提高化学反应速率的方法篇1
【展示】（投影）氢氧混合气体的爆炸景观；青香蕉、熟香蕉的对比图。师：日本福岛核电站氢氧混合气体的爆炸和香蕉的成熟，请对比两者反应过程的快慢。生：氢氧混合气体的爆炸很快，瞬间完成；香蕉的成熟较慢。师：由此可见，化学反应是有快慢之分的。物理上是怎样来描述快慢的呢？生：（思考、讨论，描述方法）方法1：用单位时间内物体经过的位移来描述；方法2：用经过相同的位移需要时间的多少来描述；方法3：相同的时间所经过位移的多少来表述；……师：很好。2004年雅典奥运会110米栏比赛中，刘翔以12′88的成绩获得冠军，就说明他的速度是非常快的。那么，我们化学上怎样来描述化学反应的快慢呢？生：（思考、讨论，描述方法）方法1：用相同时间内反应掉物质质量的多少来描述；方法2：用相同时间内生成物质质量的多少来描述；方法3：用相同时间内生成气体体积的多少来描述；方法4：用反应掉相同的量需要时间的多少来描述；……师：很好。由此看来，描述化学反应进行快慢的方法有很多，请大家阅读书本第30页。
二、【板书】
化学反应速率
1含义：衡量化学反应进行快慢的物理量。
2表示方法：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。
3表达式：v（B）＝ΔcΔtΔc———浓度的变化量，Δt———反应所经历的时间，v（B）———B物质的化学反应速率。
4.单位：mol•（L•min）－1或mol•（L•s）－1【投影】小试牛刀：在2So2＋o幑幐22So3反应中，10秒后，o2物质的量浓度减小了1mol•L－1，So3物质的量浓度增加了2mol•L－1。问题1：分别用o2和So3的浓度变化来计算该反应速率。问题2：v（So3）与v（o2）意义是否相同？生板演：o2的反应速率v（o2）＝Δc／Δt＝1mol•L－1／10s＝0．1mol•（L•s）－1So3的反应速率v（So3）＝Δc／Δt＝2mol•L－1／10s＝0．2mol•（L•s）－1师：我们求得的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率，有方向吗？生：是平均速率，只有大小没有方向。师：用不同的物质表示的同一个化学反应的化学反应速率一样吗？我们需要注意什么？生：不一样，我们需要指明物质的种类。师：化学反应速率能用任何物质来表示吗？生：不能。固体的浓度不会改变。【投影】总结化学反应速率的特点：①化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不是瞬时速率；②化学反应速率是标量，即只有大小而没有方向，均取正值；③同一反应的速率可用不同物质来表示，其数值可能不同，但表示的意义相同，所以需要指明具体物质，如v（B）；④化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。师：我们知道化学反应的速率是有快慢之分的，那么化学反应速率的快慢由什么因素决定呢？【演示实验】比较相同大小去掉氧化膜的镁条、铁丝与同浓度稀盐酸的反应，请观察试管中气泡产生的多少。盐酸盐酸镁条铁丝师：从现象可以得到镁条上产生的气泡更多，我们如果换成铜会有什么现象？为什么？生：根据金属活动性顺序表可知，镁比铁更活泼，所以反应更快，而铜不会与盐酸反应。师：由此可见，反应速率的快慢与什么有关？生：与反应物本身的性质有关。
三、【板书】
影响化学反应速率的因素
1．内因：反应物本身的性质。【投影】①将食品置于低温条件下，常常可以保存更长的时间。为什么？②加酶洗衣粉的去污能力比普通洗衣粉要强得多。为什么？③向炉膛鼓风，炉子中的火就会越烧越旺。为什么？师：可以看出，化学反应速率的快慢还与外界条件有关，那么外界条件又是如何影响化学反应速率的呢？【活动与探究】完成下列实验，分析影响过氧化氢分解反应速率的因素（大试管上已贴好标签①②）。实验1：取①②两支大试管，各加入5mL 4％的过氧化氢溶液，用药匙末端向②试管内加入少量二氧化锰粉末，观察并比较两试管中发生的变化。实验2：取①②两支大试管，各加入5mL 12％的过氧化氢溶液，将①②试管分别同时放入装有冷水和热水的烧杯中，观察并比较两试管中发生的变化。实验3：取①②两支大试管，①试管中加入5mL 4％的过氧化氢溶液，②试管中加入5mL 12％的过氧化氢溶液，各同时加入3滴0．2mol•L－1氯化铁溶液，观察并比较两试管中发生的变化。【实验现象】实验1、2、3中均为试管②产生气泡的速度快。【讨论】压强对化学反应速率的影响。（温馨提示：气体的浓度等于气体的物质的量除以容器体积）压强l因素只适用于有气体参加的反应。【结论与板书】2．外因：其他条件不变，增大反应物浓度，加快化学反应速率；升高温度，加快反应速率；使用催化剂，加快反应速率；增大压强，加快化学反应速率。【问题解决】教材第31页的“问题解决”。【作业】书本第33页第2、4题。拓展选做作业：1．4nH3（g）＋5o2（g）＝4no（g）＋6H2o（g），在1L密闭容器中进行，2min后，水蒸气的物质的量增加了2．4mol，则此反应的平均速率为多少？分别用v（nH3）、v（o2）、v（no）、v（H2o）表示。思考化学反应速率与化学计量数之间有何联系。2．a＋3B幑幐2C＋2D，在不同情况下的反应速率为：①v（a）＝0．015mol／（L•s），②v（B）＝0．06mol／（L•s），③v（C）＝0．04mol／（L•s），④v（D）＝0．36mol／（L•min），比较速率的大小。
四、教学反思
《化学反应速率》是我在2011年余姚市教坛新秀评比中上的课，取得了第一名的好成绩，课后反思中找到了这节课成功的几个关键因素。
1.追求简单化。本课从引入日本福岛核电站的爆炸、香蕉的成熟引出化学反应的快慢，再引导学生对照速度定义，归纳、形成化学反应速率的概念，然后通过一个简单练习加深和巩固新知，直到结尾影响因素的教学，整个教学过程始终追求着简单。复杂问题简单化，减轻学生的负担。
2.追求有效性。有效教学是指教师在遵循教学规律的前提下，运用有效的教学方式和手段，使学生处在最佳的学习状态，在学习的过程中不断提高学习能力，培养良好的学习品质。在化学反应速率的概念教学中，通过联系物理中物体运动快慢的描述方法，使学生深入理解学习内容，能在分析问题、解决问题的过程中举一反三、触类旁通，得出化学反应速率的多种表示方法，学生易理解、接受，效果好。
提高化学反应速率的方法篇2
催化剂对反应速率的影响浓度对反应速率的影响
根据反应平衡移动原理,反应物浓度越高,越有利于平衡向产物方向移动。当有多种反应物参加反应时,往往使价廉易得的反应物过量,从而可以使价格高或难以得到的反应物更多地转化为产物,以提高其利用率。反应物浓度愈高,反应速率愈快。一般在反应初期,反应物浓度高,反应速率快,随着反应的进行,反应物逐渐消耗,反应速率逐渐下降。提高浓度的方法有:对于液相反应,采用能提高反应物溶解度的溶剂,或者在反应中蒸发或冷冻部分溶剂等;对于气相反应,可适当加压或降低惰性物的含量等。对于可逆反应,反应物浓度与其平衡浓度之差是反应的推动力,此推动力愈大则反应速率愈快。所以,在反应过程中不断从反应体系取出生成物,使反应远离平衡,既保持了高速率,又使平衡向产物方向移动,这对于受平衡限制时反应,是提高产率的有效方法之一。
压力对反应速率的影响
一般说来,压力对液相和固相反应的平衡影响较小,所以压力对液相和固相反应的影响不大。气体的体积受压力影响大,故压力对有气相物质参加的反应平衡影响很大。压力对反应速率的影响是通过压力改变反应物的浓度而形成的。从反应动力学可知,除零级反应的反应速率与反应物浓度无关外,各级反应的速率都随反应物浓度增大而加快。因此,对于气相反应而言,也可以通过提高反应压力使气体的浓度增加,达到提高反应速率的目的。需要指出的是,在一定压力范围内,加压可减小气体反应体积,且对加快反应速率有一定好处,但效果有限,压力过高,能耗增大,对设备要求高,反而不经济。惰性气体的存在,可降低反应物的分压,对反应速率不利,但分子数的增加有利于反应平衡。以上涉及的反应主要是单相反应。对于多相反应来说,由于反应总是在相和相的界面上进行,因此多相反应的反应速率除了与上述几个因素有关外,还和彼此的相之间的接触面的大小有关。例如,在生产上常把固态物质破碎成小颗粒或磨成粉末,将液态系统淋洒成线流、滴流或喷成雾状的微小液滴,以增大相间的接触面,提高反应速率。此外,多相反应还受到扩散作用的影响,因为加强扩散可以使反应物不断地进入界面,并使已经产生的生成物不断地离开界面。例如煤燃烧时,鼓风比不鼓风烧得旺,加强搅拌可以加快反应速率。这都是由于扩散作用加强的结果。
