剖析高職化學(xué)教學(xué)中對于化學(xué)反應(yīng)速率的講授

　　 摘 要：教師在講授化學(xué)反應(yīng)速率章節(jié)的關(guān)鍵點與核心內(nèi)容時，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生建立化學(xué)思維模式，善于分析，靈活思考，將理論與實際問題融會貫通，以樹立學(xué)習(xí)信心。
　　 關(guān)鍵詞：化學(xué)反應(yīng)速率；反應(yīng)速率理論；影響因素
　　
　　 化學(xué)反應(yīng)速率這一篇章從學(xué)科范疇來講，屬于無機化學(xué)，而且是無機化學(xué)中非?；A(chǔ)的篇章。教師清晰透徹地講好化學(xué)反應(yīng)速率，對于培養(yǎng)學(xué)生正確的思維模式，樹立學(xué)好無機化學(xué)的信心至關(guān)重要。根據(jù)本人多年從事高職基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)工作的經(jīng)驗，高職院校大一新生在學(xué)習(xí)無機化學(xué)時，普遍感到理論性太強，難以把握理論之間的聯(lián)系，在實際分析問題時憑背誦規(guī)律來解題，難以全面把握知識內(nèi)涵。針對此現(xiàn)象，文章探究化學(xué)反應(yīng)速率講授的關(guān)鍵與核心，幫助學(xué)生建立化學(xué)思維模式，從本質(zhì)上提高學(xué)生的理論層次和分析能力。
　　 一、化學(xué)反應(yīng)速率的定義及表示方法
　　 學(xué)生在高中就開始學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率，它的定義是很好理解的。教師在講解反應(yīng)速率的表示方法時，務(wù)必指出真正有研究意義的化學(xué)反應(yīng)速率是瞬時速率，使學(xué)生明確今后如不特別說明，反應(yīng)速率均指瞬時速率，這就避免學(xué)生混淆平均反應(yīng)速率、瞬時速率和反應(yīng)速率三者的關(guān)系。瞬時速率在“濃度——時間”曲線圖上等于曲線上對應(yīng)某一時間的點的斜率，對學(xué)生講述時，應(yīng)畫出“濃度——時間”曲線圖，做出三角形圖像，結(jié)合極限知識，直觀地表達(dá)出時間段無限趨近于0時，反映在曲線圖上濃縮為一個點，這個點的斜率即是瞬時速率，學(xué)生會一目了然。
　　 二、反應(yīng)速率理論簡介
　　 反應(yīng)速率理論包括碰撞理論和過渡態(tài)理論。學(xué)生在學(xué)習(xí)這兩個理論時經(jīng)常感到困惑，甚至學(xué)完化學(xué)反應(yīng)速率這一章知識后，依然無法全面把握這兩個理論的實質(zhì)。站在做題的角度，只需背誦影響反應(yīng)速率的因素及原因就能通過考試，于是有些學(xué)生便忽略了對理論的理解，甚至影響今后學(xué)習(xí)其他化學(xué)理論的積極性?；瘜W(xué)這門學(xué)科以實驗為基礎(chǔ)，化學(xué)理論及模型的提出都是為了解決實際問題，因此，大多數(shù)理論都有局限性，都是側(cè)重于分析解決問題的某一方面，并非萬能。教師在具體講授理論時，務(wù)必要展示清楚理論的側(cè)重點和適用性，揭示理論本質(zhì)。
　　 1. 碰撞理論
　　 碰撞理論講授的關(guān)鍵是研究發(fā)生有效碰撞的必備條件。有效碰撞包含兩個必備條件，一是能量條件，二是取向條件。這兩個條件共同影響有效碰撞的頻率，繼而影響反應(yīng)速率。能量條件的關(guān)鍵是：活化能是發(fā)生有效碰撞的能量限制，活化能數(shù)值越小，表示分子具備較小的能量就能變成活化分子，于是活化分子的比例較大，有效碰撞的比例也越大，反應(yīng)速率越大，反之亦然。取向條件的關(guān)鍵是：活化分子組中的相應(yīng)原子在碰撞時必須相互接觸。可見，有效碰撞的兩個條件中，能量條件是必要條件，取向條件是充分條件。
　　 碰撞理論側(cè)重于有效碰撞的頻率。某條件使有效碰撞頻率增加，則提高反應(yīng)速率，反之亦然。碰撞理論比較直觀易懂，它不考慮分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運動，將分子視為剛性球，分子間的碰撞視為完全的彈性碰撞，沒有展示出化學(xué)反應(yīng)的具體過程。
　　 2. 過渡態(tài)理論
