Разработка урока в 11 классе по теме "Скорость химической реакции"
методическая разработка (химия, 11 класс) по теме

Этапы и содержание урока

Деятельность учителя и учеников.

Работа с оборудованием.

1 урок

I. Организационный этап.

II. Актуализация знаний.

Выполнить тестовое задание  (для всего класса)

1. К эндотермическим реакциям относится взаимодействие

1)азота с кислородом

2)азота с водородом

3)кислорода и водорода

4)воды и оксида натрия

2. К экзотермическим процессам  относится взаимодействие

1)азота с кислородом

2)углерода с углекислым газом

3)воды с углеродом

4)пропена с бромом

3. Теплота образования хлороводорода из простых веществ равна 92 кДж/моль. Количество теплоты, выделившейся при образовангии 146 г хлороводорода, равно:

1)92 кДж

2) 184 кДж

3)18,4 кДж

4) 368 кДж

4. Согласно термохимическому уравнению реакции

NaOH + HCl = H2O + NaCl + 57 кДж

При нейтрализации 4 г едкого натра соляной кислотой выделится энергия количеством (кДж)

1)57

2)570

3)5,7

4)0,57

5.Тепловой эффект реакции полного сгорания ацетилена в кислороде равен +2596 кДж. Количество теплоты, соответствующее сгоранию 2л (н.у.) этого газа составляет

1)29

2)58

3)116

4)232

Ответы:

Выполнить индивидуальные задания (по дидактическим материалам)

III. Изучение нового материала.

Тема урока проецируется на экран.

Сегодня на уроке мы продолжим изучение темы «Химические реакции» и познакомимся с понятием «скорость реакции».

В курсе физики и математики вы сталкивались с термином «скорость», что он означал, в каких единицах измерения рассчитывался?

В химии тоже есть такое понятие, но оно характеризует химические процессы.

 С этими процессами вы сталкивались, но, порой, не задумывались об этом: почему продукты питания портятся (многие быстро), зачем их помещают в холодильник, как быстро сгорает топливо в авто, а коррозия продолжается годы (но зимой этот процесс гораздо интенсивнее)?!

 Усвоив материал урока, вы сможете ответить на данные вопросы, выявите, какие факторы влияют на эти процессы.

Так что же такое скорость реакции?

В чем заключается сущность протекания химической реакции? По каким признакам мы судим о протекании реакции?

Итак, скорость реакции -   величина, характеризующая интенсивность реакции, выраженная количественно.

1. Обозначается- Vр-ии

2. Формула:

а) гомогенные реакции:

∆C/∆t (моль/л∙с)

∆С=∆n/ V= С2-С1/t2-t1

б) гетерогенные реакции:

∆n/∆t∙S (моль/с∙м2)

Знак + в уравнении ставится,если с- концентрация продукта реакции, а знак -, если С – концентрация исходного вещества.

Решить задачу:

В некоторый момент времени концентрация хлора в сосуде, в котором протекает реакция H2+Cl2 = 2HCl, была равна 0,06 моль/л. Через 5 секунд концентрация хлора составила 0,02 моль/л. Чему равна скорость данной реакции в указанный промежуток времени?

Решение: (хлор-исходное вещество, его концентрация уменьшается, поэтому в уравнении ставим знак -.

V= - C2-C1/ ∆t =- 0,02-0,06/ 5 = 0,008 моль/л . с

Можете ли вы на основании формул предположить, что возможно влияет на скорость реакции?

Теперь экспериментально выясним факторы, влияющие на скорость реакции.

С помощью химического эксперимента мы выявим закономерности изменения скорости химических реакций в зависимости от условий (в тетрадях заранее приготовлена таблица, которую будем заполнять во время объяснения нового материала).

Сегодня на уроке мы рассмотрим влияние на скорость реакции концентрации реагирующих веществ и температуры.

1.Влияние  концентрации (закон действующих масс)-

1867 год- К.Гульдберг, П.Вааге; 1865 год- Н.И. Бекетов. «Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакции».