提高化学反应速率的方法篇3
关键词模型建构化学反应速率学生认识发展教学设计教学实验
化学反应速率是化学动力学的重要内容。化学反应速率内容隶属于对化学反应的认识。化学反应是化学科学的核心内容，而化学反应条件又是研究化学反应的核心问题。化学反应速率的研究是确定化学反应条件的重要部分。因此，关于化学反应速率的学习具有重要的理论价值和实践意义。
在高中阶段，化学反应速率的有关内容主要分布在“化学2”模块和选修4“化学反应原理”模块，同一教学内容在不同的学习阶段出现，其学习目标要求定位必然不同，对学生的认识发展价值也存在较大差异。然而，在实际的教学中，很多一线教师往往无法对不同阶段的化学反应速率教学进行准确定位，特别是对于选修模块中化学反应速率的教学，很多老师倍感困惑的是，并不清楚选修模块的教学应该在必修模块学习的基础上发展学生的哪些认识？即把握不好不同阶段关于化学反应速率的教学定位。因此，分析不同教学阶段对化学反应速率内容的教学定位，明确化学反应速率在中学阶段的发展层级，并寻找有效的教学策略提高化学反应速率的教学效果，都是值得进一步研究的。
1问题的提出
1.1“化学反应速率”教学的已有研究
研究者对化学反应速率的研究主要集中于3类：其一是开发和设计适合学生操作的探究化学反应速率的实验；其二是以化学反应速率内容为依托，体现某种教学设计理念的教学设计；其三是期望提高化学反应速率的教学效果的教学设计研究。
基于对文献的分析，大多数研究对化学反应速率在各个不同阶段的教学目标定位把握不够准确和全面，并且对化学反应速率内容的教学价值挖掘深度不够，有效教学策略还需进一步丰富。
1.2本研究的核心问题
从化学反应速率的概念本体来看，涉及多个重要因素和变量，这些因素和变量与化学反应速率之间以及因素和变量之间都存在一系列相互联系。这类概念的学习对学生的认识发展具有重要价值。但是要帮助学生建立与化学反应速率这一核心概念相关的诸因素变量，并认识这一系列因素变量之间关系的一般规律，形成系统认识，并不容易。模型的一个基本功能就是有助于厘清复杂概念、变量等之间的关系，便于帮助学生建立系统认识，发展学生的系统思维。因此，针对化学反应速率这一涉及多个因素变量的化学概念，设计基于模型建构的教学，有助于实现化学反应速率的教学价值，达到较好的教学效果。
因此，本研究的核心任务为：
（1）建构化学反应速率的认识模型；
（2）深入分析不同阶段化学反应速率内容的教学定位，明确其发展层级；
（3）基于模型建构的“化学反应原理”模块中化学反应速率的教学设计及实施，通过学生访谈和问卷调查检验教学效果。
2“化学反应速率”的认识模型及发展层级
2.1“化学反应速率”的认识模型
建立以化学反应速率为核心的多因素变量的关系模型，有助于提高化学反应速率内容的教学效果，是本研究的基本假设。通过教学可以帮助学生建立化学反应速率的认识模型，见图1。
图1模型中包括化学反应速率的宏观影响因素和微观影响机理。通过微观影响机理（碰撞理论和活化能理论）建立了各个宏观影响因素——浓度、温度和催化剂对化学反应速率影响的推理关系，有助于发展学生对化学反应速率的系统认识。对于有气体参加的化学反应，压强的改变也会影响其化学反应速率，但是压强对化学反应速率的影响机理最终也是反应物浓度的变化引起的，因此模型中没有明确将其标示出。
另外模型中也体现了对化学反应速率各影响因素的定性认识和定量认识，通过对各影响因素与化学反应速率的定量关系的建立，有助于深化学生对化学反应速率与各影响因素关系的认识，进一步发展学生对化学反应速率的系统认识。
2.2“化学反应速率”内容的发展层级
从《普通高中化学课程标准（实验）》中对“化学2”和“化学反应原理”模块化学反应速率内容的目标要求可以看出，不同学习阶段对化学反应速率的学习目标定位是不同的，在高中必修阶段对化学反应速率内容的学习要求主要为定性认识，如知道化学反应有快慢之分，知道温度、浓度、催化剂能够影响化学反应的速率。
在高中选修阶段对化学反应速率的学习要求较高。首先选修模块要发展学生对化学反应速率的定量认识，即知道化学反应速率的定量表示方法，能通过实验测定某些化学反应的速率，能够比较同一反应的化学反应速率和不同反应的化学反应速率；其次经过选修模块的学习，学生应该认识各影响因素对化学反应速率影响的一般规律，包括影响化学反应速率的内在机理，各因素对化学反应速率的影响程度，各影响因素之间的关系等，形成对化学反应速率的系统认识，发展学生的系统思维，从而具备初步调控化学反应速率的能力。
基于对课标中关于化学反应速率内容的目标要求分析，关于化学反应速率的学生认识发展层级如图2所示。
在选修模块化学反应速率内容的教学中，主要定位于发展学生对化学反应速率的第2层级和第3层级的认识。
3“化学反应速率”模型的教学功能价值
基于对化学反应速率的认识模型的分析，我们认为其功能价值主要表现在以下几方面。
3.1明确和完善认识化学反应速率的角度
学生经过高中必修阶段的学习，对化学反应速率的认识主要是从化学反应速率的定义（化学反应快慢的表征）和影响因素（浓度、温度、催化剂）2个角度，只是初步建立了对化学反应速率的表层认识，此种水平的学习功能较低。
在高中选修模块的学习中，在构建模型的过程中，扩展了认识化学反应速率的能量角度——活化能，即帮助学生能够基于活化能、碰撞理论等建立各影响因素与化学反应速率的推理关系，使学生能够解释为什么温度、浓度、催化剂等因素能够影响化学反应的速率，掌握了其微观机理。基于活化能概念，学生就可以掌握要改变速率，可以有2种途径：其一是改变绝对活化分子数，具体可以通过增加总质量或提高温度来实现；其二是改变活化能本身，具体可以通过使用催化剂来实现。能量角度的加入，不仅能够增加学生基于化学反应速率知识的解释力，而且使学生初步具备了调控化学反应的思路。
3.2发展学生对化学反应速率的定量认识
在“化学2”的学习中，学生已经定性地认识到了化学反应速率的外在表现，知道浓度、温度和催化剂是影响化学反应速率的因素，浓度增大，化学反应速率加快，温度升高，化学反应速率加快；使用催化剂可以改变化学反应速率。这些定性认识的水平较低，但却是发展到定量研究化学反应速率的基石出。
在“化学反应原理”模块的学习中，通过构建模型，发展对化学反应速率的定量认识。主要表现在能定量计算化学反应速率，能比较2个化学反应速率的大小，能设计实验方案对化学反应速率进行定量测量，能明确各影响因素与化学反应速率之间的定量数学关系。学生对化学反应速率的认识从定性发展到定量，促进了学生认识方式类别的发展。
3.3帮助学生形成对化学反应速率的系统认识
通过构建模型，可以提升学生对反应速率的系统认识水平。学生就可以解释与化学反应速率有关的现象，判断和比较化学反应速率的大小，甚至可以基于对各因素的系统分析，选择合适的因素人手干预和调控化学反应速率，并设计相应的实验方案。如对一个具体的化学反应，应该选择改变哪些因素来调控其化学反应速率？优先选择哪个因素？对化学反应速率的系统认识是提高调控化学反应速率能力的必要条件，同时也有助于发展学生的系统思维能力。
3.4帮助学生体会模型建构的思想和方法
化学反应速率的学习过程中，学生会接触到分子碰撞理论这一理论假设模型，质量作用定律和阿累尼乌斯公式这些表征化学反应速率的数学模型。在学习这些模型的基础上，帮助学生建立以化学反应速率为核心的涉及各个因素变量的认识模型。在接触和学习这些模型的过程中，学生能够学习到很多有价值的化学科学研究方法和化学学科思想。
早期人们对于化学反应的认识为，反应物分子之间发生相互碰撞，于是就发生了化学反应。但是，历史上科学家注意到改变不同反应物浓度对化学反应速率的影响不同，这一现象激发化学家深入思考，如果所有的碰撞都会发生化学反应，那么各反应物浓度的改变对化学反应速率的影响就会相同，而且化学反应速率将会快得不可思议。因此化学家又提出了有效碰撞的假设，最后在提出活化能、活化分子和研究反应历程的基础上，提出较为完善的碰撞理论。这一理论模型的构建过程，有助于培养学生的理论思维能力。
数学模型是对所研究问题进行一种数学上的抽象，即把问题用数学的符号语言表述为一种数学结构。通过数学模型的逻辑推理、求解和运算，就能够获得客观事物的有关结论。化学反应速率方程是在大量实验经验的基础上得出的数学模型，是浓度与化学反应速率之间的数学关系。不同的化学反应，其反应物浓度与化学反应速率的定量关系是不同的，速率方程实际上是一个经验公式。因此这一数学模型的建立过程有助于扩展学生对规律研究的认识。
关于化学反应速率的认识模型，可以帮助学生掌握这一类涉及多因素或多变量的概念的学习思路和方法。
4“化学反应速率"教学的关键问题及教学策略
