Тема 13. мЕтодика изучения темы «скорость химических реакций»

Математическое выражение зависимости. Закон Гульдберга и Вааге (Норвегия, 1867 г.). Для реакции вида А+В=С (концентрацию обозначим как [A] и [В]) можно записать: v=k[A][B], где k – коэффициент пропорциональности или константа скорости данной химической реакции, зависящая от природы вещества и температуры, но не зависящая от концентрации; [А] и [В] – равновесные концентрации веществ А и В. Формулировка закона: при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ. Для реакции типа 2NO+O2=2NO2 справедлива запись: v=k[NO]2[O2], применим это уравнение к нашей реакции: v=k[Na2S2O3][H2SO4] Мы условились, что в первом случае концентрация исходных веществ равна единице, следовательно, v1=k[1][1]=k1 (константа скорости равна самой скорости). Во втором случае: v2=k[0,5][1]=k0,5. Поделив выражение 1 на выражение 2, получим 1/0,5=2. Этим объясняется разница во времени первой и второй реакциями. Данное уравнение применимо только для простейших гомогенных систем (об этом подробнее на следующем уроке). Опыт №3. Берем две пробирки под номерами 1 и 2. В первую пробирку помещаем немного порошка цинка. Во вторую пробирку 1-2 гранулы цинка. Приливаем к обеим пробиркам равные объемы соляной кислоты. Наблюдаем: Учитель ставит проблему: «Какой фактор оказывает влияние на скорость и какова его сущность?». Ученики отвечают исходя из опыта, что в данном случае фактор – площадь соприкосновения реагента (металла). Сущность – увеличение числа соударений. Оформление на доске может выглядеть следующим образом: Химическая реакция Фактор, определяющий скорость Сущность Площадь соприкосновения веществ Увеличение числа соударений реагирующих частиц Опыт №4 (мысленно). Представим реакцию в газовой фазе: N2 + 3H22NH3 + Q Учитель ставит проблему: «Какой фактор будет оказывать влияние на скорость в данной реакции, и какова его сущность?». Ученики отвечают исходя из РАССУЖДЕНИЙ, что в данном случае фактор – может быть увеличение давления (концентрации). Сущность – увеличение числа соударений. Оформление на доске может выглядеть следующим образом: Химическая реакция Фактор, определяющий скорость Сущность Увеличение давления (концентрации) Увеличение числа соударений Опыт №5. Берем два химических стакана с одинаковыми растворами Na2S2O3. К первому приливаем разбавленную серную кислоту. Второй раствор подогреваем на 10 0С выше комнатной температуры и приливаем равный объем разбавленной серной кислоты. Наблюдаем: Учитель ставит проблему: «Какой фактор оказывает влияние на скорость реакции и какова его сущность?». Ученики отвечают исходя из опыта, что в данном случае фактор – увеличение температуры. Сущность – в результате увеличения температуры увеличивается число активных молекул. Оформление на доске может выглядеть следующим образом: Химическая реакция Фактор, определяющий скорость Сущность Увеличение температуры Увеличивается число активных молекул Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Определение: при повышении температуры на каждые 100С скорость большинства химических реакций возрастает в 2-4 раза. , где γ – температурный коэффициент, показывающий во сколько раз увеличивается скорость реакции с повышением температуры на каждые 100С, t2 – конечная температура, t1 – начальная температура. Опыт №6. В трех пронумерованных пробирках содержится порошок Al (Zn). В первую пробирку ничего не добавляем. Во вторую добавляем немного порошка меди. В третью пробирку добавляем немного формалина. Учитель ставит проблему: «Возможно ли влияние меди и формалина на скорость реакции Al с HCl, если эти вещества сами по себе с соляной кислотой не реагируют?». Учащиеся, вероятнее всего, не смогут ответить на этот вопрос. Учитель предлагает проверить это. Наблюдаем: В данной реакции медь и формалин – вещества, изменяющие скорость реакции. Такие вещества называются катализаторами. Катализаторы в реакции не расходуются и в продукты реакции не входят. Одни катализаторы ускоряют реакцию – положительный катализ (или просто катализ), другие замедляют – отрицательный катализ (такие вещества называют ингибиторами). Более подробно с катализаторами мы познакомимся на следующем уроке. Оформление на доске может выглядеть следующим образом: Химическая реакция Фактор, определяющий скорость Сущность Присутствие катализатора Катализатор влияет на скорость химических реакций Закрепление. Учитель с учениками повторяет по итогам проведенных опытов факторы, влияющие на скорость реакций, и их сущность. Учащиеся у доски с помощью учителя решают задачи. Задача №1. Исходная концентрация одного из реагирующих веществ составляет 1 моль/л. Через 4 секунды от начала реакции она составила 0,6 моль/л. Найдите скорость этой реакции. Решение: (1-0,6)/4=0,1 моль/. Задача №2. Реакция при температуре 500С протекает за 2 мин., 15 с. За сколько времени закончится данная реакция при температуре 700С, если γ=3. Решение: t2=700С, t1=500С; , следовательно, скорость реакции увеличивается в 9 раз, и завершается за . Итог урока: на сегодняшнем уроке мы познакомились с понятием скорости химической реакции, с факторами, влияющими на скорость реакций, посмотрели химические реакции, протекающие с различными скоростями, научились решать задачи по теме. Домашнее задание: §13; вопросы и задания после параграфа. Урок окончен. 