Предмет: химия
Учитель: Сазанова Ольга Леонидовна
Тема: «Факторы, влияющие на скорость химической реакции»
Технология проблемного изучения и развития критического мышления с элементами
интегрированного урока.
Класс: 11
Тип урока: изучение нового материала
Цель урока:
- Выявить факторы,
влияющие на скорость химической реакции.
- Обеспечить
понимание материала учащимися.
- Развивать
критическое мышление посредством интерактивного включения учащихся в
процесс обучения.
Основные понятия
темы:
- Закон Вант-Гоффа;
- Концентрация;
- Катализатор;
- Катализ;
- Фермент;
- Ингибитор;
Демонстрация:
1.
Взаимодействие разных металлов с раствором соляной
кислоты.
2.
Взаимодействие цинка с серной кислотой различной
концентрации.
3.
Разложение пероксида водорода под действием
каталазы.
4.
Разложение пероксида водорода под действием
сульфата тетрамминамеди (II).
Ход урока:
Слайд 1. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
Итак,
мы на прошлом уроке приступили к изучению темы, связанной с кинетикой
химических реакций.
Слайд 2. Ответь на вопрос.
? Вспомните, а что скрывается за понятием скорость
химической реакции?
Скорость химической реакции – это изменение количества вещества
реагирующих и полученных веществ за единицу времени.
Слайд 3. Подумайте.
Проверка домашнего индивидуального задания.
В
разных науках часто используются одни и те же термины, но вкладывается в них
разный смысл. Например: термин «скорость» в ходу и у химиков и у физиков.
Сравните:
«скорость»
|
В физике
|
В химии
|
Определение
|
|
|
Формула для
расчета
|
|
|
Единица измерения
|
|
|
Примеры
|
|
|
? Посмотрите и скажите, чем отличаются две реакции друг от
друга:
N2+ 3H2 = 2NH3 гомогенная
2NaCl + MgSO4 = Na2SO4 + MgCl2 гомогенная
В
первом случае – газовая система, во втором – растворы сложных веществ в одном
растворителе.
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 гетерогенная
С
+ О2 = СО2 гетерогенная
Вещества
реагирующие и продукты реакции – в разных агрегатных состояниях.
Слайд 4. Формулы для определения скорости гомогенной и
гетерогенной химической реакции.
Заранее на доске – примеры и формулы, выражающие скорость химических
реакций.
Соотнесите тип реакции с формулой, по которой можно
рассчитать скорость химической реакции:
Раствор
хлорида натрия в воде (гомогенная)
Раствор
кислорода в воде (гомогенная)
Вода
со льдом (гетерогенная)
Насыщенный
раствор с осадком (гетерогенная)
Уголь
и сера в атмосфере воздуха (гетерогенная)
Молодцы,
вы хорошо усвоили материал.
Посмотрите
в план работы. Каков следующий пункт?
Итак,
факторы, влияющие на скорость химической реакции. Запись темы урока.
Слайд 5. Проблема урока.
Попробуйте
сформулировать проблему, над которой мы будем с вами работать.
А все ли реакции идут с одинаковыми скоростями? И можно ли
изменить при необходимости скорость? Поиск ответов на эти
вопросы и будет целью нашего урока.
? подумайте, а зачем человек ищет способы управления
реакциями? Заслушиваются ответы учащихся.
1.
Природа реагирующих веществ.
Слайд 6. Природа реагирующих веществ.
Все
внимание сюда. Проведем опыт между различными металлами и раствором соляной
или серной кислотой.
? почему разные металлы по разному реагируют с одинаковым
раствором кислоты?
Взяты
металлы разной активности
? А что же необходимо для начала реакции?
Взаимодействие,
а для этого требуется сближение частиц и их столкновение. Чтобы молекулы
столкнулись необходима энергия. Избыточная энергия молекулы называется
энергией активации Е акт , и если молекула обладает энергией меньше
Е акт , то она даже при столкновении в реакцию не вступает. Молекула
же с такой энергией – активная.
Как получить больше активных молекул?
Повысить температуру.
2.
Температура.
В
середине XIX века физиком Вант-Гоффом было сформулировано
правило: скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза при повышении
температуры на каждые 100 С.
? чем это можно объяснить? Частицы
начинают более активно двигаться, а значит и вероятность соударений
возрастает.
Слайд 7. Влияние температуры.
3.
Третья причины, влияющая на скорость реакции.
Рисуем на доске.
Какова
вероятность соударения? А здесь число
соударений?
Почему,
что изменилось? Возросла концентрация реагирующих веществ.
- Изменение
концентрации веществ.
Слайд
8. Концентрация реагирующих веществ.
Допустим, что в
результате реакции получено новое третье вещество. Пусть концентрация вещества
А - [ А], вещества В - [В].
