Μάθημα χημείας ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων. Μάθημα "Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης. Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης" Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων ανά μάθημα

Ημερομηνία _____________ Τάξη _______________
Θέμα: Η έννοια του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης. Καταλύτες. Χημική ισορροπία
Στόχοι μαθήματος: επανάληψη και παγίωση γνώσεων σχετικά με τις αναστρέψιμες αντιδράσεις, τη χημική ισορροπία. να σχηματίσουν ιδέες για τους καταλύτες και την κατάλυση.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

1. Οργάνωση χρόνουμάθημα. 2. Εκμάθηση νέου υλικού Γνωρίζετε την έννοια της «ταχύτητας» από το μάθημα της φυσικής. V γενική εικόναΗ ταχύτητα είναι μια τιμή που δείχνει πώς αλλάζει οποιοδήποτε χαρακτηριστικό ανά μονάδα χρόνου.Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι μια τιμή που δείχνει πώς οι συγκεντρώσεις των αρχικών ουσιών ή των προϊόντων αντίδρασης αλλάζουν ανά μονάδα χρόνου. Για να εκτιμηθεί η ταχύτητα, είναι απαραίτητο να αλλάξει η συγκέντρωση μιας από τις ουσίες.1. Το μεγαλύτερο ενδιαφέροναντιπροσωπεύουν αντιδράσεις που συμβαίνουν σε ένα ομοιογενές (ομογενές) μέσο.Ομοιογενή συστήματα (ομογενή) - αέριο/αέριο, υγρό/υγρό - Οι αντιδράσεις γίνονται σε όλο τον όγκο. Μαθηματικά, ο ρυθμός μιας χημικής ομοιογενούς αντίδρασης μπορεί να αναπαρασταθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:
2. Για μια ετερογενή αντίδραση, ο ρυθμός αντίδρασης καθορίζεται από τον αριθμό των γραμμομορίων ουσιών που έχουν εισέλθει ή σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης ανά μονάδα χρόνου ανά μονάδα επιφάνειας:Ετερογενή (ετερογενή) συστήματα – στερεό/υγρό, αέριο/στερεό, υγρό/αέριο - οι αντιδράσεις συμβαίνουν στη διεπαφή. Με αυτόν τον τρόπο, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης δείχνει τη μεταβολή της ποσότητας ουσίες ανά μονάδα χρόνου, ανά μονάδα όγκου ή ανά μονάδα διεπαφής. Εξάρτηση του ρυθμού των αντιδράσεων από διάφορους παράγοντες

Συνθήκες

Νόμος των ενεργών μαζών Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι ευθέως ανάλογος με το προϊόν των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων. Με μια αύξηση στη συγκέντρωση τουλάχιστον μιας από τις αντιδρώντες ουσίες, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης αυξάνεται σύμφωνα με την κινητική εξίσωση.
Εξετάστε τη γενική εξίσωση αντίδρασης: aA + bB = cC + dD, όπου A, B, C, D - αέρια, υγράΓια αυτή την αντίδραση, η κινητική εξίσωση έχει τη μορφή:

Ο λόγος για την αύξηση της ταχύτητας είναι η αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων των σωματιδίων που αντιδρούν λόγω της αύξησης των σωματιδίων ανά μονάδα όγκου.

Οι χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε ομοιογενή συστήματα (μείγματα αερίων, υγρά διαλύματα) πραγματοποιούνται λόγω της σύγκρουσης σωματιδίων. Ωστόσο, κάθε σύγκρουση σωματιδίων αντιδρώντων δεν οδηγεί στο σχηματισμό προϊόντων. Μόνο σωματίδια με αυξημένη ενέργεια -ενεργά σωματίδια, ικανό να πραγματοποιήσει μια χημική αντίδραση. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η κινητική ενέργεια των σωματιδίων αυξάνεται και ο αριθμός των ενεργών σωματιδίων αυξάνεται, επομένως, οι χημικές αντιδράσεις σε υψηλές θερμοκρασίεςρέει πιο γρήγορα από ότι σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη θερμοκρασία καθορίζεται από τον κανόνα van't Hoff:με αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 10°C, ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται κατά 2-4 φορές.

Ο κανόνας van't Hoff είναι κατά προσέγγιση και ισχύει μόνο για μια κατά προσέγγιση εκτίμηση της επίδρασης της θερμοκρασίας στον ρυθμό αντίδρασης.

Οι καταλύτες είναι ουσίες που αυξάνουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.Αλληλεπιδρούν με αντιδραστήρια για να σχηματίσουν μια ενδιάμεση χημική ένωση και απελευθερώνονται στο τέλος της αντίδρασης.
Η επίδραση που έχουν οι καταλύτες στις χημικές αντιδράσεις ονομάζεταικατάλυση . Σύμφωνα με την κατάσταση συσσωμάτωσης στην οποία βρίσκονται ο καταλύτης και τα αντιδρώντα, πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ:
ομοιογενής κατάλυση (ο καταλύτης σχηματίζει ένα ομοιογενές σύστημα με τις αντιδρώντες ουσίες, για παράδειγμα, ένα μείγμα αερίων).
ετερογενής κατάλυση (ο καταλύτης και τα αντιδρώντα βρίσκονται σε διαφορετικές φάσεις· η κατάλυση λαμβάνει χώρα στη διεπιφάνεια).

Μια ουσία που επιβραδύνει τον ρυθμό μιας αντίδρασης

1. Μεταξύ όλων των γνωστών αντιδράσεων, υπάρχουν αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες αντιδράσεις. Κατά τη μελέτη των αντιδράσεων ανταλλαγής ιόντων, αναφέρθηκαν οι συνθήκες υπό τις οποίες προχωρούν στην ολοκλήρωσή τους. ( ). Υπάρχουν επίσης γνωστές αντιδράσεις που δεν ολοκληρώνονται υπό δεδομένες συνθήκες. Έτσι, για παράδειγμα, όταν το διοξείδιο του θείου διαλύεται στο νερό, εμφανίζεται η ακόλουθη αντίδραση: SO 2 + Η 2 Ο→ H 2 ΕΤΣΙ 3 . Αλλά αποδεικνύεται ότι μόνο μια ορισμένη ποσότητα θειικού οξέος μπορεί να σχηματιστεί σε ένα υδατικό διάλυμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το θειικό οξύ είναι εύθραυστο και συμβαίνει η αντίστροφη αντίδραση, δηλ. αποσύνθεση σε οξείδιο του θείου και νερό. Επομένως, αυτή η αντίδραση δεν πάει στο τέλος γιατί δύο αντιδράσεις συμβαίνουν ταυτόχρονα -ευθεία (μεταξύ οξειδίου του θείου και νερού) καιΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ (αποσύνθεση θειικού οξέος). ΕΤΣΙ 2 + H 2 Ο↔ H 2 ΕΤΣΙ 3 . Οι χημικές αντιδράσεις που διεξάγονται υπό δεδομένες συνθήκες σε αμοιβαία αντίθετες κατευθύνσεις ονομάζονται αναστρεπτός.
2. Επειδή η ταχύτητα χημικές αντιδράσειςεξαρτάται από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων και στη συνέχεια από την ταχύτητα της άμεσης αντίδρασης( υπερ ) πρέπει να είναι το μέγιστο,και ο ρυθμός της αντίστροφης αντίδρασης (υ αρ ) ισούται με μηδέν. Η συγκέντρωση των αντιδρώντων μειώνεται με την πάροδο του χρόνου και η συγκέντρωση των προϊόντων της αντίδρασης αυξάνεται. Επομένως, ο ρυθμός της προς τα εμπρός αντίδρασης μειώνεται και ο ρυθμός της αντίστροφης αντίδρασης αυξάνεται. V ορισμένη στιγμήχρόνο, οι ρυθμοί των μπροστινών και αντίστροφων αντιδράσεων γίνονται ίσοι:

Σε όλες τις αναστρέψιμες αντιδράσεις, ο ρυθμός της προς τα εμπρός αντίδρασης μειώνεται, ο ρυθμός της αντίστροφης αντίδρασης αυξάνεται έως ότου και οι δύο ρυθμοί γίνουν ίσοι και δημιουργηθεί μια κατάσταση ισορροπίας: υ pr = υ αρ Η κατάσταση ενός συστήματος στο οποίο ο ρυθμός της μπροστινής αντίδρασης είναι ίσος με τον ρυθμό της αντίστροφης αντίδρασης ονομάζεται χημική ισορροπία. Σε κατάσταση χημικής ισορροπίας, η ποσοτική αναλογία μεταξύ των αντιδρώντων ουσιών και των προϊόντων της αντίδρασης παραμένει σταθερή: πόσα μόρια του προϊόντος της αντίδρασης σχηματίζονται ανά μονάδα χρόνου, τόσο πολλά από αυτά αποσυντίθενται. Ωστόσο, η κατάσταση της χημικής ισορροπίας διατηρείται όσο οι συνθήκες της αντίδρασης παραμένουν αμετάβλητες: συγκέντρωση, θερμοκρασία και πίεση. Ποσοτικά, περιγράφεται η κατάσταση της χημικής ισορροπίαςο νόμος της μαζικής δράσης. Σε κατάσταση ισορροπίας, η αναλογία του γινομένου των συγκεντρώσεων των προϊόντων αντίδρασης (σε ισχύ των συντελεστών τους) προς το γινόμενο των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων (επίσης σε δυνάμεις των συντελεστών τους) είναι μια σταθερή τιμή, ανεξάρτητη από τις αρχικές συγκεντρώσεις του ουσίες σε μίγμα αντίδρασης. Αυτή η σταθερά ονομάζεταισταθερά ισορροπίας - κ Για την αντίδραση λοιπόν:Ν 2 (Δ) + 3 H 2 (ΣΟΛ)↔ 2 NH 3 (D) + 92,4 kJη σταθερά ισορροπίας εκφράζεται ως εξής:υ 1 = υ 2 υ 1 (άμεση αντίδραση) = κ 1 [ Ν 2 ][ H 2 ] 3 , που – μοριακές συγκεντρώσεις ισορροπίας, = mol/l υ 2 (αντίστροφη αντίδραση) = κ 2 [ NH 3 ] 2 κ 1 [ Ν 2 ][ H 2 ] 3 = κ 2 [ NH 3 ] 2 κ Π = κ 1 / κ 2 = [ NH 3 ] 2 / [ Ν 2 ][ H 2 ] 3 – σταθερά ισορροπίας . Η χημική ισορροπία εξαρτάται από τη συγκέντρωση, την πίεση, τη θερμοκρασία. Αρχή καθορίζει την κατεύθυνση της ανάμειξης ισορροπίας:Εάν ασκήθηκε εξωτερική επιρροή σε ένα σύστημα που βρίσκεται σε ισορροπία, τότε η ισορροπία στο σύστημα θα μετατοπιστεί προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτήν την επιρροή. 1) Επιρροή συγκέντρωσης - εάν η συγκέντρωση των αρχικών ουσιών είναι αυξημένη, τότε η ισορροπία μετατοπίζεται προς το σχηματισμό προϊόντων αντίδρασης.Για παράδειγμα, κ Π = κ 1 / κ 2 = [ NH 3 ] 2 / [ Ν 2 ][ H 2 ] 3 Όταν προστίθεται στο μίγμα της αντίδρασης, για παράδειγμα άζωτο, δηλ. η συγκέντρωση του αντιδραστηρίου αυξάνεται, ο παρονομαστής στην έκφραση για το Κ αυξάνεται, αλλά επειδή το K είναι σταθερά, ο αριθμητής πρέπει επίσης να αυξηθεί για να εκπληρωθεί αυτή η συνθήκη. Έτσι, η ποσότητα του προϊόντος της αντίδρασης αυξάνεται στο μίγμα της αντίδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, μιλάμε για μετατόπιση της χημικής ισορροπίας προς τα δεξιά, προς το προϊόν. Έτσι, μια αύξηση στη συγκέντρωση των αντιδρώντων (υγρού ή αερίου) μετατοπίζεται προς προϊόντα, δηλ. προς μια άμεση αντίδραση. Η αύξηση της συγκέντρωσης των προϊόντων (υγρού ή αερίου) μετατοπίζει την ισορροπία προς τα αντιδρώντα, δηλ. προς την πίσω αντίδραση. Μια αλλαγή στη μάζα ενός στερεού δεν αλλάζει τη θέση ισορροπίας. 2) Επίδραση θερμοκρασίας Η αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζει την ισορροπία προς μια ενδόθερμη αντίδραση.ένα) Ν 2 (Δ) + 3 H 2 (ΣΟΛ) ↔ 2 NH 3 (D) + 92,4 kJ (εξώθερμη - παραγωγή θερμότητας) Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση της αντίδρασης αποσύνθεσης αμμωνίας ( ← ) σι) Ν 2 (Δ) + Ο 2 (ΣΟΛ) ↔ 2 ΟΧΙ (G) - 180,8 kJ (ενδόθερμος - απορρόφηση θερμότητας) Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση της αντίδρασης σχηματισμού ΟΧΙ ( → ) 3) Επίδραση της πίεσης (μόνο για αέριες ουσίες) - με την αύξηση της πίεσης, η ισορροπία μετατοπίζεται προς το σχηματισμό ουσιών που καταλαμβάνουν μικρότερο όγκο.Ν 2 (Δ) + 3 H 2 (ΣΟΛ) ↔ 2 NH 3 (ΣΟΛ) 1 V - Ν 2 3 V - H 2 2 V – NH 3 Όταν η πίεση αυξάνεται ( Π ): πριν την αντίδραση 4 V αέριες ουσίες → μετά την αντίδραση 2 V αέριες ουσίες, επομένως, η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά ( → ) Με αύξηση της πίεσης, για παράδειγμα, κατά 2 φορές, ο όγκος των αερίων μειώνεται κατά τον ίδιο αριθμό φορές και επομένως, οι συγκεντρώσεις όλων των αερίων ουσιών θα αυξηθούν κατά 2 φορές. κ Π = κ 1 / κ 2 = [ NH 3 ] 2 / [ Ν 2 ][ H 2 ] 3 Σε αυτήν την περίπτωση, ο αριθμητής της παράστασης για το K θα αυξηθεί κατά 4 φορές, και ο παρονομαστής είναι 16 φορές, δηλ. θα σπάσει η ισότητα. Για να αποκατασταθεί, πρέπει να αυξηθεί η συγκέντρωση αμμωνία και μειώνουν τη συγκέντρωση άζωτο και υδρογόνο. Η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά. Έτσι, όταν η πίεση αυξάνεται, η ισορροπία μετατοπίζεται προς μια μείωση του όγκου, και όταν η πίεση μειώνεται, μετατοπίζεται προς μια αύξηση του όγκου. Μια αλλαγή στην πίεση δεν έχει πρακτικά καμία επίδραση στον όγκο των στερεών και υγρών ουσιών, δηλ. δεν αλλάζει τη συγκέντρωσή τους. Κατά συνέπεια, η ισορροπία των αντιδράσεων στις οποίες δεν συμμετέχουν αέρια είναι πρακτικά ανεξάρτητη από την πίεση. ! Ουσίες που επηρεάζουν την πορεία μιας χημικής αντίδρασης καταλύτες. Αλλά όταν χρησιμοποιείται ένας καταλύτης, η ενέργεια ενεργοποίησης τόσο της μπροστινής όσο και της αντίστροφης αντίδρασης μειώνεται κατά το ίδιο ποσό, και επομένως η ισορροπία δεν αλλάζει. 3. Εμπέδωση της μελετημένης ύλης Εργο Προσδιορίστε πώς θα επηρεάσει:α) αύξηση της πίεσης.β) αύξηση της θερμοκρασίας.γ) αύξηση της συγκέντρωσης οξυγόνου για την εξισορρόπηση του συστήματος: 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + QΔιάλυμα: α) Αλλαγή πίεσηςμετατοπίζει την ισορροπία των αντιδράσεων που περιλαμβάνουν αέριες ουσίες (δ). Ας προσδιορίσουμε τους όγκους των αερίων ουσιών πριν και μετά την αντίδραση με στοιχειομετρικούς συντελεστές:Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier,με αυξανόμενη πίεση, η ισορροπία αλλάζειπρος το σχηματισμό ουσιών που καταλαμβάνουν μικρότερο όγκο, επομένως, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά, δηλ. προς το σχηματισμό CO 2 , προς την άμεση αντίδραση(→) . β) Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier,όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει, η ισορροπία αλλάζειπρος μια ενδόθερμη αντίδραση (- Q ), δηλ. προς την κατεύθυνση της αντίστροφης αντίδρασης - η αντίδραση αποσύνθεσης του CO 2 (←) , επειδή επί ο νόμος διατήρησης της ενέργειας: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση οξυγόνουη ισορροπία του συστήματος μεταβάλλεταιπρος λήψη CO 2 (→) επειδή η αύξηση της συγκέντρωσης των αντιδρώντων (υγρού ή αερίου) μετατοπίζεται προς προϊόντα, δηλ. προς μια άμεση αντίδραση. 4. Εργασία για το σπίτι. P.14, Ολοκληρώστε την εργασία σε ζευγάριαΠαράδειγμα 1 Πόσες φορές θα αλλάξει ο ρυθμός των μπροστινών και των αντίστροφων αντιδράσεων στο σύστημα: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2 SO 3 (g) αν ο όγκος του μείγματος αερίων τριπλασιαστεί; Προς ποια κατεύθυνση θα μετατοπιστεί η ισορροπία του συστήματος;Λύση. Ας υποδηλώσουμε τις συγκεντρώσεις των ουσιών που αντιδρούν: [ SO 2 ]= ένα, [Ο 2] = σι, [SO3] = Με. Σύμφωνα με το νόμο της δράσης των μαζών ταχύτηταςv Εμπρός και αντίστροφες αντιδράσεις πριν από την αλλαγή όγκου:v pr = Κα 2 σι v αρ = ΠΡΟΣ ΤΟ 1 Με 2 . Μετά τη μείωση του όγκου ενός ομοιογενούς συστήματος κατά τρεις συντελεστές, η συγκέντρωση καθενός από τα αντιδρώντα θα αυξηθεί κατά τρεις φορές: [ΕΤΣΙ 2 ] = 3 ένα , [Ο 2 ] = 3 σι; [ ΕΤΣΙ 3 ] = 3 Με . Σε νέες συγκεντρώσεις ταχύτητας v’ αντίδραση προς τα εμπρός και προς τα πίσω:v’ και τα λοιπά = ΠΡΟΣ ΤΟ (3 ένα ) 2 (3 σι) = 27 Κα 2 σιv’ αρ = ΠΡΟΣ ΤΟ 1 (3 Με ) 2 = 9 ΠΡΟΣ ΤΟ 1 Με 2 Από εδώ:

