Урок Скорость химической реакции

Разработка урока: «Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость

химической реакции»

группа 52 ТПОП

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

химической реакции

Цели:

Образовательная: дать понятие "скорость химической реакции", способствовать формированию знаний обучающихся о факторах, влияющих на скорость химических реакции;

Развивающая: продолжить формирование у учащихся интеллектуальные умения и исследовательские навыки: проведение экспериментов, наблюдение, обобщения, сравнение, умение делать выводы, анализировать;

Воспитательная: формировать мировоззренческие понятия о познаваемости природы, культуры общения в процессе коллективного взаимодействия; умение слышать партнера, уважать чужое мнение;

Деятельностная: формирование у обучающихся умение объяснять влияние каждого из факторов на скорость химической реакции, расширить понятия «катализ», «ингибитор»; применять эти умения в различных ситуациях в том числе и бытовых.

Содержательная: расширить понятийную базу по классам неорганических соединений - "скорость гомогенной реакции","скорость гетерогенной реакции", "энергия активации", продолжить знакомство обучающихся с основными химическими законами.

Задачи:

1. Изучить понятие "скорость химической реакции", определить основные факторы, влияющие на скорость химических реакций. (предметный результат); 2. Продолжить развивать умения: уточнить понятие "скорость химической реакции", её отличие от физической величины, соединять знания о химических реакциях с термодинамикой (физика), формирование гипотез, выявлять причинно-следственные связи, работать в группах (метапредметный результат); 3. Продолжить формирование чувства ответственности за результаты своего труда, являющиеся компонентом коллективного вида деятельности (личностный результат).

Методы и методические приемы: проблемный, практико-ориентированный, эвристический, наглядный, словестный.

Тип урока: усвоения нового материала

Вид урока: комбинированный

Оборудование и реактивы для учащихся: соляная кислота (концентрированная, 10%, 20%), цинк (порошковый, кусковой), уксусная кислота, набор химической посуды, спиртовка, держатель.

Оснащение урока: ноутбук, телевизор, презентация , видеоролики.

Литература для учителя:

1. Химия для профессий и специальностей естественно-научного профиля (Под редакцией О.С.Габриеляна), - М.: Издательский центр "Академия", 2015г.

2. Ерохин Ю.М. Химия (для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования), - М.: Издательский центр "Академия", 2013г.

3. Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. Химия. 11 класс - М,: Дрофа, 2012г.

4. http://www.chemistry.narod.ru/

Литература для учащихся:

1. Химия для профессий и специальностей естественно-научного профиля (Под редакцией О.С.Габриеляна), - М.: Издательский центр "Академия", 2015г.

План урока:

1.Организационный этап.

2. Проверка домашнего задания.

3. Актуализация знаний.

4. Изучение нового материала.

5.Подведение итогов урока.

6. Оценивание.

7. Домашнее задание.

Ход урока.

1.Организационный этап. Приветствие учащихся, контроль готовности обучающихся к уроку. СЛАЙД 1

Знаем — химия наука
Очень непростая штука.
Чтобы химиками быть,
Нужно формулы учить.
Опытным путём пойти,
Что-то новое найти,
Только это так суметь,
Чтоб на воздух не взлететь

Озвучивание темы урока (записать) и его целей для обучающихся. На уроке будет осуществляться работа по группам: прошу встать руководителей групп, прошу встать лаборантов в задачу которых входит всесторонняя помощь руководителям групп. ЖУРНАЛ 2 мин

2. Проверка домашнего задания. 5 мин

Прежде чем мы с вами перейдем к изучению нового материала, я хочу проверить, как вы справились с домашним заданием.

