Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Урок “ Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Катализ”

Урок “ Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Катализ”


  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:



Урок по теме “ Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Катализ”.

10 класс

учитель КГУ ОСШИОД № 4 «Болашак» Губских С.П.

Цель: Развить понятие о скорости химических реакций. Показать влияние на скорость реакций таких факторов, как природа реагирующих веществ, их концентрация, площадь соприкосновения, температура и катализатор. Обобщить и закрепить пройденный материала в ходе решения расчетных задач по этой теме.

Организационный этап (5 минут): учащиеся садятся по группам (3 группы, в каждой консультант из числа наиболее подготовленных уч-ся). После приветствия контроль готовности учащихся к уроку (основная часть уч-ся выполняет двухуровневые тесты по теме «Скорость реакции», двое это задание выполняют на скрытых досках, один на открытой части доски выполняет задание опережающего характера).

После завершения работы скрытые доски с заданиями уровней А и В открываются и осуществляется проверка и самопроверка уч-ся своих работ. Задание 1 оценивается в 1 б., задания 2 и 3 по 2 б.(2 мин)

Этап подготовки учащихся к активному усвоению нового материала (2-3мин):

Вопросы:

Что изучает наука кинетика?

Какие реакции наз. гомо (гетеро)генными?

Как математически выразить скорость гомо (гетеро)генных реакций?

Проблемные вопросы:

Почему продукты питания портятся (многие быстро), зачем их помещают в холодильник и измельчают при варке, как замедлить коррозию? (уч-ся высказывают предположения)

Усвоив материал урока, вы сможете ответить на данные вопросы, выявите, какие факторы влияют на эти процессы.

Этап усвоения новых знаний: начинается с вопроса: Можете ли вы на основании формул предположить, что возможно влияет на скорость реакции?

Теперь попробуем экспериментально выяснить факторы, влияющие на скорость реакции:

Каждая группа выполняет все опыты, наглядно демонстрирующие зависимость скорости реакции от различных факторов.

Результаты работы по мере обсуждения заносятся в таблицу:

изучаемый фактор

используемые вещества

вывод

Небезопасные опыты и опыт с нагреванием демонстрируются учителем.

Работа рассчитана на 20 мин

После заполнения сводной таблицы организуется объяснения законов, отражающих зависимость скорости от:

  1. Температуры

На основании экспериментально установленного правила Вант-Гоффа уч-ся предлагается установить во сколько раз возрастет скорость реакции при увеличении температуры на 100°С, если температурный коэффициент реакции равен 2? (в 2024 раза). Расчетная формула записывается в тетрадь

Вопрос:

Как объяснить столь высокую температурную чувствительность скорости реакции?

Попробуем объяснить возрастание скорости реакции увеличением скорости молекул и числа столкновений между ними. Из курса физики: кинетическая теория позволяет рассчитать число столкновений (N= к∙√Т)

υ373/ υ273=√373/√273=1,2 (как видно из расчета число столкновений практически не изменилось)

Решение проблемы дано в теории активных столкновений С.Аррениуса (1889):

-реагируют только активные молекулы, обладающие определенным запасом энергии

- при повышении температуры возрастает число активных молекул

- энергия, необходимая для превращения молекул в активные называется энергией активации


2.Катализатора


Разъясняю механизм гомогенного катализа на основе теории промежуточных соединений:


2SO2 (г.) + O2 (г.) 2SO3 (г.)

1) 2NO (г.) + O2 (г.) -> 2NO2 (г.)

2) SO2 (г.) + NO2 (г.) ->SO3 (г.) + NO (г.)


Затем предлагаю расшифровать запись в опорном сигнале

А+Б→АВ А+К→АК АК +В→АВ+К

Вывод: АК- промежуточное соединение (NO2)

К - катализатор (NO)

Объяснение механизма каталитического разложения Н2О2 с демонстрацией опыта


Терминология катализа:

  • Катализ, катализатор

  • Ингибитор

  • Промоторы

  • Каталитические яды (в опорном сигнале: К+Я→КЯ)

  • Гомогенный и гетерогенный катализ

  • Ферменты

  • По учебнику уч-ся находят определения

катализа, катализатора, ингибитора, промоторов, каталитических ядов, ферментов.



Механизм гетерогенного катализа объясняется на основе теории активированной адсорбции:

-действие силового поля катализатора приводит к сгущению реагирующих веществ на поверхности катализатора и ослаблению связей в них

-увеличение концентрации реагентов само по себе ведет к увеличению скорости реакции


Вопрос: почему при сжигании серы в железной ложечке появляется «белый дымок» SO3?

Fe

2SO2 (г.) + O2 (г.) 2SO3 (г.) (наблюдаем гетерогенный катализ, Fe-катализатор)


Объяснение механизма ферментативного катализа и классификации ферментов в зависимости от катализируемых ими реакций

(сообщение на 1-2 мин. готовит 1 учащийся, занимающийся углубленно биологией).

3. Концентрации

Объяснение на основе закона действующих масс (1867 год- К.Гульдберг, П.Вааге; 1865 год- Н.И. Бекетов) «Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакции». N2 + 3H2 ↔ 2NH3V р-ции = k∙C(N2)∙ C3(H2)

S + O2 = SO2 Vр-ции = kC(O2)

Закон действующих масс не учитывает концентрации реагирующих веществ, находящихся в твёрдом состоянии, так как они реагируют на поверхности и их концентрации обычно являются постоянными!

