Цели урока:
Обобщить сведения о закономерностях протекания химических реакций, повторить понятия скорости химических реакций, химического равновесия, актуализировать и углубить знания о зависимости скорости гомогенных и гетерогенных реакций от различных факторов, закрепить полученные знания решением задач на вычисление равновесных и исходных концентраций реагирующих веществ; на нахождение константы равновесия. Видеть и применять «динамическое равновесие» не только для химических, но и для процессов, происходящих в природе. Осуществление межпредметного взаимодействия. Развитие межличностных отношений. Развивать коммуникативную компетентность, а так же компетентность разрешения проблем, самостоятельность при выполнении заданий.
Оборудование: интерактивная и магнитная доска, компьютер, штатив с пробирками и реактивы.
Формы работы: групповая, индивидуальная
Методы: модельный, проблемный, исследовательский.
Ход урока:
Орг. момент: приветствие, проверка готовности к уроку, сообщение темы урока, учащиеся самостоятельно называют цель и задачи урока.
Проверка знаний у учащихся
Блиц – опрос по терминам главы: кинетика, скорость химической реакции, скорость гетерогенной реакции, скорость гомогенной реакции, стадии гетерогенной реакции, лимитирующая стадия, факторы скорости химической реакции, катализатор, ингибитор, катализ, автокатализ, каталитические химические реакции, гомогенный катализ, гетерогенный катализ, адсорбция, адсорбенты, ферменты,
Блиц – опрос по теориям и правилам: правило Вант-Гофа, закон действующих масс, теория активного столкновения Сванте Аррениуса, теория промежуточных соединений, адсорбционная теория катализа.
Задание у доски: работа на знание формул (скорость химической реакции, скорости гомогенной и гетерогенной реакции, закон действующих масс, правило Вант-Гофа, теория активного столкновения Сванте Аррениуса )
Индивидуальное задание – эксперимент, по партам 2 группы получают реактивы и задания, выполняют его (цинк в порошке и гранулах и азотная кислота – 1группа, азотная и фосфорная кислота и цинк в гранулах). Задание: Определить в какой пробирке идет реакция быстрее и объяснить от какого фактора это зависит в данном конкретном случае, записать соответствующие уравнения реакций.
Задание на местах для всего класса, учащиеся должны определить факторы, от которых зависит скорость реакции (учащимся даются данные только 2 графы, остальные они сами заполняют ) – смотрите документ
А теперь попробуем решать задачи с понятиями химического равновесия, изменения скорости химических реакций и факторов, влияющих на него.
Задача 1. Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. Озоновому слою угрожают поступающие в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды - фреоны, например, CCl3F, CCl2F2, CClF3. Они химически стабильны в нижних слоях атмосферы, но в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца разрушаются, выделяя атомный хлор, после чего начинают протекать реакции взаимодействия атомного хлора с озоном. Рассчитайте скорость такой реакции с образованием кислорода и монооксида хлора, если через 15 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,3 моль/л, а через 35 с (от начала реакции) стала равна 0,15 моль/л. . Cl + O3 = . ClO + O2
Ответ. 0,0075 моль / (л . с).
Задача 2. Диоксид серы - самый распространенный загрязнитель воздуха. Он опасен для здоровья людей, особенно тех, кто страдает заболеваниями дыхательных путей. Диоксид серы снижает продуктивность сельскохозяйственных культур, замедляет рост леса, пагубно действует на строительные материалы, содержащие карбонат кальция. В атмосфере диоксид серы окисляется до триоксида серы; при этом роль катализатора играет находящаяся в воздухе пыль оксидов металлов. Капли влаги превращают SO3 в серную кислоту, которая вместе с атмосферными осадками выпадает в виде "кислотных дождей". Рассчитайте значение константы скорости реакции диоксида серы с атомным кислородом, если при концентрациях SO2 и [O], равных соответственно 0,25 моль/л и 0,6 моль/л, скорость реакции равна 0,003 моль / (л . с). . O + SO2 = SO3
Ответ. Константа скорости реакции равна 0,02 л / (моль . с)
Задача 3. Важнейшие источники восполнения запаса кислорода в атмосфере - это диоксид углерода и вода. Часть кислорода образуется в стратосфере в результате диссоциации газообразной воды под действием солнечного излучения, когда сначала из воды получаются атомный водород и гидроксильные радикалы ( . ОН), а затем при взаимодействии двух гидроксильных радикалов образуются атомный водород и молекулярный кислород. В сколько раз увеличится скорость второй реакции, если концентрация гидроксильных радикалов возрастет в 3 раза? 2 ( . OH) = 2 ( . H) + O2
Ответ. При увеличении концентрации реагента в 3 раза скорость реакции возросла в 9 раз.