Κατά συνέπεια, ο ρυθμός της προς τα εμπρός αντίδρασης αυξήθηκε κατά 27 φορές και η αντίστροφη - μόνο εννέα φορές. Η ισορροπία του συστήματος έχει μετατοπιστεί προς την εκπαίδευσηΕΤΣΙ 3 . Παράδειγμα 2 Υπολογίστε πόσες φορές θα αυξηθεί ο ρυθμός μιας αντίδρασης που διεξάγεται στην αέρια φάση με αύξηση της θερμοκρασίας από 30 σε 70 Ο C αν ο συντελεστής θερμοκρασίας της αντίδρασης είναι 2.Λύση. Η εξάρτηση του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης από τη θερμοκρασία προσδιορίζεται από τον εμπειρικό κανόνα Van't Hoff σύμφωνα με τον τύπο:

Επομένως, ο ρυθμός αντίδρασης νΤ 2 σε θερμοκρασία 70°C Ο Με μεγαλύτερη ταχύτητα αντίδρασης νΤ 1 σε θερμοκρασία 30°C Ο Γ 16 φορές.Παράδειγμα 3 Σταθερά ισορροπίας ομοιογενούς συστήματος:CO(g) + H 2 O(g) = CO 2 (δ) + Η 2 (ΣΟΛ)στα 850 Ο Το C ισούται με 1. Υπολογίστε τις συγκεντρώσεις όλων των ουσιών σε ισορροπία εάν οι αρχικές συγκεντρώσεις είναι: [CO] αναφ \u003d 3 mol / l, [Ν 2 O] αναφ = 2 mol/l.Λύση. Στην ισορροπία, οι ρυθμοί των μπροστινών και αντίστροφων αντιδράσεων είναι ίσοι και ο λόγος των σταθερών αυτών των ρυθμών είναι σταθερός και ονομάζεται σταθερά ισορροπίας του δεδομένου συστήματος:v pr = ΠΡΟΣ ΤΟ 1 [ΟΝΕΙΡΟ 2 O]v αρ = Κ 2 [CO 2 ][H 2 ]

Στην συνθήκη του προβλήματος δίνονται οι αρχικές συγκεντρώσεις, ενώ στην έκφραση ΠΡΟΣ ΤΟ R περιλαμβάνει μόνο τις συγκεντρώσεις ισορροπίας όλων των ουσιών του συστήματος. Ας υποθέσουμε ότι από τη στιγμή της ισορροπίας της συγκέντρωσης [СО 2 ] R = Χ φίλη αλήτη. Σύμφωνα με την εξίσωση του συστήματος, ο αριθμός των mol υδρογόνου που σχηματίζονται σε αυτή την περίπτωση θα είναι επίσης Χ φίλη αλήτη. Για τον ίδιο αριθμό κρεατοελιών (Χ mol/l) CO και H 2 O ξοδεύτηκε για την εκπαίδευση Χ κρεατοελιές CO 2 και Χ 2 . Επομένως, οι συγκεντρώσεις ισορροπίας και των τεσσάρων ουσιών είναι:[CO 2 ] R = [Ν 2 ] R = Χ φίλη αλήτη; [CO] R = (3 – Χ ) mol/l;[Ν 2 O] R = (2 – Χ ) mol/l.Γνωρίζοντας τη σταθερά ισορροπίας, βρίσκουμε την τιμή Χ , και στη συνέχεια οι αρχικές συγκεντρώσεις όλων των ουσιών:

Έτσι, οι επιθυμητές συγκεντρώσεις ισορροπίας είναι:[CO 2 ] R = 1,2 mol/l;[Ν 2 ] R = 1,2 mol/l;[CO] R \u003d 3 - 1,2 \u003d 1,8 mol / l;[Ν 2 O] R \u003d 2 - 1,2 \u003d 0,8 mol / l.

Ο.Ι. Ivanova, δάσκαλος χημείας, MBOU "Napolnokotyakskaya δευτεροβάθμιο σχολείο" περιοχή Kanashsky της Τσετσενικής Δημοκρατίας

Μάθημα "Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης"

Σκοπός του μαθήματος:μελέτη παραγόντων που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης

Καθήκοντα:

μάθετε ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων

να διδάξει να εξηγήσει την επιρροή κάθε παράγοντα.

διεγείρουν τη γνωστική δραστηριότητα των μαθητών δημιουργώντας μια προβληματική κατάσταση.

για τη διαμόρφωση των ικανοτήτων των μαθητών (εκπαιδευτικές-γνωστικές, επικοινωνιακές, εξοικονόμησης υγείας).

βελτίωση των πρακτικών δεξιοτήτων των μαθητών.

Είδος μαθήματος: προβληματικό-διαλογικό.

Μορφές εργασίας:ομαδικός, ατομικός.

Εξοπλισμός και αντιδραστήρια:ένα σετ δοκιμαστικών σωλήνων, θήκη για δοκιμαστικούς σωλήνες, τρίποδο, λυχνία αλάτων, θραύσμα, σπίρτα, κόκκοι ψευδαργύρου, σκόνη ψευδάργυρου, σκόνη οξειδίου του χαλκού, μαγνήσιο, διάλυμα θειικού οξέος (διάλυμα 10%), υπεροξείδιο του υδρογόνου, διχρωμικό κάλιο , θειικός χαλκός, καρφί σιδήρου, υδροξείδιο του νατρίου, κιμωλία.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων:

1ο στάδιο:

Κλήση:Γεια σας παιδιά! Σήμερα θα συστηθούμε ως επιστήμονες-ερευνητές. Αλλά πριν αρχίσουμε να μαθαίνουμε νέο υλικό, θα ήθελα να επιδείξω ένα μικρό πείραμα. Παρακαλούμε δείτε τον πίνακα και κάντε τις εικασίες σας για την πορεία αυτών των αντιδράσεων:

Α) θειικός χαλκός και σίδηρος.

Β) διάλυμα θειικού χαλκού και υδροξειδίου του καλίου

Θα υπάρξουν αυτές οι αντιδράσεις; Πηγαίνετε στον μαυροπίνακα και γράψτε τις εξισώσεις για αυτές τις αντιδράσεις.

Εξετάστε αυτά τα παραδείγματα (το πείραμα διεξάγεται από τον δάσκαλο).

Υπάρχουν δύο δοκιμαστικοί σωλήνες στο τραπέζι, και οι δύο περιέχουν διάλυμα θειικού χαλκού, αλλά σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα με την προσθήκη χλωριούχου νατρίου, κατεβάζουμε ένα κόκκο αλουμινίου και στους δύο δοκιμαστικούς σωλήνες. Τι βλέπουμε;

ΠΡΟΒΛΗΜΑ:Γιατί, στη δεύτερη περίπτωση, δεν βλέπουμε σημάδια αντίδρασης, είναι λάθος οι υποθέσεις μας;

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Οι χημικές αντιδράσεις προχωρούν με διαφορετικούς ρυθμούς. Μερικά πηγαίνουν αργά, για μήνες, όπως η διάβρωση του σιδήρου ή η ζύμωση (ζύμωση) χυμός σταφύλιμε αποτέλεσμα το κρασί. Άλλα ολοκληρώνονται σε εβδομάδες ή ημέρες, όπως η αλκοολική ζύμωση της γλυκόζης. Άλλες πάλι τελειώνουν πολύ γρήγορα, όπως η καθίζηση αδιάλυτων αλάτων, και κάποιες προχωρούν ακαριαία, όπως οι εκρήξεις.

Σχεδόν αμέσως, πολύ γρήγορα, εμφανίζονται πολλές αντιδράσεις υδατικά διαλύματα: πρόκειται για ιοντικές αντιδράσεις που συνοδεύονται από το σχηματισμό ιζήματος, αερίου ή αντίδρασης εξουδετέρωσης.

Τώρα ας θυμηθούμε τι γνωρίζετε για τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων.

