Урок"Скорость химической реакции.Факторы, влияющие на скорость химической реакции". Урок по химии скорость химических реакций Скорость химической реакции урок по фгос

Тема Скорость химических реакций и факторы на нее влияющие.

Тип урока: изучение нового материала

Вид урока: лекция

Класс : 9

Учитель химии ГБОУ СОШ № 1 города Байконур Гузикова Оксана Александровна

Цели урока.

Обучающие:

Дать понятие о скорости химических реакций и единицах ее измерения. Показать влияние на скорость реакций таких факторов как природа реагирующих веществ, их концентрация, площадь соприкосновения, использование катализаторов и температура. Познакомить учащихся с классификацией химических реакций по признаку фазности (агрегатного состояния): гомо- и гетерогенные.

Развивающие:

Привитие навыков определения скорости химической реакции, используя закон действующих масс. Продолжение развитие общеучебных и предметных умений: анализировать, сравнивать, делать выводы. Развитие логико-смыслового мышления учащихся, памяти, химического языка.

Воспитательные:

Расширение кругозора, умение применять полученные знания на практике, самоусвоение лекционного материала. Воспитание культуры умственного труда.

Оборудование и реактивы:

Плакат по технике безопасности, формулы на ПП, проектор, лист-памятка с планом лекции.

Для демонстрационного эксперимента: раствор тиосульфата натрия, раствор серной кислоты, вода, пробирки.

Для лабораторного эксперимента: раствор соляной кислоты, порошок цинка, гранулы цинка, магний, железо, пробирки.

ДЕВИЗ УРОКА:

«Химическое превращение, химическая реакция – есть главный предмет химии» Н.Н. Семенов.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

Учитель

Здравствуйте ребята, садитесь.

Учитель

Дежурные назовите отсутствующих сегодня на уроке.

(учитель отмечает отсутствующих на уроке).

ОБЪЯСНЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Учитель

Сегодня мы переходим к изучению нового раздела «Скорость химических реакций. Химическое равновесие».

На этом уроке мы поговорим о том, как определяется скорость химической реакции, и какие факторы могут ее изменить.

УЧИТЕЛЬ

На доске написаны две химические реакции.

Взаимодействие раствора соляной кислоты и цинка.

Взаимодействие раствора серной кислоты и раствора хлорида бария.

Учитель

Чем они отличаются?

Ученик

Они отличаются тем, что одна протекает между растворами, а вот во второй есть и раствор – соляная кислота, и металл – цинк.

Учитель

Значит, первая реакция протекает в одной среде, и эта реакция называется гомогенной, а во второй реакции принимают участие вещества разного агрегатного состояния, она носит название – гетерогенная. Примером гомогенных сред будут газ-газ, жидкость-жидкость. Перечислите примеры гетерогенных сред.

УЧЕНИК

Газ – твердое вещество, газ – жидкость, твердое вещество - газ.

УЧИТЕЛЬ

Правильно. Мы определим скорость химической реакции, запишем определение и соответствующие формулы.

Предмет изучения химии – химическая реакция. В результате химической реакции исчезают одни и образуются другие вещества. В процессе реакции изменяются количества вещества как реагентов (исходных веществ), так и продуктов (конечных веществ). Скорость этого изменения называется скоростью химической реакции. Химическая кинетика – учение о скоростях и механизмах химических реакций. (запишем это определение)

Таким образом, скорость химической реакции можно описать уравнением

r =  /  (1)

где r – скорость реакции (от англ. rate – скорость процесса, в отличие от ранее используемого обозначения для скорости реакции  - velocity – скорость перемещения), (прописная греч. дельта ) – синоним слов «конечное изменение»,  (греч. ню ) – количество (моль) вещества-реагента или вещества продукта,  (греч. тау ) – время (с), за которое произошло данное изменение.

При таком определении скорость реакции зависит от того, количество какого из участников реакции мы наблюдаем и измеряем. Очевидно, что для реакции, например:

2 H 2 + O 2 =2 H 2 O .

количество вещества превращающегося водорода в два раза больше, чем кислорода. Поэтому

r (H 2 ) = 2 r (O 2 ) = r (H 2 O ).

Уравнение реакции связывает величины скоростей, определенных по любому из веществ. Поэтому выбор последнего зависит от удобства и легкости экспериментального измерения его количества в реакционной системе.

На качественном уровне реакции могут быть классифицированы на быстрые, для измерения скорости которых необходимы специальные методы, например, взрыв гремучего газа, реакции в растворах электролитов; медленные, для измерения скорости которых нужны большие промежутки времени, например коррозия железа; и реакции, за течением которых мы можем наблюдать непосредственно, например взаимодействие цинка с соляной кислотой.

Описываемая уравнением (1) скорость реакции зависит от количеств взятых веществ-реагентов. Если мы проводим одну и ту же реакцию с разными объемами или поверхностями соприкосновения реагентов, то для одной и той же реакции мы получим разные значения скорости, тем большие, чем больше вещества взято или чем лучше оно измельчено. Поэтому используют другое определение скорости реакции.

Скорость химической реакции – это изменение количества вещества какого-либо участка реакции в единицу времени в единице реакционного пространства (запишем это определение).

В гомогенной системе V системы (в газовой фазе или растворе). В такой реакции единицей реакционного пространства является единица объема, и если этот объем не изменяется в процессе реакции, то уравнение имеет вид:

V = c / t (2)

где с – молярная концентрация вещества (моль/л).

Скорость реакции – изменение концентрации вещества в единицу времени.

В гетерогенной системе ( например, при горении твердого тела в газе или при взаимодействии металла с кислотой) реакция происходит на границе раздела между компонентами. Если площадь этой границы S , то уравнение скорости имеет вид:

V = n / S t (3)

Очевидно, что при таком определении (см. уравнения (2) и (3)) величина скорости реакции не зависит от объема в гомогенной системе и от площади соприкосновения реагентов (степени измельчения) в гетерогенной системе.

Какие же факторы влияют на скорость химической реакции?

ЗАПИШЕМ ОСНОВНЫЕ

Природа реагирующих веществ.

Влияние температуры.

Наличие катализатора.

На каждый случай приведем пример.

