Урок химии в 11 классе на тему: «Скорость химической реакции и факторы, влияющие на скорость химической реакции»
план-конспект урока по химии (11 класс) на тему

Урок химии в 11 классе на тему: «Скорость химической реакции и факторы, влияющие на скорость химической реакции»

Цели:

• дать понятие о скорости химической реакции;
• показать влияние на скорость химической реакции таких факторов, как природа реагирующих веществ, их концентрация, площадь поверхности соприкосновения веществ, температура и участие катализаторов;
• рассмотреть классификацию химических реакций по таким признакам, как «фазовое состояние» и «участие катализатора»;
• развивать умение анализировать, сравнивать, делать выводы, применять приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

Тип урока: урок изучения нового материала с элементами исследования.

Основные понятия: молярная концентрация, скорость химической реакции, гомогенные и гетерогенные реакции, катализ, катализаторы, ферменты.

Оборудование и реактивы: растворы HCl, H2SO4, CH3COOH, H2O2, Zn, Mg, Fe, CuO, MnO2, пробирки, спиртовки, инструкции по выполнению лабораторных работ.

Ход урока.

Сообщение темы, цели урока, методов, формы работы. Для актуализации знаний учитель проводит с учащимися беседу по вопросам.

1. Для чего нужны знания о скорости химической реакции?
2. Приведите примеры химических реакций, идущих с разной скоростью.
3. Предположите, чем можно измерить скорость химической реакции?

Предполагаемые ответы.

1. Знания о скорости химической реакции помогут обосновать экономическую эффективность химических производств. Замедлить или ускорить процессы, которые сопровождают нас в повседневной жизни: коррозия металлов, хранение продуктов питания и т. п.
2. Коррозия металлов, разложение органических веществ идут медленно. Горение спирта, взаимодействие кислот с металлами и мрамором - быстро. Реакции ионного обмена в растворах электролитов протекают мгновенно.
3. Ответ на этот вопрос, как правило, вызывает затруднения. Целесообразно обратить внимание учащихся на количественные характеристики веществ (концентрацию), участвующих в химической реакции, и признаки, по которым судят о скорости химической реакции.

Учитель формулирует определение понятия «молярная концентрация». Молярная концентрация С - это отношение количества вещества к объёму:

C = n ? V

Единицей измерения является моль / л.

Скорость химической реакции υ - это изменение концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени:

υ = ± С1 - С2 / t2 - t1 = ± (знак дельта)C / (знак дельта)t,

где С1 и С2 - молярная концентрация реагирующих веществ или продуктов реакции соответственно в момент времени t2 и t1.

Единица изменения скорости химической реакции моль / л • с.

Если С2 больше С1 , то перед дробью ставят знак «минус».

Данное определение и формула справедливы лишь для гомогенных реакций. Учитель предлагает классификацию реакций по фазовому состоянию:

Химические реакции:

гомогенные: протекающие в однородной среде (нет поверхности раздела между реагирующими веществами)

гетерогенные: протекающие в неоднородной среде (есть поверхность раздела между веществами)

Учащимся предлагается классифицировать химические реакции по данному признаку.

N2(Г) +3H2(Г)→2NH3(Г)

S(Т) +O2(Г)→SO2(Г)

CaCO3(Т) +2HCl(Р-Р)→CaCl2(Р-Р) +CO2(Г) +H2O(Ж)

N2(Г) +O2(Г)→2NO(Г)

Учитель задаёт вопрос: «Что может повлиять на изменение скорости химической реакции?» Учащиеся высказывают предположения. Для подтверждения своих гипотез учащимся предлагается выполнить ряд экспериментальных заданий. Задания выполняются в группах. Каждая группа получает свою инструкцию. Результаты работы оформляются в виде таблицы.

Перед выполнением работы учитель проводит инструктаж по правилам техники безопасности.

Инструкция группе 1.

Исследование влияния природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Цель: сравнить скорость протекания химической реакции взаимодействия раствора соляной кислоты с различными металлами.

