Разработка урока "Скорость химических реакций"
план-конспект урока по химии (9 класс)

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №16

р.п. Приютово Муниципального района Белебеевский район

Республики Башкортостан

Тема урока: 
«Скорость химических реакций»

Составила:

 учитель химии Низамова Альбина Рашитовна

2020 г

Цели урока: образовательная – дать понятие скорости реакции, познакомить учащихся с факторами, влияющими на скорость реакции, научить решать задачи на скорость химической реакции; развивающая – научить умению выделять главное, объяснять происходящие явления в ходе демонстрационных опытов, развивать умение логически мыслить; воспитательная – воспитание интереса у учащихся к научному познанию, активного участия в создании науки завтрашнего дня.

Оборудование и реактивы: пробирки, химический стакан, спиртовка, спички, держатель для пробирок; натрий металлический, цинк гранулированный, медная проволока, вода, фенолфталеин.

План урока:

1. Организационный момент.
2. Изучение нового материала:

а) Понятие скорости химической реакции;

б) Факторы, влияющие на скорость химических реакций.

3. Закрепление: решение задач на скорость химических реакций.
4. Задание на дом.
5. Подведение итогов.

Ход урока:

1. Организационный момент. 

Вступительное слово Учителя: Здравствуйте, ребята. Сегодня у нас урок-лекция по теме «Скорость химических реакций». На уроке мы дадим понятие скорости реакции, рассмотрим факторы, влияющие на скорость химической реакции, научимся решать задачи на вычисление скорости реакции.

Как же определить скорость химического процесса?

Например, когда кроликов в клетке вместо свежего сена начинают кормить морковкой, прожорливые животные быстро справляются с огромным количеством пищи. «Скорость еды» определить легко: надо просто знать, сколько моркови убавилось в кормушке за определенный промежуток времени, например за час. Правда, есть и другой путь – взвесить кролика перед кормежкой и после еды и подсчитать прибавку веса в единицу времени.

Примерно так же поступают и химики, определяя скорость реакции. Только вместо моркови они имеют дело с частицами, вступающими в реакцию.

2. Изучение нового материала. 

а) Пересчитывать частицы, как морковки, - дело трудоемкое, поэтому за единицу скорости реакции принимают изменение концентрации в моль/л вещества в единицу времени.

V= C1-C2/t2-t1= ΔC/Δt (моль/л·с)

Если вещество – исходное (реагент), его концентрация будет убывать, а если конечное (продукт) – возрастать.

Пара-тройка длинноухих обжор может за час расправиться с десятью килограммами моркови – особенно если морковка лежит удобно и к ней легко подобраться.

Каждый кролик очень ловко

На обед грызет морковку:

Длинноухие везде

Чемпионы по еде.

Примерно так же обстоит дело и в химии, если речь идет о прожорливых гомогенных реакциях. Гомогенные реакции бывают такими:

Во-первых, это реакции получения газов с получением продуктов, тоже газообразных, например, водорода и кислорода с получением водяного пара:

2H2(г)+O2(г) = 2H2O(г)

Во-вторых, взаимодействие веществ в растворе с образованием продуктов, тоже хорошо растворимых, например взамодействие гидроксида натрия с соляной кислотой с получением хлорида натрия и воды:

NaOH+HCl = NaCl+H2O

Совсем иначе обстоят дела с гетерогенными реакциями – в тех случаях, когда реагирующие вещества отделены друг от друга «границей фаз». Например, вещества находятся в разных агрегатных состояниях (твердое и жидкое, твердое и газообразное, жидкое и газообразное).

Это тот случай, когда десятку кроликов в кормушку положили, скажем, одну-единственную… тыкву. Как бы они не спешили ее сгрызть, делать это можно только с поверхности.

Площадь поверхности тыквы и будет ограничивать «скорость еды». Но если тыкву мелко нарезать, кролики с нею справятся быстрее.

От чего же зависит скорость реакции?

Факторы, влияющие на скорость реакции:

а) Для гетерогенных реакций самый важный фактор – величина поверхности соприкосновения реагирующих веществ (она напрямую зависит от степени измельчения).

Вопрос классу: В каком случае скорость реакции будет выше, если провести реакцию горения дров и древесных опилок? Почему?

б) Природа реагирующих веществ. Одни вещества реагируют мгновенно, другие – медленно.

Демонстрация опытов.

2Na+2HOH=2NaOH+H2 (реакция идет при обычных условиях)

NaOH+фенолфталеин = фенолфталеин – малиновый

Zn+H2O=ZnO+H2 (реакция протекает при нагревании)

Cu+H2O≠ (реакция не идет)

в)  Концентрация реагирующих веществ.

Закон действия масс: скорость химической реакции прямопропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ в степенях, равных коэффициентам, стоящим перед формулами в уравнении реакции.

aA+bB=cC+dD

A, B – исходные вещества;

С, D – продукты реакции;

a, b, c, d – коэффициенты.

V= k · [A]a · [B]b  - математическое выражение закона действия масс.

Например: N2(г)+3H2(г)=2NH3(г)

V=k · [N2] · [H2]3

Fe2O3(тв.)+ 3H2(г)=2Fe(тв.)+3 H2O(г)

V=k · [H2]3

!!! Концентрации твердых веществ в кинетические уравнения реакции не входят.

г) Температура. Чем выше температура, тем выше скорость реакции, чем ниже температура, тем ниже скорость реакции.

Правило Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 100С скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза.

V2=V1 · γ t2-t1/10

γ – температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры на 100С.

Задача: во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 10 до 400С, если γ=3.

V2/V1= γ t2-t1/10= 340-10/10= 33=27

д) Влияние катализатора.

Катализаторы – вещества, которые ускоряют реакцию, но сами при этом не расходуются. К ним относятся: серная кислота, платина, никель, оксид алюминия и другие.

A+B = AB

A, B – исходные вещества;

AB – продукт реакции;

K – катализатор.

Механизм действия катализатора:

A + K=AK          АК – промежуточное соединение

AK + B=AB + K

Ингибиторы – вещества, которые замедляют скорость химических реакций. Чтобы предотвратить разрушение металла от коррозии (например, процесс ржавления железа), применяют гексаметилентетрамин (CH2)6N4 (уротропин). В качестве ингибитора также используют глицерин (замедляет процесс разложения перекиси водорода).

3. Закрепление: решение задач на скорость химических реакций. 

1. Чему равен температурный коэффициент реакции, если при повышении температуры на 500С ее скорость увеличивается в 32 раза. (Ответ: γ=2)
2. Вычислите среднюю скорость реакции A+B=2C, если начальная концентрация вещества A равна 0,22 моль/л, а через 10 с – 0,215 моль/л. (Ответ: V=5·10-4 моль/л·с)
3. Как изменится скорость химической реакции синтеза аммиака N2(г)+3H2(г)=2NH3(г) при увеличении концентрации исходных веществ в 2 раза. (Ответ: скорость реакции возрастет в 16 раз)

4. Задание на дом

1. В начальный момент времени концентрация исходного вещества Х была равна 2 моль/л. Определите концентрацию вещества Х через одну минуту, если скорость реакции равна 0,01 моль/л·с
2. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 150 до 2000С, если при повышении температуры на 100С скорость реакции увеличивается в три раза (γ=3).

5. Подведение итогов.

Учитель подводит итоги урока и выставляет оценки в журнал.