根据化学反应速率认识模型和发展层级的分析，在“化学反应原理”模块，关于化学反应速率的教学有2个关键点，其一是引导学生认识影响化学反应速率的微观本质机理，其二是帮助学生建立关于化学反应速率的系统认识。
4.1化学反应速率的微观本质认识问题
引导学生认识影响化学反应速率的微观本质机理，使学生对化学反应速率的认识从宏观发展到微观水平，是帮助学生认识化学反应速率的一般规律的重要方面。这就要求在教学中引入模型中的能量角度，在微观水平上建立各影响因素与化学反应速率之间的推理关系，这对于学生定性建立各影响因素之间的关系也非常重要。尽管学生已经在绪言课中学习过有效碰撞、活化能、活化分子等概念，但是从学生的前测问卷来看，学生并没有形成主动地利用这些理论解决化学反应速率问题的能力。因此，在教学中可以先设计一系列实验探究，让学生初步从定量和半定量的水平上理解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响，然后通过驱动性问题“为什么浓度、温度、催化剂对化学反应速率有影响”，引导学生建构推理关系的路径，并配合微观动画模拟，深化学生的理解。
4.2化学反应速率的系统认识问题
建立3大影响因素之间的关系，包括建立一系列定量关系，使学生对化学反应速率的认识从定性发展到定量，从孤立发展到系统，不仅是认识化学反应速率一般规律的重要要求，同时也是初步形成化学反应速率调控能力的基础。这就要求在教学中设计合适的学生实验，让学生定量测定各单一因素对化学反应速率的影响情况，并比较各因素对化学反应速率的影响程度。另外，还应引导学生认识某一因素内部各变量对反应速率影响的情况，因此教学中可以选取浓度因素进一步研究，设计指向不同反应物浓度变化的实验方案，可以帮助学生经历实验测定数据、处理实验数据、寻找数据之间的关系，建立数学关系模型，体会数学模型建立的过程和方法，帮助学生建立浓度与反应速率之间的定量关系，从而认识到改变不同反应物的浓度对化学反应速率的影响不同，提高学生调控化学反应速率的能力和针对性，提升对化学反应速率认识的系统化水平。
5基于模型建构的化学反应速率的教学设计与实施
5.1教学设计思路
基于以上分析，“化学反应原理”模块基于模型建构的化学反应速率的教学可以分为2个课时。第1课时主要通过实验探究和理论探究，建构化学反应速率的认识模型的各个因素变量，初步发展学生对化学反应速率的定量认识和系统认识；第2课时主要通过扩展模型中的定量关系，如深入定量探究浓度因素对化学反应速率的影响，以及借助阿伦尼乌斯公式（温度、活化能与反应速率的定量关系），发展学生对各影响因素对化学反应速率影响关系的系统认识，并通过实际情境应用模型，活化模型，体验模型的有效性。基于模型建构的教学设计简要思路如表1、表2所示。
5.2教学效果分析
为了验证“模型建构”在化学反应速率内容教学中的效果，本研究选取了北京市某重点中学高中二年级2个教学班级为被试对象，分别按照以上基于模型建构的化学反应速率教学设计方案和传统的教学方案进行2课时的教学。问卷前测表明2个班级的起点水平是相当的。教学结束后，组织了问卷测查，测查的内容主要包括以下几个方面：对化学反应速率的定量认识（包括对化学反应速率的定量计算以及化学反应速率与各影响因素的数学关系）、认识化学反应速率的角度（主要是看学生是否建立了认识化学反应速率的能量角度）、对化学反应速率认识的系统性情况。
（1）对化学反应速率的定量认识情况
关于化学反应速率的定量认识情况，从基于物质的反应速率定量计算、基于物质的反应速率与方程式系数关系、不同化学反应的化学反应速率计算比较、定量测定浓度对化学反应速率的影响、浓度与化学反应速率的定量数学关系（速率方程）等方面进行测查。
结果表明，基于模型建构的化学反应速率的教学在发展学生的定量认识的几个方面都优于传统教学。其中定量测定浓度对反应速率的影响方面实验班显著高于对照班（sig=0.000）。另外，基于物质的反应速率定量计算和反应速率与方程式系数的关系已经被教师提前至必修模块学习，教学中没有涉及，2个班对这2方面的掌握情况没有显著差异。
尽管实验班学生对化学反应速率的定量认识水平较高，但是仍只是达到了层级发展的2级水平。即学生已经掌握了化学反应平均速率的计算，以及基于具体物质的化学反应速率与化学方程式系数的关系。基本掌握了定量测定化学反应速率的思路方法，能够理解平均反应速率和瞬时反应速率的区别。在比较化学反应的速率方面，学生能够比较同一化学反应在不同条件下的化学反应速率。但是仅有41.40%的学生能够正确比较不同化学反应之间的反应速率大小。即学生掌握的化学反应速率的定量计算是基于具体物质（反应物和生成物）的化学反应速率，在基于化学反应的速率的定量表示和计算方面欠佳。
另外，绝大多数学生不能主动利用浓度、温度、活化能等与化学反应速率的数学关系——速率方程或阿伦尼乌斯公式明确说明各影响因素对化学反应速率的影响关系。
（2）建立认识化学反应速率的能量角度的情况
关于认识化学反应速率的能量角度的建立，有助于学生深入认识各影响因素对化学反应速率影响的微观本质。学生是否具备了认识和理解化学反应速率的能量角度，主要是看学生在解释影响化学反应速率的因素时以及选择合适的调控化学反应速率的因素时，能否主动地从能量角度解释其内在机理。通过分析问卷测查，发现实验班认识化学反应速率的能量角度情况显著好于对照班（sig=0.000）。综合对能量角度的考查来看，实验班学生的表现比较稳定，说明实验班学生已经初步建立起了比较稳定的认识化学反应速率的能量角度，其对化学反应速率的认识已经从宏观水平发展到微观水平。测查结果也表明，学生用能量角度分析纯学科问题的情况比分析实际情境中问题的情况好。
（3）对化学反应速率认识的系统化水平
学生对化学反应速率的系统认识包括：建立全面的影响化学反应速率的因素；建立浓度、温度和催化剂与反应速率间的推理关系；建立各影响因素间的定性关系；建立浓度、温度、催化剂与化学反应速率之间的定量数学关系。通过分析测查结果，可以发现实验班学生对化学反应速率认识的系统化水平显著高于对照班（sig=0.000）。
实验班学生大都已经建立起影响化学反应速率的各因素间的关系，建立起各因素与反应速率之间的推理关系，能够定性地分析和解释各因素影响化学反应速率的内在机理。但是学生对各影响因素与化学反应速率的定量数学关系的主动外显表现明显较弱。由于定量关系方面的表现较弱，学生对反应速率的认识处于初步系统化水平，即化学反应速率发展层级的第2层级。
6研究结论与启示
经过教学实践及教学效果分析，本研究得出如下结论：
（1）模型建构对化学反应速率教学是有效的，实验班学生的表现证明了这一点。
（2）化学反应速率认识模型的建立能够促进学生的认识发展，使学生对化学反应速率的认识从孤立（必修阶段）发展到系统，从宏观发展到微观，从定性发展到定量，丰富了学生的认识方式类别，同时活化能这一能量角度的加入，也丰富了学生认识化学反应的角度。
（3）教学设计方案有效地落实了选修阶段化学反应速率的教学目标
我们将选修模块化学反应速率的教学目标定位于化学反应速率发展层级的第2层级和第3层级。问卷调查和访谈结果表明，定量测定浓度对化学反应速率的影响、用碰撞理论（活化能、活化分子）解释浓度、温度和催化剂影响化学反应速率的机理、定性感知催化剂对反应速率的影响大、定量认识催化剂对反应速率影响呈指数级等目标已经较好落实。
（4）对化学反应速率的定量认识的教学目标还有待于进一步显化
课标明确指出，选修模块化学反应速率的教学应该注意发展学生对化学反应速率的定量认识。然而，经过分析可以看出，学生对化学反应速率的定量认识仅处于发展层级的2级水平，并没有达到我们预期的3级水平，即没有达到通过化学反应速率与浓度、温度及催化剂之间的数学关系模型深入理解各因素之间以及各影响因素与反应速率之间的关系水平。其可能的原因有：第2课时，教师在课堂上虽然努力引导学生通过寻找数据之间的关系，建立化学反应的速率方程，但是学生并没有理解到教师的真正意图，学生的理解仍然是认为教师希望通过数据培养大家定量研究化学反应速率的意识，对于定量的结果没有给予太多关注，而且教师在实验结束后的总结部分也没有给予明确的说明；另外教师在第2课时的总结提升部分，仅从定性水平进行总结，强调催化剂的作用，没有引导学生关注这些定量关系，也会影响这一目标的落实。因此教师在教学中应该在这些方面进行改进，注意将设计思路和核心教学目标外显化处理。
（5）教学设计中的实验设计及实施还有进一步改进的空间
教师在2课时的教学中精心设计了一系列实验，这些实验对加强学生对化学反应速率的定量认识有一定效果，如学生对定量测定化学反应速率有了一定的认识，但是教学效果分析却表明，这些实验的教学效果远远没有达到要求。其主要证据是关于化学反应速率的定量数学关系没有建立起来。另外，从学生后测中陈述的对实验目的的理解来看，直到完成学习，学生对几个实验的目的并不是很清楚。还有，第2课时学生实验占有教学时间过长，影响教学进度，也是一个待改进因素。
