методическая разработка лабораторных по химии
план-конспект урока по химии (11 класс) по теме
разработка урока для учащихся 11 классов.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| 169 КБ |
Предварительный просмотр:
Лекция № 8.
Химические реакции. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции
Цели:
Обучающие:
- Сформировать представление о понятии «классификация химических реакций», скорости химической реакции.
- Рассмотреть факторы, влияющие на скорость химических реакций.
- Сформировать представление о понятиях «реакции соединения», «реакции разложения», «реакции замещения», «реакции обмена», ОВР, скорости химической реакции.
Развивающие:
- Сформировать умения классифицировать химические реакции на реакции соединения, разложения, замещения, обмена, ОВР.
- Закрепить знания, умения и навыки учащихся по составлению уравнений реакций (расстановка коэффициентов), по решению задач на скорость химических реакций.
Воспитывающие:
- Развитие у учащихся навыков наблюдения, логического мышления, умений делать выводы и заключения.
Ход лекции
I. Организационный момент. Проверка знаний по классификации неорг.веществ.
II. Объяснение нового материала.
Тепловой эффект химических реакций
Любая химическая реакция протекает либо с выделением, либо с поглощением теплоты.
Если в реакции происходит выделение теплоты (Q>0) - такую реакцию называют ЭКЗОТЕРМИЧЕСКОЙ.
Если в реакции теплота поглощается (Q<0) – это ЭНДОТЕРМИЧЕСКАЯ реакция.
Для определения знака теплового эффекта по уравнению реакции можно рекомендовать следующие правила:
а) если реакция протекает самопроизвольно при обычных условиях, она скорее всего экзотермическая (но для начала реакции может потребоваться инициация). Так, после поджигания горение угля протекает самопроизвольно, реакция экзотермическая;
б) для устойчивых веществ реакции их образования из простых веществ экзотермические, реакции разложения – эндотермические.
в) если в ходе реакции из менее устойчивых веществ образуются более устойчивые, реакция экзотермическая.
Количество теплоты обозначают буквой Q, измеряют в кДж (килоджоулях).
Кроме того, существует ещё одна характеристика теплового эффекта химической реакции – ЭНТАЛЬПИЯ ∆Н.
Энтальпия по величине равна Q, но противоположна по знаку.
Реакция | Теплота | Энтальпия |
Экзотермическая | Q > 0 | ∆Н < 0 |
Эндотермическая | Q < 0 | ∆Н > 0 |
Количество теплоты, выделяющейся в результате реакции, пропорционально количеству вещества, вступившего в реакцию.
Пример: При сгорании 1 моль ацетилена выделяется 1305 кДж теплоты, а при сгорании 3 моль – в 3 раза больше: Q = 3∙1305 = 3915кДж.
Термохимические уравнения – уравнения реакций с указанием количества теплоты, выделившейся в ней (на число моль вещества, равное коэффициентам в уравнении).
Теплота образования вещества – количество теплоты, выделяющееся при образовании 1 моль данного вещества из простых веществ:
2А1 + 3/2О2 = А12О3 + 1675 кДж – теплота образования оксида алюминия равна 1675 кДж/моль.
Теплота сгорания – количество теплоты, выделяющееся при горении 1 моль данного вещества:
СН4 + 2О2 = СО2 + 2 Н2О + 802 кДж – теплота сгорания метана равна 802 кДж/моль.
Окислительно-восстановительные реакции
1) Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества, называют ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМИ РЕАКЦИЯМИ.
В окислительно-восстановительных реакциях электроны не уходят из сферы реакции, а передаются от одного элемента к другому.
ОКИСЛИТЕЛИ - это атомы, ионы или молекулы, которые принимают электроны.
ВОССТАНОВИТЕЛИ - это атомы, ионы или молекулы, которые отдают электроны.
2)Типичные восстановители и окислители.
Окислители:
1) вещества (оксиды, кислоты, соли) с максимально положительной степенью окисления входящего в них элемента.
