Конспект урока "Кинетика. Катализ"

План-конспект урока

«Кинетика. Катализ»

Цель:

Сформировать понятие скорости химической реакции.

Задачи урока:

Образовательные:

Сформировать у учащихся знания:

• о гомогенных и гетерогенных реакциях;

• о факторах, влияющих на скорость химической реакции;

Развивающие:

Продолжить работу над формированием у учащихся:

• навыков частично – поисковой деятельности;

• умение давать теоретическое обоснование влияния различных факторов на скорость химической реакции;

• умения работать в должном темпе;

• умение решать расчётные задачи по формулам;

Воспитательные:

• формировать умение вести диалог, дискутировать, выслушивать друг друга.

План урока:

1. Изучение нового материал

2. Закрепление

3. Домашнее задание

1. Изучение нового материала

В химической науке есть особая область, которая изучает скорости и механизмы различных реакций,— химическая кинетика. Химическая кинетика — экспериментальная наука.

Хотя химическая теория может объяснить многое, предсказать теоретически скорость любой реакции пока нельзя. Ее изучают экспериментально, в лаборатории, и потом разрабатывают способы, как эту скорость изменить. Есть немало реакций, важных для промышленности, которые идут слишком медленно, нужно уметь их ускорять. Другие реакции, напротив, приходится тормозить, потому что они вредны.

Задание: Приведите примеры реакций, которые протекают с различными скоростями.

Возможные ответы учащихся: быстрые реакции: взрывы, реакции ионного обмена;

медленные реакции: ржавление железа, скисание молока, брожение сахаристых веществ.

Вопрос: Зачем нужны знания о скорости химических реакций?

Возможные ответы учащихся: Знание скоростей химических реакций имеет большое практическое значение. При производстве того или иного вещества от скорости реакции зависят размеры аппаратуры, количество вырабатываемого продукта.

При рассмотрении вопроса о скорости реакции необходимо различать реакции, протекающие в гомогенной системе (гомогенные реакции), и реакции, протекающие в гетерогенной системе (гетерогенные реакции). Системой в химии принято называть рассматриваемое вещество или совокупность веществ.

Различают гомогенные и гетерогенные системы. Гомогенной называется система, состоящая из одной фазы, гетерогенной — система, состоящая из нескольких фаз. Фазой называется часть системы, отделенная от других ее частей поверхностью раздела.

Примером гомогенной системы может служить любая газовая смесь (все газы при не очень высоких давлениях неограниченно растворяются друг в друге). Другим примером гомогенной системы может служить раствор хлорида натрия, сульфата магния, азота и кислорода в воде. В каждом из этих случаев система состоит только из одной фазы: из газовой фазы в первом примере и из водного раствора во втором.

Если реакция протекает в гомогенной системе, то она идет во всем объеме этой системы.

Если реакция протекает между веществами, образующими гетерогенную систему, то она может идти только на поверхности раздела фаз, образующих систему.

В связи с этим скорость гомогенной реакции и скорость гетерогенной реакции определяются различно. Если гомогенный процесс идет в несколько стадий, то его скорость определяется скоростью самой медленной стадии. Например: реакция взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой описываемая общим уравнением:

 Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ ⇄ Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O + S¯, протекает в три стадии:

1. Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = H₂S₂O₃ +Na₂SO₄

2. H₂S₂O₃ = H₂SO₃ + S ¯

3. H₂SO₃ = SO₂ + H₂O,

из которых реакции первой и третьей стадий идут практически мгновенно, а реакции второй стадии – медленно. Именно она и определит скорость суммарного процесса, т.е. будет зависеть только от концентрации тиосерной кислоты Н₂S₂O₃, количество которой пропорционально количеству тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ при наличии избытка серной кислоты. Уравнение скорости химической реакции будет выглядеть так: υ = k ∙ с(Na₂S₂O₃)/

Учащиеся приводят примеры гомогенных и гетерогенных реакций, записывают уравнения реакций в тетрадь.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции (практическая работа)

.

1. Природа реагирующих веществ.

2. Концентрация

3. Температура.

4. Катализаторы

5. Давление (для газов)

6. Площадь соприкосновения (для твёрдых веществ)

Решение задач на нахождение скорости при изменении концентрации веществ и

температуры (закон действующих масс; правило Вант-Гоффа)

1. Вычислите среднюю скорость химической реакции, если через 20с от начала реакции концентрация веществ составляла 0,05 моль/л, а через 40 с – 0,04 моль/л. (0,0005моль/л∙с)

2. Как изменится скорость химической реакции 2СО + О₂ = 2СО₂, если уменьшить объем газовой смеси в 2 раза? (возрастёт в 8 раз)

3. Во сколько раз уменьшится скорость простой реакции А + 2В = С, когда прореагирует половина вещества А, по сравнению с начальной скоростью? Начальные концентрации: 1 моль/л вещества А и 3 моль/л вещества В. (в 4,5 раза)

4. Как изменится скорость реакции 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃, если давление системы увеличить в 5 раз? (возрастёт в 125 раз)

5. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры от 300 ° до 350°С, если температурный коэффициент равен 2? (возрастёт в 32 раза)

6. Реакция при 50°С протекает за 2 мин 15 с. За какое время закончится эта реакция при τ = 70 °C, если температурный коэффициент равен 3? (за 15 секунд)

7. Скорость реакции при охлаждении от 80° до 60°С уменьшилась в 4 раза. Найти температурный коэффициент скорости реакции. (2)

Закрепление: решение тестовых заданий

Домашнее задание.

Задача письменно. Составить программу в среде Кумир для решения данной задачи.

2