6. Контроль и учет знаний учащихся (компьютерное тестирование) Предлагаем следующий вариант тестовых заданий. 1. Единицей измерения скорости реакции может быть: а) моль/(); б) моль/ч; в) г/(); г) м/(). 2. Скорость химической реакции определяется уравнением: а) ; б) ; в) ; г) . 3. Скорость реакции повышается при нагревании и увеличении концентрации реагирующих веществ. Эти правила выполняются: а) чаще всего; б) всегда; в) при повышении давления; г) при нормальных условиях. 4. Скорость гетерогенной химической реакции при увеличении поверхности реагирующих веществ: а) не изменяется; б) незначительно изменяется; в) возрастает; г) снижается. 5. При одновременном повышении температуры на 10 0С и уменьшении концентрации одного из веществ в три раза скорость гомогенной реакции, вероятнее всего: а) вначале возрастает, затем уменьшается; б) возрастает; в) уменьшается; г) не изменится. 6. В каком ряду химические знаки расположены в порядке снижения скорости реакций этих веществ с соляной кислотой? а) Na, Mg, Zn, Fe, Cu; б) Mg, Na, Fe, Zn, Cu; в) Na, Mg, Fe, Cu, Zn; г) Mg, Na, Zn, Cu, Fe. 7. Какие два вещества будут реагировать между собой с большей скоростью при прочих равных условиях? а) Zn и H2SO4; б) H2SO4 и Mg; в) H2SO4 и Fe; г) Pb и H2SO4. 8. Вычислите среднюю скорость химической реакции А + В = 2С, если начальная концентрация А = 0,25 моль/л, а через 20 секунд – 0,10 моль/л: а) 0,30; б) ; в) ; г) 0,15. 9. При 60 0С скорость реакции равна 2 моль/(). Вычислите скорость этой реакции при 20 0С, если температурный коэффициент равен 2: а) 0,125; б) 0,120; в) 0,040; г) 1,00. 10. Скорость реальных процессов и реакций зависит от совокупности воздействия нескольких факторов. Сделайте предположение, где будет быстрее корродировать (ржаветь) железо: а) в квартире; б) в пустыне; в) в джунглях; г) на солнечной поверхности Луны; д) на вершине Эвереста; е) в Антарктиде. 11. Температурный коэффициент реакции равен 3. Начальная скорость реакции равна 4 моль/(). Какова будет скорость этой реакции при повышении температуры на 40 0С? а) 120; б) 480; в) 240; г) 324. 12. Гомогенная реакция с участием газов отвечает уравнению А + 2В = С. Как увеличится ее скорость, если концентрация вещества В увеличить в два раза; давление увеличить в три раза? а) в 4 и 9 раз; б) в 4 и 27 раз; в) в 3 и 18 раз; г) в 8 и 9 раз. 13. Как изменится скорость реакции между азотом и водородом, если вначале увеличить давление, а затем повысить температуру? а) вначале возрастет, затем уменьшится; б) возрастет; в) уменьшится; г) вначале уменьшится, затем возрастет. 14. Известно, что скорость гетерогенной реакции зависит от поверхности реагирующих веществ. Как изменится объем выделившегося ацетилена, если кусочек карбида кальция массой 10 г разбить на 100 частей? а) возрастет примерно в 10 раз; б) возрастет примерно в 100 раз; в) не изменится; г) увеличится примерно в 1000 раз. 15. Катализатор – вещество, которое: а) увеличивает скорость реакции; б) изменяет скорость реакции, формально не участвуя в ней; в) вначале увеличивает скорость химической реакции, затем уменьшает ее; г) замедляет скорость реакции. 16. Катализаторы изменяют скорость химических реакций в связи с тем, что изменяется: а) температура; б) концентрация веществ; в) число столкновений молекул; г) другая причина. 17. Гомогенная реакция с участием газообразных веществ описывается уравнением 2А + Б 2С + Q. В какую сторону сместится равновесие, если давление повысить; температуру повысить? а) вправо, влево; б) вправо, вправо; в) влево, вправо; г) влево, влево. 18. В какую сторону сместится равновесие в реакции 2Атв + Бж 2Сг + Дж + Q, если давление повысить; температуру понизить? а) влево, влево; б) влево, вправо; в) вправо, влево; г) вправо, вправо. 19. Как влияют катализаторы на смещение химического равновесия? а) влияют, но слабо; б) увеличивают выход продукта; в) не влияют; г) положительные катализаторы смещают равновесие вправо, а ингибиторы влево. 20. Дополнительная энергия, которую необходимо передать реагирующим частицам для того, чтобы между ними началось химическое взаимодействие: а) термический эффект; б) теплота реакции; в) энергия связи; г) энергия активации. 