系中各组分浓度的关系，到此为止。但是这个关系实际上是可以往里面赋予具体的数值的，最后都要等于这个K，这就是限度。这就叫理解，但是还不够，还应该展现出深度理解的功能，就是K的功能。K的功能也有三个层次：一是用K判断是否达到了平衡态，这就是深度理解的结果，这就是支老师课例的第一个环节。二是预测条件改变时平衡移动的方向，就是当施加某种条件改变的时候，让学生预测平衡移动的方向。这也是通常我们平衡移动教学应该达到的能力水平。这时给学生提供移动的条件，让学生利用K、Q判据去预测移动的结果。三是不告诉学生施加的移动条件，而告诉学生移动的方向，让学生自行设计，或者连平衡移动的方向也不告诉学生，让学生设计各种可能的情况。这比刚才预测移动方向能力施展的空间和挑战更大，也说明要求学生对K的含义和功能理解的更深刻。最高层次就是实施，其实是与设计在一起的，只不过有的设计是理论性设计，更高水平的设计就是将设计用实验表现出来，这更具有实践能力的培养，就和理论设计到工程实践一样。在这个方面现有的平衡常数、平衡移动教学还是比较缺乏的。支老师刚才展现的案例最主要的突破就在这个地方，如果支老师刚才的案例在判断平衡移动完了之后，在加一级预测平衡移动方向，然后再是设计，然后实施，恐怕就特别完整的展现了平衡常数教学应用的各种形态和要求了，也是对平衡移动规律教学的不同层次。基于设计的教学还有一个很重要的学科思想，就是控制变量，将其变成一种思路，就是如何改变平衡状态，两大路径：可以改变右半边，也可以改变左半边。这个大的思维路径的建立，其实就把T、压强和浓度改变区分开来，这也是很重要的。
主持人：这样的话就实现了对平衡移动的控制。刚才通过几位老师的讨论，实际上给我们展现了围绕着平衡常数来进行平衡移动及反应限度相关内容教学的不同范式、不同水平。那么老师们可以根据讨论，首先来诊断您现在的教学处于什么样的情况，然后您一定有可以进一步发展的空间。
四、化学反应速率的教学现状及教学案例研讨
主持人：关于化学反应速率，老师们在教学中遇到的问题就像刚才王卫平老师谈到的，它实际上是由内容而带来的，因为从课标上来看，必修和选修关于化学反应速率的内容没有特别明显的层级性差异。从教材来看，不同版本的教材又有不太一样的地方，所以老师们在进行化学反应速率教学时候，发现教材的内容
与必修差不多，该如何设计呢？于是一般情况下的着力点就放在了两个点上：一是利用碰撞理论或活化能理论对影响反应速率的因素进行微观解释；二是在必修水平上的重复，换情景，就是在实验探究上下功夫，如必修探究影响化学反应的因素用的是过氧化氢的反应，到了选修就换成硫代硫酸钠与酸的反应，或高锰酸钾与草酸的反应。而高锰酸钾与草酸的反应又有一个特点：是一个自催化的反应，刚开始反应的时候反应速率很慢，但瞬间反应速率就提高了，是因为这个反应生成了二价锰离子，对反应有催化作用。于是老师就让学生先设计实验，大目的是探究浓度、温度对化学反应速率的影响，然后让学生实施实验，学生实施实验的过程中，硫代硫酸钠的反应就很顺利的完成了，而高锰酸钾这个反应则发现了这样一个特殊现象，于是对这个现象进行分析，提出新的假设，再进行新一轮的实验验证。还有一种情况就是像鲁科版教材，因为关于反应速率在选修模块实际上是在定量的水平上来讨论影响反应速率的因素，以及影响反应速率因素之间的关系。所以在这一部分老师们在设计的时候就把着力点放在了定量关系的讨论上，我们可以看一下这样一个具体的设计：
教学案例：化学反应速率
师：上一节课我们学习了化学反应速率的定量表示方法，以及浓度对反应速率的影响。我们知道反应物浓度和反应速率之间存在着一种定量关系，如工业合成氯化氢，由实验测得的反应速率为v=k[H2][Cl2]1/2,有了这个表达式我们就可以通过改变某些条件来调控它的反应速率。如当k不变时，我们可以增大反应物浓度来加快反应速率，是不是？那同学们想一想我增大哪种反应物的浓度能更有效的加快反应速率？
生：氢气。 师：为什么？ 生：一次方。
师：很好。那反过来，如果我们固定浓度，我们也可以通过改变k来改变反应速率。非常好。上节课我们还学过，对于气体反应，压强对反应速率的影响实际上就是浓度对反应速率的影响，是吧？好，那请同学们再回忆一下，除了浓度和压强之外，影响化学反应速率的外界条件还有哪些？大家一块说说。
生：温度、催化剂。
师：还有固体表面性质等等，对不对？好，从这个表达式上来看，这些因素并没有呈现出来，是不是？那我们可以断定它们是通过k来影响反应速率的。好，这节课我们就继续来探究温度和催化剂是如何通过k来影响反应速率的。下面我们首先来探究温度对化学反应速率的影响。
师：大家仔细观察表中的数据，然后讨论温度对反应速率常数又怎样的影响？
生：第一方面，随着温度的升高，化学反应速率常数有增高的趋势。第二方面就是对于不同的反应，升高相同的温度时，化学反应速率常数的增高幅度是不一样的。主要是这两方面。
师：其他小组还有不同的意见吗？好，这位同学答得非常好。通过讨论我们可以得到如下的结论：第一，对于同一个反应如果升高温度，反应速率常数增大，因此反应速率就增大。而对于不同的反应如果升高相同的温度，对k的影响程度是不一样的，因此对反应速率的影响程度也不一样。这个同学的回答非常全面。通过讨论不难看出，反应速率常数应该和温度有关，应该是温度的函数，我们可以这样来表示k=f(T)，那么k和T之间的这种定量关系到底是怎样的呢？科学家们经过不懈的努力，已经为我们找到了答案，这位科学家就是阿伦尼乌斯。他经过大量的实验探究，总结出一条经验公式，我们把它叫做阿伦尼乌斯公式。那我们来看一看这个公式，T、e还有R都是大于零的常数，其中这个e是自然对数的底，所以它是大于1的。T就是温度，也是大于零的。Ea是一个新的物理量，既然A、e、R都是常数，那么k是不是只与T和Ea这两个变量有关？好，那么首先让我们从数学的角度来分析一下这个公式，请大家完成下面的表格，小组内同学讨论一下。
师：当Ea不变，升高温度，反应速率常数增大，反应速率增大，下面两个温度减小。大家看我们分析的结果，当Ea不变，升高温度，反应速率增大，是不是与我们刚才表格中得到了第一个结论一致？这样我们就用阿伦尼乌斯公式解释了第一个结论。那么对于第二个结论，为什么对于不同的反应，升高相同的温度，而对反应速率常数的影响程度不同呢？那我们观察到这里还有一个新的物理量Ea，对不对？那这肯定和Ea有关。Ea叫什么呢？Ea叫活化能。那么什么
叫活化能呢？我们先来看看什么叫活化分子。研究证明普通的反应物分子能量比较低，很难发生反应，而当它们吸收了能量，达到了反应所需的最低能量要求的时候才有可能发生反应，那么这种吸收了能量达到反应所需最低能量要求的分子我们就把它叫做活化分子。而活化能就是从普通反应分子到活化分子所需要吸收的能量。那为了更直观的表示它们的关系，我们来看一张图，因为每一个分子具有的能量可能不同，所以在这里我们取平均值。那么这个就是普通反应物的平均能量，这个就是活化分子的平均能量，那么它们的差就是活化能。因此就有下面的公式Ea=活化分子的平均能量-普通反应物分子的平均能量。好，那我们了解了什么是活化能，下面我们来看一些反应的活化能数据。
