Урок «Скорость химических реакций»
план-конспект урока по химии (9 класс)

Урок по химии

Тема урока: Скорость химических реакций

9 класс

Курочка Юлия Васильевна, учитель химии

Цель урока: создать условия для формирования у обучающихся представления о скорости химических реакций и ее зависимости от условий протекания

Задачи урока:

1. Сформировать представление о скорости химической реакции, способе ее вычисления и единицах измерения; установить зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ, от площади их соприкосновения, концентрации, температуры, от катализатора.
2. Развивать:

учебно-информационные навыки: умение извлекать информацию из устного сообщения, наблюдаемых процессов;

учебно-логические: умение анализировать данные, выявлять сущность наблюдаемых процессов, обобщать и делать выводы;

учебно-организационные: критическое мышление, самостоятельность к рефлексии, умение работать в атмосфере поиска, творчества.

3. Продолжить формирование убеждения школьников в необходимости привлечения средств химии к пониманию и описанию процессов, происходящих в окружающем мире.

Совершенствовать коммуникативные умения в ходе коллективного обсуждения.

Ожидаемые результаты:

Предметные:

усвоение обучающимися понятия скорости химической реакции и факторов, влияющих на скорость химических реакций;

Метапредметные:

развитие навыков интеллектуальной работы, умений анализировать, планировать, систематизировать учебный материал, преобразовывать словесный материал в графический;

Личностные:

формирование умений работать в группе, (взаимодействовать, слушать и слышать, уважать чужую точку зрения, аргументировать свою собственную точку зрения), вести учебный диалог.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы и методические приемы: самостоятельная работа с текстом, индивидуальная работа, работа в группах, заполнение таблицы, выполнение экспериментальных заданий, работа в парах, демонстрация видеофрагментов опытов.

Оборудование и материалы: спиртовка, цинк, магний, раствор серной кислоты, вода, оксид меди (II), мел (кусочек и порошок), перекись водорода, оксид марганца (IV), пробирки, лучинка, спички.

Понятия, впервые вводимые на уроке:

• Скорость химической реакции.
• Гомогенная система.
• Гетерогенная система.
• Катализаторы.

Ход урока:

1. Организационный момент и мотивация – стадия вызова (рифмованное начало урока; ассоциативный ряд; эпиграф к уроку):

Учитель:

Это

Почти неподвижности мука -

Мчаться куда-то со скоростью звука,

Зная прекрасно, что есть уже где-то

Некто,

Летящий

Со скоростью

Света!   (Леонид Мартынов)

Учитель: Начать урок я хочу с интересных фактов:

• При кипячении воды движение  молекул составляет 650 метров в секунду.
• Ночью волосы растут медленно. Днём рост волос ускоряется. Пик роста наступает между 14 и 16 часами.
• Кровь движется быстро в артериях (500 мм/с), медленнее в венах (150 мм/с), и еще медленнее в капиллярах(1мм/с).
• Самое медлительное млекопитающее в мире — ленивец. Он преодолевает расстояние около двух метров за минуту.
• Самые сильные ветра на Земле дуют в Антарктиде, в долине Виктории (215 метров в секунду).

Ребята, скажите, что объединяет эти научные факты? (в них говорится о скорости).

Следовательно, мы будем говорить сегодня на уроке о скорости. Но не о той, с которой вы знакомились на уроках физики и математики, а о скорости химических реакций. Итак, тема сегодняшнего урока «Скорость химических реакций» (записывают тему в тетрадь).

Сообщение девиза урока.

Знания, не проверенные опытом, бесплодны и полны ошибок.

Леонардо да Винчи

На доске справа:                                 ЗНАЮ:______________  

ХОЧУ УЗНАТЬ:______  

УЗНАЛ:_____________

Что вы хотите узнать на уроке по данной теме? (обсуждение)

Обучающиеся самостоятельно формулируют цель.

Чтобы цель была достигнута, какие задачи перед нами стоят? (изучить теоретический материал по учебнику; провести эксперимент; обсудить в группах с товарищами и т.д.)