综合对实验的分析，可以看出，尽管教师设计的实验有助于教学目标的达成，但是由于教学实施过程中实验设计目的的外显化程度不够，或者没有在实验结束后帮助学生进一步明确教学目标，因此学生对实验设计的意图理解还不到位，影响了这些实验的教学效果。
提高化学反应速率的方法篇4
【摘要】
目的：评价后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗治疗食管癌的远期疗效和毒副反应.方法：115例食管癌患者随机分成单纯后程加速超分割放射治疗组（后超组）58例和后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗组（综合组）57例.后超组前2/3疗程为常规分割（2Gy/次，5次/wk）照射36~40Gy后缩野改加速超分割（1.5Gy/次，2次/d）照射27~30Gy.综合组在后超组的基础上静脉内输注顺铂20mg/d，氟尿嘧啶500mg/d，连用5d为1周期.分别在第1，4wk实施，共2个周期.结果：综合组1，3和5a生存率(分别为80.7%，50.9%和40.4%)稍优于后超组(分别为74.1%，34.5%和25.9%)，但差异无显著性（χ2=3.392，p=0.070）.两组晚期放射反应发生率差异无显著性，主要为放射性食管狭窄和肺纤维化.结论：与单纯后程加速超分割放射治疗相比，后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗有提高食管癌5a生存率的趋势，但并不增加晚期放射反应.
【关键词】食管肿瘤/放射疗法；放射剂量分次；食管肿瘤/药物疗法；综合疗法
【abstract】aim:toinvestigatethelongtermefficacyandadverseeffectsoflatecourseacceleratedhyperfractionation(LCaH)radiotherapycombinedwithcisplatinandfluorouracilchemotherapyforesophagealcarcinoma.metHoDS:of115consecutivepatientswithesophagealcarcinoma，57caseswererandomlyassignedtocombinedtreatmentgroupofLCaHradiotherapyandsynchronouschemotherapybycisplatinandfluorouracil，and58casestosimplehyperfractionationgroup(HF).allpatientsinHFgroupweretreatedwithconventionalfractionationregimenduringthefirsttwothirdsofthecoursewithtotaldose3640Gy(2Gy/fraction，5timesaweek)，followedbyLCaHinreducedfields，withdoseof2730Gy(1.5Gy/fraction，twiceaday).patientsincombinedtreatmentgroup，inadditiontoLCaH，intravenousinfusionofcisplatin20mg/d，andfluorouracil500mg/d，wasgivenfor5consecutivedaysasacourseinweek1and4.ReSULtS:the1，2and5yearsurvivalratesincombinedtreatmentgroup（80.7%，50.9%，and40.4%，respectively）seemedtobesuperiortothoseinHFgroup（74.1%，34.5%，and25.9%，respectively），however，nomarkedimprovementwasestablished（χ2=3.392，p=0.070）.nosignificantdifferencesbetweenthemaincommonlateadversereactionsinthetwogroupswerefound，includingesophagealstrictureandlungfibrosis.ConCLUSion:incomparisonwithHF，thecombinedtreatmenttendstopromotethe5yearsurvivalrate，yetdoesnotincreasethelateadversereactions.
【Keywords】esophagealneoplasms/radiotherapy;dosefractionation;esophagealneoplasms/drugtherapy;combinedmodalitytherapy
0引言
食管癌同期放化疗在北美和日本已成为非手术治疗的标准方案［1-2］.在国内，后程加速超分割放射治疗食管癌也显示了较好的疗效，5a生存率达30%左右［3］.而后程加速超分割放射治疗同步化疗食管癌的报道较少.我们曾报道了后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗食管癌的近期疗效和毒副反应［4］.现将其远期疗效及毒副反应报道如下.
1 对象和方法
1.1 对象
病理证实为食管鳞癌的初治患者，年龄≤70岁，卡氏评份≥70分，能进流质饮食；食管病灶长度≤10cm，无锁骨上淋巴结转移及远隔转移，无食管穿孔前征象.血常规、心脏、肝脏、肾脏等脏器功能均正常.从199808/200108，将符合入组标准的115例患者按信封法随机分为后超组58例和综合组57例（表1）.表1两组临床资料情况（略）
1.2 方法
①放射治疗方法：两组患者均在模拟机下定位设野，用6mVX线照射，先用固定源皮距技术前后对穿，后避脊髓同中心交叉照射.前2/3疗程为常规分割（2Gy/次，5次/wk），照射36~40Gy后缩野避脊髓改为加速超分割（1.5Gy/次，2次/d，两次间隔>6h，）照射27~30Gy，总量66~70Gy，38~40次，5.5~6.0wk.②化疗方法：综合组分别在放射治疗的第1，4wk，应用顺铂20mg/d，氟尿嘧啶500mg/d，连用5d为1周期，共2个周期，化疗的当日仍进行放射治疗.化疗前静脉冲入格拉司琼3~6mg.
1.3 远期毒副反应标准采用RtoG/eoRtC标准.
统计学处理：采用Kaplanmeier方法计算生存率.组间生存曲线比较采用logrank检验.
2 结果
2.1 生存率病例随访至20060831，随访率100%.1，3，5a生存率综合组分别为80.7%，50.9%和40.4%；后超组分别为74.1%，34.5%和25.9%.两组差异无统计学意义（χ2=3.392，p=0.070，图1）.
2.2 晚期反应两组晚期反应的差异无统计学意义（表2）.表2两组晚期放射反应（略）
2.3 死亡及原因
以20060831为截止时间.综合组死亡34例，其中16例死于原发灶未控和局部复发，18例死于远隔转移（8例肝转移，5例肺转移，4例多发脏器转移，1例肾转移）.后超组死亡43例，其中20例死于原发性未控和局部复发，23例死于远地转移（9例肝转移，6例肺转移，5例腹腔淋巴结转移，2例骨转移，1例脑转移）.
3 讨论
除了提高局部控制率外，减少远隔转移也是进一步提高食管癌疗效的关键因素之一［3］.有人认为食管癌既是局部区域性疾病，又是全身性疾病.尸检证实许多临床认为局限的食管癌，50%以上有远隔转移，这为联合应用放射治疗和化疗提供了理论基础［5］.到目前为止，顺铂加氟尿嘧啶仍被认为是食管癌的标准化疗方案［6］.为此，我们开展了后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗治疗食管癌，以期进一步提高疗效.结果显示后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗治疗食管癌的远期疗效与单纯后程加速超分割放射治疗相比较，5a生存率从25.9％提高到同期放化疗的40.4％，有提高生存率的趋势，但未达到统计学差异水平.原因可能是①化疗周期不够.②同期放化疗方案的差别.③样本量不够大.两组晚期放射反应差异无显著性.
