Урок в 9 класі «Швидкість хімічної реакції»



Скачати 178.06 Kb.
Дата конвертації23.04.2017
Розмір178.06 Kb.

Сущик М. М. Урок в 9 класі «Швидкість хімічної реакції»




Вступне слово

Вивчення теми «Хімічні реакції» дозволяє, на якісно новому рівні, повторити і розвинути початкові уявлення учнів про хімічну реакцію, сформовані у 7-8 класах. На це відводиться 9 годин.

Формування поняття про швидкість реакцій становить значні труднощі. Це зумовлене особливістю самого поняття, яке відрізняється від поняття швидкості, яке учням знайоме на побутовому рівні або яким вони користувались вивчаючи механіку.

Під час уроку учнів спочатку налаштовую на роботу, що необхідно для сприйняття складного матеріалу. Далі проводжу активізацію знань про хімічні реакції. Після цього етапу проводжу активізацію пізнавального інтересу ніби «відводячи» учнів від навчального матеріалу запитанням про черепаху та гепарда. Проте такий відступ дає можливість не лише активізувати пізнавальний інтерес учнів, а й одночасно ввести основне поняття уроку – «швидкість реакції».

Далі здійснюється постановка проблеми та протягом уроку здійснюється її вирішення.
9 клас. І семестр.

Загальна тема: Хімічні реакції.

Тема уроку: Швидкість хімічної реакції.

Мета: Сформувати уявлення про швидкість хімічних реакцій і причини від яких вона залежить; продовжити формувати навички експериментальної роботи, вміння аналізувати інформацію встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між явищами, робити висновки. Розвивати мислення, увагу, пам’ять, уміння спостерігати. Виховувати бажання здобувати нові знання, пізнавати навколишній світ. Дати поштовх у формуванні ставлення учнів до інших людей, праці, успіхів та невдач.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Форма проведення: лекція з елементами проблемності

Обладнання і матеріали: таблиця "Чинники, які впливають на швидкість хімічних реакцій", кросворд "Швидкість реакції"

на столі вчителя: парафінова свічка, 4 ложечки, штатив для пробірок, 5 пробірок, спиртівка, сірники, скалка.

на столах в учнів: 1-й та 2-й ряди: штатив для пробірок, 2 пробірки, ложечка; 3-й ряд: штатив для пробірок, пробірка, ложечка, пробіркотримач, спиртівка, сірники.

Реактиви:

на столі вчителя: ацетон трипероксид, порошок цинку, порошок магнію, залізні ошурки, манган(IV) оксид, розчин гідроген пероксиду (3%), розведена хлоридна кислота.

на столах в учнів: 1-й ряд: крейда (порошок та шматочки), розведена хлоридна кислота; 2-й ряд: гранули цинку, розведена хлоридна кислота, вода; 3-й ряд: гранули цинку, розведена хлоридна кислота.
ПЛАН УРОКУ

І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація опорних знань

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

IV. Вивчення нового матеріалу


  1. Поняття про швидкість реакції.

  2. Фактори, що впливають на швидкість реакції:

    1. природа реагуючих речовин;

    2. концентрація;

    3. площа стикання реагентів;

    4. температура;

    5. наявність каталізатора.

V. Домашнє завдання

VI. Підбиття підсумків

VIІ. Закріплення знань

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап

Доброго дня шановні учні! Сьогодні у вас незвичайний урок. Ви звикли до традиційних уроків хімії. А сьогодні урок у вас особливий, сповнений цікавими фактами. Надіюсь, що вам запам’ятається цей урок, і ви візьмете із нього все те, що вам знадобиться в майбутньому. Тому прошу, будьте уважними! Тож, не підведіть! Тоді вперед, розпочинаємо.


ІІ. Актуалізація опорних знань

Для того, щоб ми познайомились ближче я задам вам декілька запитань.



Бесіда:

  • Дайте визначення поняттю "Хімічна реакція". //Хімічна реакція – це перетворення одних речовин на інші при незмінності ядер атомів//

  • Які ознаки протікання хімічних реакцій? //Виділення або поглинання тепла, світла, електричної енергії; поява чи зникнення запаху, виділення газу, випадання осаду та інше//

  • Назвіть відомі вам типи хімічних реакцій. //Розкладу, сполучення, заміщення та обміну//

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Та скільки ж ми будемо займатись тією хімією, вона мабуть вже вам набридла. Давайте краще займемось більш цікавими справами. Скажіть будь-ласка чим відрізняється черепаха від гепарда? //Наприклад: У них різна швидкість руху//

А тепер за допомогою експерименту переконаємось, що швидкість може використовуватись і в хімії.

До експерименту вам завдання:

Спостерігаючи за експериментом зверніть увагу яка з реакцій відбувається найшвидше, а яка найповільніше.

Демонстрація.