1. Влияние природы реагентов

Первым, и достаточно очевидным, фактором, определяющим скорость реакции, является природа реагентов. Выше на этой основе мы привели примеры реакций, текущих с разной скоростью.

Теперь проведем опыт, который экспериментально докажет это.

Учитель предлагает ребятам выполнить лабораторный опыт.

Для этого в 3 пробирки наливаем 1-2 мл раствора соляной кислоты и опускаем в каждую примерно по одинаковому кусочку металла: в первую – магний, во вторую – цинк, а в третью – железо.

Учитель

Во всех ли пробирках скорость выделения газа одинакова?

Ученик

Нет, в пробирках интенсивность выделения пузырьков разная. В первой пробирке газ выделяется очень быстро, во второй медленней, а в третье еще медленнее.

Учитель

Сделаем вывод

Ученик

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ.

2. Влияние концентраций реагентов

Второй, и тоже достаточно очевидный, фактор – концентрация реагентов.

Проведем опыт

Учитель проводит демонстрационный опыт.

В три пробирки наливаем раствор тиосульфата натрия. В первую – 5 мл, во вторую – 2,5 мл, в третью - 1 мл. Далее во вторую и третью пробирки добавим по 5 мл воды. Затем вовсе пробирки, начиная с третьей, добавляем по 3 мл раствора серной кислоты. По времени появления и интенсивности выделившейся коллоидной серы и судят о влиянии концентрации тиосульфата натрия на скорость реакции.

Ученик

Скорость химической реакции зависит от концентрации реагентов

Учитель

А почему так происходит? Чем выше концентрация вещества, тем больше частиц в единице объема, тем чаще они сталкиваются. Количество это выражается так называемым законом действующих масс – скорость реакции пропорциональна концентрациям реагентов в некоторых степенях. Например, для следующих ниже уравнений реакций выражения скорости такие:

A = X , r = kc A ;

A + B = X, r = kc A c B ;

A + 2B = X, r = kc A c B c B = kc A c B 2 .

Величина k – коэффициент пропорциональности – называется константой скорости реакции и не зависит от концентраций. Численно этот коэффициент равен скорости реакций, если произведение концентраций реагентов равно 1. Когда сравнивают скорости разных реакций, то сравнивают именно их константы скоростей.

Важно отметить, что показатели степеней при концентрациях в приведенных ниже выражениях для скоростей химических реакций равны стехиометрическим коэффициентам только в редких случаях, когда реакция протекает в одну стадию (для так называемых элементарных реакций). На самом деле отдельная химическая реакция является такой же абстракцией, как и совершенно чистое химическое вещество. Другими словами, реальные химические превращения практически всегда включают в себя несколько реакций.

Скорость реакций, протекающих в несколько последовательных стадий, определяется самой медленной из этих стадий. Вспомним арабскую поговорку: «Караван идет со скоростью самого медленного верблюда».

Например, реакция

2 Fe 2+ + H 2 O 2 = 2 FeOH 2+

протекает по следующим стадиям:

1) 2 Fe 2+ + H 2 O 2 = 2 FeOH 2+ + OH .

k 1 = 60 л/(моль . с);

2) OH . + Fe 2+ = FeOH 2+ , k 2 = 60 000 л/(моль . с).

Более медленная стадия – первая. Поэтому уравнение скорости данной реакции –

r = k 1 c (Fe 2+ ) c (H 2 O 2 ),

а не r = kc 2 (Fe 2+ ) c (H 2 O 2 ).

О таких сложных процессах мы будем еще говорить более подробно в 11 классе.

3. Влияние температуры.

Учитель

Влияние температуры на протекание химической реакции двояко. Во- первых температура может влиять на состав продуктов, а во-вторых - подавляющее большинство реакций ускоряются при увеличении температуры. Почему? Потому что с повышением температуры быстро растет число, так называемых «активных» молекул, т.е. молекул, обладающих энергией, большей, чем энергия активации.

Энергия активации – разность между средней энергией молекул при данной температуре и той энергией, которой они должны обладать, чтобы вступить в химические реакции.

Влияние температуры на скорость химической реакции иллюстрирует правило Вант – Гоффа

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

При изменении температуры реакции на каждые 10 градусов скорость реакции изменяется в 2-4 раза (Формула на доске)

Учитель

Если температуру увеличивать, что произойдет со скоростью химической реакции.

Ученик

Скорость реакции увеличится при повышении температуры на каждые 10 градусов в 2-4 раза.

Учитель

Если температуру уменьшить, что произойдет со скоростью химической реакции.

Ученик

Скорость уменьшится при понижении температуры на каждые 10 градусов в 2-4 раза.

4. Площадь поверхности соприкосновения.

Учитель

Теперь перейдем к площади поверхности соприкосновения.

Лабораторный опыт. Памятка по соблюдению правил техники безопасности.

В две пробирки нальем соляную кислоту, в первую добавим порошок цинка, а во вторую гранулу. Запишите уравнение реакции. Определите ее тип. Где реакция проходит быстрее? Почему?

Ученик записывает реакцию. Она является реакцией замещения.

Реакция проходит быстрее в первой пробирке. Ведь там больше площадь поверхности соприкосновения.

Учитель

Правильно.

5. Катализатор

Последний фактор – это наличие специальных веществ - катализаторов. Химическая реакция – сложный процесс, в котором могут принимать участие не только вещества реагенты, но и другие присутствующие в системе вещества. Если они заметно изменяют скорость химической реакции, то их и называют катализаторами. Об этих веществах и о катализе мы подробно погорим на следующем уроке.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА

Учитель

Какую новую величину мы изучили на сегодняшнем уроке?

Ученик

Мы ознакомились со скоростью химической реакции.

Учитель

Какие виды сред вы узнали?

Ученик

Гомогенную и гетерогенную.

Учитель

Одинаково ли определяется скорость в разных средах?

Ученик

Нет, по разному.

Учитель

Как определяется скорость в гомогенной среде?

Ученик

В гомогенной системе реакция происходит во всем объеме V системы (в газовой фазе или растворе). В такой реакции единицей реакционного пространства является единица объема, и если этот объем не изменяется в процессе реакции

Учитель

Как определяется скорость в гетерогенной среде?