Например: кислоты – HNO3, H2SO4, HClO4, H2Cr2O7;
соли – KСlO4, KClO3, KNO3, KMnO4, K2Cr2O7;
оксиды –PbO2, Mn2O7, CrO3, N2O5
2) Самые активные неметаллы – фтор, кислород, озон
Восстановители:
1) Bсе металлы (они могут только отдавать электроны);
2) Bещества с минимально возможной (отрицательной) степенью окисления неметалла.
Например: водородные соединения – РН3, HI, HBr, H2S;
соли – KI, NaBr, K2S.
3) Процессы окисления и восстановления
окисление – процесс, в котором восстановитель отдает электроны;
восстановление – процесс, в котором окислитель принимает электроны.
Запомните:
окислитель восстанавливается!
восстановитель окисляется!
4) Что такое электронный баланс?
Уравнения окислительно-восстановительных реакций составляют, пользуясь методом ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА: число отданных и принятых электронов должно быть одинаково. Пример HN+5O3 + C0 С+4О2 + N+4O2+ Н2О:
N+5 + 1е N+4 4 – окислитель
C0 – 4 е С+4 1 – восстановитель
4HNO3 + C à СО2 + 4NO2+ 2Н2О
Главные схемы окислительно-восстановительных переходов
1) | KMnO4 (малиновый раствор) + восстановитель | |
кислая среда: Mn2+ (MnCl2, MnSO4) обесцвечивание | нейтральная среда: Mn +4 (MnO2↓ бурый осадок) | щелочная среда: Mn+6 (K2MnO4, зеленый раствор) |
Сr +6 | Cr+3 | |
K2Cr2O7 (дихромат) или K2CrO4(хромат) | CrCl3, Cr2(SO4)3 в кислой среде | |
+ восстановители | Cr(OH)3 в нейтральной среде | |
K3[Cr(OH)6] в щелочной среде |
2) Во что переходят восстановители в реакциях с KMnO4 или K2Cr2O7?
а) S2-, I-, Br-, Cl- переходят в Э0
б) Р-3, As-3 +5
в) N+3,S+4, P+3, и т.п. в высшую степень окисления
(соль или кислота)
3)
HNO3 | -не реагируют Au,Pt,Pd. | |||
Концентрированная (пассивация Al,Cr,Fe)* | Разбавленная | |||
активные металлы | неактивные металлы | неактивные металлы | активные металлы + среднее разбав-ление | активные металлы + оч. разбавленный раствор |
нитрат металла + N2O↑** | нитрат металла + NO2↑ | нитрат металла + NO↑ | нитрат металла +N2↑ | нитрат металла +NH4NO3 |
HNO3 концентрированная + неметаллы | кислота или оксид (высшие) + NO↑ или NO2↑ |
*Пассивация – металлы не реагируют с конц. кислотой без нагревания из-за наличия плотной оксиной плёнки.
** Магний и кальций с кислотой любой концентрации восстанавливают её до N2O!
4)
H2SO4 | - не реаг Au, Pt, Pd. | ||
Разбавленная - ведет себя как обычная минеральная кислота! | Концентрированная (пассивация Al,Cr,Fe)** | ||
металлы в ряду активности до Н - Н2 + сульфат металла*. | металлы после Н – не реагируют. | неактивные металлы – сульфат металла + SO2↑ | активные металлы – сульфат металла + S↓ или H2S↑*** |
Концентрированная + неметаллы | SO2 ↑+ кислота или оксид неметалла |
* сульфат металла В НАИМЕНЬШЕЙ степени окисления
**Пассивация – металлы не реагируют с конц. кислотой без нагревания из-за наличия плотной оксиной плёнки.
*** Сероводород получается при взаимодействии щелочных металлов.
5) Разложение нитратов (по ряду активности металлов!).
1. Металлы левее магния кроме лития. | KNO3 КNO2 + O2 нитрит металла + кислород |
2. От магния до меди включительно + литий | Mg(NO3) 2 MgO + NO2 + O2 оксид металла* + NO2 + O2 |
3. Правее меди | AgNO3 Ag + NO2 + O2 металл + NO2 + O2 |
*оксид металла в наиболее устойчивой степени окисления.