Дослід 1. Горіння свічки.

Запалити свічку звернути увагу на швидкість її горіння.



Дослід 2. Горіння ацетон трипероксиду.

Насипати 50 мг ( не більше!) ацетон трипероксиду на розкриту долоню. Тримаючи витягнуту руку перед собою піднести сірник зверху до насипаного ацетон трипероксиду. Спостерігати спалахування та згоряння речовини.

– Чи однакова швидкість горіння в обох випадках? //Ні. Ацетон трипероксид згоряє швидше.//

– Чому згоряючи ацетон трипероксид не обпікає руку? //Швидкість горіння ацетон трипероксиду настільки велика, що під час горіння полум’я не встигає обпекти руку//

Як ви вже здогадались тема нашого уроку "Швидкість хімічної реакції".

На сьогоднішньому уроці ми з вами спробуємо вияснити, що розуміють під швидкістю хімічної реакції, та встановити які фактори і яким чином впливають на неї.


IV. Вивчення нового матеріалу.

1. Поняття про швидкість реакції.

Вам вже відомо із курсу фізики, що, швидкість – це величина, яка чисельно дорівнює шляху, який проходить тіло за одиницю часу.

Ви вже вивчаєте хімію з 7 класу. А чи зустрічалися ви із поняттям швидкості в хімії? //Ні//

Проте поняття швидкості в хімії використовується. Але під час проходження хімічної реакції механічного переміщення не відбувається.

Проблема: То що ж характеризує швидкість в хімії? Спробуємо розібратись в цьому.

– Скажіть, будь ласка, швидко чи повільно відбуваються такі процеси:

а) Іржавіння заліза; //повільно//

б) утворення мінералів в земній корі; //повільно//

в) тверднення цементу; //повільно//

г) вибух пороху; //швидко//

д) спалах пари бензину в двигуні. //швидко//

Найшвидші реакції відбуваються приблизно в 1040 разів швидше від найповільніших.

Отже, швидкість хімічних реакцій, пов’язана із зміною кількості речовини реагенту чи продукту реакції в одиниці об’єму. Величина що показує вміст кількості речовини в одиниці об’єму називається концентрацією.

,

де c – концентрація , ν – кількість речовини [моль], V – об’єм [л].

Отже, швидкість реакції це зміна концентрації одного з реагентів чи одного з продуктів реакції за одиницю часу при незмінному об’ємі системи.

,

де v – швидкість хімічної реакції , c1 та c2 – початкова та кінцева концентрація (відповідно) , t1 та t2 – початковий та кінцевий час (відповідно) [с], – зміна концентрації , – проміжок часу [с].

Вивченням швидкості хімічних реакції займається спеціальний розділ хімії – хімічна кінетика. Серед учених, що зробили вагомий внесок у її розвиток, багато імен, зокрема: Якоб Вант-Гофф (перший лауреат нобелівської премії з хімії (1901 р), якої удостоєний був за ряд відкриттів, одне з яких правило, що носить його ім’я), Сванте Арреніус (лауреат нобелівської премії за відкриття в області розчинів, відкрив залежність миттєвої швидкості реакції від температури), а також Петер Вааге, М. М. Семенов та інші.
2. Фактори, що впливають на швидкість реакції.

В
Аналогія


одій керуючи автомобілем, використовує різні пристосування для зміни швидкості руху автомобіля (коробку передач, зчеплення, гальма, "газ"). Так і, щоб керувати хімічним процесом необхідно змінювати швидкість хімічної реакції. Які ж "пристосування" можна використати для зміни швидкості хімічної реакції?

Швидкість хімічної реакції залежить від багатьох факторів.

Розглянемо схему.

Д
авайте більш детально зупинимось на впливі кожного фактору.

а) природа реагуючих речовин.

Швидкість реакції залежить від природи реагуючих речовин.

Давайте поглянемо, це дійсно це так.

Демонстрація. Залежність швидкості реакції від природи реагуючих речовин.

У три пробірки налити по 2 мл хлоридної кислоти. В одну з них помістіть порошок цинку, в другу – порошок магнію, в третю – залізні ошурки. Порівняйте інтенсивність виділення бульбашок газу.





Завдання:

Зробіть висновок про швидкість реакцій хлоридної кислоти з металами.


б) концентрація

Учні виконують лабораторну роботу згідно інструкції наведеної в підручнику. Клас розділений на три групи, в кожній групі є капітан. Кожна група виконує лише один дослід. Після виконання досліду учні оформляють звіт (див. Додаток 1) по своєму досліду, роблять висновки. Висновок кожної групи оголошує капітан. Члени іншої групи записують оголошені висновки у свої звіти.



Лабораторна робота. Вплив площі поверхні контакту ре­агентів, концентрації й температури на швидкість хімічної реакції.

Завдання 1. Дослідіть вплив площі поверхні контакту реагентів на швидкість хімічної реакції.