Κατανόηση της έννοιας.Αναφέρετε τον ορισμό, τους τύπους, τη μονάδα μέτρησης.

ΠΡΟΒΛΗΜΑ:Τι πρέπει να γνωρίζετε για να μπορείτε να ελέγξετε τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης; (Γνωρίστε ποιες συνθήκες επηρεάζουν την ταχύτητα)

Ποια είναι τα ονόματα αυτών των συνθηκών που μόλις αναφέρατε; (Παράγοντες)

Στα τραπέζια μπροστά σου χημικά όργανακαι αντιδραστήρια. Τι πιστεύετε, για ποιο σκοπό θα κάνετε πειράματα; (Για να μελετηθεί η επίδραση παραγόντων στο ρυθμό των αντιδράσεων)

Τώρα ερχόμαστε στο θέμα του σημερινού μαθήματος. Είναι η μελέτη παραγόντων που θα ασχοληθούμε σε αυτό το μάθημα.

Γράφουμε σε τετράδια το όνομα του θέματος και την ημερομηνία.

IIστάδιο:

ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ.

Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων;

Λίστα μαθητών: θερμοκρασία, φύση των αντιδρώντων, συγκέντρωση, επιφάνεια επαφής, καταλύτες.

Πώς μπορούν να αλλάξουν τον ρυθμό αντίδρασης;(Οι μαθητές προσφέρουν τις εικασίες τους)

Δάσκαλος:Η επίδραση όλων αυτών των παραγόντων στον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας μια απλή θεωρία - τη θεωρία των συγκρούσεων. Η κύρια ιδέα του είναι η εξής: αντιδράσεις συμβαίνουν όταν σωματίδια αντιδρώντων που έχουν μια ορισμένη ενέργεια συγκρούονται. Από αυτό μπορούμε να βγάλουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα:

Όσο περισσότερα αντιδρώντα σωματίδια, τόσο πιο πιθανό είναι να συγκρουστούν και να αντιδράσουν.

Μόνο οι αποτελεσματικές συγκρούσεις οδηγούν στην αντίδραση, δηλ. εκείνα στα οποία «παλαιοί δεσμοί» καταστρέφονται ή αποδυναμώνονται και επομένως μπορούν να σχηματιστούν «νέοι». Αλλά για αυτό, τα σωματίδια πρέπει να έχουν μια ορισμένη ενέργεια.

Η ελάχιστη περίσσεια ενέργειας που απαιτείται για την αποτελεσματική σύγκρουση των αντιδρώντων σωματιδίων ονομάζεται ενέργεια ενεργοποίησης (καταγραφή του ορισμού σε σημειωματάρια).

Έτσι, στο δρόμο όλων των σωματιδίων που εισέρχονται στην αντίδραση, υπάρχει ένα ορισμένο φράγμα ίσο με την ενέργεια ενεργοποίησης. Αν είναι μικρό, τότε υπάρχουν πολλά σωματίδια που το ξεπερνούν με επιτυχία. Με ένα μεγάλο ενεργειακό φράγμα, απαιτείται πρόσθετη ενέργεια για να το ξεπεραστεί, μερικές φορές αρκεί μια «καλή ώθηση».

Περνάμε στη δήλωση του Λεονάρντο ντα Βίντσι (Η γνώση που δεν έχει δοκιμαστεί από την εμπειρία είναι άκαρπη και γεμάτη λάθη).

Δάσκαλος: Πώς καταλαβαίνετε τη σημασία αυτών των λέξεων;(θεωρία δοκιμής με πρακτική)

Ναι, όντως, οποιαδήποτε θεωρία πρέπει επίσης να δοκιμαστεί στην πράξη. Στη συνέχεια, εσείς οι ίδιοι πρέπει να μελετήσετε διάφορους παράγοντες σχετικά με την ταχύτητα των αντιδράσεων. Για να το κάνετε αυτό, θα πραγματοποιήσετε τις αντιδράσεις, καθοδηγούμενες από τις οδηγίες στους πίνακές σας, θα συντάξετε ένα πρωτόκολλο πειράματος. Μετά από αυτό, ένας μαθητής από την ομάδα θα πρέπει να πάει στον μαυροπίνακα, να εξηγήσει την επίδραση του παράγοντα που έχετε λάβει υπόψη, να γράψει τις εξισώσεις στον πίνακα και να βγάλει ένα συμπέρασμα σύμφωνα με τη θεωρία σύγκρουσης και τη θεωρία ενεργοποίησης.

Οδηγίες τηλεόρασης.

ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΣΕ ΟΜΑΔΕΣ

Κάρτα 1. Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:

1. Φύση των αντιδρώντων.

Ρίξτε λίγο θειικό οξύ σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες.

2. Βουτήξτε μια μικρή ποσότητα μαγνησίου στο ένα και ένα κόκκο ψευδάργυρου στο άλλο.

3. Συγκρίνετε το ρυθμό αλληλεπίδρασης διαφόρων μετάλλων με το θειικό οξύ.

4. Ποιος είναι, κατά τη γνώμη σας, ο λόγος για τους διαφορετικούς ρυθμούς όξινων αντιδράσεων με αυτά τα μέταλλα.

5. Ποιος παράγοντας επηρεάζει κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας;

6. Βρείτε στο πρωτόκολλο εργαστηριακών εργασιών μισές αντιδράσεις που αντιστοιχούν στην εμπειρία σας και συμπληρώστε τις εξισώσεις αντίδρασης.

Κάρτα 2. Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:

2. Συγκέντρωση αντιδρώντων.

Να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε ουσίες. Θυμηθείτε τους κανόνες ασφαλείας.

1. Ρίξτε 1-2 ml θειικού οξέος σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες.

2. Προσθέστε τον ίδιο όγκο νερού σε ένα από τα σωληνάρια.

3. Τοποθετήστε έναν κόκκο ψευδαργύρου σε καθέναν από τους δοκιμαστικούς σωλήνες.

4. Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες ξεκίνησε πιο γρήγορα η εξέλιξη του υδρογόνου;

Κάρτα 3. Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:

3. Περιοχή επαφής αντιδρώντων.

Να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε ουσίες. Θυμηθείτε τους κανόνες ασφαλείας.

1. Χτυπάμε ένα μικρό κομμάτι κιμωλίας σε ένα γουδί.

2. Ρίξτε λίγο διάλυμα θειικού οξέος σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες. Προσέξτε πολύ, ρίξτε λίγο οξύ!

3. Ταυτόχρονα, τοποθετήστε τη σκόνη στον ένα δοκιμαστικό σωλήνα και ένα κομμάτι κιμωλίας στον άλλο.

4. Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες θα γίνει πιο γρήγορα η αντίδραση;

5. Τι επηρεάζει ποιος παράγοντας ανακαλύψατε σε αυτό το πείραμα;

6. Πώς μπορεί να εξηγηθεί αυτό από την άποψη της θεωρίας σύγκρουσης;

7. Γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης.

Κάρτα 4. Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:

4.Θερμοκρασία.

Να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε ουσίες. Θυμηθείτε τους κανόνες ασφαλείας.

1. Ρίξτε ένα διάλυμα θειικού οξέος και στους δύο δοκιμαστικούς σωλήνες και τοποθετήστε ένα κόκκο οξειδίου του χαλκού σε αυτούς.

2. Θερμάνετε απαλά έναν από τους σωλήνες. Αρχικά θερμαίνουμε ελαφρώς λοξά τον δοκιμαστικό σωλήνα προσπαθώντας να τον θερμάνουμε σε όλο του το μήκος και μετά μόνο το κάτω μέρος, έχοντας ήδη ισιώσει τον δοκιμαστικό σωλήνα. Κρατήστε το σωλήνα με μια θήκη.

3. Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες προχωρά πιο εντατικά η αντίδραση;

4. Τι επηρεάζει ποιος παράγοντας ανακαλύψατε σε αυτό το πείραμα;

5. Πώς μπορεί να εξηγηθεί αυτό από την άποψη της θεωρίας σύγκρουσης;

6. Γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης.

Κάρτα 5. Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης:

5. Παρουσία ειδικών ουσιών – καταλυτώνουσίες που αυξάνουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.

Να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε ουσίες. Θυμηθείτε τους κανόνες ασφαλείας.

Ρίξτε το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε δύο φλιτζάνια.

Σε έναν από τους δοκιμαστικούς σωλήνες πασπαλίστε προσεκτικά μερικούς κρυστάλλους διχρωμικού καλίου. Ανακατέψτε το προκύπτον διάλυμα με μια γυάλινη ράβδο.

Ανάψτε ένα θραύσμα και μετά σβήστε το. Φέρτε το σιγαστήρα που σιγοκαίει στα διαλύματα και στα δύο ποτήρια όσο το δυνατόν πιο κοντά στο διάλυμα, αλλά χωρίς να αγγίξετε το υγρό. Ο φακός πρέπει να ανάψει.

Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες παρατηρείται ταχεία έκλυση αερίου; Τι είναι αυτό το αέριο;

Τι ρόλο παίζει το διχρωμικό κάλιο σε αυτή την αντίδραση;

Ποιος παράγοντας που επηρεάζει ανακάλυψες σε αυτό το πείραμα;

Γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης.

ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΤΩΝ ΕΠΙΛΗΦΘΕΝΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ.

Για συζήτηση από κάθε ομάδα εργασίας, ένας μαθητής έρχεται στον πίνακα (με τη σειρά)

Σύνταξη συνοπτικού πρωτοκόλλου εργαστηριακών εργασιών με βάση τις απαντήσεις στις ερωτήσεις του εργαστηρίου.

Οι εξισώσεις αντίδρασης γράφονται στον πίνακα και εξάγονται τα αντίστοιχα συμπεράσματα. Όλοι οι άλλοι μαθητές εισάγουν τα ευρήματα και τις εξισώσεις στα πρωτόκολλα.

Επίδραση της φύσης των αντιδρώντων

Πρόβλημα:

Δάσκαλος:οι μάζες των ουσιών που λαμβάνονται, τα βάρη των στερεών, η συγκέντρωση του υδροχλωρικού οξέος, οι συνθήκες αντίδρασης είναι ίδιες, αλλά η ένταση των συνεχιζόμενων διεργασιών (ο ρυθμός έκλυσης υδρογόνου) είναι διαφορετική;

Συζήτηση:

Φοιτητές:πήραμε διαφορετικά μέταλλα.

Δάσκαλος:Όλες οι ουσίες αποτελούνται από άτομα χημικών στοιχείων. Ποιά είναι η διαφορά χημικά στοιχείασύμφωνα με τις γνώσεις σας για τον Περιοδικό Νόμο και το Περιοδικό Σύστημα του D. I. Mendeleev;

Φοιτητές:Αύξων αριθμός, θέση στο Περιοδικό σύστημα του D. I. Mendeleev, δηλαδή έχουν διαφορετική ηλεκτρονική δομή και επομένως απλές ουσίες που σχηματίζονται από αυτά τα άτομα έχουν διαφορετικές ιδιότητες.

Δάσκαλος:δηλαδή αυτές οι ουσίες έχουν διαφορετική φύση. Έτσι, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης θα εξαρτηθεί από τη φύση ενός συγκεκριμένου αντιδρώντος, καθώς έχουν διαφορετικές δομές και ιδιότητες.

Συμπέρασμα:

Φοιτητές:Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης θα εξαρτηθεί από τη φύση των αντιδρώντων: όσο πιο ενεργό είναι το μέταλλο (ουσία), τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός της χημικής αντίδρασης.

Επιρροή συγκέντρωσης

Πρόβλημα:η φύση όλων των ουσιών που αντιδρούν, οι συνθήκες για τη διεξαγωγή του πειράματος είναι οι ίδιες, αλλά η ένταση των συνεχιζόμενων διεργασιών (ο ρυθμός εξέλιξης του υδρογόνου) είναι διαφορετική;

Συζήτηση:

Δάσκαλος:γιατί ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι διαφορετικός, επειδή αντιδρούν ουσίες της ίδιας χημικής φύσης;

Φοιτητές:Κατά την προσθήκη νερού, αλλάξαμε (μειώσαμε) τη συγκέντρωση του θειικού οξέος σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα, ενώ η ένταση της έκλυσης υδρογόνου μειώθηκε.

Συμπέρασμα:

Φοιτητές:Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης θα εξαρτηθεί από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων: όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των αντιδρώντων, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα της χημικής αντίδρασης.

Εξήγηση δασκάλου: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΟΥΣΙΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΩΝ.

Όσο περισσότερα σωματίδια αντιδραστηρίου, όσο πιο κοντά βρίσκονται το ένα στο άλλο, τόσο πιο πιθανό είναι να συγκρουστούν και να αντιδράσουν. Βασισμένο σε μεγάλο πειραματικό υλικό το 1867. Οι Νορβηγοί επιστήμονες K. Guldberg και P. Waage και ανεξάρτητα το 1865 ο Ρώσος επιστήμονας N.I. Beketov διατύπωσαν τον βασικό νόμο της χημικής κινητικής, ο οποίος καθορίζει την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων:

Ο ρυθμός αντίδρασης είναι ανάλογος με το γινόμενο των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων, λαμβανομένων σε δυνάμεις ίσες με τους συντελεστές τους στην εξίσωση αντίδρασης.

Ο νόμος αυτός λέγεται επίσης ο νόμος της μαζικής δράσης.Ισχύει μόνο για αέριες και υγρές ουσίες!

