Организационный момент. Сообщение темы урока, цели урока.
Актуализация знаний. Обсудить вопросы: 1. Зачем нужны знания о скорости химических реакций? 2. Какими примерами можно подтвердить то, что химические реакции протекают с различной скоростью? 3. Как определить скорость механического движения? Какова единица измерения этой скорости?
Проблема: Как определить скорость химической реакции?
Объяснение нового материала. Обращаем внимание учащихся на сущность химических реакций и подводим их к выводу: в процессе реакции изменяются количества веществ как реагентов, так и продуктов реакции. А по скорости этих изменений определяют скорость химической реакции. Учение о скоростях химических реакций называется химической кинетикой.
Записываем на доске математическое выражение для скорости химической реакции:
∆n
υ = —
∆t
где υ – скорость реакции, ∆ n – изменение количества вещества ( моль), ∆ t- время ( с, мин), за которое произошло данное изменение.
Вспоминаем, что есть химические реакции, которые протекают во всем объеме реакционного пространства (в газах или в растворах), а есть другие, протекающие на поверхности соприкосновения веществ ( горение твердого вещества в газе, взаимодействие металла с кислотой).
Учащиеся называют, что в первом случае речь идет о гомогенных реакциях, а во втором – гетерогенных.
На доске записываем математические выражения для скоростей гомогенной и гетерогенной реакции.
Скорость реакции определяется изменением количества вещества в единицу времени
В единице объема (для гомогенной)
На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной)
∆n
υгомоген= —— моль/ с∙л
∆t∙V
∆n
υгетероген= —— моль/мин∙см2
∆t∙S
∆n
—— = ∆С – изменение молярной
∆t ∆С
υгомоген= ——
∆t
∆n- изменение количества вещества (моль)
∆t– интервал времени (с., мин)
Для закрепления рассмотренного материала учащиеся решают задачу.
Задача. Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А + В = С. Исходные концентрации: вещества А – 0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0,74 моль/л. Определите: а) среднюю скорость реакции за этот промежуток времени; б) концентрацию вещества В через 20 минут.
Рассматриваем влияние различных факторов на скорость химической реакции.
I. Природа реагирующих веществ. Учитель объясняет, что под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах. Выполнение виртуальной лабораторной работы демонстрирующей зависимость скорости реакций от природы реагирующих веществ. Делаем вывод.
II. Температура. Учащиеся знают, что в большинстве случаев при повышении температуры скорость реакции увеличивается. Учитель отмечает, что при увеличении температуры на каждые 100С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза ( на 100-300 %) . Это правило Вант-Гоффа. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 100С, называется температурным коэффициентом. Записываем на доске математическое выражение правила:
t2 –t1
υ2=∙υ1 ∙ ј10
Для закрепления решаем задачу: Определите, как изменится скорость некоторой реакции: а) при повышении температуры от 10 до 50оС; б) при понижении температуры от 10 до 0оС. Температурный коэффициент реакции равен 3.
Выполнение виртуальной лабораторной работы: Зависимость скорости реакций от температуры. Делаем вывод.
III. Концентрации реагирующих веществ Учащиеся знают, что чем больше концентрация реагирующих веществ, тем больше скорость химической реакции.
Демонстрация опыта: Горение серы на воздухе и в кислороде. Учащиеся записывают в тетрадях: Скорость химических реакций пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении. На доске записываем математическое выражение закона действия масс для реакции А + 2В = С:
υ=k∙СА∙С2В
Для закрепления решаем задачу: Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение υ=k∙С2А∙СВ если:
а) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза;
б) концентрацию вещества В увеличить в 3 раза;
в) концентрацию обоих веществ увеличить в 2 раза;
г) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза, а концентрацию В уменьшить в 3 раза.
Выполнение виртуальной лабораторной работы: Зависимость скорости реакций от концентрации реагирующих веществ. Делаем вывод.
IV.Действие катализатора. Вопрос: Что такое катализатор и каталитические реакции?
Демонстрация опыта: С помощью тигельных щипцов вносим кусок сахара в пламя. Сахар плавится, но не горит. Посыпаем сахар пеплом от сигарет и снова вносим в пламя. Сахар загорается синим пламенем. Выполнение виртуальной лабораторной работы: Зависимость скорости реакции от катализатора.Делаем вывод.
IV. Поверхность соприкосновения реагирующих веществ.
Демонстрируем опыт: 1 из двух примерно одинаковых кусочков мрамора растираем в порошок В два стакана с соляной кислотой одновременно помещаем: в один кусочек, в другой порошок. Выполнение виртуальной лабораторной работы: Зависимость скорости реакций от площади соприкосновения реагирующих веществ. Делаем вывод.
