ГБПОУ Профессиональный лицей № 4

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого урока по химии

на тему: «Скорость химических реакций.

Факторы, влияющие на скорость химических реакций»

                                          Автор:

                                                                                        Цамалаидзе   Ирина Викторовна

                                                                           преподаватель химии ГБПОУ ПЛ № 4

Владикавказ

Данная работа рекомендуется для использования при подготовке специалистов по профессии среднего профессионального образования 29.01.05 Закройщик.. Урок построен с применением методов проблемного обучения, с использованием ИКТ, элементов исследовательской работы.  

Технологическая карта урока

        Конспект урока

1. Фронтальный опрос по теме: «Типы химических реакций»

Для того чтобы освоить изучаемую тему повторим следующие вопросы:

1. Что такое химическая реакция?
2. Что происходит с молекулами при протекании химических реакций?
3. Что такое гомогенная и гетерогенная реакция?
4. Что такое обратимая и необратимая реакция?
5. Какими энергетическими процессами сопровождается химическая реакция? (слайд 3)

2. Первичное усвоение новых знаний.

Обсудим следующие понятия:

1. Скорость химической реакции;
2. Факторы влияют на скорость химической реакции;

Зачем нужно знать о скорости химической реакции и факторах, влияющих на скорость? (слайд 4)

Одним из основных параметров химических процессов, осуществляемых в промышленности, является скорость, с которой эти процессы протекают. Иногда для получения готового продукта требуется время, и такие процессы становятся экономически невыгодными. Вопрос о скорости химической реакции представляет большой теоретический и практический интерес. Для практических целей очень важно максимально увеличивать скорость осуществляемых химических процессов на производстве, чтобы получать быстрее и наибольшее количество продуктов реакции.

Раздел химии, изучающий скорость реакции и факторы, влияющие на скорость, называется химической кинетикой.

Известно, что одни химические реакции протекают за малые доли секунды, другие же за минуты, часы, дни. Мгновенно протекают реакции: взрыв петарды, горение пороха, взрыв гремучего газа, реакции между ионами. Медленно - ржавление, окисление золотых изделий, гниение листвы, брожение сока и др.

Понятие скорости химической реакции

Из курса физики вам известно понятие «скорость движения». Вспомните, что собой представляет скорость механического движения? Что изменяется во времени при механическом движении? Т.е. скорость какого-либо процесса

• это изменение какой-либо физической величины за единицу времени.

Скорость - это отношение перемещения тела в пространстве к промежутку времени, в которое произошло это перемещение.

Вспомним, что такое химическая реакция. (Слайд 5). Это активное сталкивание молекул, где происходит разрыв старых связей и образование новых связей. Скорость реакции — это число элементарных актов в единицу времени в единице объема.

Давайте рассмотрим, что происходит в процессе химической реакции с веществами. Мы видим, что концентрации исходных веществ А и Б уменьшаются, а концентрация продукта реакции В увеличивается. Почему скорость реакции уменьшается со временем?

Уменьшается концентрация вещества А и Б, и в конце реакции вещества А и Б полностью прореагировали, получилось вещество В. Скорость реакции уменьшается.

Исходя их всего выше сказанного, какая величина изменяется в ходе химической реакции? Концентрация.

Дадим определение скорости химической реакции. Скорость химической реакции - это изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени.

(Слайд 6)

υ= - ∆C / ∆t = - С2 - С1 / t2 – t1     [моль /л· с]

Известно, что химические реакции бывают гомогенными и гетерогенными. Для гетерогенных реакций скорость зависит от поверхности соприкосновения веществ.

υ = - ∆n / ∆t·S    [моль / с · м2]

Зачем нужны знания о скорости химической реакции? Для управления реакцией.

5.2. Факторы, влияющие на скорость

А как можно увеличить, или уменьшить скорость химической реакции?

Какие факторы влияют на скорость химической реакции? К ним относятся

природа вещества, поверхность соприкосновения реагирующих веществ, концентрация веществ, температура, катализатор (слайд 7).

Теперь экспериментально проверим, влияние природы веществ, концентрации веществ, поверхности соприкосновения веществ и катализатора на скорость химической реакции. Для этого у нас работают 5 экспериментальные группы. У вас на столах все необходимые реагенты и карточка с заданиями. (Проводится инструктаж по технике безопасности)

Задание 1. Природа реагирующих веществ

Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в веществах.

Проведите опыт: в две пробирки поместите по грануле цинка. В одну прилейте соляную кислоту, а во вторую уксусную.

Что наблюдали в результате реакции? Почему реакции имеют разные скорости?

Сформулируйте зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ.

Задание 2. Поверхность соприкосновения веществ Проведите опыт: В две пробирки прилейте уксусную кислоту. В одну поместите порошок мела, а во вторую кусочек мела.

Что наблюдали в результате реакции? Почему

реакции имеют разные скорости?