В гетерогенной системе реакция происходит на границе раздела между компонентами. Если площадь этой границы S .

Учитель

В каких единицах она измеряется?

Какие факторы влияют на скорость химической реакции? Перечислите их.

Ученик

Природа реагирующих веществ.

Концентрация реагирующих веществ.

Температура.

Площадь поверхности соприкосновения.

Наличие катализатора.

IY . ОБОБЩЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

Сегодня на уроке мы изучили понятие скорость химической реакции. Рассмотрели как определяется скорость химической реакции в гомогенной и гетерогенной системах. Определили факторы, которые могут повлиять на скорость химической реакции.

Y . ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Основные определения дома выучить. А так же на столах у вас есть задания, они трехуровневые. Как всегда, каждый для себя выбирает соответствующий уровень, который на данном этапе обучения вам под силу выполнить.

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ 6.4.2 № 86

Пояснительная записка.

Данная разработка учебного занятия относится к разделу «Химические превращения», изучаемого в 11 классе. В ходе подготовки урока по теме были соблюдены общие требования к формированию занятий, таких как соотношение принципов наглядности, доступности и научности предлагаемого материала, соблюдение культуры безопасного обращения с веществами и привитие целостного миропонимания химических явлений и процессов, прогнозирования и планирования результатов урока.

Четко сформулированные цели и задачи урока реализуются использованием различных методов, форм и методических приемов обучения. Предложен урок открытия новых знаний с элементами исследования, поскольку на данном этапе обучающиеся получат достаточное количество теоретических понятий, которые закрепляются в ходе выполнения ими практической части урока. Использованы следующие формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная. Учителю отводится роль в регулировании процесса обучения, направление обучающихся, контроле за их наблюдениями, коррекции и дополнении полученных ими результатов и анализе последних.

Планируемые результаты: сформировать основные понятия по теме, понимать значение влияния различных факторов на скорость химической реакции. Понимать возможность управления химической реакции с помощью изменениия условий ее протекания. Развить умение планировать и осуществлять химический эксперимент, умело фиксируя результаты, и анализировать их. Осознавать целостность протекающих химических процессов и явлений, осуществлять варьирование понятиями в применении к явлениям экологической и межпредметной сфер.

Тема урока : скорость химических реакций.

Цели урока : изучить сущность понятия: скорость химических реакций, выявить зависимость этой величины от различных внешних факторов.

Задачи урока:

обучающая Что такое скорость химических реакций и от каких факторов она зависит.

развивающая Обучающиеся учатся обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, выявляют сущность химической реакции, выясняют взаимосвязь между скоростью химической реакции и внешними факторами

воспитательная Обучающиеся развивают коммуникативные умения в ходе парной, коллективной работы. Привлекают средства химии к пониманию процессов, происходящих в окружающем мире. В ходе практической работы осознают обязательность точного выполнения инструкций для получения результата.

Тип урока : урок открытия новых знаний с элементами исследования.

Метод обучения : частично поисковый , форма организации : индивидуальная, групповая, фронтальная, коллективная

Литература для учителя и обучающегося:

2. Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман Химия. 11 класс. Базовый уровень/ Учебник для общеобразовательный учреждений.

3. Гара Н.Н. Уроки химии 11 кл.

4. Гара Н.Н., Габрусева Н.И. Химия. Задачник с «помощником» 11 кл.

Средства обучения: химические вещества и оборудование для опытов, мультимедийная приставка, компьютер.

Этапы урока

Обоснование деятельности учителя

Прогнозируемая деятельность обучающихся

Формируемые УУД

Организационный этап

Взаимное приветствие обучающихся и учителя; фиксация отсутствующих; проверка готовности обучающихся к уроку.

Подготовить обучающихся к работе

Готовность класса к работе

Готовность к сотрудничеству и сотворчеству с учителем

Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала. Активация опорных знаний и умений. Постановка цели и задач урока.

Вспомним:

что же такое химическая реакция?
какие условия должны быть выполнены, чтобы произошла химическая реакция?
одинаковое ли количество времени требуется для протекания различных химических реакций?

Подвести обучающихся к рассмотрению цели и задач урока. Обеспечить мотивацию и принятие обучающимися задачи урока

При обсуждении вопроса (2) необходимо подчеркнуть, что химическая реакция возможна только при столкновении молекул

Активная работа обучающихся показывает их готовность к восприятию темы урока

Из личного жизненного опыта обучающиеся предполагают, что продолжительность различных реакций разная

Уметь участвовать в коллективном обсуждении, аргументировать свою позицию. Уметь пользоваться знаниями и бытовыми наблюдениями

Записываем тему урока «Скорость химических реакций». Формулируем задачу урока: выяснить, что такое скорость химической реакции и от каких факторов она зависит. В ходе урока мы познакомимся с теорией вопроса «скорость химической реакции». Затем на практике подтвердим некоторые наши теоретические предположения .

Озвучить цель урока и примерный план его проведения.

Рассмотрим два примера. На столе – две пробирки, в одной – раствор щелочи (NaOH), в другой – гвоздь; в обе пробирки приливаем раствор CuSO 4 . Что мы видим?

В первой пробирке реакция произошла мгновенно, во второй – видимых изменений пока нет.

Составим уравнения реакций (два обучающихся записывают на доске уравнения):

CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

Отметим, что реакция 1) – гомогенная, а реакция 2) – гетерогенная. Это важно для нас.

А как долго длится реакция и от чего это зависит? На эти вопросы мы попытаемся ответить в ходе нашего урока. Учение о скоростях и механизмах химических реакций называется химической кинетикой .

Необходимо подтвердить предположения обучающихся химическим экспериментом

По результатам демонстрационного эксперимента обучающиеся убеждаются в справедливости своих предположений

Уметь самостоятельно либо с помощью учителя фиксировать результаты демонстрации, делать умозаключение, планировать возможный этап изучения. Уметь записывать уравнения химических реакций.

Осмысление содержания. Усвоение новых знаний и способов действий

Обратимся к понятию «скорость». Вам известны такие сочетания, как скорость движения, скорость чтения, скорость наполнения бассейна и т. д. В общем случае, что такое скорость? Изменение какого-либо фактора за единицу времени.

