Урок по химия скоростта на химичните реакции. Урок "Скорост на химична реакция. Фактори, влияещи върху скоростта на химична реакция" Урок за скоростта на химичните реакции

Дата _____________ Клас _______________
тема: Концепцията за скоростта на химическа реакция. Катализатори. Химическо равновесие
Цели на урока: да се повторят и затвърдят знанията за обратими реакции, химическо равновесие; за формиране на идеи за катализатори и катализа.

По време на занятията

1. Организиране на времетоурок. 2. Усвояване на нов материал Вие сте запознати с понятието "скорост" от курс по физика. V общ изгледскоростта е величина, която показва как се променя всяка характеристика за единица време.Скоростта на химическа реакция е стойност, която показва как се променят концентрациите на изходните вещества или реакционните продукти за единица време. За да се оцени скоростта, е необходимо да се промени концентрацията на едно от веществата.1. Най-голям интереспредставляват реакции, протичащи в хомогенна (хомогенна) среда.Хомогенни системи (хомогенни) - газ / газ, течност / течност - реакциите са в пълен обхват. Математически скоростта на химична хомогенна реакция може да бъде представена с формулата:
2. За хетерогенна реакция скоростта на реакцията се определя от броя на моловете вещества, постъпили или образувани в резултат на реакцията за единица време на единица повърхност:Хетерогенни (хетерогенни) системи - твърдо / течност, газ / твърдо вещество, течност / газ - реакциите се извършват в интерфейса. По този начин, скоростта на химическата реакция показва промяната в количеството вещества за единица време, за единица обем или за единица интерфейс. Зависимост на скоростта на реакцията от различни фактори

Условия

Закон за масовите действия Скоростта на химическата реакция е право пропорционална на продукта от концентрациите на реагентите. С увеличаване на концентрацията на поне едно от реагиращите вещества скоростта на химичната реакция се увеличава в съответствие с кинетичното уравнение.
Помислете за общото уравнение на реакцията: aA + bB = cC + dD, където A, B, C, D - газове, течностиЗа тази реакция кинетичното уравнение приема формата:

Причината за увеличаването на скоростта е увеличаване на броя на сблъсъците на реагиращи частици поради увеличаването на частиците на единица обем.

Химичните реакции, протичащи в хомогенни системи (смеси от газове, течни разтвори), се извършват поради сблъсък на частици. Въпреки това, не всеки сблъсък на частици от реагент води до образуването на продукти. Само частици с повишена енергия -активни частици, са в състояние да осъществят акта на химическа реакция. С повишаване на температурата кинетичната енергия на частиците се увеличава и броят на активните частици се увеличава, следователно химичните реакции при високи температуритекат по-бързо, отколкото при ниски температури. Зависимостта на скоростта на реакцията от температурата се определя от правилото на Van't Hoff:когато температурата се повиши на всеки 10 ° C, скоростта на реакцията се увеличава 2-4 пъти.

Правилото на Van't Hoff е приблизително и е приложимо само за груба оценка на ефекта на температурата върху скоростта на реакцията.

Катализаторите са вещества, които увеличават скоростта на химическата реакция.Те взаимодействат с реагенти, за да образуват междинно химично съединение и се освобождават в края на реакцията.
Ефектът на катализаторите върху химичните реакции се наричакатализа ... Според състоянието на агрегация, в което се намират катализаторът и реагентите, трябва да се прави разлика между:
хомогенна катализа (катализаторът образува хомогенна система с реагентите, например газова смес);
хетерогенна катализа (катализаторът и реагентите са в различни фази; катализата се извършва на границата).

Вещество, което забавя скоростта на реакцията

1. Сред всички известни реакции има обратими и необратими реакции. При изследване на реакциите на йонния обмен бяха изброени условията, при които те протичат до края. ( ). Известни са и реакции, които не стигат до края при дадените условия. Така например, когато серен диоксид се разтваря във вода, настъпва реакцията: SO 2 + H 2 О→ Х 2 ТАКА 3 ... Но се оказва, че във воден разтвор може да се образува само определено количество сярна киселина. Това се дължи на факта, че сярната киселина е крехка и се получава обратната реакция, т.е. разлагане на серен оксид и вода. Следователно тази реакция не стига до края, защото две реакции се случват едновременно -прав (между серен оксид и вода) иобратен (разлагане на сярна киселина). ТАКА 2 + Х 2 О↔ Х 2 ТАКА 3 . Наричат се химични реакции, протичащи при дадени условия във взаимно противоположни посоки обратимо.
2. Тъй като скоростта химична реакциязависи от концентрацията на реагиращите вещества, след това отначало скоростта на директната реакция( υpr ) трябва да бъде максимално,и скоростта на реакцията (υ обр ) е равно на нула. Концентрацията на реагентите намалява с времето, а концентрацията на реакционните продукти се увеличава. Следователно скоростта на предната реакция намалява, а скоростта на обратната реакция се увеличава. V определен моментвреме, скоростта на реакцията напред и назад става еднаква:

При всички обратими реакции скоростта на предната реакция намалява, скоростта на обратната реакция се увеличава, докато двете скорости станат равни и се установи състояние на равновесие: υ pr = υ обр Нарича се състоянието на системата, при което скоростта на предната реакция е равна на скоростта на обратната реакция химическо равновесие. В състояние на химично равновесие количественото съотношение между реагентите и реакционните продукти остава постоянно: колко молекули от реакционния продукт се образуват за единица време, толкова много от тях се разлагат. Въпреки това, състоянието на химично равновесие се поддържа, докато условията на реакцията остават непроменени: концентрация, температура и налягане. Количествено е описано състоянието на химичното равновесиезаконът на масите в действие. В равновесие, съотношението на продукта на концентрациите на реакционните продукти (в степените на техните коефициенти) към продукта на концентрациите на реагентите (също в степени на техните коефициенти) е постоянна стойност, която не зависи от първоначалната концентрации на вещества в реакционна смес. Тази константа се наричаравновесна константа - к Така че за реакцията:н 2 (D) + 3Х 2 (G)↔ 2 NH 3 (G) + 92,4 kJравновесната константа се изразява по следния начин:υ 1 = υ 2 υ 1 (директна реакция) = к 1 [ н 2 ][ Х 2 ] 3 , където - равновесна моларна концентрация, = mol / l υ 2 (обратна връзка) = к 2 [ NH 3 ] 2 к 1 [ н 2 ][ Х 2 ] 3 = к 2 [ NH 3 ] 2 К стр = к 1 / к 2 = [ NH 3 ] 2 / [ н 2 ][ Х 2 ] 3 – равновесна константа . Химическото равновесие зависи – от концентрацията, налягането, температурата. Принцип определя посоката на равновесие на смесване:Ако е било упражнено външно влияние върху система в равновесие, тогава балансът в системата ще се измести в посока, противоположна на това влияние. 1) Ефект от концентрацията - ако концентрацията на изходните вещества се увеличи, тогава равновесието се измества към образуването на реакционни продукти.Например, К стр = к 1 / к 2 = [ NH 3 ] 2 / [ н 2 ][ Х 2 ] 3 Когато се добавя към реакционната смес, напр азот, т.е. концентрацията на реагента се увеличава, знаменателят в израза за K нараства, но тъй като K е константа, числителят също трябва да се увеличи, за да изпълни това условие. По този начин количеството на реакционния продукт се увеличава в реакционната смес. В този случай те говорят за изместване на химичното равновесие надясно, към продукта. По този начин увеличаването на концентрацията на реагентите (течни или газообразни) се измества към продуктите, т.е. към директна реакция. Увеличаването на концентрацията на продуктите (течни или газообразни) измества равновесието към реагентите, т.е. в посока на обратната реакция. Промяната в масата на твърдо вещество не променя положението на равновесие. 2) Влияние на температурата - повишаването на температурата измества равновесието към ендотермична реакция.а) н 2 (D) + 3 Х 2 (G) ↔ 2 NH 3 (G) + 92,4 kJ (екзотермично - отделяне на топлина) С повишаване на температурата, равновесието ще се измести към реакцията на разлагане на амоняк ( ← ) б) н 2 (D) + О 2 (G) ↔ 2 НЕ (G) - 180,8 kJ (ендотермичен - абсорбция на топлина) С повишаване на температурата, равновесието ще се измести към реакцията на образуване НЕ ( → ) 3) Влияние на налягането (само за газообразни вещества) - с увеличаване на налягането, равновесието се измества към образуването на вещества, които заемат по-малък обем.н 2 (D) + 3 Х 2 (G) ↔ 2 NH 3 (G) 1 V - н 2 3 V - Х 2 2 V – NH 3 С увеличаване на налягането ( П ): преди реакция 4 V газообразни вещества → след реакция 2 V газообразни вещества, следователно, равновесието се измества надясно ( → ) С увеличаване на налягането, например, 2 пъти, обемът на газовете намалява със същия брой пъти и следователно концентрацията на всички газообразни вещества ще се увеличи 2 пъти. К стр = к 1 / к 2 = [ NH 3 ] 2 / [ н 2 ][ Х 2 ] 3 В този случай числителят на израза за K ще се увеличи с 4 пъти, а знаменателят е 16 пъти, т.е. равенството ще бъде нарушено. За да го възстановите, концентрацията трябва да се увеличи. амоняк и намаляване на концентрацията азот и водород. Балансът ще се измести надясно. И така, с увеличаване на налягането, равновесието се измества към намаляване на обема, с намаляване на налягането - към увеличаване на обема. Промяната в налягането практически не оказва влияние върху обема на твърдите и течните вещества, т.е. не променя концентрацията им. Следователно, равновесието на реакциите, в които не участват газове, е практически независимо от налягането. ! Ходът на химичната реакция се влияе от вещества - катализатори. Но когато се използва катализатор, енергията на активиране както на директните, така и на обратните реакции намалява със същото количество и следователно балансът не се измества. 3. Затвърдяване на изучавания материал Задача Посочете как ще се отрази на:а) повишаване на налягането;б) повишаване на температурата;в) увеличаване на концентрацията на кислород за равновесието на системата: 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Q Решение: а) Промяна на наляганетоизмества равновесието на реакциите с участието на газообразни вещества (g). Нека определим обемите на газообразните вещества преди и след реакцията чрез стехиометрични коефициенти:На принципа на Льо Шателие,с нарастващ натиск, промени в балансав посока на образуване на вещества, заемащи по-малък обем, следователно, равновесието ще се измести надясно, т.е. към образуването на CO 2 , към директната реакция(→) . б) Според принципа на Льо Шателие,когато температурата се повиши, балансът се измествакъм ендотермичната реакция (-В ), т.е. в посока на обратната реакция - реакцията на разлагане на CO 2 (←) от На закон за запазване на енергията: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) С повишаване на концентрацията на кислородравновесието на системата се изместваза получаване на CO 2 (→) от увеличаването на концентрацията на реагентите (течни или газообразни) се измества към продуктите, т.е. към директна реакция. 4. Домашна работа. A.14, Изпълнете задачата по двойкиПример 1. Колко пъти ще се промени скоростта на предните и обратните реакции в системата: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2 SO 3 (g) ако обемът на газовата смес се намали три пъти? В каква посока ще се измести равновесието на системата?Решение. Нека обозначим концентрацията на реагентите: [ SO 2] = а, [Около 2] = б, [SO 3] = С. Според закона за действие на масите скоросттаv директни и обратни реакции преди промяна на обема:v pr = Ka 2 б v обр = ДА СЕ 1 С 2 . След намаляване на обема на хомогенна система три пъти, концентрацията на всяко от реагиращите вещества ще се увеличи три пъти: [ТАКА 2 ] = 3 а , [О 2 ] = 3 б; [ ТАКА 3 ] = 3 С ... При нови концентрации на скорост v’ реакция напред и назад:v’ и т.н = ДА СЕ (3 а ) 2 (3 б) = 27 Ka 2 бv’ обр = ДА СЕ 1 (3 С ) 2 = 9 ДА СЕ 1 С 2 следователно:

Следователно скоростта на предната реакция се е увеличила 27 пъти, а обратната - само девет пъти. Равновесието на системата се измести към образованиетоТАКА 3 . Пример 2. Изчислете колко пъти ще се увеличи скоростта на реакцията, протичаща в газовата фаза, когато температурата се повиши от 30 до 70 О C, ако температурният коефициент на реакцията е 2.Решение. Зависимостта на скоростта на химическа реакция от температурата се определя от емблематичното правило на Van't Hoff по формулата:

Следователно скоростта на реакцията νТ 2 при температура 70 О С по-голяма скорост на реакция νТ 1 при температура 30 О C 16 пъти.Пример 3. Константа на равновесие на хомогенна система:CO (g) + H 2 O (g) = CO 2 (г) + Н 2 (G)на 850 О С е равно на 1. Изчислете концентрациите на всички вещества в равновесие, ако началните концентрации са: [СО] ref = 3 mol/l, [H 2 О] ref = 2 mol / l.Решение. В равновесие скоростите на директните и обратните реакции са равни, а съотношението на константите на тези скорости е постоянно и се нарича константа на равновесието на дадената система:v pr = ДА СЕ 1 [МЕЧТА 2 О]v обр = К 2 [CO 2 ] [Н 2 ]

В условието на задачата са дадени началните концентрации, докато в израза ДА СЕ Р са включени само равновесните концентрации на всички вещества в системата. Да предположим, че към момента на равновесна концентрация [СО 2 ] Р = х мол/л. Според уравнението на системата, броят на моловете на образувания водород също ще бъде х мол/л. За същия брой бенки (х mol/l) CO и H 2 O се изразходва за образование на х молове CO 2 и Х 2 ... Следователно, равновесните концентрации на всичките четири вещества са:[CO 2 ] Р = [H 2 ] Р = х mol / l; [CO] Р = (3 – х ) mol / l;[Н 2 О] Р = (2 – х ) mol / L.Познавайки равновесната константа, намираме стойността х , а след това началните концентрации на всички вещества:

Така търсените равновесни концентрации са:[CO 2 ] Р = 1,2 mol/l;[Н 2 ] Р = 1,2 mol/l;[CO] Р = 3 - 1,2 = 1,8 mol / l;[Н 2 О] Р = 2 - 1,2 = 0,8 mol / l.

O.I. Иванова, учител по химия MBOU "Наполнокотякская средно училище" от район Канаш на Чеченската република

Урок "Фактори, влияещи върху скоростта на химическа реакция"

Целта на урока:изследване на факторите, влияещи върху скоростта на химичната реакция

задачи:

разберете кои фактори влияят върху скоростта на химичните реакции

научат да обясняват влиянието на всеки фактор;

стимулират познавателната дейност на учениците чрез създаване на проблемна ситуация;

да формира компетентността на учениците (образователно-познавателна, комуникативна, здравеопазваща);

подобряване на практическите умения на учениците.

Тип урок: проблемно-диалогичен.

Форми на работа:групови, индивидуални.

Оборудване и реактиви:комплект епруветки, държач за епруветки, стойка, спиртна лампа, треска, кибрит, цинкови гранули, цинков прах, меден оксид на прах, магнезий, разтвор на сярна киселина (10% разтвор), водороден прекис, калиев дихромат , меден сулфат, железен пирон, натриев хидроксид, тебешир.

По време на часовете:

1-ви етап:

Повикване:Здравейте момчета! Днес ще се представим като учени-изследователи. Но преди да започнем да изучаваме нов материал, бих искал да демонстрирам малък експеримент. Моля, погледнете дъската и направете своите предположения за хода на тези реакции:

А) меден и железен сулфат;

Б) разтвор на меден сулфат и калиев хидроксид

Ще продължат ли тези реакции? Моля, излезте до черната дъска и запишете уравненията на тези реакции.

Нека разгледаме тези примери (експериментът се провежда от учителя).

На масата има две епруветки, и двете съдържат разтвор на меден сулфат, но в една епруветка с добавка на натриев хлорид пускаме алуминиева гранула в двете епруветки. какво виждаме?

ПРОБЛЕМ:Защо във втория случай не виждаме признаци на реакция, грешни ли са нашите предположения?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Химичните реакции протичат с различна скорост. Някои вървят бавно, в продължение на месеци, като корозия на желязото или ферментация (ферментация) гроздов сок, което води до вино. Други завършват за няколко седмици или дни, като алкохолна ферментация на глюкоза. Други завършват много бързо, например утаяването на неразтворими соли, а някои продължават мигновено, например експлозии.

Почти мигновено, много бързо започват много реакции водни разтвори: Това са йонни реакции, които водят до образуване на утайка, газ или реакция на неутрализация.

Сега нека си припомним какво знаете за скоростта на химичните реакции.

Разбиране на концепцията.Избройте определението, формулите, мерната единица.