　　 過渡態(tài)理論彌補了碰撞理論的不足，從微觀角度解釋化學(xué)反應(yīng)速率。過渡態(tài)理論的關(guān)鍵是提出活化配合物這一中間狀態(tài)，使化學(xué)反應(yīng)的具體過程，以能量變化的數(shù)值來分析。教師在講述過渡態(tài)理論分析反應(yīng)速率時，務(wù)必做出反應(yīng)歷程——勢能圖。在勢能圖上學(xué)生可直觀地看出每一步能量的差異，使活化能的概念更加形象；同時引申出正逆反應(yīng)各自都有活化能，加深對正逆反應(yīng)的理解；揭示出摩爾反應(yīng)熱與正逆反應(yīng)活化能之間的關(guān)系，加深學(xué)生對前面所學(xué)的化學(xué)熱力學(xué)相關(guān)概念的理解。
　　 通過以上講授和引申，學(xué)生會自覺總結(jié)出過渡態(tài)理論側(cè)重于分析活化能（碰撞理論側(cè)重于有效碰撞的頻率），進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生全面把握這兩個理論的關(guān)系，為后面講述幾大條件如何改變反應(yīng)速率打基礎(chǔ)。
　　 三、影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件及原因
　　 這里重點講述濃度、溫度以及催化劑對反應(yīng)速率的改變及原因。
　　 1. 濃度
　　 討論濃度對反應(yīng)速率的影響，前提條件是其他影響反應(yīng)速率的條件不變（尤其指溫度）。當(dāng)溫度一定時，體系的能量分布一定，過渡態(tài)理論側(cè)重于分析能量，所以不好解釋濃度對反應(yīng)速率的改變及原因。適合用碰撞理論解釋：增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子增多，單位時間在此體積中反應(yīng)物分子有效碰撞的次數(shù)增多，因此反應(yīng)速率增大。
　　 2. 溫度
　　 溫度對反應(yīng)速率的改變及原因，用碰撞理論可以這樣解釋：升高溫度，反應(yīng)物吸收能量，有助于非活化分子轉(zhuǎn)化為活化分子，導(dǎo)致活化分子百分比增大，進(jìn)行有效碰撞的頻率增大，因此反應(yīng)速率增大。
　　 因為溫度與能量因素相關(guān)聯(lián)，所以溫度對反應(yīng)速率的影響，也可以用過渡態(tài)理論解釋。在化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的能量必須達(dá)到活化能的限制，從反應(yīng)歷程——勢能圖上表現(xiàn)為反應(yīng)物必須爬過活化配合物（過渡態(tài)）的能壘，這是反應(yīng)發(fā)生的基本條件。升高溫度，有助于反應(yīng)物系統(tǒng)的能量提升，能量更容易達(dá)到活化能，進(jìn)入過渡態(tài)，反應(yīng)更容易發(fā)生，反應(yīng)速率增大。
　　 3. 催化劑
　　 催化劑通過改變反應(yīng)歷程來影響反應(yīng)速率，過渡態(tài)理論從微觀角度研究化學(xué)反應(yīng)的中間過程，因此，過渡態(tài)理論適宜分析催化劑對反應(yīng)速率的影響。加入催化劑，反應(yīng)過程中活化配合物的能量降低，即活化能降低，反應(yīng)更容易發(fā)生，反應(yīng)速率加快。從反應(yīng)歷程——勢能圖上可以看出，加入催化劑改變反應(yīng)歷程后，正反應(yīng)和逆反應(yīng)活化能降低的數(shù)值是相等的，因此催化劑對正逆反應(yīng)速率均加快。
　　 總之，按照以上方案講授化學(xué)反應(yīng)速率，學(xué)生能從本質(zhì)上領(lǐng)悟理論，在實際學(xué)習(xí)中做到靈活思考、融會貫通，而不是單純背誦規(guī)律。大學(xué)化學(xué)理論知識較多，適用條件復(fù)雜，思維模式也較為抽象。高職生相比本科院校的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，接受適應(yīng)這些特點也更加困難。在實際教學(xué)中，教師應(yīng)有針對性地培養(yǎng)高職學(xué)生具體問題具體分析的意識和能力，對于指導(dǎo)學(xué)生入門，樹立學(xué)習(xí)信心有深遠(yuǎn)的意義。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]高琳.基礎(chǔ)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.
　　[2]葉芬霞.無機及分析化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004.
　?。ㄈ照章殬I(yè)技術(shù)學(xué)院）