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Vр-ии = k∙C (N2) ∙ C (H2)3 (кинетическое уравнение)

S + O2 = SO2

Vр-ии = k∙C (O2)

k-коэффициент пропорциональности

Закон действующих масс не учитывает концентрации реагирующих веществ, находящихся в твёрдом состоянии, так как они реагируют на поверхности и их концентрации обычно являются постоянными!

По закону действующих масс скорость химической реакции

аА+bB=сС

 может быть вычислена по формуле

V=kcAacBb

Решить задачу:

Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение: v=kC2ACB

Если:

А) концентрацию вещества B увеличить в 3 раза?

Б) концентрации обоих веществ увеличить в 2 раза?

Решение: Пусть концентрация вещества А равна х, а концентрация вещества В равна y, тогда подставляем данные в кинетические уравнения и решаем:

А) v2/v1 = k x23y/k x2y = 3 (скорость реакции увеличится в 3 раза)

Б) ) v2/v1 = k 2x22y/k x2y = 8 (скорость реакции увеличится в 8 раз)

2. Влияние температуры на скорость реакции

Я.Х. Вант-Гофф

«Повышение температуры на каждые 10 ∙С приводит к увеличению скорости реакции в 2-4 раза (эта величина называется температурным коэффициентом)».

vt2 = vt1∙ γt2-t1/10

Решить задачу:

Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 20 до 60 градусов, если температурный коэффициент скорости этой реакции равен трем?

Решение: t1=20 0C, t2 = 60 0C, ∆t=60-20=40 0C

v2/v1 = γt2-t1/10 = 3 4 = 81

Ответ: скорость реакции увеличится в 81 раз

IV. Закрепление знаний (работа в группах).

Каждая группа решает по 1-й задаче на применение правила Вант-Гоффа или  закона действующих масс.  После выполненной работы проецируем на экран образцы решённых задач, чтобы зрительно закрепить ход решения

Задача 1: Как изменится скорость реакции при понижении температуры на 70 градусов, если температурный коэффициент реакции  равен двум?

Решение: ∆t= - 70 0С

v2/v1 = γ∆t/10 = 2-7 = 1/128

ответ: скорость реакции уменьшится в 128 раз.

Задача 2: При повышении температуры на 30 0С скорость некоторой реакции увеличивается в 64 раза. Чему равен температурный коэффициент этой реакции?

Решение:

v2/v1= 64;  : ∆t= 30 0С

64 = γ30/10 = γ3

Ответ: температурный коэффициент скорости реакции равен 4.

Задача 3:Как изменится скорость реакции синтеза аммиака из простых веществ при увеличении концентрации реагирующих веществ в 3 раза?

Решение: уравнение реакции N2 + 3H2 = 2NH3 (все вещества в газообразном состоянии)

Кинетическое уравнение:

v1= k [N2][H2]3

пусть первоначальные концентрации веществ:

[N2]=х     [H2]=y, тогда v= k x y3

Новые концентрации веществ: [N2]=3х     [H2]=3y,

 тогда v2= k 3x  (3y)3= 81 k x y3

v2/v1= 81 k x y3/ k x y3

Ответ: скорость химической реакции увеличивается в 81 раз

V. Рефлексия. Подведение итогов урока

VI. Домашнее задание параграф 15, упр. 11 письменно после параграфа

2 урок

I. Организационный этап.

II. Изучение нового материала.

С помощью химического эксперимента мы выявим закономерности изменения скорости химических реакций в зависимости от условий (в тетрадях заранее приготовлена таблица, которую будем заполнять во время объяснения нового материала).

3.Природа реагирующих веществ:

 если Еа менее 40 кДж/моль, то скорость реакции очень велика. (Все реакции обмена протекают практически мгновенно. Быстро протекают реакции с участием радикалов)

Еа от 40 до 120 кДж/моль – скорость реакции средняя (Например, взаимодействие натрия с этанолом, цинка и соляной кислоты)

Еа более 120 кДж/моль – при комнатной температуре эти реакции практически не протекают (например, гидратация этилена, синтез аммиака из водорода и азота)

4. Поверхность соприкосновения реагирующих веществ:

измельчение твердых веществ

«метод кипящего слоя»

использование катализатора

5. Катализатор

При помощи катализатора можно изменить механизм протекания реакции – «путь реакции», что приводит к увеличению скорости реакции (положительный катализ) или уменьшению (отрицательный катализ или ингибирование)

6. Давление

Если в реакции участвуют газообразные вещества, концентрация которых прямо пропорциональна давлению в системе.