ПРОБЛЕМ:Какво трябва да знаете, за да можете да контролирате скоростта на химическа реакция? (Знаете какви условия влияят на скоростта)

Какви са имената на тези състояния, които току-що изброихте? (Фактори)

Има на масите пред вас химически устройстваи реагенти. Какво мислите, с каква цел ще провеждате експерименти? (За да се проучи влиянието на факторите върху скоростта на реакциите)

Сега стигаме до темата на днешния урок. Това е изучаването на факторите, с които ще се занимаваме в този урок.

Записваме заглавието на темата и датата в тетрадките.

IIсцена:

ЗНАЧЕНИЕ НА СЪДЪРЖАНИЕТО.

Какви фактори влияят върху скоростта на химичните реакции?

Студентите изброяват: температура, естество на реагентите, концентрация, контактна повърхност, катализатори.

Как могат да променят скоростта на реакция?(Учениците предлагат своите предположения)

учител:Влиянието на всички тези фактори върху скоростта на химичните реакции може да се обясни с помощта на проста теория - теорията на сблъсъците. Основната му идея е следната: реакциите възникват при сблъсък на частиците на реагентите, които имат определена енергия. От тук можем да направим следните изводи:

Колкото повече реагентни частици има, толкова повече са шансовете да се сблъскат и да реагират.

Само ефективните сблъсъци водят до реакция, т.е. тези, при които „старите връзки“ са разрушени или отслабени и следователно могат да се образуват „нови“. Но за това частиците трябва да имат определена енергия.

Минималната излишна енергия, необходима за ефективен сблъсък на реагентни частици, се нарича енергия на активиране (записвайки определението в тетрадките).

По този начин по пътя на всички частици, влизащи в реакцията, има определена бариера, равна на енергията на активиране. Ако е малък, значи има много частици, които успешно го преодоляват. При голяма енергийна бариера е необходима допълнителна енергия за преодоляването й, понякога е достатъчен "добър тласък".

Обръщаме се към твърдението на Леонардо да Винчи (Знанието, което не е проверено с опит, е безплодно и пълно с грешки).

Учител: Как разбирате значението на тези думи?(тест теория с практика)

Да, наистина всяка теория трябва да бъде проверена и на практика. След това вие сами трябва да проучите различни фактори за скоростта на реакциите. За да направите това, ще проведете реакции, ръководейки се от инструкциите на вашите таблици, ще съставите протокол за експеримент. След това един ученик от групата ще трябва да отиде до черната дъска, да обясни влиянието на кой фактор сте взели предвид, да напише уравнения на черната дъска и да направи заключение според теорията на сблъсъка и теорията за активиране.

Инструктаж за безопасност.

ПРОВЕЖДАНЕ НА ПРАКТИЧЕСКА РАБОТА В ГРУПИ

Карта 1: Фактори, влияещи върху скоростта на химическа реакция:

1. Естеството на реагиращите вещества.

Налейте малко сярна киселина в две епруветки.

2. Потопете малко количество магнезий в едната, а цинкова гранула в другата.

3. Сравнете скоростта на взаимодействие на различни метали със сярна киселина.

4. Каква според вас е причината за различните скорости на киселинни реакции с тези метали.

5. Влиянието на какъв фактор открихте по време на тази работа?

6. Намерете в лабораторния протокол полуреакциите, съответстващи на вашия опит, и добавете уравненията на реакцията.

Карта 2. Фактори, влияещи върху скоростта на химичната реакция:

2. Концентрация на реагентите.

Бъдете внимателни при работа с вещества. Запомнете правилата за безопасност.

1. Налейте 1-2 ml сярна киселина в две епруветки.

2. Добавете същия обем вода към една от епруветките.

3. Поставете цинкова пелета във всяка епруветка.

4. В коя епруветка отделянето на водород започна по-бързо?

Карта 3. Фактори, влияещи върху скоростта на химическа реакция:

3. Зоната на контакт на реагиращите вещества.

Бъдете внимателни при работа с вещества. Запомнете правилата за безопасност.

1. Смелете малко парче тебешир в хаванче.

2. Налейте малко разтвор на сярна киселина в две епруветки. Бъдете много внимателни, добавете много малко киселина!

3. Едновременно поставете праха в едната епруветка и парче тебешир в другата.

4. В коя епруветка реакцията ще бъде по-бърза?

5. Влиянието на кой фактор открихте в този експеримент?

6. Как може да се обясни това от гледна точка на теорията на сблъсъка?

7. Напишете уравнението на реакцията.

Карта 4. Фактори, влияещи върху скоростта на химичната реакция:

4. Температура.

Бъдете внимателни при работа с вещества. Запомнете правилата за безопасност.

1. Изсипете разтвора на сярна киселина в двете епруветки и поставете в тях една по една гранула от меден оксид.

2. Леко загрейте една от тръбите. Първо, загряваме епруветката леко наклонено, като се опитваме да я загреем по цялата й дължина, след това само долната част, след като вече е изправена епруветката. Дръжте тръбата с държач.

3. В коя епруветка реакцията протича по-интензивно?

4. Влиянието на кой фактор открихте в този експеримент?

5. Как може да се обясни това от гледна точка на теорията на сблъсъка?

6. Напишете уравнението на реакцията.

Карта 5. Фактори, влияещи върху скоростта на химичната реакция:

5. Наличието на специални вещества - катализатори, вещества, които увеличават скоростта на химическа реакция.

Бъдете внимателни при работа с вещества. Запомнете правилата за безопасност.

Изсипете водороден прекис в две чаши.

В една от епруветките внимателно поръсете няколко кристала калиев дихромат. Разбъркайте получения разтвор със стъклена пръчка.

Запалете треската и след това я изгасете. Донесете тлеещия тресинг до разтворите в двете чаши възможно най-близо до разтвора, без да докосвате течността. Петното трябва да се запали.

В коя епруветка има бързо отделяне на газ? Какъв вид газ е?

Каква роля играе калиевият дихромат в тази реакция?

Влиянието на кой фактор открихте в този експеримент?

Напишете уравнението за реакцията.

ОБСЪЖДАНЕ НА ПОЛУЧЕНИТЕ РЕЗУЛТАТИ.

За дискусия по един ученик от всяка работна група идва на дъската (на свой ред)

Изготвяне на обобщен протокол от лабораторната работа въз основа на отговорите на въпросите от семинара.

Уравненията на реакциите се записват на дъската и се правят съответните изводи. Всички останали ученици вписват констатациите и уравненията в протокола.

Влияние на природата на реагентите

проблем:

учител:масите на взетите вещества от пробата от твърди вещества, концентрацията на солна киселина, условията на реакцията са еднакви, но интензивността на протичащите процеси (скоростта на отделяне на водород) е различна?

Дискусия:

студенти:взехме различни метали.

учител:всички вещества са изградени от атоми на химични елементи. Каква е разликата химични елементиспоред вашите познания за периодичния закон и периодичната система на Д. И. Менделеев?

студенти:Сериен номер, позиция в периодичната таблица на Д. И. Менделеев, тоест те имат различна електронна структура и следователно простите вещества, образувани от тези атоми, имат различни свойства.

учител:тоест тези вещества са от различно естество. По този начин скоростта на химическата реакция ще зависи от естеството на конкретно реагиращо вещество, тъй като те имат различни структури и свойства.

заключение:

студенти:Скоростта на химичната реакция ще зависи от естеството на реагиращите вещества: колкото по-активен е металът (веществото), толкова по-висока е скоростта на химическата реакция.

Ефект на концентрацията

проблем:естеството на всички реагиращи вещества, условията за експеримента са еднакви, но интензивността на протичащите процеси (скоростта на отделяне на водород) е различна?

Дискусия:

учител:Защо скоростта на химичната реакция е различна, тъй като реагират вещества от една и съща химическа природа?

студенти:При добавяне на вода променихме (намаляхме) концентрацията на сярна киселина в една епруветка, докато скоростта на отделяне на водород намалява.

заключение:

студенти:Скоростта на химичната реакция ще зависи от концентрацията на реагентите: колкото по-голяма е концентрацията на реагентите, толкова по-висока е скоростта на химичната реакция.

Обяснение на учителя: КОНЦЕНТРАЦИЯ НА РЕАКТИВНИ ВЕЩЕСТВА.

Колкото повече реагентни частици, толкова по-близо са те една до друга, толкова по-голям е шансът да се сблъскат и да реагират. Въз основа на голямо количество експериментален материал през 1867г. Норвежките учени К. Гулдберг и П. Вааге и независимо от тях през 1865 г. руският учен Н. И. Бекетов формулират основния закон на химическата кинетика, който установява зависимостта на скоростта на реакцията от концентрациите на реагиращите вещества:

Скоростта на реакцията е пропорционална на произведението от концентрациите на реагентите, взети в степени, равни на техните коефициенти в уравнението на реакцията.