Этап закрепления знаний (15 мин)

1.Ответить на вопросы,  поставленные в начале урока

2. Для реакции: 2NO + O2 = 2NO2

1.Записать выражение закона действующих масс.

2. Скорость этой реакции при 20ºС равна 1 моль/л∙с. Вычислить скорость этой реакции при 60º С, если температурный коэффициент равен 3 (81 моль/л∙с).

Резерв (может являться частью домашнего задания сильных учащихся):

В этой системе концентрацию оксида азота (II) увеличили от 0,03 до 0,05 моль/л., а концентрацию кислорода - от 0,02 до 0,04 моль/л. Во сколько раз возросла скорость реакции? (в 5,55 раз)

3. Работа в группах (возможно парная) с тестами на закрепление материала (раздаточный материал). Можно обращаться за помощью к учителю или консультантам.


Этап информации учащихся о домашнем задании,

инструктаж по его выполнению (5мин)

Запись в дневник, вопросы учителю о выполнении домашнего задания.

Оценка результатов урока и подведение итогов с использованием метода рефлексии. (5 мин)

  1. Оценивание учеником самого себя

  2. Оценка работы ученика учащимися группы, в которой он работал.

  3. Оценивание деятельности ученика педагогом. Итоговая оценка, на основе мнения трёх сторон.









Приложение 1

Тест на начало урока

«Скорость химической реакции»

Уровень А

1. Из предложенных примеров выберите гетерогенные реакции:

А) N2 + 3H2 ↔ 2NH3 E) 4NH3+3O2= 2N2+6H2O

В) S + O2 = SO2 Ж) Са+ 2H2O =Са(ОН)22

С) 2NO + O2 = 2NO2 З) Fe +S = FeS

D) Zn + 2HCl = ZnCl2+H2 И) С+ O2 = СO2

2. Напишите математическое выражение, описывающее скорость гетерогенных реакций:

3. Вычислите среднюю скорость реакции А+В= 2С если концентрация вещества А была 0,22 моль/л, а через 10 секунд стала 0,215 моль/л.



---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Тест «Скорость химической реакции» Уровень В

1. Из предложенных примеров выберите гомогенные реакции:

А) N2 + 3H2 ↔ 2NH3 E) 4NH3+3O2= 2N2+6H2O

В) S + O2 = SO2 Ж) Са+ 2H2O =Са(ОН)22

С) 2NO + O2 = 2NO2 З) Fe +S = FeS

D) Zn + 2HCl = ZnCl2+H2 И) С+ O2 = СO2

2. Напишите математическое выражение, описывающее скорость гомогенных реакций:

3. За месяц до начала занятий в школе лаборант приготовил водный раствор пероксида водорода с концентрацией 0,3 моль/л и оставил колбу с раствором на полке, забыв герметично её закрыть. 1 сентября учитель химии готовил демонстрационный опыт и обнаружил, что концентрация Н2О2 уменьшилась вдвое. Какова оказалась средняя скорость реакции разложения Н2О2 ?

А) 5∙ 10-3 моль/(л∙сут) В) 16 моль/(л∙мин) С) 1,6 моль/(л∙сут)

Приложение 2



Тест на закрепление

«Влияние различных факторов на скорость химических реакций. Катализ».

1. Для уменьшения скорости реакции необходимо:

а) увеличить концентрацию реагирующих веществ
б) ввести в систему катализатор
в) повысить температуру
г) понизить температуру

2. С наибольшей скоростью протекает реакция:

а) нейтрализации
б) горение серы в воздухе
в) растворение магния в кислоте
г) восстановление оксида меди водородом

3. Отметьте, какая реакция является одновременно гомогенной и каталитической.

а) 2SO2+O2=2SO3 (кат NO);
б) CaO+CO2=CaCO3;
в) H2+Cl2=2HCl;
г) N2+3H2=2NH3 (кат Fe).

4. Укажите какому процессу соответствует выражение закона действующих масс для скорости химической реакции V= k ∙[O2].

а) S+O2=SO2;
б) 2H2+O2=2H2O;
в) 2CO+O2=2CO2;
г) N2+O2=2NO.

5. Отметьте, скорость какого процесса не изменится, если увеличить давление в реакционном сосуде ( t без изменения ).

а) 2NO+O2=2NO2;
б) H2+Cl2=2HCl;
в) CaO+H2O=Ca(OH)2;
г) N2O4=2NO2.

6. Укажите, как изменится скорость бимолекулярной газовой реакции

2NO2=N2O4 при увеличении концентрации NO2 в три раза.

а) увеличится в 3 раза;
б) уменьшится в 6 раз;
в) увеличится в 9 раз;
г) увеличится в 6 раз.

7. Во сколько раз возрастет скорость реакции при увеличении температуры на 30°если температурный коэффициент реакции равен 2?

8. Перечислите факторы, влияющие на скорость гетерогенных реакций.




Автор
Дата добавления 30.03.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров310
Номер материала ДВ-567910
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх