(jīng)歷的變化，用物質(zhì)的量（或物質(zhì)的量濃度）來表示。化學反應速率的計算中數(shù)據(jù)比較多、關(guān)系也比較復雜，特別容易混淆，通過“三段式”法在反應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。本教學設計精選了四種類型的題目，指導學生利用“三段式”法解決實際問題，以學生探究學習為主、教師指導為輔，為化學選修4中進一步學習化學反應速率和化學平衡奠定基礎。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”法在化學反應速率計算中的應用人教版化學必修2第二章第三節(jié)一、課程標準、教材以及學生分析1課程標準和教材分析 對于化學反應速率的教學，在化學必修2和化學選修4中都有出現(xiàn)，課程標準要求知道化學反應速率的定量表示方法，能計算反應物的轉(zhuǎn)化率。人教版化學必修2第二章第三節(jié)化學反應的速率和限度中從日常生活中的現(xiàn)象入手，發(fā)現(xiàn)有的化學反應進行得快，有的化學反應進行得慢，結(jié)合物理學中物體的運動快慢用“速度”來表示，引出化學反應過程進行的快慢用“反應速率”來表示，通常用單位反應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反應速率的因素，并未過多提及計算。但是在學業(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，特別是在高二化學選修4中會進一步學習化學反應速率和化學平衡，若高一就學得糊里糊涂，高二的學習就會顯得更加困難，因此在規(guī)定的2課時之后，我又加入了“三段式”法在化學反應速率計算中的應用這1課時，作為補充。2學生分析化學反應速率的計算中數(shù)據(jù)比較多、關(guān)系也比較復雜，特別容易混淆，在學習完本節(jié)內(nèi)容后發(fā)現(xiàn)，學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，而對于略顯復雜的計算也有畏難情緒，所以希望通過“三段式”法的教學，可以使得各種數(shù)據(jù)直觀、調(diào)理清晰、便于分析和計算，為化學選修4中進一步學習化學反應速率和化學平衡奠定基礎。本班學生是我校普通班的學生，基礎較薄弱，教學中要多鼓勵，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位同學為一個學習小組（如下圖），在教學過程的探究學習都以小組為單位，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、教學目標【知識與技能】1了解什么是三段式。2理解化學反應速率、轉(zhuǎn)化率等計算方法。3掌握“三段式”法在化學反應速率計算中的應用?！具^程與方法】1通過學習三段式法，學會舉一反三、一題多解的方法。2通過從圖中提取所需信息，培養(yǎng)學生的讀圖能力。3培養(yǎng)學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，學習三段式在化學反應速率計算中的應用，樹立學生的辯證唯物主義觀點。2培養(yǎng)學生不畏困難，勇攀知識高峰的精神。三、教學重難點熟練地掌握三段式法，并能運用三段式法解決化學反應速率計算中的問題。四、教學流程圖提出問題，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探究學習一題多解，注意統(tǒng)一物理量例題3探究學習逆向思維運用三段式例題4探究學習維 ，探索發(fā)現(xiàn)需要設未知數(shù)的三段式歸納總結(jié)，結(jié)束新課三段式的注意事項五、教學過程 教學進程教師活動學生活動設計意圖引入（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反應速率的計算題丟分最多。教師提出問題，引領(lǐng)學生進入新課。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，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、填寫學案：基本步驟：1寫出正確的化學反應方程式。2根據(jù)題意,依次在反應方程式下列出各反應物和生成物的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之比等于對應物質(zhì)的化學計量數(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)，便于學生理解記憶，比講模式性的公式更直觀。學生分組自主探究【例題2】，教師指導。（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：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），反應放出熱量。反應中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)，從反應開始至達到平衡時，H2O的化學反應速率為_；反應平衡c(H2)=_，CO的轉(zhuǎn)化率為_。指導學生按照例題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。教師走進學生小組討論中，尋找不同解題方法的學生。詢問是否有同學用了不同的方法來算？引導學生根據(jù)公式n=CV，對于同一化學反應，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，討論學習，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。使學生們的思維發(fā)生碰撞，產(chǎn)生知識的火花。這是學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。學生分組自主探究【例題3】，教師指導。（約6min）【投影】在2L容器中，某可逆反應從02分鐘進行過程中， 在不同反應時間各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示。則該反應的的反應物是 ，生成物是 ，化學方程式為 ；反應開始至2分鐘時，C的反應速率為 ；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，反應已達到了 狀態(tài)。