目前国内尚无食管癌同期放化疗的标准方案.放疗技术，化疗用药剂量、给药方法、周期数都不一致.有报道放疗同期1～2次/wk给予顺铂、氟尿嘧啶化疗提高了生存率［7］，有报道未改善生存率［8］.Zhao等［9］报道常规分割放疗60Gy同期化疗pDD25mg/m2，5Fu600mg/m2同期放化疗，46％患者经历了3，4级毒性反应，6％5级毒性，只有43％完成了预期的4个周期化疗，远期生存率、局部控制率均无显著提高，其中重要的原因是严重的毒性反应所致的较高死亡率.因此寻找一个合适的化疗剂量，既要保证化疗强度从而提高疗效，又要保证患者能耐受致关重要.蔺强等［10］报道常规放疗60Gy同期化疗pF方案的中国人最大耐受量为pDD52.5mg/m2第1日，5Fu700mg/m2第1~5日，共4个周期.笔者认为加速超分割放射治疗毒副反应较常规放疗有增加，同步化疗剂量不宜太高，pDD20mg/d，5Fu500mg/d，连用5d，2个周期有提高5a生存率的趋势，毒副作用亦能耐受；4个化疗周期能否进一步提高5a生存率，毒副作用能否耐受，正在试验观察中.
【参考文献】
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提高化学反应速率的方法篇5
1.1加氢裂化反应虚拟集总组分划分
首先需要从科学性和实用性的不同角度，对中温煤焦油的加氢裂化网络进行研究。把网络按照原料油和生成油两个层面进行分类，这样可以有效的观察到原料的反应过程，得出反应的规律和产物分布规律，从而得出原料和产品之间有效的反应条件表述关系。这将为实际生产过程中尽可能提高原料处理的深度和广度提供指导，同时也可根据市场变化，灵活的调整产品分布，保证企业经济效益的最大化。按照煤焦油的属性进行划分，可对各组分的反应规律进行有效跟踪。同时，这种属性划分也能充分利用炼油厂在对传统重质油的分析指标和方法基础上，建立一种相对简洁和有效的准确分析方法。使得从商品油中的各馏分反应划分出生成油类型，让加氢裂化反应后生成有效的各馏分油反应，得出裂解气体的产品分布，并获得规律上的正确表达。这种方式符合现代化炼油厂在市场经济体制下对商品油灵活调整的目的和要求。其次，中温煤焦油中胶质、沥青质的分子结构及加氢化学性能相对接近，虽然含量不高，但都是一些相对并难以进行处理的重质组分。在对其进行有效的虚拟集合划分后，可归为一个统一的虚拟组分，再对芳香烃和饱和烃进行有效的统一虚拟集合的划分。在此基础上可以有效的按照动力学的层面对其进行具体的加氢裂化生成油馏分的产品反应，其直接生成油也可以通过固定的馏程划分。200℃到350℃之间馏分可划分为柴油馏分的一个虚拟组分，200℃以下馏分可划分为汽油和石脑油的虚拟组分，生成的气体可划分为一个有效的虚拟组分。把这些组分根据质量由重到轻的排序，可有效的形成一个反应网络和反应速率方程的设计过程。在建立一个有效的煤焦油的集总划分方式后，可以把不同的集总按照重质组分和轻质组分的方式展开相关研究[1]。
1.2加氢裂化集总动力学模型基本假设
煤焦油的复杂组分虽可在加氢反应过程进行转化，但其反应过程相当的复杂，不能进行简易的模型处理，需要进行一些前提条件的假设，进而才能进行有效的分析。首先，需要按照原料油族组成的构成以及加氢生成油的切割方法中的差异性，进行整体的加氢反应集总的划分，形成6类的集总划分，但对反应物以及生成物沸点中一个馏程的反应不进行细致考虑。同时也要认识到裂化反应是一种不可逆的反应，其各集总的组分内反应也是不可逆的。在假设加氢裂化反应的整体速率会受到相应的反应温度影响，可得出一个有效的公式。同时也要认识到各反应的互补作用原则，对各反应需要符合自由基的作用机理进行一级反应动力学模型的描述；也要对在适宜温度和压力条件下胶质和沥青质等重组分缩合缩合反应加以考虑。在对整体的加氢裂化反应要按照动力学控制原理进行，并忽略对扩散过程的影响。最后要假设形成的气体不能生成焦炭，催化剂也处于一种正常失活的状态[2]。
1.3加氢裂化总反应网络结构
按一定的假设和集总处理，加氢裂化整体的反应效果，可形成有效的加氢裂化反应网络结构表示。
1.4反应动力学模型
在假设反应过程中没有加氢精制反应的条件下，需要适度控制系统循环气的放空量，保证系统的氢分压在一个相对较小的范围内波动，使得加氢过程可以获体积偏小的反应，进而反应的级数n=1。在实验过程中，流体会受到偏离活塞流以及引入指数项b对整体的液体体积空速修正影响，进而得出中温煤焦油加氢裂化集总动力学放映的网格方程公式组。
2中温煤焦油加氢裂化集总动力学模型的拟合
2.1建模实验数据分析
通过对氢分压和裂化床层温度以及体积空速三者对中温煤焦油的加氢裂化反应产物的影响分析可以得出其氢油体积比为1850为优，其实验的结果通过表1获得[3]。
2.2结果的数据拟合
通过VisualC++软件对模型拟合进行求解，使得四阶变步长Runge-Kutta法和最优化的求解中进行变尺度法分析。需要根据拟合的最优原则进行温煤焦油加氢裂化反应网络中的各步反应，并进行相关的动力学参数表示，进而得出表示公式，在空速、压力和氢分压一定的条件下，通过采用有效的数据拟合过程，可以得出，在673K时为最优。当在温度为673K、空速一定的条件下，将氢分压在12-14mpa变化时，可得出在不氢分压下中温煤焦油加氢裂化反应的速率常数。通过在5种不同温度、氢分压和空速条件下的数据拟合，可得出对应的中温煤焦油加氢裂化反应的速率常数。
3中温煤焦油加氢裂化集总的动力学模型分析
首先通过对反应速率分析，可以从原料族组成得出，煤焦油中生成饱和分的反应速率常数，高于饱和分裂化轻质油气的速率常数的总和。同时，要大于重组分裂的速率常数，并使得可以有效应用在加氢裂化工艺同等调价中，其煤焦油存在的胶质以及沥青体和芳香分等物质的构成，进而通过高幅度的转化获得饱和分等的轻质油品构成，这些反应作用下其气体的反应速率偏低，不容易产生大量的气体成分，并使得加氢生成油的各组结果都获得高度的符合。通过生成油的成分可以得出，生成油中的柴油馏分的生成速率相对高于汽油馏分，并高于汽油和柴油馏生成气体的反应速率。中温煤焦油加氢裂化的各生成物分析，其中汽油和柴油馏的生产会产生烷烃和饱和环烷烃以及不同的化合物。饱和分转换为柴油的反应速率会高于生成同等汽油的反应速率，并且远远大于柴油裂化的小分子链产生的汽油馏分的反应速率。可以在同等的加氢裂化条件作用下，其胶质以及沥青质等重组分裂化。同时，会合成一定的饱和大分子链的柴油馏分，可对生成馏分油相应的数据汇总得出有效的生成饱和分的效果分析。在对柴油的生成速率的研究中，芳香分通过直接的加氢裂化反应，是生成柴油中反应速率最优、高效的一种过程，其整体的结果远远大于胶质以及沥青质的反应裂化过程。胶质沥青质等稠环大分子通过加氢裂化，可获得轻质油品。其次，通过对活化能进行分析可以得出，各组分生成的汽油的反应活化能及集总都会略高，且高于生成柴油的活化能，可通过调整温度等关键参数，提高其馏分的裂化效率，以获得汽油或裂化气等目的产品。
4结语
提高化学反应速率的方法篇6
关键词：高中化学；探究性实验教学;实践
中图分类号：G427文献标识码：a
文章编号：1992-7711（2012）16-053-1
探究性实验教学是一种比较有效的方式，但探究性实验教学方式是一种很费时的教学，在教学过程中有许多不可预见性的问题，而且有些内容也不适合用探究式教学。在此，本人以教科书中《化学反应速率》为例，探究如何开展一堂完整的科学探究实验课。
设计思路：利用学生实验（或演示实验）使学生建立起对影响化学反应速率因素的感性认识；通过对化学实验现象的分析来提升学生对影响化学反应速率因素的认识；在分析化学反应速率影响因素的过程中，要对学生进行科学方法的引导，使他们学会如何提出问题、收集事实、处理事实、分析事实、得出结论、应用结论、解决问题。
（一）探究前进行必要的知识和技能准备
这是开展探究活动的前提条件，也是探究活动能否成功的关键环节。一是在实验前要让学生了解自然界或生产、生活中的化学反应的进行有快、慢之分；二是数学工具——坐标系曲线的绘制。
