Конспект урока "Скорость химической реакции" (11 класс, химия)

Урок химии в 11 классе. «____»____________________ 20_____ г. Скорость химической реакции. Цель. Углубить и обобщить теоретические знания учащихся о скорости химической реакции. Задачи. Образовательные: сформировать понятие «скорость химической реакции», выявить формулы выражения скорости реакции (гомогенной и гетерогенной); объяснить влияние различных факторов на скорость химических реакций. Развивающие: развивать умения выполнять расчеты по теме, опираясь на основные понятия: закон действующих масс, температурный коэффициент, концентрация реагирующих веществ, давление. Воспитательные: соблюдать правила техники безопасности при выполнении опытов. Оборудование и реактивы: соляная кислота, серная кислота, алюминий, цинк, железо, вода, медный купорос (р-р), кусочек мрамора, мраморная крошка, пробирки -10 шт, спиртовка, держатель для пробирок. Ход урока. 1. Орг. момент. 2. Изучение новой темы. Известно, что одни реакции протекают за доли секунды, другие за минуты, часы, дни. Одна и та же реакция может в одних условиях протекать быстро, а в других медленно. Чтобы характеризовать быстроту протекания химической реакции, используют понятие скорость химической реакции. Скорость химической реакции – это изменение концентрации одного из продуктов реакции в единицу времени. υ х.р. = С2−С1 t2−t1 , моль/ л∙ с Гомогенные реакции – реакции, протекающие в однородной среде. Гетерогенные реакции – реакции, которые протекают между веществами в неоднородной среде, есть поверхность раздела между реагирующими веществами. υ х.р.= ∆n ∆t∙S Пример. Вычислить , протекающей по уравнению А(г) + В (г) = 2 АВ (г) С исх = 1 моль/л, С конеч. = 0,5 моль/л, t = 1 час υ х.р = 1−0,5 3600 = 0,000139 моль/ л∙ с Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Лабораторная работа «Изучение влияние условий на скорость химических реакций». Задание. Экспериментально изучите зависимость реакций от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, поверхности соприкосновения веществ и наличии катализатора. 1) В две пробирки налейте по 2 мл соляной кислоты и опустите в одну пробирку алюминий, в другую железо. Наблюдайте за скоростью выделения водорода. Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от природы реагирующих веществ. Под природой реагирующих веществ следует понимать: - особенности строения атомов элементов металлов и неметаллов; - особенности химической связи; - взаимное влияние атомов друг на друга. 2) В одну пробирку налейте 2 мл серной кислоты, в другую - 1 мл серной кислоты и 1 мл воды. Опустите в каждую пробирку алюминий. Наблюдайте за скоростью выделения водорода. Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от концентрации кислот. Чтобы осуществилось химическое взаимодействие между какими-то частицами, они должны эффективно столкнуться. Чем больше концентрация, тем больше столкновение, тем выше скорость химической реакции. Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакции - закон действующих масс. А(г) + В (г) → 2 АВ (г) υ = k [A] [B] A +2B = 3C, υ = k [A][B]2 Закон действующих масс не учитывает концентрации реагирующих веществ, находящихся в твердом состоянии. Например, С тв. + О2 →СО2, υ = k [О2] Изменение давления приводит к изменению концентраций: при увеличении давления концентрация веществ увеличивается, при уменьшении давления – концентрация понижается. Например, 2СО + О2 → 2СО2 υ = k [СО] 2 [О2], увеличим давление в 3 раза, тогда скорость увеличится в 3 раза: [СО]→ [3СО], [О2]→ [3О2], тогда υ = k [3СО] 2 [3О2]= 32 ∙3 = 27 k [СО] 2 [О2], т.о. при увеличении давления в 3 раза скорость реакции увеличится в 3 раза. 3) В две пробирки налейте по 2 мл серной кислоты, опустите в них алюминий в одинаковых количествах. Содержимое одной из пробирок нагрейте. В какой пробирке реакция идет быстрее? Почему? При повышении температуры на каждые 100С скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа). υ t 2 = υ t1 ∙ γt2−t1 10 Пример, во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры от 50 до 100 0С , если γ=2 ,  γ ­ температурный коэффициент равен 2-4 10 = 2 5 υ t1 = 32 υ t1, скорость химической реакции υ t2 = υ t1 ∙ 2 100−50 увеличится в 32 раза 4) В две пробирки налейте по 2 мл соляную кислоту. Поместите одновременно в одну из пробирок кусочек мрамора, в другую – равную по массе мраморную крошку. Наблюдайте, в какой из пробирок реакция закончится раньше. Почему? Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от поверхности соприкосновения реагирующих веществ. Вывод. Чем больше площадь соприкосновения, тем выше скорость химической реакции. 5) В две пробирки налейте по 2 мл серной кислоты и поместите в них одинаковое количество (равное по массе) алюминия. Добавьте в одну из пробирок несколько капель раствора медного купороса. Что вы наблюдаете? Как образовавшаяся медь влияет на скорость химической реакции? Как называются ускоряющие химические реакции вещества? Катализаторы – вещества, которые изменяют скорость химической реакции, оставаясь неизменными. Ингибиторы – вещества, замедляющие скорость химической реакции. Таким образом, для увеличения скорости химической реакции необходимо учитывать факторы: природу реагирующих веществ, поверхность соприкосновения, концентрацию, температуру, катализаторы. 3. Закрепление. Решение задач. 1. Составить выражение скорости химической реакции по закону действующих масс. 4NH3 (г) +5O2 (г) = 4NO(г)+6H2(г) CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(г) 2. Как измениться скорость реакции по условию задачи, уменьшиться или увеличится? t1 = 200C 2) t1 = 600C t2 = 500C t2 = 1100C γ=3 γ=2 υ t2 =? υ t2 =? 3. Как изменится скорость реакции 2Н2(г) + О2 (г)= 2Н2О(г), если концентрацию водорода увеличить в 2 раза? 4. Домашнее задание. §15, упр. 11 стр. 136 Лабораторная работа «Изучение влияние условий на скорость химических реакций». Задание. Экспериментально изучите зависимость реакций от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, поверхности соприкосновения веществ и наличии катализатора. 1) В две пробирки налейте по 2 мл соляной кислоты и опустите в одну пробирку алюминий, в другую железо. Наблюдайте за скоростью выделения водорода. Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от природы реагирующих веществ. 2) В одну пробирку налейте 2 мл серной кислоты, в другую - 1 мл серной кислоты и 1 мл воды. Опустите в каждую пробирку алюминий. Наблюдайте за скоростью выделения водорода. Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от концентрации кислот. 3) В две пробирки налейте по 2 мл серной кислоты, опустите в них одинаковое количество (равное по массе) алюминия. Добавьте в одну из пробирок несколько капель раствора медного купороса. Что вы наблюдаете? Как образовавшаяся медь влияет на скорость химической реакции? Как называются ускоряющие химические реакции вещества? алюминий в одинаковых количествах. Содержимое одной из пробирок нагрейте. В какой пробирке реакция идет быстрее? Почему? 4) В две пробирки налейте по 2 мл соляную кислоту. Поместите одновременно в одну из пробирок кусочек мрамора, в другую – равную по массе мраморную крошку. Наблюдайте, в какой из пробирок реакция закончится раньше. Почему? Сделайте вывод о зависимости скорости химической реакции от поверхности соприкосновения реагирующих веществ. 5) В две пробирки налейте по 2 мл серной кислоты и поместите в них