从定性到定量

贾顺义

【摘要】通过化学反应速率的教学设计，体现化学教学中从定性到定量的变化，使学生感受到科学家们对知识的认识是不断递进的，从定性认识上升到了定量认识。

【关键词】定性  定量  化学反应速率

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）35-0135-01

定性——用文字语言进行相关描述，定量——用数学语言进行描述，定性分析与定量分析应该是统一的，相互补充的;定性分析是定量分析的基本前提，定量分析使之定性更加科学、准确，它可以促使定性分析得出广泛而深入的结论。化学教学中的定性是指研究对象的性质，包括物理性质和化学性质，例如看到浓盐酸就要想到它有挥发性，看到硫酸铜溶液就要想到蓝色，等等;然后主要考虑化学性质，例如看到金属就应该想到其具有还原性，在反应中失去电子，看到非金属单质如Cl2、O2应该想到其具有氧化性，在反应中得到电子。 定量主要是针对定性中的化学性质而言的，主要是要考虑反应物的用量问题，反应物是恰好完全反应，还是某一种反应物有剩余，如“适量”表示恰好完全反应，“过量”表示该物质有剩余，等等。下面我结合化学反应速率的教学来谈谈化学教学中从定性到定量的变化。

化学反应速率在高一化学2中已经涉及，但仅限于让学生了解化学反应有快有慢，化学反应的快慢可以用化学反应速率来表示。高二选修《化学反应原理》专题2第一单元的教学中又重新出现了化学反应速率这个知识点，这两次出现在教学要求上有什么不同呢？认真对比教材的编写内容，你就会发现《化学反应原理》中关于化学反应速率的教学其教学目标是让学生定量地认识化学反应的快慢。也就是高一你要知道爆炸反应快，钢铁腐蚀反应慢，高二的教学要让学生了解爆炸反应比钢铁腐蚀快了多少？同一个化学反应在不同时间段内反应的速率是否相同呢？用什么方法测定一个化学反应的反应速率呢？我的教学设计如下：

通过图片对比天津爆炸案发生的极快，溶洞的形成极慢来说明化学反应有快慢之分，向学生提问，用哪个物理量来描述化学反应的快慢，引入化学反应速率的概念。

观察与思考：在室温下，有少量催化剂存在时，过氧化氢在水溶液中发生分解反应：2H2O2=O2↑+2H2O反应过程中过氧化氢的物质的量浓变化如下表所示。

学生完成作图：

让学生分析图像中，随着反应时间的变化，以H2O2的表示的化学反应速率变化趋势，及前20分钟与后20分钟所表示的速率是否相同。

通过这样的教学活动，使学生认识到，化学反应速率是平均速率，瞬时速率可以通过数学方法得到。在单一反应物中随着反应物浓度的降低，反应速率在下降，那么在多组分的反应混合物中用不用物质表示的速率会有什么变化呢？

投影：N2O5在四氯化碳溶液中发生反应的实验数据如下：

请同学们分析，同一时间段内，同一个化学反应用不同的物质表示其反应速率，数值是否相同，数值之间有什么联系？

学生之间进行分组交流与讨论：得出结论。

同一个化学反应用不同的物质表示其反应速率，数值不一定相同，但是数值之比等化学方程式的系数之比。教学纠正为化学计量数之比。

教师，以上的实验数据是怎样获得的呢，阅读教材P34页，了解化学反应速率的测定方法，然后进行活动探究：盐酸与大理石反应的化学反应速率测定，实验装置如下：

图2-3 大理石与盐酸反应的实验装置图

本实验中反应速率是mL·s-1说明我们表示化学反应速率时基单位是可以根据需要灵活选用的，让学生进行交流对比后可以发现不同组的数据差异很大，所以提出可以用更精确的实验方法来测定，向同学们展示DIS实驗设备，对上述实验用压强传感器进行测定反应过程中的压强变化，同时可以得到时间压强变化曲线，这个演示实验可以让学生感受到科技的力量。然后让学生阅读P35页，化学动力学的发展。了解技术进步对于研究化学反应速率的影响。

通过本节课的教学，学生亲自参与了化学反应速率的测定，理解了化学反应速率的物理意义，活动与探究的设计既给了学生充分的交流空间，又体现了实验方案的科学性与严谨性，这样设计可以使学生感受到科学家们对知识的认识是不断递进的，从定性认识上升到了定量认识。