Урок на тему "Скорость химической реакции"

Урок на тему: «Скорость химической реакции».

9 класс

Цели:

1. Изучить понятие скорости химической реакции, экспериментальным путём выявить факторы, влияющие на скорость реакции. Формировать элементарные представления о механизмах взаимодействия веществ.

2. Развивать исследовательские навыки учащихся, умения составлять схему опыта, проводить его и делать выводы на основе эксперимента.

3. Продолжить формирование научного подхода к решению логических задач.

Форма обучения: урок-изучение нового материала.

Методы обучения: работа в группах, эксперимент, «мозговой штурм».

Оборудование и реактивы: цинк (кусочки и порошок), растворы соляной кислоты 5% и 10%, раствор уксусной кислоты 5%, раствор перекиси водорода 3%, MnO₂ тв., пробирки, штатив для пробирок, спиртовка, держатель для пробирок, спички, ложечка для твёрдых веществ.

Ход урока.

Перед уроком учащиеся разбиваются на группы, в каждой из которых выбирается координатор, ответственный за работу группы.

Урок начинается с презентации на тему «Скорость».

Слайды с изображением бегущего человека, самолёта, поезда, черепахи.

- С какими словами у вас ассоциируется понятие «скорость»?

Обычно учащиеся предлагают слова «быстро» и «медленно».

- Что это означает применительно к химической реакции? Приведите примеры таких реакций.

Слайды с изображением взрыва, реакций в растворах, ржавления железа, скисания молока.

Но понятия «быстро» и «медленно» относительны. Существует математическое выражение скорости химической реакции.

На слайде формула скорости реакции:

V = ∆c/∆t

Расшифруем формулу:

∆с = /с₂ – с₁/; моль/л; изменение концентрации

∆t = t₂ – t₁; с; изменение времени

Какова единица измерения скорости химической реакции? Учащиеся делают вывод, что это моль/л*с.

- Попробуйте дать определение скорости химической реакции.

Под скоростью реакции понимают изменение молярной концентрации вещества в единицу времени.

- Почему изменение молярной концентрации берётся со знаком модуля?

Учащиеся уже знают, что в ходе реакции концентрация вещества может, как увеличиваться, так и уменьшаться. Например, в реакции: А_(г) + В_(г) → С_(г), концентрации веществ А и В будут уменьшаться, а концентрация вещества С увеличиваться.

Нужно отметить, что данная формула применима к реакциям, протекающим во всём объёме. Если же вещества реагируют на поверхности соприкосновения друг с другом, то необходимо учитывать площадь поверхности, на которой протекает реакция.

Теперь попытаемся разобраться, какие условия могут повлиять на изменение скорости реакции. Для этого нужно вспомнить, что для взаимодействия частиц необходимо их столкновение, а также энергия, направленная на разрыв химических связей в исходных веществах.

Учитель объявляет «мозговой штурм».

В ходе «мозгового штурма» ребятам предстоит выдвинуть предположения, как можно увеличить скорость реакции, проверить свои гипотезы при помощи эксперимента и придти к обоснованным выводам.

Учащиеся выдвигают гипотезы:

1. Можно увеличить число реагирующих частиц, т.е. концентрацию вещества, тогда столкновений между частицами будет больше.

2. Можно увеличить скорость движения частиц, т.е. сообщить им дополнительную энергию.

3. Если взаимодействие протекает с участием твёрдого вещества, то его необходимо измельчить, чтобы увеличить число соприкасающихся частиц.

4. Можно предположить, что скорость однотипной реакции для разных веществ различна.

5. Из курса 8 класса учащимся знакомо понятие катализатора, т.е. ускорителя реакции.

Координатор фиксирует все гипотезы. Затем идёт их обсуждение и наиболее ценные из них проверяются.

Если учащиеся затрудняются в выдвижении гипотез, учитель задаёт наводящие вопросы.

Проверку гипотез учащиеся осуществляют при помощи эксперимента. Исходя из выданных реактивов, составляют схему опыта, проводят его и делают выводы.

1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции.

Из выданных реактивов ребята выбирают кусочки цинка и растворы соляной кислоты различной концентрации 5% и 10%. Сравнивают количество выделяющихся пузырьков водорода и приходят к выводу: чем больше концентрация исходных веществ, там выше скорость химической реакции.

1. Влияние температуры на скорость реакции.

Скорость движения реагирующих частиц можно увеличить при нагревании. Об этом учащиеся знают из курса физики. Они выбирают необходимое оборудование: кусочки цинка, раствор соляной кислоты 5%, спиртовку, держатель, спички. Одну пробирку оставляют при комнатной температуре для контроля, а другую нагревают. Приходят к выводу: с повышением температуры возрастает скорость химической реакции. Учитель сообщает, что существует правило, выведенное голландским учёным Вант-Гоффом: при повышении температуры на каждые 10⁰, скорость реакции возрастает в 2-4 раза.

1. Влияние площади соприкосновения на взаимодействие с участием твёрдого вещества.

Из предложенных веществ ребята выбирают кусочки и порошок цинка и 5% раствор соляной кислоты. По выделяющимся пузырькам водорода делают вывод: чем больше степень измельчения вещества (площадь соприкосновения), тем выше скорость химической реакции.

1. Влияние природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Учащиеся предположили, что разные вещества могут с разной скоростью реагировать в однотипных реакциях. Для опыта они выбирают кусочки цинка, а также растворы соляной и уксусной кислот 5%. Отмечают разное количество пузырьков водорода. Пробуют это объяснить. Учащиеся знают, что соляная кислота по своей природе сильный электролит, а уксусная – слабый. Делают вывод: природа вещества влияет на скорость химической реакции.

1. Влияние катализатора.

Учитель сообщает, что пероксид водорода – это вещество, которое на свету разлагается с образованием воды и кислорода. Но этот процесс протекает медленно. Ускорить его поможет оксид марганца (VI). Одну пробирку учащиеся оставляют для контроля, а в другую добавляют несколько кристалликов катализатора. Учащиеся проверяют, что выделяющийся газ – кислород. Делают вывод: катализатор ускоряет химическую реакцию.

Координатор группы фиксирует полученные выводы. После окончания эксперимента идёт обмен выводами между группами. Они дополняют друг друга. В тетради записываются факторы, влияющие на скорость реакции.

Используем полученные знания для рассмотрения частных случаев.

Каждая группа получает задания. Координатор отмечает вклад каждого участника группы и сообщает об этом учителю. Учитель выставляет оценки наиболее активным учащимся.

Задания:

1. Как можно увеличить скорость данной реакции:

Fe₂O_3(ТВ) + 3Н_2(г) = 2Fe_(ТВ) + 3Н₂О_(г) ?

1. В двух сосудах одинакового объёма за единицу времени образовалось 3г Н₂S и 10г HI. Какая из реакций протекала с большей скоростью?

2. Почему после образования ржавчины процесс разрушения металла протекает намного быстрее?

3. если в воду поместить кусочки натрия и лития, то реакции протекают с разной скоростью. Какая быстрее? Почему?

4. Для чего перед помещением в промышленные реакторы куски твёрдых реагентов измельчают?

Группы сдают задания, которые они успели выполнить. Учитель выставляет оценки учащимся по мере их вклада в работу всей группы.

Домашнее задание: написать мини-сочинение на тему «Скорость в химических процессах: всегда ли быстрее значит лучше?»