（二）设置问题情景，引起探究欲望，明确探究目标
利用影像资料或讲述生动的事例，如氢气、汽油蒸气既可安静燃烧又可以爆炸等，说明人类需要控制反应进行的快慢。提出问题：1．怎样比较和判断反应的快慢？（钠分别和蒸馏水、乙醇反应，用比较的方法）2．假如只研究一个化学反应的快慢，又该怎么办？（判断一种化学反应速率的快慢不能用比较的方法，引出化学反应速率这一概念）3．影响化学反应速率的因素？
设计意图：导入营造一种氛围，以吸引学生的注意力，调动学生的情绪，打动学生的心灵，形成良好的课堂气氛，为学生的自学探究做了铺垫。学生有了兴趣，就会主动地进入自学探究阶段。
（三）引导学生提出问题假设
教师在提出问题这一环节就必须起到一个导向作用，将问题用最简单的语言表述出来，使学生沿着问题的方向进行下一步的猜测。让学生将自己所能想到的可能情况都写下来，并在课堂上将自己的想法说出来，学生都希望自己的猜测是正确的，并能得到同学的认同，使学生乐于对化学现象背后的规律进行猜测。
设计意图：为避免探究教学中出现“热闹的是课堂气氛，冷却的是学生思维”的现象，我们实施了“以学生为主体”的课堂讨论和合作学习的策略，让学生依据自己的经验和学过的知识来讨论哪些外界条件能影响反应速率，又是怎样影响的？同时适时处理预设与学生自主生成之间的关系，尊重学生的探究结果，把课堂真正地还给学生。
（四）设计实验方案
设计实验方案时需要考虑的几个问题：实验所用试剂、装置、原理；实验的步骤。通过讨论确定实验方案：测定过氧化氢在不同条件下的分解速率，实验设计如下：(1)试剂——过氧化氢浓度2%、4%、6%;(2)催化剂——0.2mol/L的氯化铜溶液、02mol/L的三氯化铁溶液;(3)实验方法——测定生成的氧气的体积在反应开始1min里增加的数值，换算成氧气在反应开始1min里增加的平均速率（单位：mL/min）;(4)实验装置——带支管的试管，支管与100mL针筒连接。
实验步骤：（1）测定不同浓度过氧化氢溶液在同一催化剂作用下的分解速率；（2）不同催化剂对同一浓度过氧化氢分解实验的对比；（3）测定6%过氧化氢在氯化铜溶液催化下在反应开始后的不同时间段里的分解速率。
设计意图：在探究性实验教学中，讨论是课堂生活常态，小组学习或合作学习是学生开展探究性学习的主要途径。在学生自主探究、质疑讨论的基础上，检查学生的自学情况，采取多维互动的方式，使学生充分显示思维过程，暴露存在的问题，在做深入的知识辨析和归纳总结后，让学生得到锻炼和提高，逐步掌握探究问题的方法，形成创造性分析问题和解决问题的能力。
（五）按实验方案进行探究活动
在这一实验探究活动的过程中，最关键的一点是要提醒学生如何测定过氧化氢在不同条件下的分解速率。在实验过程中，学生除了观察现象与纪录数据，绘制6%过氧化氢在CuCl2溶液催化下，在不同时段分解速率的变化曲线，并讨论原因，还要求学生将所想、所疑、所感都记录下来，记录的内容不要求语言非常严谨，教师也把记录的情况作为对学生学习评价的一项内容。
设计意图：探究教学不只是关注知识，而且还关注学生在探究学习中获得的情感体验和态度，关注学生生命成长中探究欲望和主动精神的发展。
（六）实验的论证与交流
学生完成实验现象和记录数据后，必须学会分析处理数据，寻找规律，进行论证。将结论在全班进行交流，让学生用不同的语言表达自己的见解。最后教师引导学生得出结论。
设计意图：学生自由探究，思维的碰撞激发出耀眼的火花，学生大胆质疑，勇于提出问题，通过合作解决疑问，掌握了知识，锻炼了能力，激发了探究的欲望，达到了探究教学的根本目的。
（七）质疑问题，评点整合
提高化学反应速率的方法篇7
1教材分析
1.1教材分析
“影响化学反应速率的因素”是人教版化学选修④《化学反应原理》中第二章化学反应速率和化学平衡第二节的内容。本节内容既是前一节“化学反应速率”的延续,也为下一节“化学平衡”内容作铺垫,在知识体系中起着承上启下的作用。本节内容主要是对影响化学反应速率的内部因素与外部因素进行探讨,其中外部因素主要从浓度、温度、压强、催化剂等角度进行研究。除此之外,本节内容也与该教材前言中介绍的碰撞理论遥相呼应,碰撞理论可从微观的角度较好地解释这些外部因素是如何影响化学反应速率的。
1.2教学目标
知识与技能:了解影响化学反应速率的主要因素;了解常用的比较反应快慢的简便方法;通过实验认识影响化学反应速率的几种主要因素,并能以粒子的观点和有效碰撞理论初步解释。
过程与方法:能够设计简单的实验方法探究影响化学反应速率的因素,掌握从实验数据出发,建立数学图像、数学模型,进而形成一个由简单到复杂、宏观到微观、定性到定量的科学探究过程。
情感态度与价值观:能体会到实验是化学学习的重要手段,培养科学探究意识和实事求是的科学精神。
1.3教学重、难点
重点:影响化学反应速率的因素(浓度、压强、温度、催化剂等)
难点:用有效碰撞、活化能等理论解释影响反应速率的因素
2教学过程
教学设计流程(见下表)
3教学设计的反思
3.1教学环节分析
设问质疑、呈示目标――笔者通过展示国庆60周年焰火晚会上的一个片段,引出教学任务(影响化学反应速率的因素),将学生的注意力都吸引到学习任务中来,用如何精确控制焰火的燃烧时间使学生对此产生困惑(好奇)并对学习活动产生积极的兴趣和动机。当学生提出各种可能的因素(如火药的成分、火药的多少、催化剂等等)时,笔者及时给予肯定,并马上提出“影响反应速率的因素有哪些?”,激发学生的思考,导入下一个环节。
互动交流――教师是学生学习动机的激发者,是善于归纳问题的指导者,更是教学活动的调节者和组织者。策划好个别研究与集体讨论的步骤、节奏和深广度,在学习过程中培养学生的合作精神和创新精神,学生在问题情境中去“发现”问题,提出解决方案,从探究和讨论中掌握知识,获得发展。教师适时激发学生的思考,让问题的讨论环环相扣,步步深入。
实验探究――这是引导学生深入学习的关键环节。实践出真知。本节课采用引导-发现教学模式,引导学生通过实验(根据提供的药品,自己选择感兴趣的因素加以探究),去观察、分析、研究,从而“发现”知识,探究规律;笔者演示数字化实验(测定大理石与盐酸反应时体系内的瞬时气压),不仅让学生大开眼界,了解了新的实验手段,体会到分析气压也是一种比较反应快慢的方法,教会学生如何用数据去分析,再用理论去论证,从而使问题获得解决。
得出结论――学生通过亲身经历的科学探究活动,在教师的引导下,得到正确的结论。教师帮助学生将在探究阶段所构建的陈述性知识重新组织成有利于运用的程序性知识形式(师生共同归纳总结,概括成一般性知识),建立并加强其与其他知识之间的联系,以便于将来的提取和使用。
总结与反思――在这节探究课的最后,教师和学生一起进行总结与反思。总结从两方面进行:一方面是学生在完成一阶段的探究活动后,反思这节课所做实验的严密性,还有哪些方面有待解决。另一方面,笔者引导学生回顾数字化实验获取的气压随时间的变化图像,分析每一时刻的瞬时速率,让学生利用所学知识,系统全面地分析反应中出现的速率时快时慢的现象,从而培养学生全面看待问题的能力。
3.2充分利用数据采集技术
数据采集技术具有方便、精确、细微化等优势,可用于传统实验技术方法无法进行的实验或无法处理数据的实验,充分挖掘化学实验的资源价值,提高实验的探索性,使信息技术从学习对象转变为学习工具。例如,密闭容器内气压增加快慢的实验,利用计算机开发和控制化学演示实验过程,利用数、模转换技术和传感器使数字采集、分析和报告自动化、科学化,提高了演示实验效果和水平,为化学实验提供了一种新的计算机辅助教学模式。
运用数据采集技术不仅是改进教学的手段,而且能改变学生的学习方式,开拓学生的视野,大大扩展学生思考设计实验方案的空间。进而能促使学生的自主学习,引发化学教学模式变革,为培养信息时代的接班人开辟新的途径。
3.3现代教学媒体与传统板书有机结合