1) - Кто мне назовет тему прошлого нашего урока (Классификация химических реакций)

2) - По каким признакам осуществляется классификация химических реакций

( по фазовому состоянию реагирующих веществ - гомогенная, гетерогенная;

по числу и составу реагирующих веществ и продуктов реакции - соединения, разложения, замещения, обмена (нейтрализации- частныйслучай);

по использованию катализатора - каталитическая (с ингибиторами в том числе), некаталитическая;

по возможности протекания процесса в противоположных направлениях - обратимая, необратимая;

по изменению степени окисления - ОВР, неОВР ;

по тепловому эффекту- экзотермические, эндотермические )

3) на дом вам были заданы 3 термохимические уравнения с указанием агрегатных состояний всех участников реакций: СЛАЙД 2

H _2(г) + Cl _{2 (г)} ↔ 2 HCl _(г) +184,8 кДж (хлорводород газообразный)

S _(т) + O_{2 (г)} ↔^{V2O5, t} SO_{2 (г)} -180,6 кДж (серный газ)

CH ₂= CH - CH_{3 (г)} + HCl _(ж) →CH₃ - CH Cl - CH_{3 (г)} + 124,1 кДж

(при взаимодействии пропена с соляной кислотой по правилу Морковникова образуется 2-хлорпропан)

1.гомогенная реакция соединения, некаталитическая , обратимая, ОВР, экзотермическая

2. гетерогенная реакция соединения, каталитическая , обратимая, ОВР, эндотермическая

3. гетерогенная реакция соединения, некаталитическая ,необратимая, неОВР, экзотермическая

ОЦЕНИВАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ домашней работы

3. Актуализация знаний.

Сегодня на уроке мы продолжим изучение темы «Химические реакции» и познакомимся с понятием «скорость реакции». В курсе физики и математики вы сталкивались с термином «скорость», что он означал, в каких единицах измерения рассчитывался? СЛАЙД 3

(векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта; измеряется в м/ с, км/ ч, км/ мин)

В химии тоже есть такое понятие, но оно характеризует химические процессы.

Ежесекундно во всем мире протекает бесчисленное множество химических реакций. Вы дышите - и в легких, крови совершаются миллионы химических реакций. В стакан крепкого чая вы кладете кусочек лимона, и цвет напитка бледнеет: произошла химическая реакция. Первобытный человек, который научился разжигать костер, был и первым химиком. Он провел химическую реакцию - реакцию горения. Что такое взрыв? Самая обыкновенная химическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества газов. Это пример моментально протекающего химического процесса, например, взрыв водорода и кислорода. Посмотрим фрагмент фильма о горении водорода в кислороде. СЛАЙД 4 Эта реакция мгновенная. Есть и реакции медленные. Например, реакция скисания молока в разных условиях в холодильнике и в теплом помещении. То есть одинаковые реакции в разных условиях идут по-разному. В стеклянном сосуде смешаем два газа - Н₂ и О₂. Сосуд может стоять сколько угодно: день, месяц, год. Похоже, что Н₂ не соединяется с О₂. Да нет, соединяется, и мы это только что видели на экране, но в нашем случае процесс идет очень медленно. Почему?

Усвоив материал урока, вы сможете ответить на данный вопрос, выявите, какие факторы влияют на процессы взаимодействия.

4. Изучение нового материала.

Так что же такое скорость химической реакции?

- величина, характеризующая интенсивность реакции, выраженная количественно.

Скоростью химической реакции называется изменение концентраций, вступивших в реакцию соединений (ΔС) в единицу времени (Δt) при неизменном объеме системы. СЛАЙД 5

Скорость гомогенной реакции определяется изменением концентраций, вступивших в реакцию соединений или продуктов реакции (ΔС) в единицу времени (Δt). СЛАЙД 6

Математическая формула скорости химической реакции выглядит следующим образом: ᴠ = ± ΔC/Δt. Знак «–» в формуле имеет отношение к изменению значений концентраций исходных реагирующих веществ, а знак «+» – к изменяющимся значениям концентраций продуктов той же самой реакции

Измеряют скорость гомогенной реакции в моль/л∙с.

Скорость гетерогенной реакции определяется числом молей веществ, вступивших в реакцию соединений или продуктов реакции (Δn) в единицу времени (Δt) на единицу поверхности( S). СЛАЙД 7

Математическая формула скорости химической реакции выглядит следующим образом: V= ∆n/∆t∙S (моль/с∙м²)

Измеряют скорость гетерогенной реакции в моль/м²∙с, так как взаимодействие идет на поверхности, разделяющей фазы (то есть реакция гетерогенная).