Този закон също се нарича законът на масите в действие.Важи само за газообразни и течни вещества!

2A + 3B = A2B3 V = k * CA2 * .CB3

Упражнение 1.Напишете кинетични уравнения за следните реакции:

Задача 2.

Как ще се промени скоростта на реакцията с кинетичното уравнение

v = kCA2CB, ако концентрацията на вещество А се увеличи 3 пъти.

Зависимост от повърхността на реагентите

проблем:

учител:всички вещества са еднакви по своята химическа природа, еднакви по маса и концентрация, реагират при една и съща температура, но интензивността на отделяне на водород (и следователно скоростта) е различна.

Дискусия:

студенти:Парче и тебешир с еднакво тегло имат различни заети обеми в епруветка, различна степен на смилане. Когато тази степен на прецизиране е най-голяма, скоростта на отделяне на водород е максимална.

учител:тази характеристика е площта на контактната повърхност на реагиращите вещества. В нашия случай повърхностната площ на контакт на калциев карбонат с разтвор на H2SO4 е различна.

заключение:

студенти:Скоростта на химическата реакция зависи от контактната площ на реагиращите вещества: колкото по-голяма е контактната площ на реагиращите вещества (степен на смилане), толкова повече скоростреакции.

учител:такава зависимост не винаги се наблюдава: така че за някои хетерогенни реакции, например в системата твърд газ, при много високи температури (повече от 500 ° C), силно смлените (до прах) вещества могат да се синтерират, като по този начин намаляват площта на контактната повърхност на реагиращите вещества.

Влияние на температурата

проблем:

учител:взетите за експеримента вещества имат еднаква природа, масата на взетия прах CuO и концентрацията на сярна киселина също са еднакви, но скоростта на реакцията е различна.

Дискусия:

студенти:Това означава, че когато температурата на реакцията се промени, ние също променяме нейната скорост.

учител:Това означава ли, че с повишаване на температурата скоростта на всички химични реакции ще се увеличи?

студенти:Не. Някои реакции протичат при много ниски и дори минусови температури.

заключение:

студенти:Следователно всяка промяна в температурата с няколко градуса драстично ще промени скоростта на химическата реакция.

учител:На практика така звучи законът на Вант Хоф, който ще действа тук: Когато температурата на реакцията се промени с всеки 10 ºС, скоростта на химическата реакция се променя (увеличава или намалява) с 2-4 пъти.

Коментар на учителя: ТЕМПЕРАТУРА

Колкото по-висока е температурата, толкова по-активни са частиците, скоростта на тяхното движение се увеличава, което води до увеличаване на броя на сблъсъците. Скоростта на реакцията се увеличава.

Правилото на Ван'т Хоф:

С повишаване на температурата на всеки 10 ° C общият брой на сблъсъците се увеличава само с ~ 1,6%, а скоростта на реакцията се увеличава с 2-4 пъти (със 100-300%).

Числото, което показва колко пъти се увеличава скоростта на реакцията, когато температурата се повиши с 10 ° C, се нарича температурен коефициент.

Правилото на Вант Хоф е математически изразено следната формула:

къдетоV1 - скорост на реакция при температурат2 ,

V2 - скорост на реакция при температурат1 ,

г- температурен коефициент.

Реши задачата:

Определете как скоростта на дадена реакция ще се промени, когато температурата се повиши от 10 до 500C. Температурният коефициент на реакцията е 3.

Решение:

заместете данните за задачата във формулата:

скоростта на реакцията ще се увеличи 81 пъти.

Ефект на катализатора

проблем:

Учител: веществото и в двата случая е едно и също, естеството е същото, при една и съща температура, концентрацията на реактива е еднаква, защо е различна скоростта?

Дискусия:

учител:Такива вещества, които ускоряват химичните реакции, се наричат катализатори. Има вещества, които забавят реакциите, наричат се инхибитори.

заключение:

студенти:катализаторите увеличават скоростта на реакцията чрез намаляване на енергията на активиране. Колкото по-ниска е енергията на активиране, толкова по-бърза реакция.

Каталитичните явления са широко разпространени в природата: дишането, усвояването на хранителните вещества от клетките, протеиновият синтез и др. са процеси, регулирани от биологични катализатори – ензими. Каталитичните процеси са основата на живота във формата, която съществува на земята.

Притча "Осемнадесетата камила" (за да обясни ролята на катализатора)

(много древна арабска притча)

Имало едно време на Изток човек, който отглеждал камили. Цял живот работеше и като остаря, извика синовете си при себе си и каза:
"Децата ми! Остарях и слаб и скоро ще умра. След моята смърт, разделете останалите камили, както ви казвам. Ти, най-големият син, се потруди най-много - вземи си половината от камилите. Ти, средният син, току-що започна да ми помагаш - вземи си трета. А ти, младши, вземи деветата част."
Мина време и старецът умря. Тогава синовете решили да си поделят наследството, както баща им завещал. Изгониха стадото в голямо поле, преброиха и се оказа, че в стадото има само седемнадесет камили. И беше невъзможно да ги разделим нито на 2, нито на 3, нито на 9! Никой не знаеше какво да прави. Синовете започнаха да спорят и всеки предложи своето решение. И те вече бяха уморени да спорят, но не стигнаха до общо решение.
По това време един пътник минавал на камилата си. Като чу вик и спор, той попита: „Какво стана?“
И синовете разказаха за своето нещастие. Пътникът слязъл от камилата, пуснал го в стадото и казал: „Сега раздели камилите, както баща ти заповяда“.
И тъй като имаше 18 камили, най-големият син взе за себе си половината, тоест 9, средният - една трета, тоест 6 камили, а най-малкият една девета, тоест две камили. И когато разделиха стадото по този начин, друга камила остана на полето, защото 9 + 6 + 2 е 17.
И пътникът се качи на камилата си и продължи.

Лабораторна работа (протокол)

		Наблюдения
	Зависимост на скоростта на реакцията от естеството на реагиращите вещества Zn + H2SO4 (10%) = Mg + H2SO4 (10%) =	V 1 V 2
	Зависимост на скоростта на реакцията от концентрацията на реагентите Zn + H2SO4 (10%) =	V 1 V 2
	Зависимост на скоростта на реакцията от повърхността на реагентите за хетерогенни реакции Zn (гранули) + H2SO4 (10%) = Zn (прах) + H2SO4 (10%) =	V 1 V 2
	Зависимостта на скоростта на реакцията от температурата CuO + H 2 SO 4 (10%) = CuO + H 2 SO 4 (10%) нагряване =	V 1 V 2
	Зависимост на скоростта на реакцията от наличието на катализатор K 2 Cr 2 O 7	V 1 V 2

ОТРАЖЕНИЕ.

Какво научихме в този урок?

Направете клъстер на тема "Фактори, влияещи върху скоростта на XP."

Защо са ни необходими познания за факторите, които влияят върху скоростта на химичните реакции?

Използват ли се в ежедневието? Ако е приложимо, посочете областите на приложение.

Тест по темата (за 5 минути).

Тест

1. Скоростта на химичната реакция характеризира:

1) движението на молекули или йони на реагиращи вещества един спрямо друг

2) времето, необходимо за завършване на химическата реакция

3) броят на структурните единици на веществото, които са влезли в химическа реакция

4) промяна в количеството вещества за единица време в единица обем

С повишаване на температурата на реагиращите вещества скоростта на химичната реакция:

1) намалява

2) увеличава

3) не се променя

4) периодично се променя

С увеличаване на повърхността на контакт на реагиращите вещества скоростта на химичната реакция:

1) намалява

2) увеличава

3) не се променя

4) периодично се променя

С увеличаване на концентрацията на реагентите скоростта на химичната реакция:

1) намалява

2) увеличава

3) не се променя

4) периодично се променя

За увеличаване на скоростта на химическата реакция
2CuS (телевизия)+ 302 (г.) = 2CuO (тв.) + 2SO2 (г.) + Внеобходимо:

1) увеличаване на концентрацията на SO2

2) намаляване на концентрацията на SO2

3) намалете температурата

4) увеличаване на фиността на CuS

При нормални условияпри най-ниска скоростима взаимодействие между:

3) Zn и HCl (10% разтвор)

4) Mg и HCl (10% разтвор)

С повишаване на температурата от 10 до 30 ° C, скоростта на реакцията, чийто температурен коефициент = 3:

1) се увеличава 3 пъти

2) се увеличава 9 пъти

3) намалява 3 пъти

4) намалява 9 пъти

Оценка на тестовата работа:

Отговори на теста:

Без грешки - "5"

1-2 грешки - "4"

3 грешки - "3"

Домашна работа:

§13, стр. 135-145.