现代教学媒体(Flas、powerpoint)能把文字、声音、图像、动画等传媒集于一体,吸引学生的注意,具有促思、激趣、高效等功能。在发现学习教学中,充分利用多媒体手段可以收到事半功倍的效果。但传统的教学手段板书,也有着不可替代的作用。在教师提问、学生回答的过程中,教师的板书既是对学生发言的认可和尊重,也有助于其他学生倾听已有意见,并在此基础上,发表自己的观点,师生共同完成教学过程。
附录:
探究影响化学反应速率的因素
姓名_______合作伙伴_______日期________
[实验用品]
铁钉、铁粉、铜片、镁条、氧化铜粉末、二氧化锰粉末、0.1、1mol・L-1HCl溶液、1mol・L-1HCl、0.1mol・L-1na2S2o3溶液、0.1mol・L-1H2So4溶液、3%H2o2溶液、蒸馏水、热水等
试管、小烧杯、酒精灯、火柴、小木条、试管夹、量筒、电子天平、温度计、药匙、胶头滴管
[信息提示]
na2S2o3+H2So4na2So4+So2+S+H2o
[探究过程]
你要探究的影响化学反应速率的因素是____
你要探究的影响化学反应速率的因素是____
[理论解释]
因素1:_____________________________
提高化学反应速率的方法篇8
化学反应是一个复杂的过程,在反应过程中容易受到不同因素的影响。第一,化学反应会受到浓度的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时浓度越大,反应速率越大,化学平衡会向正向转移。第二,化学反应会受到压强的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时压强越大,反应速率越大,化学平衡会向气态物质系数小的方向转移。这一反应影响条件是针对气体反应的,增大压强相当于增大了单位体积内气体的浓度,一次化学反应的反应速率就会随着压强的增大而变快。第三,化学反应会受到温度的影响。一般情况下当其他条件不变的情况时温度升高,反应速率会增大,化学平衡会向吸热方向转移。实践证明,温度的变化可以影响到一切的化学反应的反应速率,只是影响程度会有所差异。第四,化学反应会受到催化剂的影响。一般情况催化剂对化学平衡不会产生影响,也不参与化学反应,在反应前后其质量和组成是不变的。它加入的目的就是改变化学反应的反应速率。通常正催化剂都会加速化学反应的反应速率。此外,光、反应固体物颗粒大小、溶剂等也会影响到化学反应的反应速率。其中温度和催化剂的影响比较明显、具有很大的实用价值。如在工业合成氨中,会使用铁做催化剂,加快化学反应的反应速率,提高氨的生成速度。
2化学反应中催化剂的作用
2.1催化剂的类型
在化学反应中,催化剂虽不参与化学反应,但它会与反应物发生作用,加快了化学反应的反应速率,使化学反应变得更为剧烈。首先,催化剂不参与化学反应,即化学反应前后催化剂的质量、物质结构不会发生任何的改变。其次,催化剂会改变反应的速率,甚至可使反应的速率提高上万亿倍,大大提高了工业生产中化学反应应用的效率,提高了单位时间内产品的产量,创造了企业的经济效益。催化剂的类型多样,按催化过程可分为均相催化剂和多项催化剂;按催化剂的反应类型可分为氧化还原催化剂、酸碱催化剂和配位催化剂。按物质类型可分为过度金属催化剂、金属氧化物催化剂、酸碱催化剂和金属络物催化剂。随着工业的发展,人类环保意识的增强,对工业生产中的化学反应的要求也越来越高,产生了从环保角度出发的绿色化学,如燃煤中加入生石灰反应,减少了煤燃烧过程中二氧化硫的排放。在绿色化学中很大一部分就是通过催化剂的合理利用来减少和排除工业生产对环境的污染、破坏,随之相应产生了绿色催化剂。
2.2催化剂的作用
在现代工业生产中,催化剂起到了巨大的作用,促进了工业的发展和工业生产的效率,催化剂的研究和使用时当今世界热点,据统计有80%以上的工业生产化学反应都会用到催化剂。首先,催化剂的使用降低了工业生产的成本。一方面,催化剂的使用使工业生产中的化学反应更为充分,降低了工业生产的原料损耗,提高了生产效率。另一方面催化剂加快了化学反应的速度,提高了单位时间内工业生产的生产量,节约了人力等成本,使企业在同一时间内生产了更多的产品,节约了生产消耗,为企业赢得了更多的利益。此外,一些催化剂的应用简化了所需产品的加工工艺,使人类通过廉价的手段提取了高效益的能源、产品,创造了极大的社会效益。其次,催化剂的使用提高了企业的生产能力。如在工业合成氨的过程中,使用催化剂使合成氨的化学反应速率提升了上万亿被,大大的提高了企业的生产能力,为企业创造了更多的经济价值和社会效益。再次,催化剂能控制化学反应生成的产物,如在乙烯与氧气的反应中,使用pdCl-CuCl2做催化剂可以生成乙醛;而使用银作催化剂则会生成环氧乙烷。因此,生产中可以通过催化剂控制化学反应的生成产物,获取生产所想要得到的新物质。此外,对于复杂反应,催化剂可以有效的加快主反应的反应速率,对副反应起到一定的拟制作用,提高了生产中所需产物的收率。第四,催化剂改善了化学反应的条件,如一些反应本身要在高温下进行,才能确保反应和反应速率化学反应,加入催化剂后可在常温下进行并确保反应的速率;又如一些反应对设备的腐蚀性严重,采用催化剂后可改变发生的化学反应,降低了反应过程中对设备的腐蚀,并确保了生产的顺利进行。可见催化剂的这一作用能有效改善企业化工生产中对生产设备的要求,较低了生产条件,为企业赢得了更多的利益。第五,催化剂的使用使更多的化学反应得以实现,拓展了工业生产中化学反应的原料来源,为企业的生产发掘出更多的资源。第六,催化剂拟制了一些化工生产中危害物品的生成,降低了化学反应对环境的污染。如工业生产邻苯二酚过程中,采用酶e.Coli做催化剂,使产物的生成定向为邻苯二酚,避免了化学反应生产过程中的副产品的产生和废弃物的生成,有效的保护了环境。
3化学反应和催化剂应用的研究趋向
化学反应对人类的贡献是有目共睹的,但化学反应造成的环境污染等负面影响也是不容忽视的,随着环境问题的日益恶化,人类的环保意识逐渐增强。早在二十世纪时人们就提出了绿色化工,随着人类对化学反应及催化剂使用研究的深入,目前人类已掌握了很多提高化学反应效率,减少环境污染的措施,并将其运用到工业化工生产中,实现了化学反应对人类的无害服务。同时,人们利用化学反应不断的开发新的能源,如在催化剂作用下将煤炭资源转化为液体燃料,增强了能源的利用效率,还降低了煤炭不充分燃烧所带来的环境污染问题。因此,未来化学反应与催化剂应用的研究方向就是绿色化工、能源化工。随着科技的发展,人类必将实现化学反应的无公害、无污染,并充分的利用催化剂等手段,拓展人类对能源原料的需求,进一步促进人类文明的发展。
提高化学反应速率的方法篇9
1研究方法
1.1原料油酸值测定酸值（aV）是指中和1克油脂中的游离脂肪酸需要消耗KoH的毫克数［10］，测定方法可采用GB/t5530-2005规定的乙醇测定法。准确称取1g试样注入锥形瓶中，加入10mL乙醚-乙醇混合（体积比为1∶1）中，用0.1mol/LKoH标准溶液滴定，以酚酞为指示剂。另做一空白试验，除不加样品外，其余操作同上，记录空白试验中KoH的用量，酸值计算公式见式。
1.2制备生物柴油方法取一定比例量的浓硫酸催化剂，溶解于按醇油摩尔比配置的的无水甲醇中，制成浓硫酸-甲醇溶液备用；在装有磁力搅拌器、冷凝管和温度计的三口玻璃烧瓶中，按既定比例加入棕榈酸化油，当加热到反应温度后，迅速加入制备好的浓硫酸-甲醇溶液，搅拌、回流一定时间后，静置分层后，利用式（1）计算样品的酸值，通过反应前后油脂的酸值变化，利用式（2）计算酯化反应的转化率。
1.3优化分析方法本试验首先进行单因素试验分析，分别选取反应温度、搅拌速率、醇油摩尔比和催化剂用量（与原料油质量比）为考察因素，以酯化反应产物酸值为评价指标进行试验，从而探讨各因素变化对酯化反应转化率的影响。然后在单因素试验基础上，选取各因素最佳取值范围，应用正交优化试验方法，以反应温度、催化剂用量、醇油摩尔比和搅拌速率为自变量，酯化反应产物酸值为因变量，设计4因素3水平试验考察各因素的交互影响和显著性分析，最终得到制备生物油的最佳工艺。
2结果与讨论
2.1原料油酸值
按照植物油酸值测定标准GB/t5530-2005，测得原料油的酸值为196.9mgKoH/g，原料油属于高酸值油，所进行的反应主要是酯化反应。
2.2单因素试验
2.2.1反应温度对酯化反应转化率的影响在搅拌速率为200r/min，醇油摩尔比为6∶1，浓硫酸催化剂用量为2.0%(wt)的作用下，反应时间3h，以原料油酸值的变化情况为指标，不同反应温度对酯化反应的影响如图1所示。由图1可知，由于酯化反应为正向吸热的可逆反应，升高温度有利于反应平衡向正向移动。当反应温度从45℃增加至60℃时，反应产物酸值由35.4mgKoH/g降至14.4mgKoH/g，酯化反应转化率也由82.0%增大至92.7%。而当继续升高温度至65℃，反应产物酸值反而变大，酯化反应转化率进而变小到91.8%。这是由于当反应温度超过甲醇沸点（标准状况下为64.7℃）时，甲醇开始汽化，从而使得甲醇不断损失，反应体系中甲醇的浓度降低，最终导致酯化效率降低。因此，选择最佳的酯化反应温度为60℃。
2.2.2搅拌速率对酯化反应转化率的影响在反应温度为60℃，醇油摩尔比为6∶1，浓硫酸催化剂用量为2.0%(wt)的作用下，反应时间3h，以原料油酸值的变化情况为指标，不同搅拌速率对酯化反应的影响如图2所示。由图2可知，当搅拌速率从50r/min增加至200r/min时，反应产物酸值由104.3mgKoH/g降至12.0mgKoH/g，酯化反应转化率也由47.0%增大至93.9%。这是因为机械搅拌速率能够增大醇油两相的互溶性，从而增大了两相的反应接触面积，提高酯化反应速率。而当继续提高搅拌速率至250r/min时，反应产物酸值基本保持不变，转化率保持在一个定值。说明此时的搅拌速率已经使醇油互溶性达到最大，反应体系充分混合。从节能的角度考虑，选择最佳的搅拌速率为200r/min。
2.2.3醇油比对酯化反应转化率的影响在搅拌速率为200r/min，反应温度为60℃，浓硫酸催化剂用量为2.0%(wt)的作用下，反应时间3h，以原料油酸值的变化情况为指标，不同醇油摩尔比对酯化反应的影响如图3所示。由图3可知，当醇油摩尔比从4∶1增加至6∶1时，反应产物酸值由55.1mgKoH/g降至14.0mgKoH/g，相应酯化反应转化率由72.0%增大至92.9%。这是因为酯化反应为可逆反应，增大反应物的用量可以促进反应平衡向正向移动，提高酯化反应速率和转化率。而当继续增大醇油摩尔比至7∶1、8∶1时，反应产物酸值基本保持不变，转化率保持不变，说明此时的醇油摩尔比对正反应的促进并不明显。同时过量的甲醇会对后续分离工艺造成影响，也会增加生产成本，所以选择最佳的醇油摩尔比为6∶1。
2.2.4催化剂用量对酯化反应转化率的影响在搅拌速率为200r/min，反应温度为60℃，醇油摩尔比为6∶1的作用下，反应时间3h，以原料油酸值的变化情况为指标，不同浓硫酸催化剂用量对酯化反应的影响如图4所示。由图4可知，当浓硫酸催化剂用量从1.0%增加至2.0%时，反应产物酸值由59.1mgKoH/g降至15.0mgKoH/g，相应酯化反应转化率由70.0%增大至92.4%。而当继续增大催化剂用量至2.5%、3.0%时，反应产物酸值反而变大，酯化反应转化率变小。说明此时的反应物中催化剂浓度趋于饱和，增加催化剂用量对反应转化率提高没有影响。同时过量的浓硫酸造成副反应的发生，影响正反应的进行。所以选择最佳的催化剂用量为2.0%。
2.3正交优化试验
根据单因素试验中各因素影响结果，采用正交试验，以反应物的酸值作为考察指标，考察各因素之间的交互影响，最终确定优化工艺条件。正交试验因素水平如表1所示，其正交试验结果如表2所示。以反应产物的酸值为指标，酸值越小，酯化反应转化率越高。由表2结果可知，对酯化反应影响最大的因素是搅拌速率，而反应温度对反应的影响最不显著，其中影响因子显著性次序依次是：搅拌速率＞醇油摩尔比＞催化剂用量＞反应温度。最佳的酯化反应工艺条件为a1B2C3D2，即为反应温度55℃，搅拌速率200r/min，醇油摩尔比7∶1，催化剂用量2.0%，此时的酸值最低，酯化反应转化率也最高。按照最优酯化反应条件进行3次重复实验，测得酸值降到12.0mgKoH/g，转化率达93.9%。
3结论
提高化学反应速率的方法篇10
【关键词】化学反应速率教学过程研究科学方法
【中图分类号】G633.8【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2012）10-0166-01
化学反应速率属于化学动力学范畴，着重介绍化学反应速率概念、表示方法和浓度、温度等外界条件对其的影响。化学反应速率是学习化学平衡的基础，因此是本专题的重点。难点主要是化学反应速度的计算和外界条件对其影响的应用。
本节内容比较抽象，对学生来说有一定的难度。近期笔者有幸在课堂活动中欣赏到《化学反应速率》一课的录像。该授课录像给听众留下了深刻印象。纵观整节课，我们可以发现学生的化学学习始终没有脱离科学方法这条主线。可以说，该课实现了科学方法、教学方法和学习方法的统一。
执教教师通过播放录像创设情境引出化学反应速率概念，运用类比法和演示实验法引导学生推导出化学反应速率的表达式，深入浅出，体现了“为培养学生思维而教”的教学思想。同时从知识学习的角度来看，也实现了学生对化学概念的意义建构。教师注意到了实验在化学中的重要地位，着力引导学生通过实验探究实现对“影响化学反应速率的因素”的深层理解。在实验探究过程中，让学生亲身体验观察、归纳、实验等科学方法，并强调了“变量控制”这一基本的思想方法。与此同时，以学生化学知识的获得和科学方法的掌握为载体，培养学生的化学兴趣及实验探究能力。
1.通过视觉的直观比较自然引出概念
通过播放炸药爆炸的录像和石灰岩形成的图片，给学生以直观感受：化学反应是有快有慢的，既充分调动学生上课的积极性，又自然的引出化学反应速率的概念。在这个教学过程中，教师充分利用了学生的视觉敏感性来制造认知冲突，并让学生在学习中无意识的体验了科学家工作过程中常用的一种科学方法——比较。
2.通过类比和实验实现概念的自我建构
通过物体运动速度和化学反应速率的类比写出化学反应速率的表达式：V=C/t，接着教师引入了一个教材内容以外的趣味实验（碘时钟实验）进行演示：将Kio3溶液和na2So3溶液反应，让学生一起数数计算生成单质碘使淀粉溶液变色的时间。然后通过提问：如何表示此化学反应的速率，加深学生对化学反应速率概念及其表达式的理解，从感性认识上升到理性认识。并强调表达式中是用物质的量浓度的变化量而不是物质的量，美中不足的是验证实验失败了。在这个过程中，学生在学习中体验了科学家探究物质世界的另外两种基本的科学方法——类比和实验。
3.在实验探究过程中实现深层理解
探讨影响化学反应速率的因素是本节课的重难点之一。教师从生产生活实际出发，让化学走近学生，使学生领悟化学的学科价值。教师列举了生产生活中的实例：冰箱储存食品、合成氨反应等进行教学过渡，引导学生思考影响化学反应的外因有哪些，接着让学生亲自动手进行教材中过氧化氢分解实验的探究，在实验前教师对药品用量及实验注意事项进行了说明，并强调进行对照实验要有“不变量”，期望学生在实验探究过程中形成“变量控制”这一基本的思想方法。实验过程中引导学生认真观察现象得出结论，让学生掌握知识的同时提高了实验操作、观察、归纳等各方面能力。在这个过程中，教师引导学生进一步体验了科学家工作的另外两种基本的科学方法——观察和归纳。
从对《化学反应速率》这节课的分析来看，本节课从学生的生活经验出发自然引出概念；用类比和实验相结合的方法，以物理知识为生长点，引导学生进行概念的自我建构；让学生在实验中探究，体验科学家探索物质世界的过程，培养学生基本的科学方法，使学生在学习过程中对科学本质观有初步的认识，激发学生学习化学的兴趣。整堂课教学设计思路清晰，教师课堂控制娴熟，学生的思维在教学过程中，按照一定的逻辑顺序螺旋发展，最终达到准确地认识和运用概念的目的。应该说，整节课效果相当良好。
文末，笔者针对本节课的教学提出了两点改进建议与广大同行一起交流探讨。