6) Вещества с двойственной природой:
Пероксид водорода:
Н2О2 + окислитель O2
+ восстановитель Н2О или ОН-
Нитриты щелочных металлов и аммония:
КNO2 + окислитель KNO3
+ восстановитель NO
7) Реакции диспропорционирования - реакции, в которых один и тот же элемент и отдает и принимает электроны.
Например, в реакции: Cl20+ KOH KCl-1 + KCl+5O3 + H2O – простое вещество хлор Cl20 и принимает электроны, переходя в -1 , и отдает, переходя в степень окисления +5
Скорость химических реакций. Зависимость скорости реакции. Катализ и катализаторы. | ||||||||||||
Скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени при неизменном объеме системы. Например, для реакции А + В = С + D можно рассчитать скорость по веществу А: - ∆с (А) (моль/л) - (с2-с1) vА = ----------------------- = ----------- (для исходных веществ) ∆t (мин или сек) t2-t1 Так как скорость – величина положительная, а концентрация вещества А убывает – ставится знак минус. Можно рассчитывать скорость по концентрации одного из продуктов реакции - веществ С или D; она в ходе реакции будет возрастать, и потому в правой части уравнения нужно будет ставить знак плюс: - ∆с (С) (моль/л) (с2-с1) vС = ----------------------- = ----------- (для продуктов) ∆t (мин или сек) t2-t1 Время протекания реакции τ – время, за которое реакция полностью закончится. Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
|
Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье. | |||||||||||||||
Реакции, которые протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных реагирующих веществ в конечные вещества, называются необратимыми. Необратимыми называются такие реакции, при протекании которых: 1) образующиеся продукты уходят из сферы реакции - выпадают в виде осадка, выделяются в виде газа, например ВаСl2 + Н2SО4 = ВаSО4↓ + 2НСl Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑+ H2O 2) образуется малодиссоциированное соединение, например вода: НСl + NаОН = Н2О + NаСl 3) реакция сопровождается большим выделением энергии, например горение магния или разложение бертолетовой соли: Mg + 1/2 О2 = МgО 2КСlО3 = 2КСl + 3О2↑, Обратимыми называются такие реакции, которые одновременно могут протекать в двух взаимно противоположных направлениях – прямом и обратном: SO2 + O2 ⇄ SO3 Химическое равновесие можно определить как такое состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакций равны между собой. В состоянии равновесия прямая и обратная реакции не прекращаются. Поэтому такое равновесие называется подвижным или динамическим равновесием. Концентрации реагирующих веществ, которые устанавливаются при химическом равновесии, называются равновесными. Состояние равновесия можно нарушить, изменяя те или иные условия проведения реакции. Это важно для увеличения выхода в реакции (степени превращения). Принцип Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывать какое-либо внешнее воздействие, то равновесие сместится таким образом, чтобы ослабить это воздействие. Факторы, влияющие на равновесие.
Пример: реакция CaCO3(тв) CaO(тв) + CO2(г) – Q протекает с поглощением теплоты (эндотермическая) и с увеличением объёма газа – в левой части газов нет, а справа – 1 моль углекислого газа. Следовательно, для увеличения выхода оксида кальция (и углекислого газа), т.е. для смещения равновесия вправо требуется:
|
Закрепление:
Задание 1: составить электронный баланс, расставить коэффициенты в уравнениях реакций:
- KClO3 + P → KCl + P2O5
- MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O
- HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO + H2O
- H2S + O2 → S + H2O
- H2SO4 + Na → Na2SO4 + H2S + H2O
- NH3 + O2 → N2 + H2O
- HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
- Na2SO3 + O2 → Na2SO4
Задание 2. Составьте уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения: Cu → CuCl2 → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2→ CuO → Cu Укажите в каждом случае тип реакции по всем признакам. Для реакций ионного обмена уравнения составьте в молекулярном и ионном виде. Для окислительно-восстановительных реакции составьте схемы электронного баланса.
Задание 3. Закончите уравнения реакций, определите тип реакций, назовите вещества.