Как выразить
формулу для расчета скорости реакции:
V = k · [ А] · [В], где k – константа Vх.р.
При увеличении
концентрации веществ, изменяется и значение Vх.р. 2А + В = С
V = k · [ А]2 · [В], в 1867 году на основе этого открытия был
сформулирован закон Гульдберга - Вааге:
при
постоянной температуре скорость химической реакции прямопропорциональна
произведению концентраций реагирующих веществ, где каждая концентрация стоит в
степени, равной коэффициенту в уравнении реакции.
Например: 2NO + O2 = 2 NO2
V= k · [ NO]2 · [O2].
Учащиеся в
течении 10 минут работают с программой Excel,
выявляя закономерность «Зависимость скорости от концентрации».
В этой части урока учащиеся
должны продемонстрировать знания автоматического заполнения ячеек при вводе
значений и формул, используя маркер заполнения. Учащиеся анализируют данные с
помощью диаграммы.
Карточка-инструкция.
1)
Заполните таблицу, имея следующие данные:
коэффициент данной реакции равен 0,1 и является величиной постоянной, а
концентрация реагирующих веществ соответственно равна 0,02 моль/л и 0,02
моль/л.
2)
Заполните таблицу, если по истечении некоторого
времени концентрация одного из реагирующих веществ увеличилась на 0,01 моль/л,
а второго компонента – не изменилась.
3)
Заполните таблицу, если через некоторое время
концентрация обоих реагирующих веществ увеличилась соответственно на 0,01
моль/л.
4)
Постройте график «Зависимость скорости химической
реакции от концентрации».
5)
Сделайте выводы.
Слайд
9. Влияние поверхности соприкосновения.
Встречаются
примеры реакций, в которых при добавлении каких-то веществ, скорость
возрастает, а рассмотренные ранее факторы в этот момент не участвуют.
Вы догадались, о каких веществах идет речь? Это
катализаторы.
5. Итак, последний
фактор – катализатор.
С
катализаторами мы встречались и раньше, вспомните примеры каталитических
реакций: оксид ванадия (V) при производстве серной
кислоты.
Слайд 10. действие катализаторов на реакцию.
Опыт: 2Н2О2
= 2Н2О +О2 кат МnО2
твердое вещество, гетерогенный катализ
По
природе своей катализаторы различны: газообразные – NO,
жидкие – серная кислота, твердые - Pt, FeO, V2O5.
Вы никогда не задумывались, а как работает катализатор? Роль катализатора сводится к тому, что за счет образования
промежуточных соединений (молекул, ионов), то есть благодаря изменению пути
реакции, энергия активации может понизиться и скорость увеличится. На доске
можно изобразить график.
Но всегда, если
что-то ускоряет, то найдется то, что замедляет. Некоторые вещества, попав в
реакционную среду обязательно замедлят её протекание. Это ингибиторы, например:
уротропин замедляет взаимодействие металлов с кислотами. Где можно использовать эту способность? А вещества,
содержащие хромат-ионы CrO42- замедляют коррозию металлов в растворах.
Слайд 11. Просмотр действия ингибиторов на реакцию.
Огромное значение
катализа в живых системах. Большинство реакций в пищеварительной и дыхательной
системах, в крови и в клетках человека идут при участи катализаторов.
Биологические катализаторы называются … ферментами.
Так слюна содержит
птиалин, расщепляющий крахмал до сахара. А пепсин желудка - расщепляет белки. В
нашем организме около 30 000 ферментов и для каждого из них найдется
соответствующая реакция.
Закрепление
материала, работа в группах:
Рассчитайте
Vх.р. получения боевого
отравляющего вещества фосгена: СО + Cl2 = COCl2 если
концентрация реагирующих веществ 0,002моль/л и 0,005 моль/л соответственно, а
константа реакции k = 0,1.
V = k · [ СО] · [Cl2],
V = 0,1 · 0,002 · 0,005 = 0,000001 или 1 · 10-4
моль/л
Подумайте, какие из
перечисленных условий влияют на скорость реакции:
1)
Реакция проводится в вытяжном шкафу -
_________________, так как________________________________________________________.
2)
Исходные вещества нагревают -
______________________, так
как________________________________________________________.
3)
Вещества предварительно измельчили в ступке -
_____________, так как______________________________________________________.
4)
До реакции вещества в течении трех дней хранили
изолированно друг от друга - ___________, так как
__________________________________________________.
Принцип (но не
механизм) действия катализатора ясен из рисунка. Придумайте свой рисунок,
поясняющий принцип действия ингибитора. Не забудьте сделать пояснительные
подписи к рисункам.
Домашнее задание:
Стр. 132 – 139, упр. 7, 8, 9.
Рефлексия:
Скажите, какой момент урока вызвал затруднение: в
выявлении проблемы или при её решении?
Сделайте резюме: я узнал…я научился… я понял.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.