21. При повышении давления в 2 раза скорость химической реакции 2SO2(г.) + O2(г.)2SO3(г.) увеличится: а) в 2 раза; б) в 4 раза; в) в 6 раз; г) в 8 раз. 22. При повышении температуры на 20 0С скорость реакции увеличилась в 16 раз, следовательно температурный коэффициент реакции равен: а) 2; б) 4; в) 8; г) 32. 23. При понижении давления в 3 раза скорость реакции N2(г.) + 3H2(г.)2NH3(г.) уменьшится: а) в 3 раза; б) в 9 раз; в) в 27 раз; г) в 81 раз. 24. Скорость газовой реакции А + 3ВАВ3 увеличится в 1000 раз при увеличении концентрации вещества В: а) в 5 раз; б) в 10 раз; в) в 15 раз; г) в 20 раз. 25. При увеличении давления в 5 раз скорость газовой реакции А + 3ВАВ3 увеличится в: а) в 225 раз; б) в 525 раз; в) в 625 раз; г) 1025 раз. 26. Участки катализатора на которых осуществляется химическая реакция это: а) активные центры; б) ингибиторы; в) ферменты; г) активированный комплекс. 27. Гетерогенный катализ это каталитический процесс, осуществляемый в системе представленной: а) одной фазой; б) двумя фазами; в) тремя фазами; г) двумя и более фазами. 28. Исходная концентрация одного из реагентов составляет 1 моль/л. Через 4 секунды от начала реакции она составила 0,6 моль/л. Скорость этой реакции: а) 0,1 моль/; б) 0,2 моль/; в) 0,3 моль/; г) 0,4 моль/. 29. Реакция при температуре 500С протекает за 2 мин. За сколько времени закончится данная реакция при температуре 700С, если γ=3? а) 15 с; б) 30 с; в) 45 с; г) 60 с. 30. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры с 30 0С до 70 0С, если температурный коэффициент равен 2? а) 16 раз; б) 32 раз; в) 15 раз; г) 64 раз. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ Место темы в курсе химии. Значение темы в курсе химии. Основные понятия темы. Химический эксперимент и его методика. Основные методические приемы при изучении темы. Ответьте на вопросы тестового задания. Проведите анализ урока и текста лекции в целом и выскажите свои суждения по их содержанию. Проанализируйте и решите тестовые задания. Рассмотрите презентацию к уроку и выскажите свое мнение о ней.

Похожие:

	Урок: «Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций» Цель урока: ввести понятие о скорости химических реакций, ознакомить с факторами, влияющими на скорость химических реакций		Тема: Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химических реакций Цели занятия: дать представление о научных основах по обеспечению пожарной и взрывной безопасности, изучить пожарно-техническую и...
	Урок-закрепление по теме: «Скорость химических реакций» Эти слова девиза нашего урока принадлежат великому русскому ученому, химику, фамилию которого вам предстоит разгадать, решив правильно...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: повторить классификацию веществ, типы химических реакций и признак их классификации, научить обучающихся применять полученные...
	Урок химии в 8 классе. Тема урока: «Типы химических реакций на примере свойств воды» Цель урока: изучить состав и строение молекулы воды, физические и химические свойства, значение воды для живых организмов, а так...		Тема: Классификация химических реакций. Реакции, идущие без изменения... ...
	Реферат по теме «Тепловой эффект химических реакций» «Тепловой эффект химических реакций». Я считаю эту тему актуальной, потому что в наше время без химических реакций возможно очень...		Тема 11. Методика изучения темы "Периодический закон и периодическая... Задачи: Обобщить и систематизировать знания учащихся об основных систематических
	Вариант скорость химических реакций. Химическое равновесие Цель урока: систематизировать сведения о химических свойствах металлов, рассмотренных при изучении материала курса химии 8, 9 классов,...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: Формирование у учащихся знания о факторах, влияющих на скорость химических реакций
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ...		Введение в основу настоящей программы положены следующие дисциплины:... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Урок по теме: «Классификация химических реакций по числу и составу реагирующих веществ реакции» Цели. Дидактические. Систематизировать сведения о типах химических реакций по признаку – числу исходных и полученных веществ, по...		Урока: Образовательная Образовательная: обобщить представления о химической реакции как о процессе превращения одного или нескольких веществ в другие вещества;...
	Конспект урока по теме «Скорость химических реакций» Уравнения 1 есть дифференциальные уравнения Навье1 – Стокса2 движения вязкой жидкости, являющиеся математическим описанием полей...		«Скорость химических реакций. Катализаторы» Прошу записать на доске уравнение данного химического процесса. После этого возвращаемся к первой пробирке, где уже видны признаки...