Сформулируйте зависимость скорости химической реакции от поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

Задание 3. Концентрация реагирующих веществ

Проведите опыт: в две пробирки прилейте 2-3 мл соляной кислоты. В одну пробирку прилейте столько же воды, как кислоты 2-3 мл. Затем в каждую пробирку поместите гранулу цинка.

Что наблюдали в результате реакции? Почему реакции имеют разные скорости?

Сформулируйте зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

Задание 4. Температура реагирующих веществ

Проведите опыт: в две пробирки поместите небольшое количество оксида меди и в каждую прилейте 2-3 мл серной кислоты. Одну из пробирок нагрейте.

Что наблюдали в результате реакции? Почему реакции имеют разные скорости?

Сформулируйте зависимость скорости химической реакции от увеличения температуры.

Задание 5. Влияние катализатора.

Проведите опыт: Раствор пероксида водорода разлейте в две пробирки. Одну из них нагрейте, а в другую добавьте немного порошка оксида марганца (IV).

Что наблюдали в результате реакций? Почему реакции имеют разные скорости?

Сформулируйте зависимость скорости реакций от действия катализатора.

6. Первичная проверка понимания и выводы.

Каковы факторы, влияющие на скорость реакций? Сделайте выводы.

• Чем активнее от природы вещество, тем больше скорость реакции.
• Чем больше поверхность соприкосновения веществ, тем больше скорость реакции.
• Чем выше концентрация реагирующих веществ, тем больше скорость химической реакции.
• Чем выше температура, тем больше скорость реакции.
• Катализаторы - ускоряют химическую реакцию.

Слайд 8.

В 1865 году русский ученый Н.И. Бекетов сформулировал основной закон кинетики: «Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции»

Этот закон называется законом действующих масс.

Для реакции: А+2Б = С скорость реакции будет равна: υ = k∙[A]∙[Б]2

k – коэффициент пропорциональности или константа скорости, который зависит от природы вещества. Данное уравнение называется кинетическим уравнением. Равновесные концентрации в химии обозначаются квадратными скобками.

Рассмотрим, как влияет температура на скорость реакции. Зависимость скорости реакции от температуры сформулировал голландский ученый Вант- Гофф в 90-х годах 19 века. (слайд 9) Закон Вант-Гоффа: «При увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 2-4 раза». Математически закон выражается формулой:

υ2 = υ1 · γ Δt/10 = υ1 · γ t2 - t1 /10

γ - температурный коэффициент, показывающий во сколько раз, увеличится скорость реакции при увеличении температуры на 10 градусов.

Рассмотрим влияние катализатора   на   скорость   реакции.

Катализаторы – это вещества, изменяющие скорость реакции, но сами при этом не расходующиеся. (слайд 10) Использование катализаторов – это один из важнейших и самых эффективных способов повышения скорости химических реакций. Современную химическую промышленность невозможно представить без использования каталитических процессов. Около 90 % всех химических производств используют катализаторы – это, например, производство серной кислоты, аммиака, уксусной кислоты,

полимеров, нефтепереработка и производство лекарственных препаратов. Если катализатор находится в одной фазе с реагирующими веществами, его называют гомогенным. Очевидно, что твердых гомогенных катализаторов не бывает, они всегда гетерогенные.

В этом случае каталитическая реакция протекает на поверхности катализатора. Например, разложение пероксида водорода при обычных условиях протекает довольно медленно:

2Н2О2 (р) → 2Н2О (ж) + О2 (г)

При добавлении нескольких капель раствора хлорида железа (III) реакция протекает достаточно бурно. Катионы Fe3+ в растворе осуществляют гомогенный катализ. Такой же эффект наблюдается при добавлении к раствору пероксида водорода твердого оксида марганца (IV). В этом случае катализатор является гетерогенным.

Вещества, замедляющие химические реакции называются ингибиторами. Ингибиторы используются для замедления нежелательных процессов. Например, разложение пероксида водорода в растворе, используемом в медицине. Ингибируют с помощью глицерина.

7. Первичное закрепление нового материала.

1. Охарактеризуйте скорость химической реакции. В каких единицах измеряется и от каких факторов зависит скорость химической реакции?
2. Почему продукты хранят в холодильнике?
3. Почему костёр разжигают с помощью бумаги и небольших щепок?

Решение задач на закрепление нового материала.

1. За 10 сек концентрация одного из реагирующих веществ изменилась от о,44 до 0,22 моль /л. Рассчитайте среднюю скорость реакции за данный промежуток времени.
2. Как изменится скорость реакции, при повышении температуры от 100 до 500 С. Температурный коэффициент равен 3?

8. Проводится рефлексия учебной деятельности

Подведение итогов урока. Выставление и комментирование оценок.

                               Домашнее задание: выучить § 13 стр. 126 –140 упр. № 4