О. С. Габриелян, Г. Г. Лисова. Химия. 11 клас. Учебник за учебни заведения. 11-то издание, стереотипно. М .: Дропла, 2009.

За реакцията веществата се вземат при температура 40°С и след това се нагряват до 70°С. Как ще се промени скоростта на химическа реакция, ако нейният температурен коефициент е 2?

Как ще се промени скоростта на реакцията, протичаща според уравнението 2NO + O2 = 2NO2, ако концентрацията на двете вещества се увеличи 3 пъти.

Тема Скоростта на химичните реакции и факторите, които я влияят.

Тип урок: изучаване на нов материал

Тип урок:лекция

клас : 9

Учител по химия GBOU СОУ № 1 на град Байконур Гузикова Оксана Александровна

Цели на урока.

Образователни:

Дайте понятието за скоростта на химичните реакции и мерните единици. Покажете влиянието върху скоростта на реакцията на такива фактори като естеството на реагиращите вещества, тяхната концентрация, контактна площ, използването на катализатори и температура. Да запознае учениците с класификацията на химичните реакции въз основа на фазата (агрегационното състояние): хомо- и хетерогенни.

Разработване:

Възпитаване на умения за определяне на скоростта на химическа реакция с помощта на закона за масовото действие. Продължаване на развитието на общообразователните и предметни умения: анализирайте, сравнявайте, правете изводи. Развитие на логико-семантично мислене на учениците, памет, химичен език.

Образователни:

Разширяване на хоризонтите, способност за прилагане на придобитите знания на практика, самостоятелно усвояване на лекционния материал. Възпитаване на култура на умствена работа.

Оборудване и реактиви:

Плакат за безопасност, формули върху печатна платка, проектор, лист с бележка с план за лекция.

За демонстрационен експеримент: разтвор на натриев тиосулфат, разтвор на сярна киселина, вода, епруветки.

За лабораторен експеримент: разтвор на солна киселина, цинков прах, цинкови гранули, магнезий, желязо, епруветки.

МОТО НА УРОКА:

"Химическа трансформация, химична реакция - е основният предмет на химията" N.N. Семьонов.

ОРГАНИЗИРАНЕ НА ВРЕМЕТО

учител

Здравейте момчета, седнете.

учител

Присъстващите имената на отсъстващите днес от час.

(учителят отбелязва отсъстващите от урока).

ОБЯСНЕНИЕ НА НОВИЯ МАТЕРИАЛ

учител

Днес се обръщаме към изучаването на нов раздел „Скорост на химичните реакции. Химическо равновесие".

В този урок ще говорим за това как се определя скоростта на химическа реакция и какви фактори могат да я променят.

УЧИТЕЛ

На дъската са изписани две химични реакции.

Взаимодействие на разтвор на солна киселина и цинк.

Взаимодействие на разтвор на сярна киселина и разтвор на бариев хлорид.

учител

Каква е разликата?

Студент

Те се различават по това, че единият тече между разтворите, но във втория има разтвор - солна киселина и метал - цинк.

учител

Това означава, че първата реакция протича в една среда и тази реакция се нарича хомогенна, а във втората реакция участват вещества с различни агрегатни състояния, нарича се хетерогенна. Примери за хомогенни среди са газ-газ, течност-течност. Избройте примери за хетерогенни среди.

СТУДЕНТ

Газ - твърд, газ - течен, твърд - газ.

УЧИТЕЛ

правилно. Ще определим скоростта на химическа реакция, ще запишем определението и съответните формули.

Предмет на изучаване на химията е химична реакция. В резултат на химическа реакция някои изчезват и се образуват други вещества. В хода на реакцията се променят количествата на вещество, както реагенти (изходни вещества), така и продукти (крайни вещества). Скоростта на тази промяна се нарича скорост на химическа реакция.Химическа кинетика - доктрината за скоростите и механизмите на химичните реакции. (напишете това определение)

По този начин скоростта на химическа реакция може да бъде описана с уравнението

r =  /  (1)

където r - скорост на реакция (от англ.ставка- скоростта на процеса, за разлика от използваното по-рано обозначение за скоростта на реакцията - скорост – скорост на движение), (главни гръцки.делта ) - синоним на думите "окончателна промяна", (Гръцки. гола ) - количеството (mol) на реактивното вещество или продуктовото вещество, (Гръцки. тау ) - време(и), през което е настъпила тази промяна.

С тази дефиниция скоростта на реакцията зависи от броя на кои от участниците в реакцията наблюдаваме и измерваме. Очевидно за реакция, например:

2 Х 2 + О 2 =2 Х 2 О.

количеството на веществото на превърнатия водород е два пъти повече от кислорода. Така

r (Х 2 ) = 2 r (О 2 ) = r (Х 2 О).

Реакционното уравнение свързва стойностите на скоростите, определени за някое от веществата. Следователно изборът на последния зависи от удобството и лекотата на експериментално измерване на количеството му в реакционната система.

На качествено ниво реакциите могат да бъдат класифицирани като бързи, за измерване на скоростта на които са необходими специални методи, например експлозия на оксиводороден газ, реакции в електролитни разтвори; бавни, които отнемат дълги периоди от време за измерване на скоростта, например корозия на желязото; и реакции, чийто ход можем да наблюдаваме директно, например взаимодействието на цинк със солна киселина.

Скоростта на реакцията, описана с уравнение (1), зависи от количествата на взетите реагенти. Ако проведем една и съща реакция с различни обеми или контактни повърхности на реагентите, тогава за една и съща реакция получаваме различни значенияскоростта, толкова по-голяма, колкото повече вещество се поема или толкова по-добре се смачква. Поради това се използва различно определение на скоростта на реакцията.

Скоростта на химическа реакция е промяна в количеството на веществото във всяка част от реакцията за единица време в единица реакционно пространство (ние пишем това определение).

V хомогенна система V системи (в газова фаза или разтвор). При такава реакция единицата на реакционното пространство е единицата за обем и ако този обем не се промени по време на реакцията, тогава уравнението има вида:

V= ° С / т (2)

където С Е моларната концентрация на веществото (mol / l).

Скоростта на реакцията е промяната в концентрацията на вещество за единица време.

V хетерогенна система ( например, когато твърдо вещество гори в газ или когато метал взаимодейства с киселина), реакцията протича на границата между компонентите. Ако площта на тази границаС , то уравнението на скоростта има вида:

V= н / Ст (3)

Очевидно при такава дефиниция (виж уравнения (2) и (3)) стойността на скоростта на реакцията не зависи от обема в хомогенна система и от контактната площ на реагентите (степен на смилане) в хетерогенна система.

Какви фактори влияят върху скоростта на химическата реакция?

НЕКА ЗАПИШЕМ ГЛАВНОТО

Естеството на реагиращите вещества.

Влияние на температурата.

Наличието на катализатор.

Нека дадем пример за всеки случай.

1. Влияние на естеството на реагентите

Първият и доста очевиден фактор, който определя скоростта на реакцията, е естеството на реагентите. По-горе, на тази основа, ние дадохме примери за реакции, протичащи с различни скорости.

Сега ще проведем експеримент, който експериментално ще докаже това.

Учителят кани децата да извършат лабораторен опит.

За да направите това, изсипете 1-2 ml разтвор на солна киселина в 3 епруветки и пуснете във всяка приблизително едно и също парче метал: в първата - магнезий, във втората - цинк, а в третата - желязо.

учител

Еднакви ли са скоростите на отделяне на газ във всички тръби?

Студент

Не, в епруветките интензивността на отделяне на мехурчета е различна. В първата епруветка газът се отделя много бързо, във втората е по-бавно, а в третата дори по-бавно.

учител

Нека направим заключение

Студент

Скоростта на химическата реакция зависи от естеството на реагентите.

2. Влияние на концентрациите на реагентите

Вторият и също доста очевиден фактор е концентрацията на реагентите.

Да направим експеримент

Учителят провежда демонстрационен експеримент.

Изсипете разтвор на натриев тиосулфат в три епруветки. В първия - 5 мл, във втория - 2,5 мл, в третия - 1 мл. След това добавете 5 ml вода към втората и третата епруветка. След това напълно епруветките, като се започне от третата, се добавят 3 ml разтвор на сярна киселина. Времето на появата и интензитета на отделената колоидна сяра се използва за преценка на ефекта от концентрацията на натриев тиосулфат върху скоростта на реакцията.