А какой же фактор изменяется, когда речь идет о скорости реакции?

Мы уже сказали, что химическая реакция происходит при столкновении частиц. Тогда, очевидно, что скорость реакции тем больше, чем чаще сталкиваются частицы. При столкновении частиц исходных веществ происходит образование новых частиц - продуктов реакции.

Что же изменяется с течением времени в химической реакции? Изменяется количество исходных веществ и изменяется количество продуктов реакции. Если мы отнесем количество вещества к единице объема, мы получим молярную концентрацию вещества. Молярная концентрация вещества измеряется в моль/л. чтобы определить скорость реакции, необходимо иметь данные об измении концентрации какого-либо компонента реакции через определенные промежутки времени.

На доске записано уравнение реакции

I 2 (газ) + H 2 (газ) + 2HI(газ)

и приведена таблица изменения концентрации йода во времени (правый столбец – изменение концентрации HI пока не заполнен)

Обеспечить осмысленное восприятие знаний

Установить фактор, по которому можно судить о скорости реакции

Введение понятия о молярной концентрации и единицах ее измерения

Активные действия обучающихся с объектом изучения

В ходе беседы обучающиеся приходят к выводу о связи скорости реакции с концентрацией участвующих в реакции веществ

Уметь выстраивать причинно-следственные связи, осуществлять требуемые сравнение, обобщение и зависимость.

Время, с	Моль/л	Моль/л



	0,35

Строим график изменения концентрации йода во времени

С HI, моль/л

3 1,2

1,0 2 1,0

0,8 0,8

0,6 0,6

0,4 3 0,4

0,2 0,2

0 5 10 15 20

Время, с

График изменения концентрации реагирующего вещества во времени дает обучающимся возможность самостоятельно определить скорость реакции и проследить, как она изменяется в ходе реакции

Формирование исследовательских умений – строят график по данным эксперимента

Уметь фиксировать зависимость скорости реакции от различных факторов.

Формулировать соответствующие выводы

Кривая изменения концентрации реагирующего вещества или продукта реакции во времени называется кинетической кривой .

Скорость химической реакции – это изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени.

C 2 - c 1 ∆c 0,3 - 1

v = = = = - 0,03 (моль/л · с)

T 2 – t 1 ∆t 20 – 0

Принято считать скорость реакции положительной величиной, знак «минус» говорит о том, что функция зависимости концентрации I 2 от времени убывающая. Из графика следует, что с течением времени уменьшается не только концентрация, но и скорость реакции. Подтвердим это расчетами.

Определим скорость для разных участков кинетической кривой:

на участке 1: v = 0,08 моль /(л · с),

на участке 2: v = 0,035 моль/(л · с),

на участке 3: v = 0,01 моль/ (л · с)

Какие выводы следуют из анализа кинетической кривой? – Концентрация реагирующего вещества уменьшается по мере протекания реакции. Скорость реакции с течением времени уменьшается.

Очевидно, «скорость реакции» - это средняя скорость процесса в определенный промежуток времени, что чем меньше промежуток времени, тем точнее значение скорости.

Заполним правый столбец таблицы значениями концентрации продукта реакции HI. При определении значений руководствуемся уравнением реакции. Строим кинетическую кривую относительно продукта реакции, определим скорости реакции для участков кривой 1, 2 и 3.

Приходим к выводу, что скорость по компоненту HI в два раза больше, чем по компоненту I 2 . Это можно прогнозировать, исходя из уравнения реакции. дополнительный анализ кинетической кривой показал нам, что

концентрация продукта по мере протекания реакции увеличивается;
скорость реакции, измеренная по продукту, со временем уменьшается (так же, как и по реагенту);
скорости реакции, измеренные по различным компонентам, различны, т. е., говоря о скорости реакции, необходимо указывать еще и участника реакции, по которому определялась скорость процесса.

Поэтапный анализ кинетической кривой приводит к осмысленному пониманию изучаемого материала, исключает формализм знаний

Построение кинетической кривой по продукту реакции показывают, что накопление продукта реакции происходит постепенно, по мере расходования исходных веществ

Необходимо обратить внимание на физическую сущность стехиометрических коэффициентов в уравнении химической реакции

Самостоятельно формулируют понятие «скорость реакции»

Самостоятельно рассчитывают скорость для всей кинетической кривой и отдельных ее участков. Обучающиеся сами выводят единицы скорости реакции

Анализируют результаты полученных расчетов. формулируют выводы

Первичная проверка степени усвоения материала

На доске плакат:

Химическая реакция идет по схеме

А + В = 2С

2А + В = 2С

Оценить правильность и осознанность усвоения нового учебного материала, выявить и устранить пробелы и неверные представления

Заполняют таблицу

Уметь применять полученные знания для решения простых задач. Аналировать правильность выполения последовательности действий. Уметь участвовать в обсуждении проблемы, выражать собственное мнение о полученном результате.

Закрепление и применение полученных знаний

Задача: в каком из сосудов одинаковой емкости реакция протекает с большой скоростью, если за одно и то же время в первом сосуде образуется 10 г фторводорода, а во втором – 53 г иодоводорода?

Закрепить полученные знания

Самостоятельное выполнение заданий с взаимной проверкой результата выполнения.

Уметь самостоятельно решать задания по теме. Анализировать правильность выполнения задания.

Рефлексия. Подведение промежуточных итогов

Подведем основные итоги. Сформулируем их и запишем в тетрадь

Сформировать умение обобщать полученную информацию и выделять главное

Самостоятельная формулировка выводов. Выявление общего эмоционально-продуктивного фона урока.

Уметь обобщить и систематизировать полученную информацию. Участвовать в обсуждении, уметь выражать свои мысли.

Домашнее задание

Предлагается разноуровневое задание по карточкам:

1) обязательное: §.12, у 1-6 с. 62

2) углубленное: §. 12, з1-4 с.63

3) творческое: Рассмотреть реакции получения серной кислоты из пирита с точки зрения зависимости скорости хим.реакции от разл. факторов.

Сопровождение записанного задания комментариями для различных уровней.
Отвечает на вопросы обучающихся.

