化学反应历程教学的再思考

王昀

摘要：反应历程是化学反应中的反应物转化为最终产物通过的途径。通过了解反应历程，可以找到相应的主反应和副反应，从而找出决定反应速率的关键。

关键词：反应历程；基元反应；活化能；能垒；催化剂

中图分类号：O621 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）08-0102

反应历程是化学反应中的反应物转化为最终产物通过的途径。通过了解反应历程，可以找到相应的主反应和副反应，从而找出决定反应速率的关键，达到生产中多快好省的目的。高等教育出版社出版的《课程标准2017版解读》上谈到：对于一个化学反应来说，在反应的过程中互相碰撞产生作用，转化成了生成物分析，这个化学反应我们把它叫作基元反应，那么反之其实就是非基元反应。或者被我们称之为总包反应。在我们日常的教学中存在着一个严重的错误认识，就是觉得化学反应方程式就是反应过程，为此我们需要针对化学反应历程教学进行进一步的思考探究。

这些陌生化学反应历程在高考试卷上的呈现，由于其历程复杂、知识综合程度高、维度广、陌生度高等在学科知识层面难度加大；在学生心理等方面更是不小的考验. ；挖掘题的背景、探寻出题人的思想；我们不难发现它以基础性、应用性、综合性的考查要求诠释了必备知识和学生需要具备的能力。

而这一呈现更多的是应引起广大一线教师在教学上的再思考、再深入：

思考一：归纳化学反应历程的几种呈现方式：直线图式能垒图式循环图式等：历程图表示的含义：活化能、能垒真实含义及如何求算；在循环机理图中，凡是出现在历程中进去的箭头表示反应物，出来的箭头表示生成物，既有进去又有出来的箭头表示为催化剂或反应条件，其余可以看成为中间物种。在能垒图式中首先改变将总反应当作基元反应一样，将总反应的活化能看作活化分子与反应物分子的能量差值的错误认识。通过这些分析让学生有效的了解这部分的知识和内容。活化分子平均的能量和全部反应物分子之间平均能量的差，而且在复杂的化学反应中它也仅仅就是基元反应活化能一个综合性的体现，是反应速率当中的温度系数，在这个阶段我们把活化能称作为这个总包反应的表观活化能。而且通过研究我们认识到了两个分子在反应的过程中需要经历过渡态，这个过渡态要比反应物分析和产物分子具备更好的势能。活化能是反应物从初始的状态到能够参加反应所需要的能量，一般说需要多少能量，或活化能是多少。而能垒更多的表示上述概念的一种障碍性概念，比如说克服能垒，或画成图的形式给出。最大能垒步骤，决定了整个反应步骤的反应速率，称为“控速步”。

思考二：催化剂的实质———如何改变反应历程；对调控反应速率的重要意义：在催化反应中，如化学反应A+B→AB，所需活化能为E，加入催化剂C后，反应分两步进行，所需活化能分别为F，G，其中F，G均小于E。催化剂与反应物发生化学作用，改变了反应途径，从而降低了反应的活化能，这是催化剂得以提高反应速率。

2、A+C→AC———AC+B→AB+C，这两步的活化能基本都是比E值小的，而且小了很多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/ RT，催化剂参与到了反应当中，使得E值变小，加速了反应的速率。当然也有一些反应，在催化剂的参与下活化能E值的改变并不大，但是指前因子逐渐地增大，这样也是可以带来反应速率提升的。

实际教学中通过如合成氨反应中，氮气在铁催化剂上得到了活性吸附，离解是氮原子，之后不断加氢，合称生成NH（亚氨基）、NH2（氨基）和NH3。

延伸到大部分的实际反应中催化剂的应用：在很多个催化反应当中，固体催化剂对于反应物分子产生了化学吸附的效果，这样就能使得反应物分子被火花，从而使得反应活化能降低，加快了反应的速率。固体催化剂的表面具有着不均匀性，而且只有部分反应物分子会发生化学吸附的效果。

将这些深度思考恰当地融入教学中，知识层面将基元反应、反应历程的引入不仅仅是帮助学生建立”化学反应是有历程的”的认识角度，以便对活化能、催化剂对活化能的影响等的描述、理解更加准确。更是在能力层面上学生科学态度探究素养的建立。

参考文献：

[1]陈 甡，刘 平.探究式教学法在《有机化学》教学中的应用[J].中国科技信息，2012，（11）：221-222.

[2]卢小玲.探究式教学法在有机化学教学中的应用与体会[J].卫生职业教育，2014，32（3）：63-65.

[3]魏 徵，李红霞，肖 玲，等.启发引导教学法在大学化学实验教学中的运用[J].广东化工，2015，42（15）

（作者單位：新疆生产建设兵团第四师第一中学 伊宁 835000）