Можете ли вы на основании формул предположить, что возможно влияет на скорость реакции? (Создаем проблемную ситуацию: учащиеся выдвигают различные гипотезы, предлагают факторы влияющие на скорость химических реакций. Ответы обучающихся: температура, концентрация, площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ, природа реагирующих веществ, катализатор)

Химия - ничто без эксперимента. Давайте проверим все ваши гипотезы и найдем правильный ответ. но прежде необходимо повторить правила техники безопасности при проведении практических работ в кабинете химии. (ответы лаборантов: общие, при работе со спиртовкой, при работе с кислотами, по утилизации отходов химических реакций)

Теперь попробуем экспериментально выяснить факторы, влияющие на скорость реакции.

(Во время выполнения работы - контролирующая и координирующая функции.)

На столах лежат карты урока с заданиями и необходимый набор реактивов. Часть экспериментов мы просмотрим на экране.

1 Природа реагирующих веществ подойдите СЛАЙД 8

Задание: В пробирки с порошком цинка прилейте соляную и уксусные кислоты одинаковой концентрации. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что вы наблюдаете? Найдите соляную и уксусные кислоты в таблице растворимости, сравните их по активности. Сделайте выводы.

2. Концентрация реагирующих веществ СЛАЙД 8

Задание: В пробирки с порошком цинка прилейте соляную кислоту различной концентрации. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что вы наблюдаете? Почему? Сравните активность кислот в зависимости от концентрации. Сделайте выводы

3. Агрегатное состояние вещества и площадь соприкосновения, Задание: Задание: В пробирки с порошком и кнопкой цинка прилейте соляную кислоту одинаковой концентрации. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что вы наблюдаете? Почему? Сравните активность процессов в разных пробирках. Где процесс закончился раньше? Объясните. СЛАЙД 8

4. Температура

Задание: В две пробирки с кусочками Zn прилейте разбавленную серную кислоту одинаковой концентрации. Одну пробирку осторожно подогрейте. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что наблюдаете? Объясните. СЛАЙД 8

5. Скорость реакции зависит от специальных веществ, ее меняющих (катализаторов и ингибиторов). Внимание на экран. СЛАЙД 9

В пробирку с перекисью водорода Н₂О₂ добавили МпО₂. Что наблюдали? Изменился ли оксид марганца после проведения реакции? Какова его роль?

Руководители групп проверьте правильность заполнения таблицы.

СЛАЙД 10

Скорость химической реакции, как и любая другая химическая или физическая величина имеет численное выражение и описывается при помощи основных химических законов. Рассмотрим некоторые из них.

1. Концентрации (закон действующих масс)- СЛАЙД 11

1865 год- Н.И. Бекетов. 1867 год- К.Гульдберг, П.Вааге; «Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакции».

ДЛЯ реакции А+В = С+Д

V=kc_A^ac_B^b

где К - коэффициент пропорциональности, константа скорости реакции, численно равна скорости химической реакции при концентрациях реагирующих веществ в 1 моль/л СЛАЙД 12

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

V_р-ии = k∙C (N₂)∙ C (H₂)³

S + O₂ = SO₂

V_р-ии = k∙C (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! Давайте разберем как данный закон работает на практике.

Пример 1 СЛАЙД 13

Пример 1 . Как изменится скорость реакции N₂ + 3H₂ ↔ 2NH_3, если концентрация водорода увеличиться в 3 раза?

Решение . СЛАЙД 14

1.Запишем выражение скорости реакции для реакции взаимодействия азота с водородом:

V₁= k[H₂]³[N₂]

После увеличения концентрации водорода в три раза скорость химической реакции изменится, и будет соответствовать выражению:

V₂= k(3[H₂])³[N₂]= 27 k[H₂]³[N₂]

Следовательно, скорость реакции изменится следующим образом:

V₂ = 27 k[H₂]³[N₂] = 27

V₁ k[H₂]³[N₂]

Ответ: скорость реакции увеличится в 27 раз

2. Температуры- Влияние температуры на скорость химической реакции описано правилом Я.Х. Вант-Гоффа СЛАЙД 15

Известно, что течение многих химических процессов значительно ускоряется при повышении температуры, рост которой повышает скорость движения молекул, увеличивая тем самым число столкновений между ними. однако не каждое столкновение между молекулами приводит к химическому взаимодействию. Чтобы реакция осуществлялась, сталкивающиеся молекулы должны обладать определенным избытком энергии. Такие молекулы называют активными. Повышение температуры увеличивает число активных молекул, а, следовательно, увеличивает скорость реакции. Как правило, в большинстве случаев с повышением температуры на 10°С скорость реакции увеличивается от двух до четырех раз (правило Вант-Гоффа).