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

Ασκηση 1.Να γράψετε κινητικές εξισώσεις για τις παρακάτω αντιδράσεις:

Εργασία 2.

Πώς θα αλλάξει ο ρυθμός μιας αντίδρασης που έχει κινητική εξίσωση

v= kCA2CB αν η συγκέντρωση της ουσίας Α αυξηθεί κατά 3 φορές.

Εξάρτηση από την επιφάνεια των αντιδρώντων

Πρόβλημα:

Δάσκαλος:Όλες οι ουσίες είναι ίδιες στη χημική τους φύση, ίδιες σε μάζα και συγκέντρωση, αντιδρούν στην ίδια θερμοκρασία, αλλά η ένταση της εξέλιξης του υδρογόνου (και επομένως ο ρυθμός) είναι διαφορετική.

Συζήτηση:

Φοιτητές:Ένα κομμάτι και η σκόνη κιμωλίας της ίδιας μάζας έχουν διαφορετικούς όγκους που καταλαμβάνονται σε δοκιμαστικό σωλήνα, διαφορετικούς βαθμούς λείανσης. Όπου αυτός ο βαθμός λείανσης είναι μεγαλύτερος, ο ρυθμός έκλυσης υδρογόνου είναι μέγιστος.

Δάσκαλος:αυτό το χαρακτηριστικό είναι η επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων. Στην περίπτωσή μας, η επιφάνεια επαφής μεταξύ του ανθρακικού ασβεστίου και του διαλύματος H2SO4 είναι διαφορετική.

Συμπέρασμα:

Φοιτητές:Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από την περιοχή επαφής των αντιδρώντων: όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή επαφής των αντιδρώντων (βαθμός λείανσης), μεγαλύτερη ταχύτητααντιδράσεις.

Δάσκαλος:μια τέτοια εξάρτηση δεν παρατηρείται πάντα: για παράδειγμα, για ορισμένες ετερογενείς αντιδράσεις, για παράδειγμα, στο σύστημα Στερεού - Αερίου, σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 500 0 C), οι πολύ θρυμματισμένες (σε σκόνη) ουσίες μπορούν να πυροσυσσωματωθούν, μειώνοντας έτσι την επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων ουσιών.

Επίδραση θερμοκρασίας

Πρόβλημα:

Δάσκαλος:οι ουσίες που λαμβάνονται για το πείραμα είναι της ίδιας φύσης, η μάζα της ληφθείσας σκόνης CuO και η συγκέντρωση του θειικού οξέος είναι επίσης ίδιες, αλλά ο ρυθμός αντίδρασης είναι διαφορετικός.

Συζήτηση:

Φοιτητές:Αυτό σημαίνει ότι όταν η θερμοκρασία της αντίδρασης αλλάζει, αλλάζουμε και τον ρυθμό της.

Δάσκαλος:Αυτό σημαίνει ότι όσο αυξάνεται η θερμοκρασία, ο ρυθμός όλων των χημικών αντιδράσεων θα αυξάνεται;

Φοιτητές:Οχι. Μερικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε πολύ χαμηλές και ακόμη και υπό το μηδέν θερμοκρασίες.

Συμπέρασμα:

Φοιτητές:Επομένως, οποιαδήποτε αλλαγή στη θερμοκρασία κατά αρκετούς βαθμούς θα αλλάξει σημαντικά τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.

Δάσκαλος:Στην πράξη, έτσι ακούγεται ο νόμος του Van't Hoff, ο οποίος θα ισχύει εδώ: Όταν η θερμοκρασία της αντίδρασης αλλάζει για κάθε 10 ºС, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης αλλάζει (αυξάνεται ή μειώνεται) κατά 2-4 φορές.

Εξήγηση δασκάλου: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο ενεργά σωματίδια, αυξάνεται η ταχύτητα της κίνησής τους, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων. Ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται.

Ο κανόνας του Van't Hoff:

Με αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 10°C, ο συνολικός αριθμός των συγκρούσεων αυξάνεται μόνο κατά ~ 1,6%, και ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται κατά 2–4 (κατά 100–300%).

Ο αριθμός που δείχνει πόσες φορές αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης με αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10 ° C ονομάζεται συντελεστής θερμοκρασίας.

Ο κανόνας του Van't Hoff εκφράζεται μαθηματικά τον ακόλουθο τύπο:

πουV1 - ταχύτητα αντίδρασης σε θερμοκρασίαt2 ,

V2 - ταχύτητα αντίδρασης σε θερμοκρασίαt1 ,

y- συντελεστής θερμοκρασίας.

Λύσε το πρόβλημα:

Προσδιορίστε πώς θα αλλάξει ο ρυθμός κάποιας αντίδρασης όταν η θερμοκρασία αυξηθεί από τους 10 στους 500 C. Ο συντελεστής θερμοκρασίας της αντίδρασης είναι 3.

Λύση:

Αντικαταστήστε τα δεδομένα εργασίας στον τύπο:

ο ρυθμός αντίδρασης θα αυξηθεί κατά 81 φορές.

Επιρροή του καταλύτη

Πρόβλημα:

Δάσκαλος: η ουσία είναι ίδια και στις δύο περιπτώσεις, η φύση είναι ίδια, στην ίδια θερμοκρασία, η συγκέντρωση του αντιδραστηρίου είναι η ίδια, γιατί είναι διαφορετική η ταχύτητα;

Συζήτηση:

Δάσκαλος:Οι ουσίες που επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις ονομάζονται καταλύτες. Υπάρχουν ουσίες που επιβραδύνουν τις αντιδράσεις, ονομάζονται αναστολείς.

Συμπέρασμα:

Φοιτητές:Οι καταλύτες αυξάνουν τον ρυθμό μιας αντίδρασης μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Όσο χαμηλότερη είναι η ενέργεια ενεργοποίησης, τόσο ταχύτερη αντίδραση.

Τα καταλυτικά φαινόμενα είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση: αναπνοή, απορρόφηση θρεπτικών ουσιών από τα κύτταρα, σύνθεση πρωτεϊνών κ.λπ. - πρόκειται για διαδικασίες που ρυθμίζονται από βιολογικούς καταλύτες - ένζυμα. Οι καταλυτικές διεργασίες είναι η βάση της ζωής με τη μορφή που υπάρχει στη γη.

Παραβολή "Η δέκατη όγδοη καμήλα" (για να εξηγήσει τον ρόλο του καταλύτη)

(πολύ παλιά αραβική παραβολή)

Κάποτε ζούσε στην Ανατολή ένας άνθρωπος που εκτρέφει καμήλες. Δούλεψε όλη του τη ζωή, και όταν γέρασε, κάλεσε τους γιους του κοντά του και είπε:
"Τα παιδιά μου! Έχω γίνει γέρος και αδύναμος και σύντομα θα πεθάνω. Μετά το θάνατό μου, μοίρασε τις καμήλες που έχουν απομείνει όπως σου λέω. Εσύ, ο μεγαλύτερος γιος, δούλεψες περισσότερο - πάρε τις μισές καμήλες για σένα. Εσύ, ο μεσαίος γιος, μόλις άρχισες να με βοηθάς - πάρε ένα τρίτο μέρος για τον εαυτό σου. Κι εσύ, ο μικρότερος, πάρε ένα ένατο».
Ο καιρός πέρασε και ο γέρος πέθανε. Τότε οι γιοι αποφάσισαν να μοιράσουν την κληρονομιά όπως τους είχε κληροδοτήσει ο πατέρας τους. Οδηγούσαν το κοπάδι σε ένα μεγάλο χωράφι, μέτρησαν, και αποδείχτηκε ότι υπήρχαν μόνο δεκαεπτά καμήλες στο κοπάδι. Και ήταν αδύνατο να τα διαιρέσουμε ούτε με το 2, ούτε με το 3, ούτε με το 9! Τι έπρεπε να γίνει, κανείς δεν ήξερε. Οι γιοι άρχισαν να μαλώνουν και ο καθένας πρόσφερε τη δική του λύση. Και είχαν ήδη κουραστεί να διαφωνούν, αλλά δεν κατέληξαν σε κοινή απόφαση.
Εκείνη την ώρα περνούσε ένας ταξιδιώτης με την καμήλα του. Ακούγοντας φωνές και λογομαχίες, ρώτησε: "Τι έγινε;"
Και οι γιοι μίλησαν για τον κόπο τους. Ο ταξιδιώτης κατέβηκε από την καμήλα, την άφησε στο κοπάδι και είπε: «Τώρα χωρίστε τις καμήλες, όπως διέταξε ο πατέρας».
Και αφού ήταν 18 καμήλες, ο μεγαλύτερος γιος πήρε για τον εαυτό του τις μισές, δηλαδή 9, ο μεσαίος - μια τρίτη, δηλαδή 6 καμήλες, και ο μικρότερος ένατο, δηλαδή δύο καμήλες. Και όταν μοίρασαν το κοπάδι έτσι, έμεινε μια καμήλα ακόμα στο χωράφι, γιατί 9+6+2 ισούται με 17.
Και ο ταξιδιώτης ανέβηκε στην καμήλα του και ανέβηκε.

Εργαστηριακές εργασίες (πρωτόκολλο)

		Παρατηρήσεις
	Εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη φύση των αντιδρώντων Zn + H2SO4(10%)= Mg + H2SO4 (10%)=	V 1 V 2
	Η εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων Zn + H2SO4(10%)=	V 1 V 2
	Η εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από την επιφάνεια των αντιδρώντων για ετερογενείς αντιδράσεις Zn(κόκκοι)+ H2SO4(10%)= Zn(σκόνη)+ H2SO4(10%)=	V 1 V 2
	Εξάρτηση από τη θερμοκρασία του ρυθμού αντίδρασης CuO + H 2 SO 4 (10%) = CuO + H 2 SO 4 (10%) θέρμανση =	V 1 V 2
	Εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από την παρουσία ενός καταλύτη K2Cr2O7	V 1 V 2

ΑΝΤΑΝΑΚΛΑΣΗ.

Τι μάθαμε σε αυτό το μάθημα;

Δημιουργήστε ένα σύμπλεγμα με θέμα "Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα του XP".

Γιατί χρειαζόμαστε γνώση σχετικά με τους παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων;

Χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή; Εάν ισχύει, ονομάστε τους τομείς εφαρμογής.

Δοκιμή για το θέμα (για 5 λεπτά).

Δοκιμή

1. Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης χαρακτηρίζει:

1) η κίνηση των μορίων ή των ιόντων των αντιδρώντων ουσιών μεταξύ τους

2) ο χρόνος που χρειάζεται για να τελειώσει μια χημική αντίδραση

3) ο αριθμός των δομικών μονάδων μιας ουσίας που εισήλθε σε μια χημική αντίδραση

4) μεταβολή των ποσοτήτων των ουσιών ανά μονάδα χρόνου σε μονάδα όγκου

Καθώς η θερμοκρασία των αντιδρώντων αυξάνεται, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι:

1) μειώνεται

2) αυξάνει

3) δεν αλλάζει

4) αλλάζει περιοδικά

Με την αύξηση της επιφάνειας επαφής των αντιδρώντων, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης:

1) μειώνεται

2) αυξάνει

3) δεν αλλάζει

4) αλλάζει περιοδικά

Με την αύξηση της συγκέντρωσης των αντιδρώντων, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι:

1) μειώνεται

2) αυξάνει

3) δεν αλλάζει

4) αλλάζει περιοδικά

Για να αυξηθεί ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης
2CuS(TV)+ 3Ο2 (σολ.) = 2CuO(τηλεόραση.) + 2SO2 (σολ.) + Qαπαραίτητη:

1) αύξηση της συγκέντρωσης του SO2

2) μείωση της συγκέντρωσης του SO2

3) Μειώστε τη θερμοκρασία

4) αυξήστε τον βαθμό λείανσης CuS

Υπό κανονικές συνθήκεςστη χαμηλότερη ταχύτηταυπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ:

3) Zn και HCl (διάλυμα 10%)

4) Mg και HCl (διάλυμα 10%)

Με αύξηση της θερμοκρασίας από 10 σε 30 ° C, ο ρυθμός αντίδρασης, ο συντελεστής θερμοκρασίας του οποίου \u003d 3:

1) αυξάνεται κατά 3 φορές

2) αυξάνεται κατά 9 φορές

3) μειώνεται κατά 3 φορές

4) μειώνεται κατά 9 φορές

Αξιολόγηση δοκιμαστικής εργασίας:

Απαντήσεις σε τεστ:

Χωρίς σφάλματα - "5"

1-2 σφάλματα - "4"

3 σφάλματα - "3"

Εργασία για το σπίτι:

§13, σελ. 135-145.

O. S. Gabrielyan, G. G. Lysova. Χημεία. Βαθμός 11. Εγχειρίδιο για εκπαιδευτικά ιδρύματα. 11η έκδοση, στερεότυπη. Μ.: Bustard, 2009.

Οι ουσίες ελήφθησαν για την αντίδραση σε θερμοκρασία 400C και στη συνέχεια θερμάνθηκαν στους 700C. Πώς θα αλλάξει ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης αν ο συντελεστής θερμοκρασίας της είναι 2;

Πώς θα αλλάξει ο ρυθμός της αντίδρασης που εξελίσσεται σύμφωνα με την εξίσωση 2NO + O2 \u003d 2NO2 εάν η συγκέντρωση και των δύο ουσιών αυξηθεί κατά 3 φορές.