В одну пробірку покладіть грудочку крейди з приблизним діамет­ром 0,5 см, у другу — порошок крейди, рівноцінний за масою грудочці. В обидві пробірки обережно додайте близько 2 мл хлоридної кислоти. В якій із пробірок реакція відбувається швидше? Чим це можна пояснити?

Сформулюйте висновок про залежність швидкості хімічної реакції твердого реагенту від площі його стикання з іншим реагентом.

Завдання 2. Дослідіть вплив концентрації речовини на швидкість хімічної реакції.

У дві пробірки налийте по 1 мл хлоридної кислоти. Одну з порцій розбавте водою вдвічі. У кожну з пробірок (обережно!) помістіть по гранулі цинку та спостерігайте, з однаковою чи різною швидкістю відбуваються реакції в обох пробірках. Здобуті результати обґрунтуй­те та зробіть висновок про вплив концентрації хлоридної кислоти на швидкість хімічної реакції.



Завдання 3. Дослідіть вплив температури на швидкість хімічної ре­акції.

Візьміть із попереднього досліду ту пробірку, в якій відбувається реакція цинку з розбавленою вдвічі водою хлоридною кислотою, та нагрійте її. Як вплинуло нагрівання на перебіг реакції?

Сформулюйте висновок про залежність швидкості хімічної реакції за участю твердого реагенту від площі стикання речовин і температури.

Напишіть рівняння проведених вами хімічних реакцій.

– Як залежить швидкість реакції від концентрації реагуючих речовин? //Чим більша концентрація реагуючих речовин, тим більша швидкість реакції.//

У 1867 р. норвезькі дослідники Гульдберг та Вааге сформулювали закон діючих мас. Який виражає зв’язок між швидкістю реакції та концентраціями речовин.



Швидкість гомогенної реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих ре­човин.

Для реакції виду aA(г) + bB(г)cC(г) + dD(г) кінетичне рівняння матиме вигляд:

,

де k – константа швидкості реакції, c(A) та c(B) – концентрації речовин А та В відповідно , a та b – коефіцієнти із рівняння реакції.

Як ви думаєте, від чого залежить k?

//- Від природи речовин.

- Від температури.//



Приклад:

N2 + 3Н2 → 2NН3.



.

У січні 1967 року три американські космонавти загинули від пожежі, яка виникла в командному модулі їх корабля "Аполлон" під час тренувань. Тоді атмосфера в кабіні американських космічних кораблів складалась на 100% із кисню. Причиною пожежі стала випадкова іскра, яка призвела до займання пластмаси в кабіні командного модуля. Швидке поширення полум’я стало можливим через високу концентрацію кисню. Надалі космічні кораблі були розраховані на використання атмосфери із 60% кисню та 40% азоту.
в) площа стикання реагентів

– Як залежить швидкість реакції від площі поверхні реагуючих речовин? //Чим більша площа поверхні реагуючих речовин, тим більша швидкість реакції.//

В гетерогенних системах реакція відбувається на поверхні, а не в об’ємі речовини. Тому для характеристики швидкості реакції використовують відношення кількості речовини до площі поверхні.

Тоді формула визначення швидкості реакції набуде вигляду:



,

де v – швидкість хімічної реакції , – зміна кількості речовини [моль], – проміжок часу [с].



Наслідок:

Чи більший ступінь подрібнення речовини, тим більша швидкість реакції.

Так, наприклад, тріски згоряють значно швидше ніж поліно. Цукор-пісок швидше розчиняється в чаї, ніж грудка цукру.
г) температура

– Як залежить швидкість реакції від температури? //Чим більша температура, тим більша швидкість реакції.//

Голландський вчений Якоб Вант-Гофф сформулювали правило, яке виражає зв’язок між швидкістю реакції та температурю.

Правило Вант-Гоффа:

Із збільшенням температури на кожні 10 ˚C швидкість реакції збільшується в середньому у 2–4 рази.

,

де та – швидкість хімічної реакції за температури t1 та t2 відповідно , γ – температурний коефіцієнт (коефіцієнт Вант-Гоффа), t1 та t2кінцева та початкова температура відповідно [˚C].

Так щоб пришвидшити розчинення кухонної солі при приготуванні ропи кухарі нагрівають воду.

Під час проведення деяких операцій на серці та мозку пацієнтів охолоджують для того що сповільнити реакції, які відбуваються в організмі людини.

– Поміркуйте, чому продукти харчування довше зберігаються в холодильнику. //Тому що реакції розкладу сповільнюються//


д) наявність каталізатора

К
аталізатор – це речовина яка впливає на швидкість реакції але сама при цьому залишається незмінною.

Позитивні каталізатори збільшують швидкість реакції, а негативні – зменшують.

Як саме впливають каталізатори на швидкість реакції вияснимо з експерименту.