指導學生讀圖，分析A、B的物質(zhì)的量隨著反應的進行逐漸減少，為反應物；C的物質(zhì)的量隨著反應的進行逐漸增多，為反生成物。根據(jù)題意,依次在反應方程式下列出各反應物和生成物的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 之比等于對應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，推到出該反應的化學方程式。543210123/分鐘CAB物質(zhì)的量/mol小組自主探究，討論學習，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，說明已達到了化學平衡狀態(tài)。前兩個例題都是已知化學方程式，計算化學反應速率及轉(zhuǎn)化率等，該題首先通過讀圖，分析出反應物和生成物，再通過列出三段式，最后逆向思維推出反應的化學方程式。培養(yǎng)讀圖能力，復習化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。學生分組自主探究【例題4】，教師指導。（約10min）【投影】氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應的化學方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。(1)當合成氨反應達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應速率與時間的關(guān)系如圖所示。圖中表示反應處于化學平衡狀態(tài)的時間段(t1時刻后)為。指導學生讀圖，復習化學平衡狀態(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。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。指導學生設未知數(shù)時，按照化學計量數(shù)之比，設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，討論學習，達成共識。學生通過讀圖，分析出t2-t3、t4-t5中正逆反應速率相等，則表示已達到化學平衡狀態(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填寫學案基本步驟中的空格：2未知量可以設未知數(shù)表示；培養(yǎng)讀圖能力，復習化學平衡狀態(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，需要設未知數(shù)進行計算。復習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計量數(shù)有沒有關(guān)系？總結(jié)：通過本節(jié)課學習“三段式”法在化學反應速率計算中的應用，同學們有沒有覺得，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，將上次作業(yè)中的錯題訂正，為我們高二的學習奠定基礎，回顧例題1-2，思考，回答，沒有關(guān)系。 填寫學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物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,不同物質(zhì)的起始量或末尾量與化學計量數(shù)沒有必然的關(guān)系,不能列比例計算。 學生學有所獲，自己覺得很開心。很多學生會認為起始量或末尾量之比等于化學計量數(shù)之比，這也是一個常見的誤區(qū)。增加學生的自信心。再次加強鞏固、練習，返回到加這一個課時的本意，解決問題。六、教學設計反思本課教學設計根據(jù)新課程倡導的以學生探究學習為主，教師指導為輔的理念，精選一道例題教師講解，三道例題創(chuàng)設小組探究學習的情境，激發(fā)學生的學習興趣，共同探討如何利用三段式法解決化學反應速率計算中的相關(guān)問題，真正使學生轉(zhuǎn)變思維方式，打開突破計算題的新視角。通過教學實踐，我認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，學生基礎較薄弱，所以教學進度適當?shù)穆稽c是可以的，針對學生在練習中體現(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 化學反應速率的計算，從工作開始的第一屆學生到現(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。今后的教學中，應該學會善于發(fā)現(xiàn)類似的小專題，組個突破，讓學生感受到學習化學是有成就感的。 3.自主學習、探究學習，樂在其中新課程改革倡導學生主動參與、樂于探究、培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。本節(jié)課力求使得學生在自主學習和探究合作學習的輕松切換中，成為自我引導的學習者、思考者，信息的使用者和生產(chǎn)者，學習的合作者和問題的解決者，而老師則是學生學習堅定的支持者、合作者和評價者。例題2的設計使學生思維碰撞出火花，產(chǎn)生爭論，最后通過小組代表發(fā)言，說服其他組，學生會很有成就感，樂在其中。4.利用多媒體和學案，輔助教學本節(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，準備學案，讓學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備，但在實際的教學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最初的設計是直接問該反應的化學方程式為，讓部分學生又摸不清方向，后來修改為增加反應物和生成物分別是什么兩問，讓學生更容易上手。通過本節(jié)課的教學設計，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，哺育學生茁壯成長。七、附學生學案：“三段式”法在化學反應速率計算中的應用一.基本步驟：1寫出正確的 ；2根據(jù)題意,依次在反應方程式下列出各反應物和生成物的 、 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 之比等于對應物質(zhì)的 之比,不同物質(zhì)的起始量或末尾量與化學計量