P + Cl2 = PCl5
CH4 = C + H2
Na + S = Na2S
HCl + Mg = MgCl2 + H2
ZnSO4 + KOH = K2SO4 + Zn(OH)2
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + NaCl
AlCl3 + NaOH = NaCl + Al(OH)3
Fe(OH)3 = Fe2O3 + H2O
H2SO4 + Al = Al2(SO4)3 + H2
P2O5 + Na2O = Na3PO4
Al2(SO4)3 + Ba(NO3)2 = Al(NO3)3 + BaSO4
Задание 4. Составьте уравнения реакций, определите тип реакции, назовите вещества.
H2 + Cl2 = Zn + O2 =
Al + S = Ca + N2 =
Mg + CuCl2 = F2 + KBr =
Ca + HCl = Zn + FeCl3 =
H3PO4 + MgO = CaCl2 + K3PO4 =
HNO3 + Ca(OH)2 = Fe2(SO4)3 + NaOH =
Задача 1.
Как изменится скорость химической реакции, если повысить температуру с 35°С до 55°С. Температурный коэффициент равен 3.
Задача 2.
Как изменится скорость реакции 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3, если давление в системе увеличить в 5 раз?
Задача 3.
Как изменится скорость реакции N2 + 3H2 = 2NH3, если давление в системе увеличили в 2 раза?
Задание: составьте кинетические уравнения (выражение закона действующих масс) для следующих реакций:
1. 2H2(г) + О2(г) = 2Н2О(г)
- 2Fe(т) + 3Cl2(г) = 2FeCl3(т)
- Cl2(г) + H2(г) = 2HCl(г)
- CuO(т) + H2(г) = Cu(т) + H2O(ж)
- 2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) + 2SO2(г)
- 2H2S(г) + O2(г) = 2H2O(ж) + 2S(т)
ИТОГИ ЛЕКЦИИ.
РЕФЛЕКСИЯ.
Домашнее задание: составить электронный баланс, расставить коэффициенты в уравнениях реакций:
- Fe2O3 + H2 → H2O + Fe
- Zn + H2SO4 → ZnSO4 + S + H2O
- Cr2O3 + Mg → MgO + Cr
Задача 1.
Во сколько раз возрастет скорость химической реакции с повышением температуры от 56°С до 96°С, если известно, что повышение температуры на каждые 10°С увеличивает скорость реакции в 2 раза?
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Методические разработки лабораторных работ по биологии для среднеспециальных учебных заведений.
Методические разработки лабораторных работ по биологии для средних учебных заведений....

Методическая разработка лабораторной работы"Определение кооэффициента жесткости пружины" с применением цифровой лаборатории "Архимед"
Методическая разработка лабораторной работы для 10 класса по определению жесткости пружины с применением цифровой лаборатории"Архимед" косвенными методами....
Методическая разработка лабораторных и практических работ для 7 класса в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта по биологии
Лабораторные и практические работы для 7 класса составлены в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта по биологии.Ценность лабораторных и практических работ ...

Методическая разработка лабораторной работы по физике «Определение периода дифракционной решетки»
Лабораторная работа «Определение периода дифракционной решетки» разработана для учащихся 11 класса изучающих физику по программе Г.Я.Мякишева для базового уровня. В работе используется оборудова...

Методическая разработка лабораторного занятия по дисциплине «Технология приготовления мучных кондитерских изделий» (4 курс) По теме: «Приготовление пряничного теста» для специальности 260502 Технология продукции общественного питания.
Методическая разработка лабораторного занятия по дисциплине «Технология приготовления мучных кондитерских изделий» (4 курс)По теме: «Приготовление пряничного теста» для специальности 260502 Техн...

Презентация к методической разработке лабораторного занятия по теме "Приготовление пряничного теста"
Презентация к методической разработке лабораторного занятия по теме "Приготовление пряничного теста"...

методическая разработка лабораторного занятия по дисциплине "Технология продукции мучных кондитерских изделий"
"Приготовление пряничного теста"для специальности 260502 Технология продукции общественного питания....