Число, характеризующее ускорение реакции при нагревании на 10°С,

называется температурным коэффициентом скорости.

«Повышение температуры на каждые 10 ^∙С приводит к увеличению скорости реакции в 2-4 раза (эта величина называется температурным коэффициентом)».

V_t2 = V_t1∙ γ^t2-t1/10

Пример 2. СЛАЙД 16

Как изменяется скорость реакции спиртового брожения глюкозы при повышении температуры с 20 до 50°С, если температурный коэффициент реакции равен 3?

Дано: t₁ = 20 ⁰C; t₂ = 50 ⁰C; γ = 3 СЛАЙД 17

Решение .

Воспользуемся правилом Я. Вант-Гоффа

V₂/V₁=γ ^(t2-t1)/10

Тогда,

V₅₀=V₂₀ * γ^(50-20)/10 = V₂₀ * 3 ³ = 27 V₂₀

Ответ: скорость реакции увеличится в 27 раз

5.Подведение итогов урока. 2 мин

6. Оценивание. 1 мин

Перед вами лист оценки вашей работы на уроке, заполните графу самооценки, а руководитель группы - заполните оценку группы

7. Домашнее задание. 1 мин

§ 7.2, с. 226 - 231, зад № 6,7 (задание № 7 дополнительно на оценку)

Лист оценки

Обучающегося _______________________________ 52 ТПОП группы

Примечание: с/о- самооценка; о/г – оценка группы

Самоанализ урока.

Обучающимися уже усвоены такие понятия как: «скорость» (в курсе физики и математики), имеются первичные знания о скорости химических реакций (химия 8 класс), условия протекания химических реакций, классификация химических реакций. Качественное усвоение материала урока готовит обучающихся к следующим урокам темы «Химические реакции» (обратимость химических реакций, условия смещения химического равновесия), а также расширению знаний учащихся по химии.

Данный урок относится к типу усвоения нового материала.

При планировании урока учитывались реальные учебные возможности обучающихся (у около 30% обучающихся хорошие учебные возможности, которые могут работать самостоятельно и поэтому именно они обязательно входили в каждую из групп при выполнении практической части урока). Остальные обучающиеся работают под руководством педагога, требуют индивидуального, дифференцированного подхода. Включив этих ребят в групповую работу, решается вопрос психологического комфорта обучающихся, формируется чувство ответственности за порученное задание перед одногруппниками, а не перед педагогом.

Для активизации внимания, актуализации знаний использован метод организации беседы, что позволило проверить уровень опорных знаний, как по химии, так и по смежным наукам (межпредметная связь). Выбранная форма позволила рационально использовать время.

Данная тема имеет прикладное значение. Поэтому была проведена параллель на уроке: проблемные вопросы в начале урока, формулирование ответов - в конце, что позволило установить значимость темы для каждого из учащихся.

Применены следующие методы: проблемный, практико-ориентированный, эвристический, наглядный, словестный. Данные методы способствовали развитию самостоятельности мышления, умения обобщать, анализировать явления.

Контроль и корректировка первичного усвоения знаний, умений и навыков осуществлялась путём проведения фронтальной беседы, решение задач.

Структурные элементы урока взаимосвязаны, осуществлялся логичный переход от одного этапа к другому.

Работа проходила в режиме сотрудничества педагога с обучающимися, обучающихся с обучающимися. Чередование и смена видов деятельности обеспечивало поддержание работоспособности ребят на уроке.

На уроке поддерживалась благоприятная, рабочая обстановка. Обучающиеся были включены в работу на всех этапах урока, активность средняя (что является нормой для данной группы).

При отборе содержания урока учитывались принципы научности, доступности, последовательности.

Объём домашнего задания соответствует нормам, частично дифференцирован.

HCl HCl

HCl HCl

CH₃CООH