Демонстрація. Розкладання гідроген пероксиду в присутності каталізатора.

У дві пробірки налийте по 2 мл 3% розчину гідроген пероксиду. У першу пробірку опустіть тліючу скіпку (вона залишається без змін). В другу пробірку добавте на кінчику шпателя манган(ІV) оксид і також опустіть тліючу скіпку.

Про що свідчить яскраве спалахування скіпки?

За інтенсивністю виділення газу порівняйте швидкість розкладу гідроген пероксиду в обох пробірках.



Зробіть висновок про вплив каталізатора на швидкість реакції.


Механізми дії каталізаторів до кінця не з’ясовані. Існує велика кількість теорій про те яким саме чином діють каталізатори. Вчені до цих пір працюють над цим питанням. Можливо хтось із вас в майбутньому відкриє цей механізм, й одержить невеличку, розміром у 1,5 млн. доларів, нобелівську премію.

Не для всіх реакцій використовують каталізатор. Для кожної каталітичної реакції існує свій каталізатор.

Каталізатори досить поширені в живій природі. Такі каталізатори називають ферментами. За їх участю відбуваються реакції в клітинах живих організмів, перетравлення їжі в шлунку та інше.

Каталізатори використовують майже на кожному хімічному виробництві: виробництво сульфатної кислоти, аміаку та інші.

Каталізатори використовують у фільтрах призначених для очистки викидів від шкідливих газів (платинові фільтри вихлопних газів автомобілів).

V
Активізація пізнавального інтересу


. Підбиття підсумків уроку

Учитель звертає увагу на те, що протягом уроку вдалося знайти на поставлене раніше запитання: Що ж характеризує швидкість в хімії? Вдалося вияснити які чинники впливають на швидкість реакції.

Учитель відмічає активних учнів повідомляє та обгрунтовує оцінки.
VІ. Закріплення знань.

Розв’язавши кросворд, у виділених клітинках ви прочитаєте прізвище відомого вченого-хіміка.



















1

К

А

Т

А

Л

І

З

А

Т

О

Р




2

К

О

Н

Ц

Е

Н

Т

Р

А

Ц

І

Я






















3

Ф

Е

Р

М

Е

Н

Т

И































4

В

А

Н

Т

Г

О

Ф

Ф



















5

П

О

Д

Р

І

Б

Н

Е

Н

Н

Я




6

Т

Е

М

П

Е

Р

А

Т

У

Р

А






















7

Ш

В

И

Д

К

І

С

Т

Ь



















  1. Речовина, яка змінює швидкість реакції.

  2. Вміст речовини в одиниці об’єму.

  3. Каталізатори живої природи.

  4. Перший лауреат нобелівської премії з хімії.

  5. Дія спрямована на пришвидшення гетерогенної реакції.

  6. Жар, гарячка.

  7. Зміна за одиницю часу.

VІІ. Домашнє завдання.

1. Опрацювати §18

2. Виконати вправи 1–5 на ст. 107


Додаток 1

Прізвище та ім’я учня ______________________


Звіт по лабораторній роботі

Лабораторна робота.

Вплив площі поверхні контакту ре­агентів, концентрації й температури на швидкість хімічної реакції.
Завдання 1. Дослідіть вплив площі поверхні контакту реагентів на швидкість хімічної реакції.

В одну пробірку покладіть грудочку крейди з приблизним діамет­ром 0,5 см, у другу – порошок крейди, рівноцінний за масою грудочці. В обидві пробірки обережно додайте близько 2 мл хлорид­ної кислоти. Зверніть увагу в якій із пробірок реакція відбувається швидше.

Сформулюйте висновок про залежність швидкості хімічної реакції твердого реагенту від площі його стикання з іншим реагентом.
Висновок: Чим більша площа частинок реагенту, тим _____________________

___________________________________________________________________




Завдання 2. Дослідіть вплив концентрації речовини на швидкість хімічної реакції.

У дві пробірки налийте по 1 мл хлоридної кислоти. Одну з порцій розбавте водою вдвічі. У кожну з пробірок (обережно!) помістіть по гранулі цинку та спостерігайте, з однаковою чи різною швидкістю відбуваються реакції в обох пробірках. Здобуті результати обґрунтуй­те та зробіть висновок про вплив концентрації хлоридної кислоти на швидкість хімічної реакції.


Висновок: Чим більша концентрація реагенту, тим _______________________

___________________________________________________________________




Завдання 3. Дослідіть вплив температури на швидкість хімічної ре­акції.

У пробірку помістіть гранулу цинку. У цю ж пробірку налийте 1 мл хлоридної кислоти, та нагрійте її. Зробіть висновок про те як вплинуло нагрівання на перебіг реакції?


Висновок: Чим більша температура, тим _____________________­­­­­­­___________

___________________________________________________________________









База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка