DSE 化学｜反应速率备课指引（导师用）｜碰撞理论、因素分析与斜率计算

2026-11-01

学生一见“速率”就写“快些”，但答题要的是数字加原因。这一堂把两件事绑死：速率一定要有单位，解释一定要回到“碰撞频率”或“有效碰撞比例”。

本堂目标　学生能够：① 由数据算平均速率并读出曲线斜率代表瞬时速率；② 用碰撞理论解释浓度、温度、表面积、催化剂与压力的影响；③ 设计一个控制变数的实验比较两组速率；④ 由气体体积数据判断反应是否完成。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
摩尔与气体体积	室温常压下 1mol 气体约多少 cm³	24000 cm³
斜率	浓度对时间图的斜率代表什么	速率（取负号）
变数控制	比较两组实验只可以改几多个变数	一个

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	速率定义	单位时间内反应物减少或生成物增加	0.40 cm³ s⁻¹
8–22 分	平均与瞬时	平均用两点、瞬时用切线	前 30 秒较快
22–36 分	碰撞理论	有效碰撞的两个条件	能量与取向
36–48 分	五个因素	逐个讲“碰撞频率还是能量”	升温 30°C 快 8 倍
48–56 分	实验设计	只改一个变数	写出对照组
56–60 分	离场检查	三题收回即批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：速率一定带单位，而且要讲清是哪一段时间

镁与稀释盐酸反应，首 30 秒收集 24cm³ 气体，120 秒共 48cm³。首 30 秒平均速率 = 24 ÷ 30 = 0.80 cm³ s⁻¹；全程平均 = 48 ÷ 120 = 0.40 cm³ s⁻¹。
两个数字都对，分别在于时段。反应一开始反应物浓度最高，所以即时速率最大，曲线越来越平。要学生讲：为什么全程平均一定细过首 30 秒？（后段浓度跌，速率跌。）

要学生做：算 30 至 120 秒之间的平均速率（0.27 cm³ s⁻¹）。

第二幕：碰撞理论：只有“够能量”而且“撞得正”的碰撞才有效

分子要不断碰撞，但大部分碰撞无效。升温令分子平均动能上升，能量大于活化能的分子比例大幅增加，所以速率升得比浓度变化快。温度每升 10°C 速率约加倍，由 20°C 升到 50°C 是 3 个 10°C，即约 8 倍。
要学生讲：催化剂有没有令反应放热更多？（没有，只降低活化能，ΔH 不变。）

要学生做：说出“加大压力的影响”只适用于哪类反应（有气体参与）。

第三幕：五个因素一次过排好：浓度、温度、表面积、催化剂、压力

每个因素都要答“影响碰撞频率还是有效碰撞比例”。浓度、压力、表面积增加碰撞频率；温度同时增加频率与能量比例；催化剂提供另一下较低活化能的路径。
以 0.50g 镁为例，完全反应最多放出约 494cm³ 氢气（0.50 ÷ 24.3 × 24000），所以 120 秒时的 48cm³ 代表反应未完成，曲线仍未平。要学生讲：把镁由带状改成粉末，最终气体体积会不会变？（不会，只会更快到。）

要学生做：写出比较粉末与带状的实验，指出要固定的三个条件。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
算平均速率	给两个时间点的气体体积	ΔV ÷ Δt，写单位	0.40 cm³ s⁻¹
解释因素	给一项改变	碰撞频率或有效碰撞比例	升温 → 两者都升
读图取斜率	给浓度对时间曲线	切线斜率取负号	初段最斜
实验设计	要比较一个变数	其余条件全部固定	同质量、同浓度、同温度

合理性检查（一定要教）：速率单位一定要写，cm³ s⁻¹ 与 mol dm⁻³ s⁻¹ 不可混用。由体积数据算出的速率只是该时段的平均，不能当成瞬时速率。温度的 Q10 规则是近似值，只适用于室温附近的简单反应。最终气体体积由限量反应物决定：本例理论上限约 494cm³，任何量度超过上限就是漏气或读数错。催化剂不改变平衡位置与 ΔH，只加快到达平衡。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
首 30 秒收集 24cm³ 的平均速率	0.80 cm³ s⁻¹	ΔV ÷ Δt
120 秒共 48cm³ 的全程平均速率	0.40 cm³ s⁻¹	同上，时段不同
20°C 升到 50°C 的速率倍数（每 10°C 加倍）	8 倍	2³

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
速率不写单位	答 0.4	“速率系每秒几多，没有单位就不合格。”
把平均当瞬时	说 120 秒时速率 0.40	“全程平均不等于最后一刻的速率，曲线尾段已经好平。”
升温只讲“粒子动得快”	没有提活化能	“要讲多了粒子有足够能量过活化能，不止系行得快。”
催化剂说成增加生成物	答产量变多	“催化剂只系快些到终点，最终产量一样。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学化学章节索引　速率题组第 3、4 题
备课指引总目录　同科其他章节
DSE 化学练习卷　速率题第 1–5 题

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
首 30 秒 24cm³ 的平均速率	0.80 cm³ s⁻¹	三题全对＝可进碰撞理论
升温 30°C 的速率倍数	约 8 倍	错一题＝下堂重讲 Q10
催化剂对最终产量的影响	不变	错两题以上＝回到第一幕

09　导师常问

为什么温度对速率的影响比浓度大？

升温同时提高碰撞频率与能量分布中超过活化能的分子比例，后者是指数效应。

如何由曲线找初始速率？

在 t = 0 画切线，取斜率的绝对值，并注明单位。

表面积增加为何不改变最终气体体积？

最终体积由限量反应物的摩尔数决定，表面积只影响到达终点的时间。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。