Выбор одного из видов задания для домашней работы. Извлечение необходимой информации и фиксация ее в дневник.

Правильно и с удовольствием выполненное домашнее задание.

Ход урока

I. Организация начала занятия.

II. Подготовка к основному этапу занятия.

III. Конкретизация знаний, закрепление способов действий, систематизация знаний о закономерностях, с помощью которых можно управлять химическими реакциями.

IV. Подведение итогов занятия, информация о домашнем задании.

I. Организация начала занятия

Задача этапа: подготовить учащихся к работе на занятии.

Учитель: сегодня мы продолжим изучение темы «Скорость химической реакции» и выясним, может ли человек, обладая определенными знаниями, управлять химической реакцией. Для решения этой проблемы мы отправляемся в виртуальную лабораторию. Чтобы войти в нее, необходимо показать свои знания о скорости химической реакции.

II . Подготовка к основному этапу занятия

Задачи этапа: актуализация опорных знаний и умений, обеспечение мотивации и принятия учащимися цели урока.

Актуализация знаний учащихся

Учитель организует фронтальную беседу:

Вопрос 1: что изучает химическая кинетика?

Предполагаемый ответ: химическая кинетика - наука о закономерностях протекания химических реакций во времени.

Вопрос 2: на какие две группы можно разделить реакции в зависимости от состояния химических веществ?

Предполагаемый ответ: если химические реакции происходят в однородной среде, например в растворе или газовой фазе, их называют гомогенными. А если реакция идет между веществами, находящимися в разных агрегатных состояниях, их называют гетерогенными.

Вопрос 3: как определить скорость гетерогенной реакции?

Предполагаемый ответ: скорость гетерогенной реакции определяется как изменение количества вещества в единицу времени на единице поверхности (учащийся записывает формулу на доске)

Вопрос 4: как определить скорость гомогенной реакции?

Предполагаемый ответ: Скорость гомогенной реакции определяется как изменение концентрации одного из веществ в единицу времени (учащийся записывает формулу на доске).

Учитель: теперь, используя свой жизненный опыт, предположите:

Вопрос 5: что сгорит быстрее: деревянная доска или древесные стружки?

Предполагаемый ответ: древесные стружки сгорят быстрее.

Вопрос 6: где быстрее сгорит уголь: на воздухе или в кислороде?

Предполагаемый ответ: быстрее уголь сгорит в кислороде.

Задача этапа: обеспечить усвоение знаний и способов действий, организовав активную продуктивную деятельность учащихся.

Вводный рассказ учителя (сопровождается компьютерной презентацией):

Учитель: используя свой жизненный опыт, вы правильно предположили. Действительно, скорость химической реакции зависит от многих факторов. Основными из них являются: природа и концентрация реагирующих веществ, давление, температура, поверхность соприкосновения реагирующих веществ, действие катализаторов.

По мере работы мы также будем использовать информацию учебника.

Учащиеся под руководством учителя решают каждую экспериментальную задачу, и учитель, используя компьютерную презентацию, подводит учащихся к обоснованным заключениям.

Результат работы:

Закрепление материала.

Задача: для реакции были взяты вещества при температуре 40 С, затем их нагрели до 70 С. Как изменится скорость химической реакции, если температурный коэффициент ее равен 2?

Ответ: в 8 раз увеличится скорость химической реакции.

Учитель: итак, какой вывод мы можем сделать: может ли человек управлять скоростью реакций?

Предполагаемый ответ : да, может, если обладает знаниями о химической кинетике.

IV. Подведение итогов занятия, информация о домашнем задании

Задачи этапа: оценить работу на уроке и показать значение проделанной работы для последующего изучения темы.

Учитель: давайте вспомним ход урока, что мы сегодня узнали, чему научились?

Рефлексия. Высказывания учащихся.

Учитель: домашнее задание: параграф 6.1, выучить информацию таблицы. Выполнить упражнения 5, 6, 8 на стр. 108-109.

Технологическая карта занятия «Скорость химических реакций»