Студент

Скоростта на химическата реакция зависи от концентрацията на реагентите

учител

Защо се случва това? Колкото по-висока е концентрацията на дадено вещество, толкова повече частици на единица обем, толкова по-често се сблъскват. Това количество се изразява в т.нарзакон на масите - скоростта на реакцията до известна степен е пропорционална на концентрациите на реагентите. Например, за следните уравнения на реакцията, изразите за скорост са:

А = х, r = kc А ;

A + B = X, r = kc А ° С Б ;

A + 2B = X, r = kc А ° С Б ° С Б = kc А ° С Б 2 .

Величината к- коефициент на пропорционалност - нарича се константа на скоростта на реакцията и не зависи от концентрациите. Числено този коефициент е равен на скоростта на реакцията, ако продуктът от концентрациите на реагента е 1. Когато се сравняват скоростите на различните реакции, се сравняват техните скоростни константи.

Важно е да се отбележи, че експонентите при концентрациите в изразите по-долу за скоростите на химичните реакции са равни на стехиометричните коефициенти само в редки случаи, когато реакцията протича в един етап (за т.нар. елементарни реакции). Всъщност една химическа реакция е колкото абстракция, толкова и напълно чиста Химическо вещество... С други думи, реалните химични трансформации почти винаги включват няколко реакции.

Скоростта на реакциите, протичащи в няколко последователни етапа, се определя от най-бавния от тези етапи. Нека си припомним арабската поговорка: „Керванът се движи със скоростта на най-бавната камила“.

Например реакцията

2 Fe 2+ + Х 2 О 2 = 2 FeOH 2+

преминава през следните етапи:

1) 2 Fe 2+ + Х 2 О 2 = 2 FeOH 2+ + ох .

к 1 = 60 L / (mol . С);

2) ох . + Fe 2+ = FeOH 2+ , к 2 = 60 000 l / (mol . С).

По-бавният етап е първият. Следователно уравнението за скоростта на тази реакция е

r = к 1 ° С(Fe 2+ ) ° С(Х 2 О 2 ),

но не r = kc 2 (Fe 2+ ) ° С(Х 2 О 2 ).

За такива сложни процеси ще говорим по-подробно в 11. клас.

3. Влияние на температурата.

учител

Ефектът на температурата върху хода на химичната реакция е двоен. Първо, температурата може да повлияе на състава на продуктите, и второ, по-голямата част от реакциите се ускоряват с повишаване на температурата. Защо? Защото с повишаване на температурата бързо нараства броят на така наречените „активни“ молекули, т.е. молекули с енергия, по-голяма от енергията на активиране.

Енергията на активиране е разликата между средната енергия на молекулите при дадена температура и енергията, която те трябва да притежават, за да влязат в химични реакции.

Ефектът на температурата върху скоростта на химическата реакция се илюстрира с правилото на Вант Хоф

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Когато температурата на реакцията се промени на всеки 10 градуса, скоростта на реакцията се променя 2-4 пъти (Формула на дъската)

учител

Ако температурата се повиши, какво ще се случи със скоростта на химическата реакция.

Студент

Скоростта на реакцията ще се увеличава с всеки 10 градуса повишаване на температурата с 2-4 пъти.

учител

Ако температурата се намали, какво се случва със скоростта на химическата реакция.

Студент

Скоростта ще намалява с понижаване на температурата на всеки 10 градуса с 2-4 пъти.

4. Площта на контактната повърхност.

учител

Сега нека преминем към областта на контактната повърхност.

Лабораторен опит. Бележка за спазване на правилата за безопасност.

Изсипете солна киселина в две епруветки, към първата добавете цинков прах, а към втората - гранули. Запишете уравнението на реакцията. Определете вида му. Къде по-бързо протича реакцията? Защо?

Ученикът записва реакцията. Това е реакция на заместване.

Реакцията протича по-бързо в първата епруветка. В крайна сметка има повече контактна повърхност.

учител

правилно.

5. Катализатор

Последният фактор е наличието на специални вещества - катализатори. Химичната реакция е сложен процес, в който могат да участват не само реагенти, но и други вещества, присъстващи в системата. Ако те забележимо променят скоростта на химическа реакция, тогава те се наричат катализатори. За тези вещества и катализа ще говорим подробно в следващия урок.

КРЕПЕЩ МАТЕРИАЛ

учител

Какво ново измерение научихме в днешния урок?

Студент

Запознахме се със скоростта на химическа реакция.

учител

Какви видове среди сте научили?

Студент

Хомогенни и хетерогенни.

учител

Една и съща ли е определена скорост в различни среди?

Студент

Не, по различни начини.

учител

Как се определя скоростта в хомогенна среда?

Студент

V хомогенна система реакцията протича изцялоV системи (в газова фаза или разтвор). При такава реакция единицата на реакционното пространство е единицата за обем и ако този обем не се промени по време на реакцията

учител

Как се определя скоростта в хетерогенна среда?

V хетерогенна система реакцията протича на границата между компонентите. Ако площта на тази границаС .

учител

В какви единици се измерва?

Какви фактори влияят върху скоростта на химическата реакция? Избройте ги.

Студент

Естеството на реагиращите вещества.

Концентрация на реагентите.

температура.

Контактна повърхност.

Наличието на катализатор.

IY ... ОБОБЩАВАНЕ НА ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛ

Днес в урока изучавахме понятието скорост на химическа реакция. Разгледахме как се определя скоростта на химична реакция в хомогенни и хетерогенни системи. Идентифицирани фактори, които могат да повлияят на скоростта на химическа реакция.

Й ... ДОМАШНА РАБОТА

Основни определения, които да научите у дома. А също и на масите имате задачи, те са на три нива. Както винаги, всеки избира подходящото ниво за себе си, което на този етап от обучението вие можете да завършите.

раздели: Химия

Целта на урока

образователен:продължете формирането на понятието "скорост на химичните реакции", изведете формули за изчисляване на скоростта на хомогенни и хетерогенни реакции, помислете от какви фактори зависи скоростта на химичните реакции;
развиващи се:учат да обработват и анализират експериментални данни; да може да установи връзката между скоростта на химичните реакции и външните фактори;
образователен:да продължи развитието на комуникативните умения в хода на работа по двойки и в екип; да насочи вниманието на учениците към важността на знанията за скоростта на химичните реакции, протичащи в ежедневието (корозия на метали, кисело мляко, гниене и др.)

Учебни помагала: D.мултимедиен проектор, компютър, слайдове по основните въпроси на урока, компактдиск "Кирил и Методий", таблици върху таблици, протоколи от лабораторни работи, лабораторно оборудване и реактиви;

Методи на преподаване:репродуктивна, изследователска, частично проучвателна;

Форма на организация на часовете:разговор, практическа работа, самостоятелна работатестване;

Форма на организация на студентската работа:фронтални, индивидуални, групови, колективни.

1. Организация на часа

Класна готовност за работа.

2. Подготовка за основния етап от овладяване на учебния материал. Активиране на поддържащи знания и умения(Слайд 1, вижте презентацията за урока).

Темата на урока е „Скорост на химичните реакции. Фактори, влияещи върху скоростта на химичната реакция”.

Задача: да разберете каква е скоростта на химичната реакция и от какви фактори зависи тя. В хода на урока ще се запознаем с теорията на въпроса по горната тема. На практика ще потвърдим някои от нашите теоретични предположения.

Предвидени студентски дейности

Активната работа на учениците показва тяхната готовност за възприемане на темата на урока. Необходими са знания на учениците за скоростта на химическата реакция от курса на 9. клас (вътрепредметна комуникация).

Нека обсъдим следните въпроси (първо, слайд 2):

Защо са ни необходими знания за скоростта на химичните реакции?
Какви примери могат да потвърдят, че химичните реакции протичат с различна скорост?
Как се определя скоростта на механичното движение? Каква е мерната единица за тази скорост?
Как се определя скоростта на химичната реакция?
Какви условия трябва да се създадат, за да започне химическа реакция?

Нека разгледаме два примера (експериментът се провежда от учителя).

На масата има две епруветки, в едната алкален разтвор (KOH), в другата - пирон; изсипете разтвор на CuSO4 в двете епруветки. какво виждаме?

Предвидени студентски дейности

Използвайки примери, учениците преценяват скоростта на реакциите и правят подходящи заключения. Записване на направените реакции на дъската (двама ученици).