2. Изучение нового материала - стадия осмысления:

Рассказ учителя (презентация и видео опыт):

Химические реакции протекают с различными скоростями (демонстрация видео опыта). Одни идут медленно, месяцами, как, например, коррозия железа или ферментация (брожение) виноградного сока, в результате которой получается вино. Другие завершаются за несколько недель или дней, как, например, спиртовое брожение глюкозы. Третьи заканчиваются очень быстро, например осаждение нерастворимых солей, а некоторые протекают мгновенно, например взрывы. Практически мгновенно, очень быстро идут многие реакции в водных растворах: это ионные реакции, идущие с образованием осадка, газа или реакции нейтрализации.

Скорость химической реакции - это изменение концентрации прореагировавшего или образующегося вещества в единицу времени. υ =(c1-c2) / (t2-t1), или ∆с/∆t

В формуле приведена новая для вас величина, которая называется молярная концентрация, обозначается она буквой С (цэ). Молярная концентрация равна отношению количества вещества к объему, в котором находится вещество: С=n/v; [С]=[моль/л].

        В зависимости от состояния веществ химические реакции можно разделить на две группы - гомогенные и гетерогенные. Если химические реакции происходят в однородной среде, например, в растворе или газовой фазе, их называют гомогенными. А если реакция идет между веществами, находящимися в разных агрегатных состояниях, их называют гетерогенными. Скорость гетерогенной реакции определяется как изменение количества вещества в единицу времени на единице поверхности. Скорость гомогенной реакции определяется как изменение концентрации одного из веществ в единицу времени.

ПРОБЛЕМА: Что нужно знать, чтобы  уметь управлять скоростью химической реакции? (Знать, какие условия влияют на скорость)        

         Скорость химической реакции зависит от условий ее протекания, важнейшими из которых являются:

а) природа реагирующих веществ;

б) концентрация реагирующих веществ;

в) площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ;

г) температура;

д) наличие катализатора.

Как они могут изменить скорость реакции? (Ученики предлагают свои предположения)

Как называются эти условия, которые вы сейчас перечислили? (Факторы)

Сегодня мы будем изучать факторы, влияющие на скорость химических реакций, работая в группах, выполняя эксперимент и заполняя таблицу. По мере работы мы также будем использовать информацию учебника.

Учитель: Влияние всех перечисленных факторов на скорость химических реакций можно объяснить, используя простую теорию – теорию столкновений.  Основная ее идея такова: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определенной энергией. Отсюда можно сделать такие выводы:

1. Чем больше частиц реагентов, тем больше у них шансов столкнуться и прореагировать.
2. К реакции приводят лишь эффективные соударения, т.е. такие, при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать определенной энергией.

Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации (запись определения в тетрадях).

Таким образом, на пути всех частиц, вступающих в реакцию, имеется некоторый барьер, равный энергии активации. Если он маленький, то находится много частиц, которые его успешно преодолевают. При большом энергетическом барьере необходима дополнительная энергия для его преодоления, иногда достаточно «хорошего толчка».

Обращаемся к высказыванию Леонардо да Винчи: «Знания, не проверенные опытом, бесплодны  и полны ошибок».

Учитель: Как вы понимаете значение этих слов? (проверять теорию практикой)

Да, действительно, всякую теорию надо проверять еще и на практике. Для этого вы проведете реакции, руководствуясь инструкциями на ваших столах. После этого одному обучающемуся из группы необходимо будет выйти к доске, объяснить, влияние какого фактора вы рассмотрели и сделать вывод согласно теории столкновений.

Инструктаж по ТБ.

ПРОВЕДЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ  РАБОТЫ В ГРУППАХ

Карточка 1.Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

1. Природа реагирующих веществ.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

1. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора серной кислоты.

2. В одну опустите небольшое количество магния, а в другую -  цинка.

3. Сравните скорость взаимодействия различных металлов с серной кислотой.

4. В чём, по вашему мнению, причина различной скорости реакций кислоты с данными металлами.

5. Влияние какого фактора вы выяснили при проведении этой работы?

Карточка 2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

2.Концентрация реагирующих веществ.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

1. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора серной кислоты.