Θέμα Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων και οι παράγοντες που τον επηρεάζουν.

Τύπος μαθήματος: εκμάθηση νέου υλικού

Είδος μαθήματος:διάλεξη

Τάξη : 9

Καθηγητής Χημείας, Γυμνάσιο Νο. 1 του Μπαϊκονούρ Guzikova Oksana Alexandrovna

Στόχοι μαθήματος.

Εκμάθηση:

Δώστε την έννοια του ρυθμού των χημικών αντιδράσεων και τις μονάδες μέτρησής του. Δείξτε την επίδραση στην ταχύτητα των αντιδράσεων παραγόντων όπως η φύση των αντιδρώντων, η συγκέντρωσή τους, η περιοχή επαφής, η χρήση καταλυτών και η θερμοκρασία. Να εξοικειωθούν οι μαθητές με την ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων με βάση τη φάση (συνολική κατάσταση): ομοιογενείς και ετερογενείς.

Ανάπτυξη:

Ενστάλαξη δεξιοτήτων στον προσδιορισμό του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης χρησιμοποιώντας το νόμο της δράσης της μάζας. Συνεχής ανάπτυξη γενικών εκπαιδευτικών και θεματικών δεξιοτήτων: ανάλυση, σύγκριση, εξαγωγή συμπερασμάτων. Ανάπτυξη λογικής και σημασιολογικής σκέψης των μαθητών, μνήμη, χημική γλώσσα.

Εκπαιδευτικός:

Διεύρυνση των οριζόντων, ικανότητα εφαρμογής της αποκτηθείσας γνώσης στην πράξη, αυτο-αφομοίωση του υλικού της διάλεξης. Αναπτύσσοντας μια κουλτούρα διανοητικής εργασίας.

Εξοπλισμός και αντιδραστήρια:

Αφίσα ασφαλείας, φόρμουλες σε PCB, προβολέας, φύλλο οδηγιών με σχέδιο διάλεξης.

Για ένα πείραμα επίδειξης: διάλυμα θειοθειικού νατρίου, διάλυμα θειικού οξέος, νερό, δοκιμαστικοί σωλήνες.

Για εργαστηριακό πείραμα: διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, σκόνη ψευδάργυρου, κόκκοι ψευδαργύρου, μαγνήσιο, σίδηρος, δοκιμαστικοί σωλήνες.

ΜΟΤΟ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ:

«Ο χημικός μετασχηματισμός, η χημική αντίδραση είναι το κύριο αντικείμενο της χημείας» N.N. Σεμένοφ.

ΧΡΟΝΟΣ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ

Δάσκαλος

Γεια σας παιδιά, καθίστε.

Δάσκαλος

Επί εφημερίας αναφέρετε όσους απουσιάζουν από το μάθημα σήμερα.

(σημειώνει ο δάσκαλος όσους απουσιάζουν από το μάθημα).

ΕΞΗΓΗΣΗ ΝΕΟΥ ΥΛΙΚΟΥ

Δάσκαλος

Σήμερα προχωράμε στη μελέτη μιας νέας ενότητας «Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων. Χημική ισορροπία.

Σε αυτό το μάθημα, θα μιλήσουμε για το πώς καθορίζεται η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης και ποιοι παράγοντες μπορούν να την αλλάξουν.

ΔΑΣΚΑΛΟΣ

Δύο χημικές αντιδράσεις είναι γραμμένες στον πίνακα.

Αλληλεπίδραση διαλύματος υδροχλωρικού οξέος και ψευδαργύρου.

Αλληλεπίδραση διαλύματος θειικού οξέος και διαλύματος χλωριούχου βαρίου.

Δάσκαλος

Ποιά είναι η διαφορά?

Μαθητης σχολειου

Διαφέρουν στο ότι το ένα ρέει μεταξύ των διαλυμάτων, αλλά στο δεύτερο υπάρχει ένα διάλυμα - υδροχλωρικό οξύ και ένα μέταλλο - ψευδάργυρος.

Δάσκαλος

Αυτό σημαίνει ότι η πρώτη αντίδραση λαμβάνει χώρα σε ένα μέσο, και αυτή η αντίδραση ονομάζεται ομοιογενής, και ουσίες διαφορετικών συσσωματωτικών καταστάσεων συμμετέχουν στη δεύτερη αντίδραση, που ονομάζεται ετερογενής. Ένα παράδειγμα ομοιογενών μέσων θα ήταν αέριο-αέριο, υγρό-υγρό. Να αναφέρετε παραδείγματα ετερογενών περιβαλλόντων.

ΜΑΘΗΤΗΣ ΣΧΟΛΕΙΟΥ

Το αέριο είναι ένα στερεό, το αέριο είναι ένα υγρό, το στερεό είναι ένα αέριο.

ΔΑΣΚΑΛΟΣ

Σωστά. Θα προσδιορίσουμε το ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης, θα γράψουμε τον ορισμό και τους αντίστοιχους τύπους.

Το αντικείμενο μελέτης της χημείας είναι μια χημική αντίδραση. Ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης, ορισμένες ουσίες εξαφανίζονται και άλλες ουσίες σχηματίζονται. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης αλλάζουν οι ποσότητες της ουσίας τόσο των αντιδρώντων (αρχικές ουσίες) όσο και των προϊόντων (τελικές ουσίες). Ο ρυθμός αυτής της αλλαγής ονομάζεται ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης.Χημική κινητική - τη μελέτη των ρυθμών και των μηχανισμών των χημικών αντιδράσεων. (ας γράψουμε αυτόν τον ορισμό)

Έτσι, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης μπορεί να περιγραφεί από την εξίσωση

r =  /  (1)

που r - ρυθμός αντίδρασηςτιμή- ο ρυθμός της διεργασίας, σε αντίθεση με τον προηγουμένως χρησιμοποιούμενο προσδιορισμό για τον ρυθμό αντίδρασης - ταχύτητα – ταχύτητα κίνησης), (κεφαλαία ελληνικά.δέλτα ) είναι συνώνυμο των λέξεων "τελική αλλαγή", (γρ. γυμνός ) είναι η ποσότητα (mol) της ουσίας αντιδραστηρίου ή της ουσίας του προϊόντος, (γρ. ταυ ) είναι ο χρόνος (οι) κατά τον οποίο συνέβη αυτή η αλλαγή.

Με αυτόν τον ορισμό, ο ρυθμός αντίδρασης εξαρτάται από τον αριθμό των συμμετεχόντων στην αντίδραση που παρατηρούμε και μετράμε. Προφανώς, για μια αντίδραση, για παράδειγμα:

2 H 2 + Ο 2 =2 H 2 Ο.

η ποσότητα της ουσίας που μετατρέπεται σε υδρογόνο είναι διπλάσια από το οξυγόνο. Έτσι

r (H 2 ) = 2 r (Ο 2 ) = r (H 2 Ο).

Η εξίσωση αντίδρασης συσχετίζει τις τιμές των ρυθμών που προσδιορίζονται για οποιαδήποτε από τις ουσίες. Επομένως, η επιλογή του τελευταίου εξαρτάται από την ευκολία και την ευκολία της πειραματικής μέτρησης της ποσότητας του στο σύστημα αντίδρασης.

Σε ποιοτικό επίπεδο, οι αντιδράσεις μπορούν να ταξινομηθούν σε γρήγορες, για τη μέτρηση του ρυθμού του οποίου χρειάζονται ειδικές μέθοδοι, για παράδειγμα, έκρηξη εκρηκτικού αερίου, αντιδράσεις σε διαλύματα ηλεκτρολυτών. αργή, για τη μέτρηση της ταχύτητας της οποίας χρειάζονται μεγάλες χρονικές περιόδους, για παράδειγμα, διάβρωση σιδήρου. και αντιδράσεις που μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα, όπως η αλληλεπίδραση του ψευδαργύρου με το υδροχλωρικό οξύ.

Ο ρυθμός αντίδρασης που περιγράφεται από την εξίσωση (1) εξαρτάται από τις ποσότητες των αντιδρώντων ουσιών που λαμβάνονται. Αν πραγματοποιήσουμε την ίδια αντίδραση με διαφορετικούς όγκους ή επιφάνειες επαφής των αντιδρώντων, τότε για την ίδια αντίδραση παίρνουμε διαφορετικές έννοιεςταχύτητες, όσο μεγαλύτερες, τόσο περισσότερη ουσία λαμβάνεται ή τόσο καλύτερα συνθλίβεται. Επομένως, χρησιμοποιείται ένας διαφορετικός ορισμός του ρυθμού αντίδρασης.

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι η μεταβολή στην ποσότητα μιας ουσίας οποιασδήποτε θέσης αντίδρασης ανά μονάδα χρόνου σε μια μονάδα χώρου αντίδρασης (ας γράψουμε αυτόν τον ορισμό).

V ομοιογενές σύστημα V συστήματα (στην αέρια φάση ή διάλυμα). Σε μια τέτοια αντίδραση, η μονάδα του χώρου αντίδρασης είναι μονάδα όγκου, και αν αυτός ο όγκος δεν αλλάξει κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, τότε η εξίσωση έχει τη μορφή:

V= ντο / t (2)

που Με είναι η μοριακή συγκέντρωση μιας ουσίας (mol/l).

Ο ρυθμός αντίδρασης είναι η μεταβολή της συγκέντρωσης μιας ουσίας ανά μονάδα χρόνου.

V ετερογενές σύστημα ( για παράδειγμα, κατά την καύση ενός στερεού σε ένα αέριο ή κατά την αλληλεπίδραση ενός μετάλλου με ένα οξύ), η αντίδραση λαμβάνει χώρα στη διεπιφάνεια μεταξύ των συστατικών. Εάν η περιοχή αυτού του ορίουμικρό , τότε η εξίσωση ταχύτητας έχει τη μορφή:

V= n / μικρόt (3)

Προφανώς, με έναν τέτοιο ορισμό (βλ. εξισώσεις (2) και (3)) ο ρυθμός αντίδρασης δεν εξαρτάται από τον όγκο σε ένα ομοιογενές σύστημα και από την περιοχή επαφής των αντιδραστηρίων (βαθμός λείανσης) σε ένα ετερογενές σύστημα .

Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης;

ΑΣ ΓΡΑΨΟΥΜΕ ΤΟ ΚΥΡΙΟ

Η φύση των αντιδρώντων.

Η επίδραση της θερμοκρασίας.

Η παρουσία ενός καταλύτη.

Ας δώσουμε ένα παράδειγμα για κάθε περίπτωση.

1. Επίδραση της φύσης των αντιδραστηρίων

Ο πρώτος, και αρκετά προφανής, παράγοντας που καθορίζει την ταχύτητα μιας αντίδρασης είναι η φύση των αντιδρώντων. Πάνω, σε αυτή τη βάση, δώσαμε παραδείγματα αντιδράσεων που προχωρούν με διαφορετικούς ρυθμούς.

Τώρα θα κάνουμε ένα πείραμα που θα το αποδείξει πειραματικά.

Ο δάσκαλος ζητά από τους μαθητές να κάνουν ένα εργαστηριακό πείραμα.

Για να το κάνετε αυτό, ρίξτε 1-2 ml διαλύματος υδροχλωρικού οξέος σε 3 δοκιμαστικούς σωλήνες και ρίξτε περίπου το ίδιο κομμάτι μετάλλου στον καθένα: μαγνήσιο στον πρώτο, ψευδάργυρο στον δεύτερο και σίδηρο στον τρίτο.

Δάσκαλος

Έχουν όλοι οι δοκιμαστικοί σωλήνες τον ίδιο ρυθμό έκλυσης αερίων;

Μαθητης σχολειου

Όχι, στους δοκιμαστικούς σωλήνες, η ένταση της απελευθέρωσης των φυσαλίδων είναι διαφορετική. Στον πρώτο δοκιμαστικό σωλήνα, το αέριο απελευθερώνεται πολύ γρήγορα, στον δεύτερο πιο αργά και στον τρίτο ακόμη πιο αργά.

Δάσκαλος

Ας βγάλουμε ένα συμπέρασμα

Μαθητης σχολειου

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων.

2. Επίδραση των συγκεντρώσεων του αντιδραστηρίου

Ο δεύτερος, και επίσης αρκετά προφανής, παράγοντας είναι η συγκέντρωση των αντιδραστηρίων.

Ας κάνουμε ένα πείραμα

Ο δάσκαλος κάνει επίδειξη.

Ρίξτε διάλυμα θειοθειικού νατρίου σε τρεις δοκιμαστικούς σωλήνες. Στο πρώτο - 5 ml, στο δεύτερο - 2,5 ml, στο τρίτο - 1 ml. Στη συνέχεια, προσθέστε 5 ml νερού στο δεύτερο και τρίτο δοκιμαστικό σωλήνα. Στη συνέχεια, σε όλους τους δοκιμαστικούς σωλήνες, ξεκινώντας από τον τρίτο, προσθέστε 3 ml διαλύματος θειικού οξέος. Ο χρόνος εμφάνισης και η ένταση του απελευθερωμένου κολλοειδούς θείου χρησιμοποιείται για να κριθεί η επίδραση της συγκέντρωσης του θειοθειικού νατρίου στον ρυθμό αντίδρασης.