Задача 4. Определите, как изменится скорость реакции синтеза аммиака из простых веществ при увеличении их концентрации в 3 раза.
Решение: Уравнение реакции: N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г) Исходная концентрация азота (диазота) - x моль/л (c1(N2) = x моль/л или [N2] = x моль/л), исходная концентрация водорода (диводорода) - y моль/л (c1(H2) = y моль/л или [H2] = y моль/л). Концентрации исходных веществ после их увеличения: концентрация азота (диазота) - 3x моль/л (c1(N2) = 3x моль/л или [N2] = 3x моль/л), концентрация водорода (диводорода) - 3y моль/л (c1(H2) = 3y моль/л или [H2] = 3y моль/л).
υ = k * [N2] * [H2]3 υ1 = k * x * y3 υ2 = k * [3N2] * [3H2]3
υ2 = k * 3x * (3y)3 υ2 = 81 k * x * y3 υ2/υ1 = 81 k * x * y3/k * x* y3 υ2/υ1 = 81
Ответ: скорость реакции возрастёт в 81 раз.
Задача 5. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции между газообразными соединениями, происходящей по уравнению:
PH3(г) + 2O2(г) = H3PO4(ж)
Если давление исходной смеси газов увеличить в два раза.
Решение: υ = △c/τ PH3(г) + 2O2(г) = H3PO4(ж)
υ1 = k * c(PH3) * c2(O2) PH3(г) + 2O2(г) = H3PO4(ж) υ1 = k * р(PH3) * р2(O2)
υ2 = k * (2р)(PH3) * (2р)2(O2) υ2 = k * 2р(PH3) * 4р(O2) υ2 = k * 2р(PH3) * 4р2(O2)
υ1 = k * р(PH3) * р2(O2) υ2/υ1 = k * 2р(PH3) * 4р2(O2)/k * р(PH3) * р2(O2) υ2/υ1 = 8
Ответ: в результате увеличения давления в зоне реакции скорость химической реакции возрастёт в 8 раз.
Задача 6. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции между газообразными соединениями, происходящей по уравнению:
SiH4(г) + 2O2(г) = SiO2(г) + 2H2O(ж)
Если давление исходной смеси газов увеличить в три раза.
Решение: - смотрите документ
Ответ: в результате увеличения давления в зоне реакции скорость химической реакции возрастёт в 27 раз.
Задача 7. Как изменится скорость образования оксида азота (IV) в соответствии с реакцией:
2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
Если давление в системе увеличить в четыре раза, а температуру оставить неизменной.
Решение: - смотрите документ
Ответ: в результате увеличения давления в зоне реакции скорость химической реакции возрастёт в 64 раза.
Задача 8. Определите, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 10 ғС до 50 ғC, если температурный коэффициент реакции равен 3.
Решение- смотрите документ
Ответ: υ2/υ1 = 81
Задача 9. 2Н2 (г) + О2 (г) —> 2Н2О (г)
v= k [H2]2 • [O2]
Как изменится скорость этой реакции, если концентрацию каждого из исходных веществ увеличить в 2 раза?
Решение.- смотрите документ
Сравним с уравнением (1) – скорость увеличилась в 8 раз.
Индивидуальные задачи - смотрите документ.
Закрепление знаний: учащиеся самостоятельно говорят о том, что они сегодня узнали нового.
Домашнее задание: глава 4 повторить, подготовиться к контрольной работе.
Итог урока.