师：那我们可以看到，不同的反应具有不同的活化能，根据阿伦尼乌斯公式，对于不同的反应，即使升高相同的温度，也就是T的变化值相同时，由于不同反应具有不同的Ea，因此这个式子的变化值也不相同。也就是对K的影响程度就不一样。那这样我们又用阿伦尼乌斯公式解释了第二个结论，那就是对于不同的反应，如果升高相同的温度，那对K的影响程度不同，因此对反应速率的影响曾度也不同。好，利用阿伦尼乌斯公式，我们还可以进一步讨论，可以得到下面的结论：就是活化能越大的时候，改变相同的温度，对反应速率的影响程度越大。
师：那刚才我们分析，当Ea不变时，升高温度，反应速率常数增大，因此反应速率加快。而第二行，如果Ea增大，那么反应速率是减小的。很明显，如果我们能够让Ea的数值减小，那么就是说k怎么变？
生：增大。 师：反应速率呢？ 生：增大。
师：这样就可以增大反应速率，是不是？但是哪种影响因素可以使Ea的数值减小呢？实验证明，催化剂可以减小反应的活化能，所以下面我们在来接着探究催化剂对反应速率的影响。
师：大家仔细观察数据，然后讨论催化剂对反应速率常数有怎样的影响。 师：我们来看看，加入催化剂以后，反应的活化能降低了，是不是？因此反应速率常数增大。从数据上我们可以看到，第一组生成酶和催化剂，无催化剂时，Ea的数值是107，但是加了催化剂之后就是36了，同学们说这个降低的幅度怎
样？非常大，是不是？好，我们可以得到下面的结论：加入催化剂之后，Ea大幅度降低，所以k大幅增大，反应速率也大幅增大。刚才同学还回答了一点，那就是跟第一个讨论温度对反应速率常数的影响相比，催化剂对反应速率常数的影响程度非常大，那我们来看看这来那个组数据，大家看你的学案，交流研讨1和交流研讨2，观察一下这几组数据中k的变化。是不是确实是催化剂对反应速率的影响程度非常的大呀？好，因此跟其他的因素相比，催化剂是加快反应速率的最有效途径，所以很多反应都要用到催化剂。
师：那么同学们能不能列举一些使用催化剂的反应？
专家点评及教学建议
徐敏：正如主持人刚才所说的，必修与选修并没有太大的区别，老师们也很纳闷既然反应速率放在选修中，除了实验变了变之外，就没有太大的变化。所以我们就把着力点放在了反应历程上面进行探究，只有极少部分老师还会把探究点放在这么细节化的点上，探究催化剂的影响。
王卫平：我们在化学反应速率的教学环节中抓活化能是比较理想的，因为我们一直在思考这样一个问题，要想体现出必修的化学反应速率与选修的化学反应速率教学的层次性差异，或螺旋上升的意识，就不能停留在必修的定性分析上。所以借助反应限度的教学思路，思考在速率这儿也在寻找能不能将反应速率也变成定量的。这种定量的关系既能够巩固对反应速率这种概念的认识，又能加深学生对影响因素的认识，所以我们就选择的活化能。在教学过程中基本就和主持人刚才所说的差不多，就是抓住活化能实际上带动三个因素就都出来了，包括浓度、压强及温度的影响。实际上首先体现的是温度，我们的顺序实际上也是先走温度，这样就出来活化能，然后就可以用活化分子整个这一套理论去解释温度的升高、浓度的增大、及增大压强对活化分子的数目和比例上有什么样的影响，甚至到了催化剂。那么前面这些温度、浓度及压强都是在活化能不变的情况下将其变成活化分子，或活化分子数目增多，到了催化剂，还是围绕活化能，从最本质的地方将活化能降低，改变活化能。再加上之前给学生非常简单的介绍了化学反应的机理问题，就是说实际上看到的化学反应并不是想象的那么简单，中间有很多小的基元反应，因为考虑到要介绍阿伦尼乌斯公式，所以就要谈到基元反应，对学生