Основные пункты технологической карты		Обязательная общая часть
Наименование дисциплины
Тема урока		Скорость химических реакций
Тип и вид занятия		Комбинированный урок Повторение, лекция
Цели занятия (как ожидаемые результаты обучения)		В результате проведённого урока учащиеся: продолжают формирование понятия «скорость химических реакций», выясняют, от каких факторов зависит скорость химических реакций; продолжают учиться обрабатывать и анализировать экспериментальные данные; выяснять взаимосвязь между скоростью химических реакций и внешними факторами; продолжают развитие коммуникативных умений в ходе парной и коллективной работы; акцентировать внимание на важности знаний о скорости химической реакции протекающих в быту (коррозия металла, прокисание молока, гниение и др.) закрепляют умение работать с электронным пособием, таблицами, справочным материалом, дополнительной литературой
Методы обучения		Частично - поисковый (репродуктивный)
Формируемые компетенции (общие компетенции (ОК) и профессиональные компетенции (ПК))		Общие: формулировать свои ценностные ориентиры по отношению к изучаемым дисциплинам и сферам деятельности; уметь принимать решения, брать на себя ответственность за их последствия; осуществлять индивидуальную образовательную траекторию с учётом общих требований и норм; владеть разными видами речевой деятельности. Профессиональные: владеть навыками работы с различными источниками информации (электронное пособие, Интернет, словари, справочники, книги, учебники); самостоятельно искать, извлекать, анализировать и отбирать необходимую для решения учебных задач информацию; ориентироваться в информационных потоках, уметь осознанно воспринимать информацию; владеть навыками использования информационных устройств (ПК, принтер); применять для решения учебных задач информационные и телекоммуникационные технологии: аудио и видеозапись, электронную почту, Интернет; уметь применять на практике полученные знания.
Тезаурусное поле занятия		Химическая кинетика - раздел химии, в котором изучаются скорости и механизмы химических реакций. Система в химии - рассматриваемое вещество или совокупность веществ. Фаза - часть системы, которая отделена от других частей поверхностью раздела. Гомогенная (однородная) система - система, состоящая из одной фазы. Гетерогенная (неоднородная) система - система, состоящая из двух или нескольких фаз. Скорость гомогенной химической реакции - количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени в единице объёма системы. Скорость гетерогенной химической реакции - количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени на единице поверхности раздела фаз. Факторы, влияющие на скорость реакции: Природа реагирующих веществ; Концентрация реагирующих веществ; Температура; Присутствие катализаторов. Катализатор - вещество, которое изменяет (увеличивают) скорость реакции, но не расходуется в результате реакции. Ингибитор - вещество, которое изменяет (замедляют) скорость реакции, но не расходуется в результате реакции. Ферменты (энзимы) - биологические катализаторы. Закон действующих масс.
Используемые средства, в т.ч. средства ИКТ		Компьютерный терминал, мультимедийный проектор, демонстрационный экран, ноутбук, колонки, 15 персональных компьютеров, диск с презентациями и показом опытов по гидролизу солей; основная и дополнительная литература
Междисциплинарные и межкурсовые связи		Межпредметные: биология (химические реакции в живом организме), физика (понятие о тепловом эффекте реакций, влияние физических факторов на скорость химической реакции)
Образовательные ресурсы (в т. Ч. Интернет)		Система электронного обучения «Академия-Медиа», химические сайты XuMuk.ru , Alhimik.ru , Полезная информация по химии , основная и дополнительная литература
Этапы занятия	Длительность этапа	Результаты	Критерии и способ оценки	Функция преподавателя	Организация деятельности учащихся
Организация начала занятия				Приветствие Проверка подготовки студентов к занятию Готовность оборудования Запуск системы ЭО Определение отсутствующих студентов	Приветствие Дежурный называет отсутствующих студентов
Проверка домашнего задания				Выдача карточек с индивидуальным заданием, вывод на экран заданий для всей группы	Выполнение заданий, самопроверка и проверка в паре
Этап подготовки студентов к активному и сознательному усвоению нового материала				Объявление темы урока и определение его задач	Запись темы в тетрадь Поиск соответствующей темы в системе ЭО
Актуализация знаний, мотивационный этап				Фронтальная беседа Постановка вопросов Управление дискуссией	Ответы на вопросы, дополнение ответов друг друга
Этап усвоения новых знаний				Выдача заданий в электронном пособии, консультации	Работа с электронным пособием
Первичная проверка усвоения знаний				Выдача заданий, контроль выполнения	Выполнение заданий
Первичное закрепление знаний				Демонстрация опытов по теме с помощью проектора и экрана	Наблюдение Составление уравнений реакций
Контроль и самопроверка знаний. Рефлексивно-контролирующий этап				Контроль написания уравнений, оценка, обобщение	Самопроверка, выводы
Подведение итогов занятия				Проведение анализа успешности достижения цели занятия Оценка перспективы последующей работы
Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению				Выдача домашнего задания Проведение инструктажа по его выполнению	Запись домашнего задания, вопросы по его уточнению

Я слышу – я забываю, я вижу – я запоминаю, я делаю – я понимаю.

Тема урока: Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Цель: углубить и обобщить знания учащихся о скорости химической реакции, о факторах, влияющих на скорость химической реакции;

Задачи:

обучающая: формировать понятия «скорость химических реакций», вывести формулы для вычисления скорости гомогенных и гетерогенных реакций, рассмотреть от каких факторов зависит скорость химических реакций;

развивающая: развивать логическое мышления: умение обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, устанавливать взаимосвязь между скоростью химической реакции и внешними факторами.

воспитательная: воспитывать коммуникативных компетенций в ходе коллективной работы; бытовую грамотность.

Средства обучения: мультимедийный проектор, компьютер, программный продукт, лабораторное оборудование и реактивы;

Методы обучения: репродуктивный, исследовательский, частично поисковый;

Форма организации занятий: беседа, исследовательская деятельность, самостоятельная работа.

Форма организации работы учащихся: фронтальная, индивидуальная, групповая.

Тип урока: усвоение знаний на основе имеющихся.

Ход урока:

Обоснование значения изучаемой темы и цели урока.

Вступительное слово учителя: сегодня у нас необычный урок, в ходе работы над сегодняшней темой вы будете составлять кластер, ключевым понятием которого будет тема нашего урока: Скорость химической реакции. Факторы влияющие на скорость химической реакции.

Мы уже познакомились с основными типами химических реакций, научились отличать их от физических явлений по определённым признакам. Убедились, что свойства веществ вступивших в реакцию, отличаются от свойств образовавшихся веществ.

Настало время поговорить о продолжительности химической реакции, т.е. о протекании химического процесса во времени, за которое он происходит. Сегодня мы поговорим о скорости химической реакции, определим факторы, которые влияют на скорость химической реакции.

Актуализация знаний.

Что мы с вами знаем о химических реакциях? (типы реакций, протекают с выделением тепла или наоборот при нагревании; не которые идут быстро, некоторые медленно.)

Скажите, а вы встречались в своей жизни с реакциями идущими очень быстро?

а) горение; б) сода + уксус; в)...

А как вы определили, что они протекают быстро?

А реакции идущие медленно? а) ржавление железа; б) скисание молока;

информация: Для полного гниения брошенной в лесу газеты- 1 год.

Ржавление консервной банки – 10 лет.

Стекло практически не разрушается в течение столетий.

Эти реакции низкой скорости.

Организация деятельности по изучению нового материала.

Скорость химической реакции.

Из курса физики вам известно понятие «скорость движения» (работа по таблице).

Скорость движения	Единицы измерения скорости
Скорость поезда:
Скорость течения реки:
Скорость прокручивания кинопленки:	24 кадра/с
Скорость потребления кислорода человеком:
Скорость реакции:

Вопрос: Вспомните, что собой представляет скорость механического движения?

Это длина пути, проделанного физическим телом за единицу времени.

Отношение проделанного пути к единице времени.

Вопрос: Что изменяется во времени при механическом движении?

Координаты тела, следовательно, длина пути.

Кинопленку прокручивают через киноаппарат с определенной скоростью – 24 кадра в секунду. Что изменяется во времени?

Число кадров.

При дыхании человек потребляет кислород. Что изменяется во времени?

Количество литров.

Скорость какого–либо процесса – это изменение какой-либо физической величины за единицу времени. Что изменяется в ходе реакции? Это концентрация вещества.