2. В одну из пробирок добавьте такой же объем воды.

3. В каждую из пробирок поместите по 1 грануле цинка.

4. В какой из пробирок выделение водорода началось быстрее?

5. Влияние какого фактора вы выяснили в этом эксперименте?

6. Как это можно объяснить с точки зрения теории столкновений?

Карточка 3. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

3.Площадь соприкосновения реагирующих веществ.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности. 

1. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора серной кислоты.

2. В одну пробирку поместите порошок, а в другую кусочек мела.

3. В какой из пробирок реакция пройдёт быстрее?

4. Влияние какого фактора вы выяснили в этом эксперименте?

6. Как это можно объяснить с точки зрения теории столкновений?

Карточка 4. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

4.Температура.

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

1. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора серной кислоты.
2. Поместите в них порошок оксида меди(II).

3. Одну из пробирок осторожно нагрейте. Сначала нагреваем пробирку чуть наклонно, стараясь прогреть ее по всей длине, затем только нижнюю часть.

4. В какой из пробирок  реакция протекает более интенсивно?

5. Влияние какого фактора вы выяснили в этом эксперименте?

5. Как это можно объяснить с точки зрения теории столкновений?

Карточка 5. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

5.Наличие специальных веществ-катализаторов (веществ, которые увеличивают скорость химической реакции)

Будьте осторожны при работе с веществами. Помните о правилах техники безопасности.

1. В две пробирки налейте по 2 мл перекиси водорода.
2. В одну из пробирок осторожно насыпьте несколько кристалликов оксида марганца (IV).
3. Зажгите лучинку, а потом погасите её. Поднесите тлеющую лучинку к растворам как можно ближе, не касаясь жидкости. Лучинка должна загореться.
4. В какой из пробирок наблюдается бурное выделение газа? Какой это газ?
5. Какую роль в этой реакции выполняет оксида марганца (IV)?
6. Влияние какого фактора вы выяснили в этом эксперименте?

Обсуждение результатов

Обучающиеся под руководством учителя решают экспериментальную задачу, и учитель, используя компьютерную презентацию, подводит учащихся к обоснованным заключениям.

3. Закрепление изученного материала – стадия рефлексии:

Блиц-опрос:

Ответьте на вопросы:

1) Что такое скорость химической реакции? (Изменение количества вещества одного из реагирующих веществ за единицу времени.)

2) В каких единицах измеряется скорость химической реакции? (в моль/с.)

3) Почему скорость реакции горения веществ в кислороде больше, чем в воздухе? (В воздухе кислорода всего 21%, соответственно в чистом О2 вещество сгорает быстрее.)

4) От чего зависит скорость реакции? От природы реагирующих веществ, наличия катализатора, давления, площади поверхности реагирующих веществ.)

5) Железо окисляется и на воздухе, и в кислороде. Почему оно горит в кислороде и не горит на воздухе? (Концентрация кислорода в воздухе ниже, чем в чистом кислороде, для окисления его хватает, а для горения- нет.)

Подведение итогов уроков – «Синквейн»

Синквейн (от фр. cinquains, англ. cinquain) — это творческая работа, которая имеет короткую форму стихотворения, состоящего из пяти нерифмованных строк.

Синквейн – это не простое стихотворение, а стихотворение, написанное по следующим правилам:

1 строка – одно существительное, выражающее главную тему

2 строка – два прилагательных, выражающих главную мысль

3 строка – три глагола, описывающие действия в рамках темы

4 строка – фраза, несущая определенный смысл

5 строка – заключение в форме существительного (ассоциация с первым словом).

Учитель: Китайская пословица гласит: « Я СЛЫШУ - Я  ЗАБЫВАЮ,
                                                                       Я ВИЖУ - Я ЗАПОМИНАЮ,

                                                        Я ДЕЛАЮ - Я ПОНИМАЮ»,

Мы сегодня весь уроком занимались делом, а, следовательно, вы запомните изученный материал и будете использовать в повседневной жизни.

4. Домашнее задание:

§ 3; задания: 2,3 (письменно)