Μαθητης σχολειου

Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων

Δάσκαλος

Και γιατί συμβαίνει αυτό; Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση μιας ουσίας, όσο περισσότερα σωματίδια ανά μονάδα όγκου, τόσο πιο συχνά συγκρούονται. Η ποσότητα αυτή εκφράζεται με το λεγόμενονόμος των ενεργών μαζών – ο ρυθμός αντίδρασης είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων σε κάποιο βαθμό. Για παράδειγμα, για τις ακόλουθες εξισώσεις αντίδρασης, οι εκφράσεις για τους ρυθμούς είναι:

ΕΝΑ = Χ, r = kc ΕΝΑ ;

A + B = X, r = kc ΕΝΑ ντο σι ;

A + 2B = X, r = kc ΕΝΑ ντο σι ντο σι = kc ΕΝΑ ντο σι 2 .

αξία κ- συντελεστής αναλογικότητας - ονομάζεται σταθερά ταχύτητας αντίδρασης και δεν εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις. Αριθμητικά, αυτός ο συντελεστής είναι ίσος με τον ρυθμό αντίδρασης εάν το γινόμενο των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων είναι ίσο με 1. Όταν συγκρίνονται οι ρυθμοί διαφορετικών αντιδράσεων, συγκρίνονται οι σταθερές ταχύτητας τους.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι εκθέτες σε συγκεντρώσεις στις εκφράσεις για τους ρυθμούς των χημικών αντιδράσεων παρακάτω είναι ίσοι με στοιχειομετρικούς συντελεστές μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις όταν η αντίδραση προχωρά σε ένα στάδιο (για τις λεγόμενες στοιχειώδεις αντιδράσεις). Στην πραγματικότητα, μια μεμονωμένη χημική αντίδραση είναι τόσο αφηρημένη όσο και μια απολύτως καθαρή Χημική ουσία. Με άλλα λόγια, οι πραγματικοί χημικοί μετασχηματισμοί περιλαμβάνουν σχεδόν πάντα αρκετές αντιδράσεις.

Ο ρυθμός των αντιδράσεων που συμβαίνουν σε πολλά διαδοχικά στάδια καθορίζεται από το πιο αργό από αυτά τα στάδια. Θυμηθείτε την αραβική παροιμία: «Το καραβάνι κινείται με την ταχύτητα της πιο αργής καμήλας».

Για παράδειγμα, η αντίδραση

2 Fe 2+ + H 2 Ο 2 = 2 FeOH 2+

προχωρά στα ακόλουθα στάδια:

1) 2 Fe 2+ + H 2 Ο 2 = 2 FeOH 2+ + Ω .

κ 1 \u003d 60 l / (mol . Με);

2) Ω . + Fe 2+ = FeOH 2+ , κ 2 \u003d 60.000 l / (mol . Με).

Το πιο αργό στάδιο είναι το πρώτο. Άρα η εξίσωση ρυθμού για αυτή την αντίδραση είναι

r = κ 1 ντο(Fe 2+ ) ντο(H 2 Ο 2 ),

αλλά όχι r = kc 2 (Fe 2+ ) ντο(H 2 Ο 2 ).

Θα μιλήσουμε για τέτοιες πολύπλοκες διαδικασίες με περισσότερες λεπτομέρειες στην 11η τάξη.

3. Επιρροή της θερμοκρασίας.

Δάσκαλος

Η επίδραση της θερμοκρασίας στην πορεία μιας χημικής αντίδρασης είναι διπλή. Πρώτον, η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει τη σύνθεση των προϊόντων και δεύτερον, η συντριπτική πλειονότητα των αντιδράσεων επιταχύνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Γιατί; Γιατί όσο ανεβαίνει η θερμοκρασία, ο αριθμός των λεγόμενων «ενεργών» μορίων αυξάνεται ραγδαία, δηλ. μόρια με ενέργεια μεγαλύτερη από την ενέργεια ενεργοποίησης.

Η ενέργεια ενεργοποίησης είναι η διαφορά μεταξύ της μέσης ενέργειας των μορίων σε μια δεδομένη θερμοκρασία και της ενέργειας που πρέπει να έχουν για να εισέλθουν σε χημικές αντιδράσεις.

Η επίδραση της θερμοκρασίας στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης απεικονίζεται από τον κανόνα van't Hoff

ΟΡΙΣΜΟΣ

Όταν η θερμοκρασία της αντίδρασης αλλάζει για κάθε 10 μοίρες, ο ρυθμός αντίδρασης αλλάζει κατά 2-4 φορές (Τύπος στον πίνακα)

Δάσκαλος

Εάν η θερμοκρασία είναι αυξημένη, τι θα συμβεί με τον ρυθμό της χημικής αντίδρασης.

Μαθητης σχολειου

Ο ρυθμός αντίδρασης θα αυξηθεί με αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 10 βαθμούς κατά 2-4 φορές.

Δάσκαλος

Αν μειωθεί η θερμοκρασία, τι θα συμβεί με τον ρυθμό της χημικής αντίδρασης.

Μαθητης σχολειου

Η ταχύτητα θα μειωθεί με μείωση της θερμοκρασίας για κάθε 10 βαθμούς κατά 2-4 φορές.

4. Επιφάνεια επαφής.

Δάσκαλος

Τώρα ας προχωρήσουμε στην επιφάνεια επαφής.

Εργαστηριακή εμπειρία. Σημείωμα για τη συμμόρφωση με τους κανονισμούς ασφαλείας.

Ρίξτε υδροχλωρικό οξύ σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες, προσθέστε σκόνη ψευδάργυρου στον πρώτο και προσθέστε ένα κόκκο στον δεύτερο. Γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης. Προσδιορίστε τον τύπο του. Πού είναι η αντίδραση πιο γρήγορη; Γιατί;

Ο μαθητής καταγράφει την απάντηση. Είναι μια αντίδραση υποκατάστασης.

Η αντίδραση προχωρά πιο γρήγορα στον πρώτο δοκιμαστικό σωλήνα. Σε τελική ανάλυση, υπάρχει μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής.

Δάσκαλος

Σωστά.

5. Καταλύτης

Ο τελευταίος παράγοντας είναι η παρουσία ειδικών ουσιών - καταλυτών. Μια χημική αντίδραση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία στην οποία μπορούν να συμμετέχουν όχι μόνο αντιδρώντα, αλλά και άλλες ουσίες που υπάρχουν στο σύστημα. Εάν αλλάζουν σημαντικά τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης, τότε ονομάζονται καταλύτες. Για αυτές τις ουσίες και την κατάλυση θα μιλήσουμε λεπτομερώς στο επόμενο μάθημα.

ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΤΟΥ ΥΛΙΚΟΥ

Δάσκαλος

Ποια νέα αξία μάθαμε στο σημερινό μάθημα;

Μαθητης σχολειου

Μάθαμε για τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.

Δάσκαλος

Τι είδους περιβάλλοντα αναγνωρίσατε;

Μαθητης σχολειου

ομοιογενείς και ετερογενείς.

Δάσκαλος

Καθορίζεται η ταχύτητα με τον ίδιο τρόπο σε διαφορετικά περιβάλλοντα;

Μαθητης σχολειου

Όχι, είναι διαφορετικό.

Δάσκαλος

Πώς προσδιορίζεται η ταχύτητα σε ένα ομοιογενές μέσο;

Μαθητης σχολειου

V ομοιογενές σύστημα η αντίδραση λαμβάνει χώρα καθ' όλη τη διάρκειαV συστήματα (στην αέρια φάση ή διάλυμα). Σε μια τέτοια αντίδραση, η μονάδα του χώρου αντίδρασης είναι μονάδα όγκου, και αν αυτός ο όγκος δεν αλλάζει κατά τη διάρκεια της αντίδρασης

Δάσκαλος

Πώς προσδιορίζεται η ταχύτητα σε ένα ετερογενές μέσο;

V ετερογενές σύστημα η αντίδραση λαμβάνει χώρα στη διεπαφή μεταξύ των συστατικών. Εάν η περιοχή αυτού του ορίουμικρό .

Δάσκαλος

Σε ποιες μονάδες μετριέται;

Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης; Καταγράψτε τα.

Μαθητης σχολειου

Η φύση των αντιδρώντων.

Η συγκέντρωση των αντιδρώντων.

Θερμοκρασία.

Επιφάνεια επαφής.

Η παρουσία ενός καταλύτη.

IY . ΓΕΝΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΜΕΛΕΤΗΜΕΝΟΥ ΥΛΙΚΟΥ

Σήμερα στο μάθημα μελετήσαμε την έννοια του ρυθμού μιας χημικής αντίδρασης. Εξετάστηκε πώς προσδιορίζεται ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης σε ομοιογενή και ετερογενή συστήματα. Προσδιορίστε τους παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.

Υ . ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΣΠΙΤΙ

Βασικοί ορισμοί του σπιτιού για μάθηση. Και επίσης στα τραπέζια που έχετε εργασίες, είναι τριών επιπέδων. Όπως πάντα, ο καθένας επιλέγει το κατάλληλο επίπεδο για τον εαυτό του, το οποίο σε αυτό το στάδιο της προπόνησης μπορείς να κάνεις.

Ενότητες: Χημεία

Ο σκοπός του μαθήματος

εκπαιδευτικός:συνεχίστε τον σχηματισμό της έννοιας του "ρυθμού χημικών αντιδράσεων", εξάγετε τύπους για τον υπολογισμό του ρυθμού ομοιογενών και ετερογενών αντιδράσεων, εξετάστε από ποιους παράγοντες εξαρτάται ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων.
ανάπτυξη:μάθουν να επεξεργάζονται και να αναλύουν πειραματικά δεδομένα. να είναι σε θέση να ανακαλύψει τη σχέση μεταξύ του ρυθμού των χημικών αντιδράσεων και των εξωτερικών παραγόντων.
εκπαιδευτικός:να συνεχίσει την ανάπτυξη των επικοινωνιακών δεξιοτήτων κατά τη διάρκεια της εργασίας σε ζευγάρια και συλλογικής εργασίας· να εστιάσει την προσοχή των μαθητών στη σημασία της γνώσης σχετικά με τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν στην καθημερινή ζωή (διάβρωση μετάλλων, ξίνισμα γάλακτος, σήψη κ.λπ.)

Διδακτικά μέσα: Δ.προβολέας πολυμέσων, υπολογιστής, διαφάνειες για τα κύρια θέματα του μαθήματος, CD-ROM "Κύριλλος και Μεθόδιος", πίνακες στους πίνακες, πρωτόκολλα εργαστηριακών εργασιών, εργαστηριακός εξοπλισμός και αντιδραστήρια.

ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ:αναπαραγωγική, έρευνα, μερική αναζήτηση.

Μορφή οργάνωσης μαθημάτων:συνομιλία, πρακτική δουλειά, ανεξάρτητη εργασία, δοκιμή?

Μορφή οργάνωσης της εργασίας των μαθητών:μετωπική, ατομική, ομαδική, συλλογική.

1. Οργάνωση τάξης

Ετοιμότητα τάξης για εργασία.

2. Προετοιμασία για το κύριο στάδιο κατάκτησης του εκπαιδευτικού υλικού. Ενεργοποίηση βασικών γνώσεων και δεξιοτήτων(Διαφάνεια 1, δείτε την παρουσίαση για το μάθημα).

Το θέμα του μαθήματος είναι «Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων. Παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.

Εργασία: να μάθετε ποιος είναι ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης και από ποιους παράγοντες εξαρτάται. Κατά τη διάρκεια του μαθήματος, θα εξοικειωθούμε με τη θεωρία της ερώτησης για το παραπάνω θέμα. Στην πράξη, θα επιβεβαιώσουμε μερικές από τις θεωρητικές μας υποθέσεις.

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Η ενεργητική εργασία των μαθητών δείχνει την ετοιμότητά τους να αντιληφθούν το θέμα του μαθήματος. Οι μαθητές χρειάζονται γνώσεις για το ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης από το μάθημα της 9ης τάξης (ενδοθεματική επικοινωνία).

Ας συζητήσουμε τις ακόλουθες ερωτήσεις (μπροστά, διαφάνεια 2):

Γιατί χρειαζόμαστε γνώση για τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων;
Ποια παραδείγματα μπορούν να επιβεβαιώσουν ότι οι χημικές αντιδράσεις προχωρούν με διαφορετικούς ρυθμούς;
Πώς καθορίζεται η ταχύτητα της μηχανικής κίνησης; Ποια είναι η μονάδα για αυτήν την ταχύτητα;
Πώς προσδιορίζεται ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης;
Ποιες συνθήκες πρέπει να δημιουργηθούν για να ξεκινήσει μια χημική αντίδραση;

Εξετάστε δύο παραδείγματα (το πείραμα διεξάγεται από τον δάσκαλο).

Στο τραπέζι υπάρχουν δύο δοκιμαστικοί σωλήνες, στον έναν είναι ένα διάλυμα αλκαλίου (KOH), στο άλλο ένα καρφί. Προσθέστε διάλυμα CuSO4 και στους δύο σωλήνες. Τι βλέπουμε;

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Χρησιμοποιώντας παραδείγματα, οι μαθητές κρίνουν την ταχύτητα των αντιδράσεων και εξάγουν κατάλληλα συμπεράσματα. Καταγραφή στον πίνακα των αντιδράσεων που έγιναν (δύο μαθητές).

Στον πρώτο δοκιμαστικό σωλήνα, η αντίδραση συνέβη αμέσως, στον δεύτερο - δεν υπάρχουν ακόμη ορατές αλλαγές.

Να συνθέσετε τις εξισώσεις αντίδρασης (δύο μαθητές γράφουν εξισώσεις στον πίνακα):

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4; Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2
Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

Τι συμπέρασμα μπορούμε να βγάλουμε από τις αντιδράσεις που έγιναν; Γιατί η μία αντίδραση είναι στιγμιαία και η άλλη αργή; Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να θυμόμαστε ότι υπάρχουν χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε όλο τον όγκο του χώρου αντίδρασης (σε αέρια ή διαλύματα) και υπάρχουν άλλες που συμβαίνουν μόνο στην επιφάνεια επαφής των ουσιών (καύση στερεού σε ένα αέριο, η αλληλεπίδραση ενός μετάλλου με ένα οξύ, ένα άλας ενός λιγότερο ενεργού μετάλλου).

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Με βάση τα αποτελέσματα του πειράματος που επιδείχθηκε, οι μαθητές καταλήγουν στο συμπέρασμα:η αντίδραση 1 είναι ομοιογενής και η αντίδραση

2 - ετερογενής.

Οι ρυθμοί αυτών των αντιδράσεων θα καθοριστούν μαθηματικά με διαφορετικούς τρόπους.

Η μελέτη των ρυθμών και των μηχανισμών των χημικών αντιδράσεων ονομάζεται χημική κινητική.

3. Αφομοίωση νέων γνώσεων και τρόπων δράσης(Διαφάνεια 3)

Ο ρυθμός αντίδρασης καθορίζεται από τη μεταβολή της ποσότητας μιας ουσίας ανά μονάδα χρόνου

Στην ενότητα V

(για ομοιογενή)

Ανά μονάδα επιφάνειας επαφής ουσιών S (για ετερογενή)

Προφανώς, με αυτόν τον ορισμό, η τιμή του ρυθμού αντίδρασης δεν εξαρτάται από τον όγκο σε ένα ομοιογενές σύστημα και από την περιοχή επαφής των αντιδραστηρίων - σε ένα ετερογενές.

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Ενεργητικές ενέργειες μαθητών με αντικείμενο μελέτης. Εισαγωγή του πίνακα σε ένα σημειωματάριο.

Από αυτό προκύπτουν δύο σημαντικές στιγμές(διαφάνεια 4):

2) η υπολογισμένη τιμή της ταχύτητας θα εξαρτηθεί από την ουσία που καθορίζεται και η επιλογή της τελευταίας εξαρτάται από την ευκολία και την ευκολία μέτρησης της ποσότητάς της.

Για παράδειγμα, για την αντίδραση 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O: υ (για H 2) \u003d 2 υ (για O 2) \u003d υ (για H 2 O)

4. Εμπέδωση πρωτογενών γνώσεων για την ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης

Για να ενοποιήσουμε το εξεταζόμενο υλικό, θα λύσουμε το πρόβλημα υπολογισμού.

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Πρωτογενής κατανόηση των γνώσεων που αποκτήθηκαν για τον ρυθμό αντίδρασης. Η ορθότητα της λύσης του προβλήματος.

Εργο (διαφάνεια 5).Η χημική αντίδραση προχωρά σε διάλυμα σύμφωνα με την εξίσωση: A + B = C. Αρχικές συγκεντρώσεις: ουσίες A - 0,80 mol / l, ουσίες B - 1,00 mol / l. Μετά από 20 λεπτά, η συγκέντρωση της ουσίας Α μειώθηκε στα 0,74 mol/l. Προσδιορίστε: α) τη μέση ταχύτητα αντίδρασης για αυτή τη χρονική περίοδο.

β) τη συγκέντρωση της ουσίας Γ μετά από 20 λεπτά. Λύση (Παράρτημα 4, διαφάνεια 6).

5. Αφομοίωση νέων γνώσεων και τρόπων δράσης(διεξαγωγή εργαστηριακών εργασιών κατά την επανάληψη και μελέτη νέου υλικού, βήμα προς βήμα, Παράρτημα 2).

Γνωρίζουμε ότι διαφορετικοί παράγοντες επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης. Οι οποίες?

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Εξάρτηση στις γνώσεις των τάξεων 8-9, γραφή σε τετράδιο στην πορεία μελέτης της ύλης. Λίστα (διαφάνεια 7):

Η φύση των αντιδρώντων.

Θερμοκρασία;

Η συγκέντρωση των αντιδρώντων.

Η δράση των καταλυτών;

Επιφάνεια επαφής αντιδρώντων (σε ετερογενείς αντιδράσεις).

Η επίδραση όλων αυτών των παραγόντων στον ρυθμό αντίδρασης μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας μια απλή θεωρία - θεωρία σύγκρουσης (διαφάνεια 8).Η κύρια ιδέα του είναι η εξής: αντιδράσεις συμβαίνουν όταν σωματίδια αντιδρώντων που έχουν μια ορισμένη ενέργεια συγκρούονται.

Από αυτό μπορούμε να βγάλουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα:

Όσο περισσότερα σωματίδια αντιδραστηρίου, όσο πιο κοντά βρίσκονται το ένα στο άλλο, τόσο πιο πιθανό είναι να συγκρουστούν και να αντιδράσουν.
Μόνο να οδηγήσει σε αντίδραση αποτελεσματικές συγκρούσεις,εκείνοι. εκείνα στα οποία «παλαιοί δεσμοί» καταστρέφονται ή αποδυναμώνονται και επομένως μπορούν να σχηματιστούν «νέοι». Αλλά για αυτό, τα σωματίδια πρέπει να έχουν επαρκή ενέργεια.

Η ελάχιστη περίσσεια ενέργειας (πάνω από τη μέση ενέργεια των σωματιδίων στο σύστημα) που απαιτείται για την αποτελεσματική σύγκρουση σωματιδίων στο σύστημα) που απαιτείται για την αποτελεσματική σύγκρουση των αντιδρώντων σωματιδίων ονομάζεταιενέργεια ενεργοποίησης μιένα.

Προβλεπόμενη δραστηριότητα των μαθητών

Κατανόηση της έννοιας και εγγραφή του ορισμού σε τετράδιο.

Έτσι, στο δρόμο όλων των σωματιδίων που εισέρχονται στην αντίδραση, υπάρχει κάποιο ενεργειακό φράγμα ίσο με την ενέργεια ενεργοποίησης. Αν είναι μικρό, τότε υπάρχουν πολλά σωματίδια που το ξεπερνούν με επιτυχία. Με ένα μεγάλο ενεργειακό φράγμα, χρειάζεται πρόσθετη ενέργεια για να το ξεπεράσεις, μερικές φορές αρκεί μια καλή «ώθηση». Ανάβω την πνευματική λάμπα - δίνω επιπλέον ενέργεια μιένα,απαραίτητο για να ξεπεραστεί το ενεργειακό φράγμα στην αντίδραση της αλληλεπίδρασης μορίων αλκοόλης με μόρια οξυγόνου.

Σκεφτείτε παράγοντες, που επηρεάζουν τον ρυθμό της αντίδρασης.

1) Η φύση των αντιδρώντων(διαφάνεια 9) Η φύση των αντιδρώντων ουσιών νοείται ως η σύνθεση, η δομή, η αμοιβαία επίδραση των ατόμων σε ανόργανες και οργανικές ουσίες.

Το μέγεθος της ενέργειας ενεργοποίησης των ουσιών είναι ένας παράγοντας μέσω του οποίου επηρεάζεται η επίδραση της φύσης των αντιδρώντων ουσιών στον ρυθμό αντίδρασης.

Ενημέρωση.

Αυτοδιατύπωση συμπερασμάτων (Παράρτημα 3 στο σπίτι)

Σχέδιο μαθήματος με θέμα "Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων",

Βαθμός 9

καθηγητής χημείας O.V. Zaloznykh

Στόχος:εισάγουν τους μαθητές στην έννοια του «ρυθμού των χημικών αντιδράσεων» και στους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται.

Καθήκοντα:

Εκπαιδευτικός:δώστε την έννοια του ρυθμού των χημικών αντιδράσεων και τις μονάδες μέτρησής του. Δείξτε τη σημασία του στη φύση και την ανθρώπινη δραστηριότητα. προσδιορίζει τους παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας αντίδρασης. Εμβαθύνετε τις γνώσεις σας για τους καταλύτες. Να εξοικειωθούν οι μαθητές με την ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων με βάση τη φάση (συνολική κατάσταση): ομοιογενής και ετερογενής.

Ανάπτυξη:να αναπτύξουν τις δεξιότητες διαχείρισης των μαθητών μαθησιακές δραστηριότητες; ανάπτυξη ανεξάρτητης σκέψης. βελτίωση των πρακτικών δεξιοτήτων στην εκτέλεση εργαστηριακών πειραμάτων· ανάπτυξη της ικανότητας να τονίζει το κύριο πράγμα στο υλικό που μελετάται, να παρατηρεί, να συγκρίνει, να αναλύει, να εξάγει συμπεράσματα.

Εκπαιδευτές:να διαμορφώσει δεξιότητες επικοινωνίας κατά τη διάρκεια της εργασίας σε ζευγάρια και συλλογικής εργασίας· ανάπτυξη ανεξαρτησίας· προσπαθώντας για έναν στόχο.

Τύπος μαθήματος:νέο υλικό μάθησης

Πηγές μαθήματος:εγχειρίδια και διδακτικά βοηθήματα από διαφορετικούς συγγραφείς, ηλεκτρονικό εκπαιδευτικό συμπλήρωμα στο σχολικό βιβλίο του O.S. Gabrielyan (τάξη 9), υπολογιστής, προβολέας πολυμέσων

Εξοπλισμός:τρίποδο με δοκιμαστικούς σωλήνες, λυχνία πνεύματος, βάση δοκιμαστικού σωλήνα.

Αντιδραστήρια: ψευδάργυρος, μαγνήσιο, χαλκός, διάλυμα θειικού οξέος, νερό, σίδηρος (καρφιά και πριονίδι), υπεροξείδιο του υδρογόνου, οξείδιο του μαγγανίου (IV).

Μέθοδοι και μεθοδολογικές τεχνικές:ανεξάρτητη εργασία με το κείμενο, ατομική εργασία, εργασία σε ομάδες, συμπλήρωση πίνακα, εκτέλεση δοκιμαστικών εργασιών, εργασία σε ζευγάρια.

Ασφάλεια: εργασία με λυχνία αλκοόλης, διάλυμα θειικού οξέος

Προγραμματισμένα αποτελέσματα:

θέμα:

● γνωρίζουν τον ορισμό του ρυθμού των χημικών αντιδράσεων

● γνωρίζουν τους παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων

Μεταθέμα:

● να μπορεί να ακούει τον συνομιλητή και να διεξάγει διάλογο. να μπορεί να αναγνωρίσει τη δυνατότητα ύπαρξης διαφορετικών απόψεων

● χρήση διάφορους τρόπουςαναζήτηση, συλλογή, επεξεργασία, ανάλυση και ερμηνεία πληροφοριών σύμφωνα με τους στόχους του μαθήματος

● να μπορεί να εκφράζει τη γνώμη του και να υποστηρίζει την άποψή του

● ενεργητική χρήση λεκτικών μέσων, μέσων ενημέρωσης και ΤΠΕ για την επίλυση επικοινωνιακών και γνωστικών εργασιών

Προσωπικός:

●να αναπτύξουν τις δεξιότητες συνεργασίας με τον δάσκαλο και τους συνομηλίκους σε διαφορετικές καταστάσεις. την ικανότητα να αποφεύγουν τις συγκρούσεις και να βρίσκουν τρόπους εξόδου από αμφιλεγόμενες καταστάσεις

●να σχηματίσει στάση σεβασμού στις απόψεις των άλλων

● ασκούν αυτοέλεγχο, αμοιβαίο έλεγχο

● αξιολογήστε τα επιτεύγματά σας στο μάθημα

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Οργανωτικό στάδιο

Ενημέρωση γνώσης

Αλεύρι σχεδόν ακινησίας -

Ορμώντας κάπου με την ταχύτητα του ήχου

Γνωρίζοντας πολύ καλά ότι υπάρχει ήδη κάπου

Με ταχύτητα

Λεονίντ Μαρτίνοφ

Παιδιά, σήμερα στο μάθημα έχουμε ένα πολύ ενδιαφέρον και πολύ σημαντικό θέμα στη μελέτη των χημικών αντιδράσεων. Αλλά θέλω να ξεκινήσω το μάθημα με ενδιαφέροντα γεγονότα:

Η ταχύτητα έκρηξης μιας σαπουνόφουσκας είναι 0,001 δευτερόλεπτα.

Ο Ναπολέων διάβασε 12.000 χαρακτήρες με ταχύτητα δύο χιλιάδων λέξεων το λεπτό.

Ο Μπαλζάκ διάβασε 200 σελίδες σε μισή ώρα.

Ταχύτητα ανέμου 10 έως 15 μίλια την ώρα.

Όταν το νερό βράζει, τα μόριά του κινούνται με ταχύτητα 650 μέτρων το δευτερόλεπτο.

Ένας τυφώνας μπορεί να κινηθεί με 125 μίλια την ώρα.