Учение о скоростях и механизмах химических реакций называется химической кинетикой.

Рассмотрим два примера (эксперимент проводит учитель).

На столе – две пробирки, в одной раствор щелочи (КOH), в другой – гвоздь; в обе пробирки приливаем раствор CuSO 4 . Что мы наблюдаем?

На примерах учащиеся судят о скорости реакций и делают соответствующие выводы.

В первой пробирке реакция произошла мгновенно, во второй – видимых изменений пока нет.

Составим уравнения реакций (два ученика записывают на доске уравнения):

CuSO 4 + 2КOH = Cu(OH) 2 + К 2 SO 4 ; Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu ; Fe0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu0

Вопрос: Какой вывод по проведённым реакциям мы можем сделать?

Вопрос: Почему одна реакция идёт мгновенно, другая медленно?

Для этого необходимо вспомнить, что есть химические реакции, которые протекают во всём объёме реакционного пространства (в газах или растворах), а есть другие, протекающие лишь на поверхности соприкосновения веществ (горение твёрдого тела в газе, взаимодействие металла с кислотой, солью менее активного металла).

По результатам демонстрированного эксперимента учащиеся делают вывод:

реакция 1 – гомогенная, а реакция 2– гетерогенная.

Скорости этих реакций будут математически определяться по-разному.

При рассмотрении вопроса о скорости реакции необходимо напомнить, что реакции в химии делятся на гомогенные и гетерогенные.

Определение: Реакции, которые протекают в однородной среде (нет поверхности раздела реагирующих веществ), например, в смеси газов или в растворах, называются гомогенными (от греч. гомо – «равный», «одинаковый»).

Определение: Гетерогенными называются реакции, которые идут между веществами в неоднородной среде (есть поверхность раздела реагирующих веществ). Например, на поверхности соприкосновения твердого вещества и жидкости, газа и жидкости, твердого вещества и газа и т.д. (от греч. гетеро – «разный», «другой»).

А) Скорость химической реакции для гомогенной реакции.

Рассмотрим понятие скорости химической реакции для гомогенной среды.

Вопрос: Назовите одно из условий осуществления химической реакции?

Одним из условий химической реакции является столкновение частиц.

Какая зависимость прослеживается между скоростью химической реакции и частотой столкновения частиц?

Чем чаще сталкиваются частицы, тем выше скорость химической реакции.

А теперь попробуйте сформулировать определение скорости химической реакции?

Скорость реакции – это число столкновений или число элементарных актов в единицу времени.

Так как подсчитать число соударений частиц не предоставляется возможным, нужно найти другую величину, которая изменяется во времени при протекании химической реакции. Исходные вещества превращаются в продукты реакции, следовательно, изменяется количество вещества.

Вывод: Скорость реакции – это изменение концентрации одного из вступивших в реакцию или образующегося в результате реакции вещества в единицу времени.

Если реакция протекает между веществами в гетерогенной системе, то реагирующие вещества соприкасаются между собой не по всему объему, а только на поверхности. Так, например, при горении угля, молекулы кислорода реагируют только с теми атомами углерода, которые находятся на поверхности. При измельчении угля его поверхность возрастает и скорость горения увеличивается. В связи с этим определение скорости гетерогенной реакции следующее:

Б) Скорость химической реакции для гетерогенной реакции.

Для гетерогенной реакции: Скорость гетерогенной реакции определяется числом молей веществ, вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции в единицу времени на единице поверхности.

В математической форме это определение можно выразить так:

Вопрос: Как можно увеличить скорость реакции, если реагенты твердые?

Надо увеличить поверхность соприкосновения веществ, т.е. раздробить твердое вещество.

Следовательно, для гетерогенных реакций одним из факторов, которые определяют скорость химической реакции, является величина площади соприкосновения реагирующих веществ. Поэтому на производстве столь часто проводятся химические реакции в «кипящем слое». Твердое вещество для этой цели мелко дробят, измельчают почти до состояния пыли, а затем через него пропускают снизу второе вещество, как правило, газ. Прохождение его через мелкораздробленное первое вещество – реагент сопровождается иллюзией кипения. Например, в «кипящем слое» осуществляется обжиг мелко измельченного серного колчедана при производстве серной кислоты.

Знание скоростей химических реакций имеет очень большое практическое и научное значение.

На уроке мы пришли к выводу, что химическую реакцию необходимо рассматривать не только с качественной и количественной стороны, но учитывать и ее скорость.

Это необходимо, прежде всего, для того, чтобы управлять химической реакцией.

Не забывайте, что вы составляете кластер.

Факторы влияющие на скорость химической реакции.

Мы с вами рассмотрели, что такое скорость химической реакции, определили, что математически скорости гомогенной и гетерогенной реакции определяются по-разному.

Вопрос: От чего зависит скорость реакции?

Мы перечислили факторы, влияющие на скорость химической реакции. Исследовать достоверность этих утверждений вам предстоит самостоятельно, работая в группах.

Задание для групп:

Объяснить как влияет природа реагирующих веществ, площадь соприкосновения реагирующих веществ, концентрация и температура на скорость химической реакции.

Объяснения могут быть научными и образными, связанными с бытовыми примерами, художественными, можно зарисовать ситуацию, объясняющую эти явления.

Т.е. вам необходимо создать модель, которая должна объяснить, почему и как происходит изменение скорости реакции. Вашей моделью может быть: объяснение, картинка, сюжет. Для выработки образного объяснения можно применить АНАЛОГИЮ, т.е. на что похожа эта ситуация? Дается время для обсуждения в группах, (10 мин.)

Задание №1

Влияние природы реагирующих веществ на скорость гетерогенной химической реакции.

Задание: объяснить, почему на скорость химической реакции влияет природа реагирующих веществ.

Ход опыта: К одинаковым объемам соляной кислоты добавьте кусочки цинка и магния.

! Сравните скорости этих двух реакций.

! Объясните причину различия скоростей.

Задание №2

Влияние концентрации веществ на скорость химической реакции.

Задание: объяснить, почему на скорость химической реакции влияет концентрация исходных веществ.