Оборудование и реактивы: раствор соляной кислоты, Mg, Zn, Fe, пробирки.

Возьмите три пробирки и налейте в них по одному мл соляной кислоты, поместите в них примерно одинаковые кусочки Mg, Zn, Fe. Наблюдения и выводы запишите в таблицу.

Инструкция группе 2.

Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Цель: изучить зависимость скорости взаимодействия растворов соляной кислоты разной концентрации с Zn.

Оборудование и реактивы: раствор HCl, Zn, H2O.

В три пробирки налейте раствор HCl: в первую - 3мл, во вторую - 2мл, в третью - 1мл. Во вторую и третью пробирки долейте воды до 3 мл. В каждую пробирку поместите одинаковые гранулы Zn. Наблюдения и выводы занесите в таблицу.

Инструкция группе 3.

Влияние температуры на скорость химической реакции.

Цель: сравнить скорость химической реакции взаимодействия CuO и H2SO4 при разной температуре.

Оборудование и реактивы: CuO, H2SO4, спиртовка, стакан с горячей водой, пробирки.

В три пробирки насыпьте немного порошка CuO, добавьте 3-5мл раствора H2SO4 . Первую пробирку поставьте в штатив, вторую - в стакан с горячей водой (пробирку предварительно подогрейте), третью нагрейте в пламени спиртовки. По изменению окраски раствора сделайте вывод о скорости протекания химической реакции.

Инструкция группе 4.

Влияние поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Цель: сравнить скорость взаимодействия раствора соляной кислоты с гранулами, опилками и порошком Zn.

Оборудование и реактивы: раствор HCl, Zn, пробирки.

В три пробирки поместите гранулы, опилки и порошок Zn примерно одинакового объёма, добавьте раствор HCl. Наблюдения и выводы занесите в таблицу.

Инструкция группе 5.

Влияние катализатора на скорость химической реакции.

Цель: рассмотреть влияние катализаторов MnO2 на скорость разложения перекиси водорода.

Оборудование и реактивы: раствор H2O2, MnO2, пробирки, спиртовка, лучинка.

Вспомните, какие вещества называют катализаторами?

В пробирку налейте раствор H2O2. Что наблюдаете? Добавьте в пробирку немного порошка MnO2. Внесите в пробирку тлеющую личинку. Какой газ выделяется? Сравните скорость разложения H2O2 при разных условиях.

После окончания эксперимента происходит обсуждение. Учащиеся демонстрируют результаты опытов, делают выводы о влиянии различных факторов на скорость химических реакций. Уравнения проделанных реакций записывают на доске.

Выводы по результатам эксперимента.

1. Каждое вещество оказывает влияние на скорость химической реакции.
2. Чем больше концентрация реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.
3. При повышении температуры скорость химической реакции увеличивается. Правило Вант-Гоффа: при изменении (повышении или понижении) температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции изменяется (соответственно повышается или понижается) в 2-4 раза.

υ2 = υ1 • γ (t2-t1) / 10

υ2 υ1 - скорости химической реакции при температуре соответственно t2 и t1, γ - температурный коэффициент, показывающий во сколько раз изменяется скорость химической реакции.

4.Чем больше площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.

5.Катализаторы - вещества, изменяющие скорость химической реакции, но остающиеся неизменными к её окончанию.

Ферменты - биологические катализаторы белковой природы.

По участию катализатора химические реакции делят на:

каталитические:

2SO2+O2 →2SO3

4NH3+5O2 →4NO+6H2O

некаталитические:

CuO+H2SO4 →CuSO4+H2O

2Fe(OH)3 →Fe2O3+3H2O

Вывод: знания о скорости химической реакции и факторах, влияющих на её изменение, позволяют управлять в значительной степени химическими реакциями.

Домашнее задание: подготовить сообщения по темам:

• «Применение катализаторов в промышленности»
• «Роль ферментов в жизнедеятельности живых организмов»

§ 15 упр. 1,3,6,7.