单元教学设计《催化剂对化学反应的调控》

《催化剂对化学反应的调控》单元教学设计 一．化学课程标准内容要求及其解析 1 内容要求：知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响 知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义 2 内容要求解析 内容要求的本质：结合具体反应，使学生认识到化学反应是有历程的，探寻反应历程的决速步骤，实现对化学反应速率更精准的调控，基元反应的发生要克服一定能垒，即活化能；结合教材案例（FeCl3溶液催化H2O2分解和铁触媒催化合成氨），分别简单介绍中间体理论和吸附理论，引导学生认识催化剂加速反应的本质原因是降低活化能。结合统计数据，90%以上的化工生产使用了催化剂，让学生感受催化剂对化学反应调控的重要性，激励学生探索催化剂的未知领域，造福人类社会。 蕴含的化学思想和方法：研究物质的化学变化应当注重宏观与微观、定性与定量、描述与推理等方面的结合，应当学会实验与探究、归纳与演绎、分析与综合等方法的运用。 对宏观物质及其变化的记录与描述，对微观粒子运动和相互作用的解释和说明，都 离不开科学仪器、设备等研究手段，离不开化学用语、符号、公式、图示等表达方式。 知识的承前启后关系：本主题承接了初三化学关于催化剂的简单概念、高一化学关于影响化学反应速率的外界条件之一：催化剂，开启了高二化学关于催化剂加速反应的本质原因的探究，让学生体会选用合适催化剂，不仅加速反应，还可以提高主产物的产量，降低副产物的含量，对化工生产意义重大。 育人价值： 通过实验初步探究FeCl3溶液催化H2O2分解的反应历程，培养学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的科学素养； 第2课时，通过回顾合成氨的催化剂研究与诺贝尔奖，帮助学生感受化学家从事科学探究与不断创新的艰难曲折； 第3课时，通过讨论二氧化碳制甲醇的主反应和副反应，比较两种催化剂对主产物的选择性，帮助学生认识到催化剂的选择性在化工生产的重要意义，树立高中生的社会责任意识。 二、单元教学目标及其解析 1 单元教学目标 高度：新型催化剂研制和催化理论的探索是全世界化学热点研究领域 据统计（1）90%以上的化工生产使用了催化剂 （2）1901-2022期间，催化领域获得诺贝尔奖达17次 广度：教材→生活→工业中的催化剂 深度：加速反应是现象→降低活化能是本质 2 目标解析 达成以上目标的标志： （1）课上学生参与课堂活动的积极性提高，主动参与实验、小组讨论，表达展示。 （2）课下学生收集催化剂研究与诺贝尔奖的资料，制作手抄报，分享成果。 三、教学问题诊断分析 1 问题诊断 本课题选自2019人教版化学选修一《化学反应原理》，催化剂的知识穿插于整个中学化学的教材，从初三延伸至高考。在教材的编排上，每个学年对催化剂的认知是不同的，呈现阶梯性的上升。 由于教材对于催化剂的介绍篇幅较少、较简单，导致学生对催化剂的知识存在短板，但是新高考背景下，陌生情境下的催化机理分析，层出不穷，高三学生普遍分析困难。通过学习，帮助高二选修化学科的学生认识到：催化剂通过参与化学反应，改变反应途径，降低活化能，提高化学反应速率，节约时间和成本，降低对生产设备的要求。 2 教学难点 精选教学素材，帮助学生掌握催化剂的入门知识：基元反应碰撞理论和过渡态理论、中间产物理论、吸附理论、活性中心理论、催化剂的选择性等 课时安排及教学支持条件 第1课时《催化剂改变化学反应途径》，借助PH传感器，探究FeCl3溶液催化H2O2分解的机理，认识中间产物理论。 第2课时《催化剂加速化学反应速率》，借助“能量———反应历程图”和“合成氨催化历程示意图”，初步认识过渡态理论和吸附理论。 第3课时《催化剂对平行反应的产物具有选择性》，借助真实素材“二氧化碳制甲醇的催化 ... ...