Ход опыта: В 2 пробирки налейте одинаковые объемы раствора серной кислоты, одновременно прилейте растворы тиосульфата натрия разной концентрации (25г/л и 200г/л).

Реакция протекает по уравнению: Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3

H 2 S 2 O 3 = H 2 О + S+ SO 2

! Засеките время, через которое в пробирках появится осадок серы.

! Объясните причину разновременного появления осадка.

Задание №3

Влияние площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость гетерогенной химической реакции.

Задание: объяснить, почему на скорость химической реакции влияет площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

Ход опыта: Поместите в одну пробирку кусочек мела, а в другую – измельченный мел и прилейте одинаковые объемы соляной кислоты.

! Сравните скорости реакций и объясните причину их различия.

! Напишите уравнение химических реакций.

Задание№4

Влияние температуры на скорость химической реакции.

Задание: объяснить, почему на скорость химической реакции влияет температура исходных веществ.

Ход опыта: Приготовьте гидроксид меди: смешайте раствор сульфата меди и гидроксид натрия. Полученный гидроксид меди разлейте в две пробирки. Одну из них нагрейте.

! Заметьте время, через которое появиться черный оксид меди при нагревании и без него.

! Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от температуры.

Задание №5

Действие катализатора на скорость химической реакции.

Задание: объяснить, почему на скорость химической реакции влияет катализатор

Ход опыта: Раствор пероксида водорода разлейте в 2 пробирки. Одну из них нагрейте, в другую добавьте немного порошка оксида марганца (IV).

! Что наблюдаете? Объясните результат.

Анализ полученных данных.

Заслушивается выступление каждой группы. Внимательно слушаем и составляем кластер.

Например:

1. Аналогия на влияние природы реагирующих веществ:

Люди бывают разных характеров, разных темпераментов и от этого зависит скорость их работы, скорость сближения с другими людьми. Так и вещества имеют свои «характеры» и это влияет на скорость химических реакций.

2. Аналогия на влияние площади поверхности реагирующих веществ:

Из старой морской песни: «Мы - спина к спине у мачты, против тысячи -вдвоём!». Герои этой песни уменьшили площадь соприкосновения с врагами и уменьшили «скорость реакции» с ними, т. е. уменьшили возможность поражения.

3. Аналогия на влияние концентрации:

Чем больше вещества в единице объёма, тем больше столкновений между молекулами и выше скорость реакции. Это похоже на большой супермаркет, где много товара и много покупателей. В супермаркете продаётся больше товара, чем в маленьких специализированных магазинчиках, потому что покупатель «сталкивается» с большим количеством разных товаров.

Пробки на дорогах. Концентрация машин больше, а скорость движения –меньше. Комментарий учителя: да, такое тоже бывает в химии: при слишком большой концентрации веществ реакция не идёт, приходится разбавлять водой, чтоб молекулам «было, где разбежаться».

4. Аналогия на влияние температуры:

При повышении температуры повышается скорость движения молекул, поэтому они чаще сталкиваются и реагируют. Это похоже на дискотеку, где все двигаются, танцуют и поэтому легче знакомиться, чем, например, на собрании, где все сидят на своих местах.

5. Аналогия на влияние катализатора:

Два человека не дружат, может даже враждуют. Третий решил для пользы дела их сдружить. Идёт к одному из них, договаривается, объединяется с ним, потом вместе идут к другому, опять договариваются (при посреднике иногда легче договориться), посредник уходит, а первые двое становятся друзьями!

Вопрос: Как называют вещества, которые ускоряют химическую реакцию?

Учитель- Итак, мы выслушали каждую группу, вы отразили в своем выступлении один из факторов, влияющих на скорость химической реакции.

ВОПРОС: Скажите, для чего нам нужны такие образные представления?

Ответ: - Для лучшего запоминания и понимания происходящих химических процессов.

Учитель- Итак, мы посмотрели выступления каждой группы, каждая группа отразила в своем выступлении один из факторов, влияющих на скорость химической реакции. Давайте посмотрим какой кластер вы составили.

Закрепление и обобщение изученного.

Задача: а теперь для вас практическая задача:

В некоторой лаборатории долго пытались запустить химическую реакцию, но ничего не получалось, но потом у одного из лаборантов, когда он остался один в лаборатории - реакция пошла! Все сбежались, чтобы посмотреть, что он делает для запуска реакции, но к всеобщему разочарованию – опять ничего не получилось…. Оставшись наедине, он заново попытался провести реакцию и…она опять пошла! Стоило позвать всех, чтобы показать - реакция не идет…

В чем тут дело? Если бы лаборант применял только обычные средства для запуска реакции (нагрев, перемешивание, менял концентрацию), то это сработало бы и в присутствии сотрудников. А тут он и сам не понял, почему в одиночестве у него всё получается, а при коллегах – нет.

Для решения предлагаю вам ТРИЗовскую подсказку. Есть в ТРИЗ (теория решения изобретальских задач) такое волшебное слово МАТХЭМ, что означает перечень разных воздействий

Подсказка для решения задачи:

М- механическое (всякое перемешивание, давление)

А- акустическое (звуковое)

Т- тепловое

Х- химическое

Э- электрическое

М – магнитное

Заслушиваются ответы учащихся, если учащиеся не пришли к правильному ответу, то

дается правильный ответ (лаборант напевал, когда проводил эксперимент в одиночестве, а при всех, конечно, молчал…).

Оказывается, звук тоже может влиять на скорость химической реакции. Звук – это колебания, К какому фактору относится действие звука? Почему колебания могут влиять на запуск химической реакции?

Колебания помогают перемешивать жидкость, значит, увеличивают площадь поверхности реагирующих веществ.

Использование знаний о скорости реакции в быту

Почему продукты хранят в холодильнике?

Для консервирования продуктов используют ингибиторы.

Какое другое название можно дать этим веществам? Назовите вещества консерванты, которые мы применяем дома.

Домашнее задание. &15 б.у.; & 14 п.у.

Подведение итогов.

Рефлексия. А теперь я попрошу написать вас мне телеграмму. Это не должно быть больше 3 – 4 предложений телеграфного типа, в которых вы отразите своё впечатление от нашей работы сегодня.

Всем спасибо за сотрудничество.

Похожие статьи

Читайте также