В първата епруветка реакцията настъпи моментално, във втората - все още няма видими промени.

Нека съставим уравненията на реакцията (двама ученици пишат уравнения на дъската):

CuSO4 + 2KOH = Cu (OH)2 + K2SO4; Cu 2+ + 2OH - = Cu (OH) 2
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

Какъв извод можем да направим от проведените реакции? Защо едната реакция е мигновена, а другата бавна? За да направите това, е необходимо да запомните, че има химични реакции, които протичат в целия обем на реакционното пространство (в газове или разтвори), и има други, които протичат само на повърхността на контакт на вещества (изгаряне на твърдо вещество в газ, взаимодействие на метал с киселина, сол на по-малко активен метал).

Предвидени студентски дейности

Въз основа на резултатите от демонстрирания експеримент учениците заключават:реакция 1 е хомогенна, а реакцията

2 - хетерогенен.

Скоростите на тези реакции ще бъдат математически определени по различни начини.

Изучаването на скоростите и механизмите на химичните реакции се нарича химическа кинетика.

3. Усвояване на нови знания и методи на действие(Слайд 3)

Скоростта на реакцията се определя от промяната в количеството вещество за единица време

В блок V

(за хомогенни)

Върху единицата на контактната повърхност на вещества S (за хетерогенни)

Очевидно при такава дефиниция стойността на скоростта на реакцията не зависи от обема в хомогенна система и от контактната площ на реагентите в хетерогенна система.

Предвидени студентски дейности

Активни действия на учениците с обекта на изследване. Въвеждане на таблицата в тетрадката.

От това следват две важни точки(слайд 4):

2) изчислената стойност на скоростта ще зависи от това от какво вещество се определя, а изборът на последното зависи от удобството и лекотата на измерване на неговото количество.

Например за реакцията 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О: υ (според Н 2) = 2 υ (според О 2) = υ (според Н 2 О)

4. Затвърждаване на първични знания за скоростта на химична реакция

За да консолидираме разглеждания материал, ще решим изчислителната задача.

Предвидени студентски дейности

Първоначално разбиране на придобитите знания за скоростта на реакция. Коректност на решението на проблема.

Задача (слайд 5).Химическата реакция протича в разтвор, съгласно уравнението: A + B = C. Начални концентрации: вещество A - 0,80 mol / l, вещество B - 1,00 mol / l. След 20 минути концентрацията на вещество А намалява до 0,74 mol / l. Определете: а) средната скорост на реакцията за този период от време;

б) концентрацията на вещество В след 20 минути. Решение (Приложение 4, слайд 6).

5. Усвояване на нови знания и методи на действие(провеждане на лабораторна работа в хода на повторение и изучаване на нов материал, поетапно, Приложение 2).

Знаем, че различни фактори влияят върху скоростта на химическата реакция. Който?

Предвидени студентски дейности

Разчитане на знанията от 8-9 клас, писане в тетрадка в хода на изучаване на материала. Списък (слайд 7):

Естеството на реагентите;

температура;

Концентрация на реагентите;

Действието на катализаторите;

Контактна повърхност на реагентите (при хетерогенни реакции).

Влиянието на всички изброени фактори върху скоростта на реакцията може да се обясни с помощта на проста теория - теория на сблъсъка (слайд 8).Основната му идея е следната: реакциите възникват при сблъсък на частиците на реагентите, които имат определена енергия.

От тук можем да направим изводи:

Колкото повече реагентни частици, толкова по-близо са те една до друга, толкова по-голям е шансът да се сблъскат и да реагират.
Доведе само до реакция ефективни сблъсъци,тези. тези, при които "старите връзки" са разрушени или отслабени и следователно могат да се образуват "нови". Но за това частиците трябва да имат достатъчно енергия.

Минималната излишна енергия (над средната енергия на частиците в системата), необходима за ефективен сблъсък на частици в системата), необходима за ефективен сблъсък на частици от реагент, се наричаенергия на активиране Еа.

Предвидени студентски дейности

Разбиране на понятието и записване на определението в тетрадка.

По този начин по пътя на всички частици, които влизат в реакцията, има определена енергийна бариера, равна на енергията на активиране. Ако е малък, значи има много частици, които успешно го преодоляват. При голяма енергийна бариера е необходима допълнителна енергия за преодоляването й, понякога е достатъчен добър „тласък“. Паля спиртна лампа - давам допълнителна енергия Еа,необходими за преодоляване на енергийната бариера в реакцията на взаимодействие на молекулите на алкохола с молекулите на кислорода.

Обмисли фактори, които влияят на скоростта на реакцията.

1) Естеството на реагентите(слайд 9) Под природата на реагиращите вещества се разбира техният състав, структура, взаимното влияние на атомите в неорганични и органични вещества.

Големината на енергията на активиране на веществата е фактор, чрез който се влияе върху влиянието на естеството на реагиращите вещества върху скоростта на реакцията.

Брифинг.

Независимо формулиране на заключения (Приложение 3 у дома)

План на урока на тема "Скорост на химичните реакции",

9 клас

учителят по химия О.В. Zaloznykh

Цел:да запознае учениците с понятието „скорост на химичните реакции“ и факторите, от които тя зависи.

задачи:

Образователни:да даде представа за скоростта на химичните реакции и мерните единици. Покажете значението му в природата и човешката дейност; за установяване на факторите, влияещи върху скоростта на реакцията. Задълбочаване на познанията за катализаторите. Да запознае учениците с класификацията на химичните реакции въз основа на фазата (агрегационното състояние): хомо и хетерогенни.

Разработване:развиват управленските умения на учениците учебни дейности; развитие на самостоятелно мислене; подобряване на практическите умения при извършване на лабораторни експерименти; развитие на способността да се откроява основното в изучавания материал, да се наблюдава, сравнява, анализира, се правят заключения.

Образование:да формират комуникативни умения в хода на работа по двойки и в екип; развиват независимост; стремеж към цел.

Тип урок:урок за изучаване на нов материал

Ресурси за урок:учебници и учебни помагала от различни автори, електронно учебно приложение към учебника на О. С. Габриелян (9 клас), компютър, мултимедиен проектор

Оборудване:статив с епруветки, спиртна лампа, държач за епруветки.

Реагенти: цинк, магнезий, мед, разтвор на сярна киселина, вода, желязо (пирони и дървени стърготини), водороден прекис, манганов (IV) оксид.

Методи и методически техники:самостоятелна работа с текст, индивидуална работа, работа в групи, попълване на таблица, изпълнение на тестови задачи, работа по двойки.

Инженеринг за безопасност: работа с алкохолна лампа, разтвор на сярна киселина

Планирани резултати:

Предмет:

● знаят определението за скоростта на химичните реакции

● познават факторите, влияещи върху скоростта на химичните реакции

Метасубект:

● да умее да изслушва събеседника и да води диалог; да може да разпознае възможността за различни гледни точки

● използване различни начинитърсене, събиране, обработка, анализ и интерпретация на информация в съответствие с целите на урока

● да можете да изразите мнението си и да аргументирате своята гледна точка

● активно използване на речеви средства, информационни средства и ИКТ за решаване на комуникационни и познавателни задачи

Лични:

● развиват умения за сътрудничество с учителя и връстниците в различни ситуации; способността да не създавате конфликти и да намирате изходи от противоречиви ситуации

● да формират уважително отношение към чуждото мнение

● упражнявайте самоконтрол, взаимен контрол

● оценете постиженията си в урока

По време на занятията

Организационен етап

Актуализация на знанията

Мъката на почти неподвижността -

Състезавайте се някъде със скоростта на звука

Знаейки отлично, че вече има някъде

Със скорост

Леонид Мартинов

Момчета, днес в урока имаме много интересна и много важна тема в изучаването на химичните реакции. Но искам да започна урока с интересни факти:

Скоростта на спукване на балона е 0,001 секунди.

Наполеон чете 12 000 знака с две хиляди думи в минута.

Балзак прочете 200 страници за половин час.

Скорост на вятъра от 10 до 15 мили в час.

При кипене на водата нейните молекули се движат със скорост от 650 метра в секунда

Един ураган може да се движи със скорост 125 мили в час.

Косата расте бавно през нощта. Растежът на косата се ускорява през деня. Темпът на растеж е най-бърз между 10 и 11 часа. Пикът на растежа е между 14:00 и 16:00 часа.

Кръвта се движи бързо в артериите (500 mm / s), по-бавно във вените (150 mm / s) и още по-бавно в капилярите (1 mm / s).

Момчета, кажете ми какво ги обединява научни факти? (говорят за скорост).

Следователно, за какво ще говорим днес в урока? (скорост)

правилно. Днес ще говорим за скоростта. Но не за този, който сте срещали в уроците по физика и математика, а за скоростта на химичните реакции. И така, темата на днешния урок е „Скоростта на химичните реакции“.

Какви въпроси смятате, че ще ни помогнат да отворим темата на урока?

(1. Каква е скоростта на химичните реакции? 2. Какво определя скоростта на химичните реакции?)

Организация на познавателни дейности

Каква е скоростта на химическа реакция? За да отговорите на този въпрос, предлагам ви да работите самостоятелно с учебници и учебници по химия от различни автори, които са на вашите таблици (учениците работят с учебници, напишат определението на понятието "скорост на химическа реакция" и формулата за нейното изчисляване ).

След това, по време на фронталния разговор, обсъждаме основните въпроси:

Каква е скоростта на химичните реакции? (двама ученици четат определения от различни източници)

В какви единици се измерва скоростта на реакциите?

И така, един проблем е решен. Сега да преминем към втория въпрос: "От какво зависи скоростта на химичните реакции?"

В хода на работата с литературата вие се натъкнахте на фактори, които влияят върху скоростта на химичната реакция. Какви са тези фактори? (2 души изброяват фактори, могат да бъдат записани на дъската)

И сега ще извършите лабораторна работа, по време на която ще определите как този или онзи фактор влияе върху скоростта на химичните реакции. За целта предварително сте се разделили на 5 групи. Всяка група има своя собствена задача. Трябва да проведете експеримента точно според инструкциите, да отговорите на предложените въпроси, да попълните таблицата. За да намерите отговори на въпроси, можете да използвате допълнителната литература, с която разполагате. Не забравяйте да следвате инструкциите за безопасност. След края на обучението ще обсъдим вашите резултати (учениците работят според карти с инструкции)

Да започваме. В зависимост от това какъв вид вещества реагират, реакциите могат да протичат много бързо, дори при експлозия, с умерена скорост или изключително бавно. Следователно, един от факторите, влияещи върху скоростта на реакцията, е естеството на реагиращите вещества. Под природата на реагиращите вещества се разбира техният състав, структура, взаимното влияние на атомите един върху друг. И как се случва това влияние, сега ще ни бъде казано (изпълнение на групата)

Според химичната кинетика се образуват нови вещества, когато молекулите взаимодействат една с друга. Следователно, колкото повече частици са в обема, толкова по-често се сблъскват във времето. Следователно концентрацията на реагентите също влияе върху скоростта на химичните реакции. И какво е това влияние ще ни каже (изпълнението на групата)

Следващият фактор, върху който ще се съсредоточим, е температурата (успеваемостта на учениците).

За по-голямата част от химичните реакции скоростта им се увеличава с повишаване на температурата. Зависимостта на скоростта на реакцията от температурата се определя от правилото на Van't Hoff:

с повишаване на температурата на всеки 10 0 , скоростта на реакцията се увеличава 2-4 пъти.

Това правило може да бъде показано с помощта на формулата:

ʋ t 2 = ʋ t 1 γ t 2 - t 1/10

където γ е температурният коефициент, който зависи от естеството на реагентите и от катализатора.

Следващият фактор, който ни интересува, е контактната повърхност на реагиращите вещества (ученическа реч).

Влиянието на този фактор върху скоростта на химичните реакции е възможно само ако реакцията е хетерогенна, т.е. реагентите са в различни агрегатни състояния.

Ако реагиращите вещества са в едно и също агрегатно състояние, т.е. реакцията е хомогенна, контактната повърхност на реагентите не влияе върху скоростта на реакцията.

Ние с вас оставаме с последния фактор, влияещ върху скоростта на химическата реакция – това е ефектът на катализатора. Нека си припомним от курса по биология какви вещества наричаме катализатори.

Катализаторите са вещества, които променят скоростта на реакцията, но сами остават непроменени.

В зависимост от това как катализаторите влияят върху скоростта на реакцията, те се разделят на две групи:

"+" Катализатори - увеличават скоростта на химичните реакции. Това включва повечето биологични катализатори – ензими.

"-" катализатори или инхибитори - намаляват скоростта на химичните реакции. Това включва антиоксиданти – това са естествени или синтетични инхибитори, които могат да забавят процеса на окисление. Използват се за предпазване на храната от разваляне. Например аскорбинова киселина.

Разгледахме с вас всички фактори, влияещи върху скоростта на химичните реакции. Да ги назовем отново.

Първично закотвяне

Изпълнение на тестова задача (по опции), решаване на задачи

Ключ към теста: Вариант 1 - 1-1; 2-1; 3-4; 4-4; 5-3; 6-2; B1 - 3421; B2-2

Вариант 2 - 1-2; 2-1; 3-2; 4-4; 5-2; 6-3; B1 - 3412; B2-1

задача:определи как ще се промени скоростта на дадена реакция:

а) когато температурата се повиши от 10 ° до 50 ° C;

б) когато температурата падне от 10° до 0°C.

Температурният коефициент на реакцията е 3.

Домашна работа

повторете контура, попълнете последната колона на таблицата; индивидуална задача: на "3" - за намиране Интересни фактина тема „Скорост на химична реакция”; на "4" - да се направи тест на тема "Скорост на химическа реакция"; на "5" - измислете проблем на тема "Скорост на химическа реакция"

Отражение

В края на урока учениците трябва да довършат изречения:

Днес разбрах...

Бях изненадан ...

Сега мога ...

Бих искал да…

Най-голяма трудност предизвика...

С работата си в урока аз ... (доволен / недоволен)

Момчета, днес всички работихте чудесно в урока като изследователи. Виждам, че усвоихте темата на урока и това беше най-важното в съвместната ни работа. Благодаря за урока.

Информационна карта номер 1

Зависимост на скоростта на реакцията от естеството на реагиращите вещества

Упражнение:Изсипете 1 ml киселина в три епруветки. Поставете магнезий в първата епруветка, цинк във втората и мед в третата. Сравнете скоростта, с която металите реагират с киселина. Каква според вас е причината за различните скорости на реакция на взаимодействието на киселината с металите. Попълнете таблицата за направеното преживяване.

Тръба №	експериментални условия	Наблюдения

Информационна карта номер 2

Зависимост на скоростта на реакцията от концентрацията на реагентите

Упражнение:Изсипете 1 ml киселина в 2 епруветки. Добавете 0,5 ml вода към първата епруветка. Поставете 2-3 цинкови гранули в двете епруветки. В коя тръба отделянето на газ е започнало по-бързо? Защо? Направете заключение за зависимостта на скоростта на реакцията от концентрацията на реагиращите вещества. Попълнете таблицата за направеното преживяване.

Тръба №	експериментални условия	Наблюдения

Информационна карта номер 3

Зависимостта на скоростта на реакцията от температурата

Упражнение:Изсипете 1 ml киселина в две епруветки. Поставете 2-3 цинкови гранули в двете епруветки. Загрейте една от тръбите. В коя епруветка отделянето на газ е по-интензивно? Защо? Направете заключение за зависимостта на скоростта на реакцията от температурата. Попълнете таблицата за направеното преживяване.

Тръба №	експериментални условия	Наблюдения

Информационна карта номер 4

Зависимост на скоростта на реакцията от контактната повърхност на реагиращите вещества (за хетерогенни реакции)

Упражнение:Изсипете 1 ml киселина в две епруветки. Поставете железен пирон в едната епруветка и железни стърготини в другата. В коя епруветка реакцията протича по-бързо? Защо? Направете заключение за зависимостта на скоростта на реакцията от контактната повърхност на реагиращите вещества. Попълнете таблицата за направеното преживяване.

Тръба №	експериментални условия	Наблюдения

Информационна карта номер 5

Зависимостта на скоростта на реакцията от катализаторите

Упражнение:Изсипете 1 ml водороден прекис в две епруветки. Внимателно изсипете няколко кристала манганов (IV) оксид в една епруветка. В коя епруветка има бързо отделяне на газ? Защо? Каква роля играе мангановият оксид в тази реакция? Направете заключение за зависимостта на скоростта на реакцията от катализаторите. Попълнете таблицата за направеното преживяване.

Тръба №	експериментални условия	Наблюдения

Фактори, влияещи върху скоростта	заключения
Природата на реагентите
Концентрация на реагентите
температура
Контактна повърхност на реагентите
Катализатори