С увеличением давления растет концентрация газообразных веществ и, следовательно, увеличивается скорость реакции

IV. Закрепление знаний

1. На скорость химической реакции между серной кислотой и железом не влияет:

Концентрация кислоты

Измельчение железа

Температура реакционной смеси

Увеличение давления

2. В течение одной минуты выделится больше водорода, если для реакции использовать:

Zn(гранулы) и CH3COOH (10%-й раствор)

Zn(порошок) и HCl (10%-й раствор)

Zn(гранулы) и HCl (10%-й раствор)

Zn(порошок) и CH3COOH (10%-й раствор)

3. Какой из факторов не оказывает влияния на скорость химической реакции в растворах?

Концентрация веществ

Использование катализатора

Использование ингибитора

Объем реакционного сосуда

4. Быстрее при комнатной температуре будет протекать реакция между 10% раствором соляной кислоты и:

Цинком в гранулах

Большим куском цинка

Цинком, покрытым медью

Цинком в порошке

Ответы:

1-4

2-2

3-4

4-4

РЕШИТЕ ЗАДАЧУ:

Для реакции:

2NO + O2 = 2NO2

1.Записать выражение закона действующих масс.

2. Скорость этой реакции при 20∙С равна 1 моль/л∙с. Вычислить скорость этой реакции при 60∙С, если температурный коэффициент равен 3.

В этой системе концентрацию оксида азота (II) увеличили от 0,03 до 0,05 моль/л., а концентрацию кислорода - от 0,02 до 0,04 моль/л. Во сколько раз возросла скорость реакции?

V. Рефлексия. Подведение итогов урока

VI. Домашнее задание

Параграф 15 и записи в тетради

Решить задачи:

1. В сосуде объемом 2л протекает реакция

2NO(г) + O2 (г) = 2NO2 (г). В некоторый момент времени количество вещества оксида азота (IV) составляло 0,12 моль. Через 8с оно стало равно 0,36 моль. Чему равна средняя скорость этой реакции?

(ответ: 0,015 моль/л*с)

2. Как изменится скорость реакции при понижении температуры на 70 градусов, если температурный коэффициент равен 2? (ответ: уменьшится в 128 раз)

Приветствие учеников, настрой на работу на уроке

Выполнение тестовых заданий (на слайдах презентации) в тетрадях

Индивидуальные разноуровневые задания

Демонстрация слайдов презентации

Беседа с учениками

Сообщение темы и цели урока

Мотивация учеников к работе

Беседа

Объяснение учителя, сопровождается демонстрацией слайдов презентации и ведением опорного конспекта учениками в тетрадях

Решение задачи (на экране, ученики – в тетрадях) с пояснениями учителя

Проблемный вопрос

Выполнение лабораторных опытов для решения проблемного вопроса

Объяснение учителя сопровождается демонстрацией слайдов

Ученики ведут записи в опорных конспектах по ходу объяснения учителя

Объяснение учителя

Формула на экране и в тетрадях

Решение расчетной задачи (решение на экране), сопровождается пояснениями учителя

Объяснение учителя с демонстрацией слайдов презентации

Решение расчетной задачи

Отработка полученных знаний на практике:

Групповая работа

Выставление оценок

Комментарии к домашнему заданию

Приветствие учеников, сообщение темы урока

Выполнение лабораторных опытов

Инструктаж по ТБ

Демонстрационный опыт

Объяснение учителя, заполнение таблицы

Объяснение учителя

Выполнение тестового задания –слайды на экране (самостоятельная индивидуальная работа)

Проверяется в классе с комментариями учителя

Решение задачи у доски (3 ученика на каждый вопрос по 1 ученику)

Выставление оценок за урок

Комментарии к домашнему заданию