Τα μαλλιά μεγαλώνουν αργά τη νύχτα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ανάπτυξη των μαλλιών επιταχύνεται. Μεταξύ 10 και 11 η ώρα ο ρυθμός ανάπτυξης είναι μεγαλύτερος. Η αιχμή της ανάπτυξης εμφανίζεται μεταξύ 14 και 16 ωρών.

Το αίμα κινείται γρήγορα στις αρτηρίες (500 mm/s), πιο αργά στις φλέβες (150 mm/s) και ακόμη πιο αργά στα τριχοειδή αγγεία (1 mm/s).

Παιδιά πείτε μου τι τα ενώνει αυτά επιστημονικά δεδομένα? (μιλούν για ταχύτητα).

Επομένως, για τι θα μιλήσουμε σήμερα στο μάθημα; (Ταχύτητα)

Σωστά. Σήμερα θα μιλήσουμε για την ταχύτητα. Όχι όμως για αυτόν που συναντήσατε στα μαθήματα της φυσικής και των μαθηματικών, αλλά για την ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων. Έτσι, το θέμα του σημερινού μαθήματος είναι "Ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων".

Ποιες ερωτήσεις πιστεύετε ότι θα μας βοηθήσουν να αποκαλύψουμε το θέμα του μαθήματος;

(1. Ποιος είναι ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων; 2. Τι καθορίζει τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων;)

Οργάνωση γνωστικής δραστηριότητας

Ποιος είναι ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης; Για να απαντήσετε σε αυτήν την ερώτηση, προτείνω να εργαστείτε ανεξάρτητα με σχολικά βιβλία και βοηθήματα διδασκαλίας στη χημεία από διαφορετικούς συγγραφείς που έχετε στα θρανία σας (οι μαθητές εργάζονται με σχολικά βιβλία, γράψτε τον ορισμό της έννοιας του «ρυθμού χημικής αντίδρασης» και τον τύπο για τον υπολογισμό του).

Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια της μετωπικής συνομιλίας, συζητάμε τις κύριες ερωτήσεις:

Ποιος είναι ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων; (δύο μαθητές διαβάζουν ορισμούς από διαφορετικές πηγές)

Ποιες μονάδες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των ρυθμών αντίδρασης;

Λύθηκε λοιπόν ένα πρόβλημα. Τώρα ας προχωρήσουμε στο δεύτερο ερώτημα: "Τι καθορίζει τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων;"

Κατά τη διάρκεια της εργασίας με τη βιβλιογραφία, έχετε συναντήσει παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης. Ποιοι είναι αυτοί οι παράγοντες; (2 άτομα απαριθμούν παράγοντες, μπορούν να γραφτούν στον πίνακα)

Και τώρα θα διεξάγετε εργαστηριακές εργασίες, κατά τις οποίες θα προσδιορίσετε πώς ένας ή ο άλλος παράγοντας επηρεάζει τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Για να το κάνετε αυτό, έχετε προηγουμένως χωριστεί σε 5 ομάδες. Κάθε ομάδα έχει το δικό της έργο. Πρέπει να πραγματοποιήσετε ένα πείραμα ακριβώς σύμφωνα με τις οδηγίες, να απαντήσετε στις προτεινόμενες ερωτήσεις, να συμπληρώσετε τον πίνακα. Για να βρείτε απαντήσεις σε ερωτήσεις, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την πρόσθετη βιβλιογραφία που έχετε στη διάθεσή σας. Μην ξεχνάτε να ακολουθείτε τους κανόνες ασφαλείας. Μετά το τέλος της μελέτης, θα συζητήσουμε τα αποτελέσματά σας (οι μαθητές εργάζονται σύμφωνα με τις κάρτες οδηγιών)

Ας αρχίσουμε. Ανάλογα με το ποιες ουσίες αντιδρούν, οι αντιδράσεις μπορούν να προχωρήσουν πολύ γρήγορα, ακόμη και με έκρηξη, με μέτρια ταχύτητα ή εξαιρετικά αργά. Επομένως, ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα μιας αντίδρασης είναι η φύση των αντιδρώντων. Η φύση των αντιδρώντων ουσιών νοείται ως η σύνθεσή τους, η δομή, η αμοιβαία επίδραση των ατόμων μεταξύ τους. Και πώς συμβαίνει αυτή η επιρροή, θα μας πει τώρα (ομαδική απόδοση)

Σύμφωνα με τη χημική κινητική, νέες ουσίες σχηματίζονται όταν τα μόρια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Επομένως, όσο περισσότερα σωματίδια στον όγκο, τόσο πιο συχνά συγκρούονται χρονικά. Κατά συνέπεια, η συγκέντρωση των αντιδρώντων επηρεάζει επίσης τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Και τι είναι αυτή η επιρροή θα μας πει (ομαδική απόδοση)

Ο επόμενος παράγοντας στον οποίο θα εστιάσουμε είναι η θερμοκρασία (απόδοση μαθητή).

Για τη συντριπτική πλειοψηφία των χημικών αντιδράσεων, ο ρυθμός τους αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη θερμοκρασία καθορίζεται από τον κανόνα van't Hoff:

με αύξηση της θερμοκρασίας για κάθε 10 0 , ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται κατά 2-4 φορές.

Αυτός ο κανόνας μπορεί να εμφανιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:

ʋ t 2 \u003d ʋ t 1 γ t 2 - t 1 / 10

όπου, γ είναι ο συντελεστής θερμοκρασίας, ο οποίος εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων και του καταλύτη.

Ο επόμενος παράγοντας που μας ενδιαφέρει είναι η επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων (απόδοση μαθητή).

Η επίδραση αυτού του παράγοντα στον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων είναι δυνατή μόνο εάν η αντίδραση είναι ετερογενής, δηλ. Τα αντιδρώντα βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης.

Εάν οι αντιδρώντες ουσίες βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης, δηλ. η αντίδραση είναι ομοιογενής, τότε η επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων δεν επηρεάζει την ταχύτητα της αντίδρασης.

Μας μένει ο τελευταίος παράγοντας που επηρεάζει τον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης - αυτό είναι το αποτέλεσμα ενός καταλύτη. Ας θυμηθούμε από το μάθημα της βιολογίας ποιες ουσίες ονομάζουμε καταλύτες.

Οι καταλύτες είναι ουσίες που αλλάζουν τον ρυθμό μιας αντίδρασης αλλά παραμένουν αμετάβλητες.

Ανάλογα με το πώς οι καταλύτες επηρεάζουν την ταχύτητα μιας αντίδρασης, χωρίζονται σε δύο ομάδες:

Καταλύτες "+" - αυξάνουν την ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων. Αυτό περιλαμβάνει τους περισσότερους βιολογικούς καταλύτες - ένζυμα.

"-" καταλύτες ή αναστολείς - μειώνουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Αυτά περιλαμβάνουν αντιοξειδωτικά - αυτοί είναι φυσικοί ή συνθετικοί αναστολείς που μπορούν να επιβραδύνουν τη διαδικασία οξείδωσης. Χρησιμοποιούνται για να μην αλλοιωθούν τα τρόφιμα. Για παράδειγμα, ασκορβικό οξύ.

Έχουμε εξετάσει μαζί σας όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων. Ας τους ξαναπάρουμε τηλέφωνο.

Πρωτογενής στερέωση

Εκτέλεση δοκιμαστικής εργασίας (σύμφωνα με επιλογές), επίλυση προβλημάτων

Το κλειδί για τη δοκιμή: επιλογή 1 - 1-1. 2-1; 3-4; 4-4; 5-3; 6-2; B1 - 3421; Β2-2

Επιλογή 2 - 1-2; 2-1; 3-2; 4-4; 5-2; 6-3; B1 - 3412; Β2-1

Εργο:προσδιορίστε πώς θα αλλάξει ο ρυθμός κάποιας αντίδρασης:

α) όταν η θερμοκρασία αυξάνεται από 10° σε 50°C.

β) όταν η θερμοκρασία πέσει από 10° σε 0°C.

Ο συντελεστής θερμοκρασίας της αντίδρασης είναι 3.

Εργασία για το σπίτι

επαναλάβετε την περίληψη, συμπληρώστε την τελευταία στήλη του πίνακα. ατομική εργασία: στο "3" - βρείτε Ενδιαφέροντα γεγονόταμε θέμα "Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης" στο "4" - κάντε μια δοκιμή με θέμα "Ταχύτητα χημικής αντίδρασης". στο "5" - δημιουργήστε μια εργασία με θέμα "Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης"

Αντανάκλαση

Στο τέλος του μαθήματος οι μαθητές καλούνται να συμπληρώσουν τις προτάσεις:

Σήμερα έμαθα...

Εμεινα έκπληκτος...

Τώρα μπορώ...

Θα ήθελα να…

Το μεγαλύτερο πρόβλημα ήταν...

Με τη δουλειά μου στο μάθημα ... (ικανοποιημένος / μη ικανοποιημένος)

Παιδιά, σήμερα όλοι κάνατε εξαιρετική δουλειά στο μάθημα ως ερευνητές. Βλέπω ότι έχετε κατακτήσει το θέμα του μαθήματος και αυτό ήταν το πιο σημαντικό πράγμα στην κοινή μας δουλειά. Ευχαριστώ για το μάθημα.

Εκπαιδευτικός χάρτης αριθμός 1

Εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη φύση των αντιδρώντων

Ασκηση:Ρίξτε 1 ml οξέος σε τρεις δοκιμαστικούς σωλήνες. Τοποθετήστε μαγνήσιο στον πρώτο δοκιμαστικό σωλήνα, ψευδάργυρο στον δεύτερο και χαλκό στον τρίτο. Συγκρίνετε το ρυθμό αλληλεπίδρασης μετάλλων με οξύ. Ποιος είναι, κατά τη γνώμη σας, ο λόγος για τους διαφορετικούς ρυθμούς αντίδρασης της αλληλεπίδρασης του οξέος με τα μέταλλα. Συμπληρώστε τον πίνακα σύμφωνα με την εμπειρία.

αριθμός σωλήνα	συνθήκες εμπειρίας	Παρατηρήσεις

Εκπαιδευτικός χάρτης αριθμός 2

Η εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων

Ασκηση:Ρίξτε 1 ml οξέος σε 2 δοκιμαστικούς σωλήνες. Προσθέστε 0,5 ml νερού στο πρώτο σωληνάριο. Τοποθετήστε 2-3 κόκκους ψευδαργύρου και στα δύο σωληνάρια. Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες ξεκίνησε πιο γρήγορα η εξέλιξη του αερίου; Γιατί; Βγείτε ένα συμπέρασμα σχετικά με την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη συγκέντρωση των αντιδρώντων. Συμπληρώστε τον πίνακα σύμφωνα με την εμπειρία.

αριθμός σωλήνα	συνθήκες εμπειρίας	Παρατηρήσεις

Εκπαιδευτικός χάρτης αριθμός 3

Εξάρτηση από τη θερμοκρασία του ρυθμού αντίδρασης

Ασκηση:Ρίξτε 1 ml οξέος σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες. Τοποθετήστε 2-3 κόκκους ψευδαργύρου και στα δύο σωληνάρια. Θερμάνετε έναν από τους δοκιμαστικούς σωλήνες. Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες η έκλυση αερίου προχωρά πιο εντατικά; Γιατί; Εξάγετε ένα συμπέρασμα σχετικά με την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τη θερμοκρασία. Συμπληρώστε τον πίνακα σύμφωνα με την εμπειρία.

αριθμός σωλήνα	συνθήκες εμπειρίας	Παρατηρήσεις

Εκπαιδευτικός χάρτης αριθμός 4

Εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από την επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων (για ετερογενείς αντιδράσεις)

Ασκηση:Ρίξτε 1 ml οξέος σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες. Τοποθετήστε ένα σιδερένιο καρφί σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα και ρινίσματα σιδήρου στον άλλο. Σε ποιον σωλήνα είναι ταχύτερη η αντίδραση; Γιατί; Βγείτε ένα συμπέρασμα σχετικά με την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από την επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων. Συμπληρώστε τον πίνακα σύμφωνα με την εμπειρία.

αριθμός σωλήνα	συνθήκες εμπειρίας	Παρατηρήσεις

Εκπαιδευτικός χάρτης αριθμός 5

Εξάρτηση Ρυθμού Αντίδρασης από Καταλύτες

Ασκηση:Ρίξτε 1 ml υπεροξειδίου του υδρογόνου σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες. Ρίξτε προσεκτικά μερικούς κρυστάλλους οξειδίου του μαγγανίου (IV) σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα. Σε ποιον από τους δοκιμαστικούς σωλήνες παρατηρείται ταχεία έκλυση αερίου; Γιατί; Τι ρόλο παίζει το οξείδιο του μαγγανίου σε αυτή την αντίδραση; Βγείτε ένα συμπέρασμα σχετικά με την εξάρτηση του ρυθμού αντίδρασης από τους καταλύτες. Συμπληρώστε τον πίνακα σύμφωνα με την εμπειρία.

αριθμός σωλήνα	συνθήκες εμπειρίας	Παρατηρήσεις

Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα	συμπεράσματα
Η φύση των αντιδρώντων
Συγκέντρωση αντιδραστηρίου
Θερμοκρασία
Επιφάνεια επαφής αντιδρώντων
Καταλύτες