урок химии "Скорость химических реакций"
учебно-методический материал по химии (11 класс) по теме

Ход урока

Обоснование деятельности учителя

Прогнозируемая деятельность обучающихся

1. Организационный этап
   

Взаимное приветствие обучающихся и учителя; фиксация отсутствующих; проверка готовности обучающихся к уроку.

Подготовить обучающихся к работе

Готовность класса к работе

1. Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала. Активация опорных знаний и умений
   

На доске – тема урока «Скорость химических  реакций».

Задача урока: выяснить, что такое скорость химической реакции и от каких факторов она зависит. В ходе урока мы познакомимся с теорией вопроса «скорость химической реакции». Затем на практике подтвердим некоторые наши теоретические предположения.

Обеспечить мотивацию и принятие обучающимися задачи урока

Активная работа обучающихся показывает их готовность к восприятию темы урока

Вспомним:

1. что же такое химическая реакция?
   
2. какие условия должны быть выполнены, чтобы произошла химическая реакция?
   
3. одинаковое  ли количество времени требуется для протекания различных химических реакций?

При обсуждении вопроса 2) необходимо подчеркнуть, что химическая реакция возможна только при столкновении молекул

Из личного жизненного опыта обучающиеся предполагают, что продолжительность различных реакций разная

Рассмотрим два примера. На столе – две пробирки, в одной – раствор щелочи (NaOH), в другой – гвоздь; в обе пробирки приливаем раствор CuSO4. Что мы видим?

В первой  пробирке реакция произошла мгновенно, во второй – видимых изменений пока нет.

Составим уравнения реакций (два обучающихся записывают на доске уравнения):

1. CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
   

Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2

1. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
   

Fe0 + Cu2+ = Fe2+ + Cu0

Отметим, что реакция 1) – гомогенная, а реакция 2) – гетерогенная. Это важно для нас.

А как долго длится реакция и от чего это зависит? На эти вопросы мы попытаемся ответить в ходе нашего урока. Учение о скоростях и механизмах химических реакций называется химической кинетикой.

Необходимо подтвердить предположения обучающихся химическим экспериментом

По результатам демонстрационного эксперимента обучающиеся убеждаются в справедливости своих предположений

1. Усвоение новых знаний и способов действий
   

Обратимся к понятию «скорость». Вам известны такие сочетания, как скорость движения, скорость чтения, скорость наполнения бассейна и т. д. В общем случае, что такое скорость? Изменение какого-либо фактора за единицу времени.

А какой же фактор изменяется, когда речь идет о скорости реакции?

Мы уже сказали, что химическая реакция происходит при столкновении частиц. Тогда, очевидно, что скорость реакции тем больше, чем чаще сталкиваются частицы. При столкновении частиц исходных веществ происходит образование новых частиц - продуктов реакции.

Что же изменяется с течением времени в химической реакции? Изменяется количество исходных веществ и изменяется количество продуктов реакции. Если мы отнесем количество вещества к единице объема, мы получим молярную концентрацию вещества. Молярная концентрация вещества измеряется в моль/л. чтобы определить скорость реакции, необходимо иметь данные об измени концентрации какого-либо компонента реакции через определенные промежутки времени.

На доске записано уравнение реакции

I2(газ) + H2(газ) + 2HI(газ)

и приведена таблица изменения концентрации йода во времени (правый столбец – изменение концентрации HI пока не заполнен)

Обеспечить осмысленное восприятие знаний

Установить фактор, по которому можно судить о скорости реакции

Введение понятия о молярной концентрации и единицах ее измерения

Активные действия обучающихся с объектом изучения

В ходе беседы обучающиеся приходят к выводу о связи скорости реакции с концентрацией участвующих в реакции веществ

Строим график изменения концентрации йода во времени

                                                            СHI, моль/л  

                                                            1,4                  

                                                     4                              

                                         3                 1,2        

             1,0                2                        1,0

            0,8                                           0,8

                    1

            0,6                                           0,6

                            2

            0,4                     3                    0,4

                     1                             4

            0,2                                           0,2

                 0       5       10       15       20

                               Время, с

График изменения концентрации реагирующего вещества во времени дает обучающимся возможность самостоятельно определить скорость реакции и проследить, как она изменяется в ходе реакции

Формирование исследовательских умений – строят график по данным эксперимента

Кривая изменения концентрации реагирующего вещества или продукта реакции во времени называется кинетической кривой.

Скорость химической реакции – это изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени.

         c2  - c1            ∆c         0,3 - 1

v =                 =           =                = - 0,03 (моль/л · с)

         t2 – t1             ∆t          20 – 0

Принято считать скорость реакции положительной величиной, знак «минус» говорит о том, что функция зависимости концентрации I2 от времени убывающая. Из графика следует, что с течением времени уменьшается не только концентрация, но и скорость реакции. Подтвердим это расчетами.

Определим скорость для разных участков кинетической кривой:

на участке 1 : v = 0,08 моль /(л · с),

на участке 2 : v = 0,035 моль/(л · с),

на участке 3 : v = 0,01 моль/ (л · с)

Какие выводы следуют из анализа кинетической кривой? – Концентрация реагирующего вещества уменьшается по мере протекания реакции. Скорость реакции с течением времени уменьшается.

Очевидно, «скорость реакции» - это средняя скорость процесса в определенный промежуток времени, что чем меньше промежуток времени, тем точнее значение скорости.

А можно ли рассчитать скорость реакции не по исходному реагенту, а по продукту реакции?

Заполним правый столбец таблицы значениями концентрации продукта реакции HI. При определении значений руководствуемся уравнением реакции. Строим кинетическую кривую относительно продукта реакции, определим скорости реакции для участков кривой 1, 2 и 3.

Приходим к выводу, что скорость по компоненту HI в два раза больше, чем по компоненту I2. Это можно прогнозировать, исходя из уравнения реакции. дополнительный анализ кинетической кривой показал нам, что

1. концентрация продукта по мере протекания реакции увеличивается;
   
2. скорость реакции, измеренная по продукту, со временем уменьшается (так же, как и по реагенту);
   
3. скорости реакции, измеренные по различным компонентам, различны, т. е., говоря о скорости реакции, необходимо указывать еще и участника реакции, по которому определялась скорость процесса.
   

Поэтапный анализ кинетической кривой приводит к осмысленному пониманию изучаемого материала, исключает формализм знаний

Построение кинетической кривой по продукту реакции показывают, что накопление продукта реакции происходит постепенно, по мере расходования исходных веществ

Необходимо обратить внимание на физическую сущность стехиометрических коэффициентов в уравнении химической реакции

Самостоятельно формулируют понятие «скорость реакции»

Самостоятельно рассчитывают скорость для всей кинетической кривой и отдельных ее участков. Обучающиеся сами выводят единицы скорости реакции

Анализируют  результаты полученных расчетов. формулируют выводы

1. Первичная проверка степени усвоения материала
   

На доске плакат:

Химическая реакция идет по схеме

А + В = 2С

2А + В = 2С

А + 3В = 2С

Задание: 1) определите неизвестные значения концентраций; 2) рассчитайте среднюю скорость процесса

Оценить правильность и осознанность усвоения нового учебного материала, выявить и устранить пробелы и неверные представления

1. Закрепление и применение полученных знаний
   

Задача: в каком из сосудов одинаковой емкости реакция протекает с большой скоростью, если за одно и то же время в первом сосуде образуется 10 г фторводорода, а во втором – 53 г иодоводорода?

Закрепить полученные знания

Самостоятельное выполнение заданий

1. Подведение промежуточных итогов
   

Подведем основные итоги. Сформулируем их и запишем в тетрадь

Сформировать умение обобщать полученную информацию и выделять главное

Самостоятельная формулировка выводов

1. Домашнее задание