Tunni kontseptsioon katalüsaatorite keemilise reaktsiooni kiirusest. Keemiatund keemiliste reaktsioonide kiirus. Praktiline rühmatöö

Sektsioonid: Keemia

Tunni eesmärk

  • hariv: jätkake mõiste "keemiliste reaktsioonide kiirus" kujundamist, tuletage valemid homogeensete ja heterogeensete reaktsioonide kiiruse arvutamiseks, kaaluge, millistest teguritest sõltub keemiliste reaktsioonide kiirus;
  • arendamine:õpetada katseandmeid töötlema ja analüüsima; osata välja selgitada keemiliste reaktsioonide kiiruse seos välisteguritega;
  • hariv: jätkata suhtlemisoskuste arendamist paaris- ja meeskonnatöö käigus; suunata õpilaste tähelepanu teadmiste tähtsusele igapäevaelus toimuvate keemiliste reaktsioonide (metallide korrosioon, piima hapnemine, mädanemine jne) kohta.

Õppevahendid: D. multimeediaprojektor, arvuti, slaidid tunni põhiküsimustest, CD "Cyril ja Methodius", tabelid tabelitel, laboritööde protokollid, laboriseadmed ja reaktiivid;

Õppemeetodid: reproduktiivne, uurimuslik, osaliselt uurimuslik;

Klasside korraldamise vorm: vestlus, praktiline töö, iseseisev töö, testimine;

Õpilastöö korraldamise vorm: eesmine, individuaalne, rühm, kollektiivne.

1. Tunni korraldus

Klassi valmisolek tööks.

2. Ettevalmistus õppematerjali valdamise põhietapiks. Toetavate teadmiste ja oskuste aktiveerimine(Slaid 1, vt tunni esitlust).

Tunni teemaks on „Keemiliste reaktsioonide kiirus. Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid.

Ülesanne: selgitada välja, milline on keemilise reaktsiooni kiirus ja millistest teguritest see sõltub. Tunni käigus tutvume küsimuse teooriaga eeltoodud teemal. Praktikas kinnitame mõningaid oma teoreetilisi eeldusi.

Õpilaste ennustatud tegevused

Õpilaste aktiivne töö näitab valmisolekut tunni teemat tajuda. Vajame õpilaste teadmisi keemilise reaktsiooni kiirusest alates 9. klassi kursusest (ainesisene suhtlus).

Arutleme järgmiste küsimuste üle (esinevalt, slaid 2):

  1. Miks me vajame teadmisi keemiliste reaktsioonide kiiruse kohta?
  2. Millised näited võivad kinnitada, et keemilised reaktsioonid kulgevad erineva kiirusega?
  3. Kuidas määratakse mehaanilise liikumise kiirus? Mis on selle kiiruse mõõtühik?
  4. Kuidas määratakse keemilise reaktsiooni kiirus?
  5. Millised tingimused tuleb luua keemilise reaktsiooni alguseks?

Vaatleme kahte näidet (katse viib läbi õpetaja).

Laual on kaks katseklaasi, ühes leeliselahus (KOH), teises - nael; valage mõlemasse katseklaasi CuSO4 lahus. Mida me näeme?

Õpilaste ennustatud tegevused

Näidete abil hindavad õpilased reaktsiooni kiirust ja teevad asjakohased järeldused. Tehtud reaktsioonide kirjutamine tahvlile (kaks õpilast).

Esimeses katseklaasis tekkis reaktsioon silmapilkselt, teises - nähtavaid muutusi veel pole.

Koostame reaktsioonivõrrandid (kaks õpilast kirjutavad tahvlile võrrandid):

  1. CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4; Cu 2+ + 2OH - = Cu (OH) 2
  2. Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

Milliseid järeldusi saame läbiviidud reaktsioonidest teha? Miks on üks reaktsioon kohene ja teine ​​aeglane? Selleks tuleb meeles pidada, et on keemilisi reaktsioone, mis toimuvad kogu reaktsiooniruumi mahus (gaasides või lahustes), ja on ka teisi, mis toimuvad ainult ainete kokkupuutepinnal (tahke aine põlemine gaas, metalli interaktsioon happega, vähemaktiivse metalli sool).

Õpilaste ennustatud tegevused

Näidatud katse tulemuste põhjal järeldavad õpilased: reaktsioon 1 on homogeenne ja reaktsioon

2 - heterogeenne.

Nende reaktsioonide kiirused määratakse matemaatiliselt erinevatel viisidel.

Keemiliste reaktsioonide kiiruste ja mehhanismide uurimist nimetatakse keemiline kineetika.

3. Uute teadmiste ja tegevusmeetodite omastamine(Slaid 3)

Reaktsioonikiiruse määrab aine koguse muutus ajaühikus

Üksuses V

(homogeenseks)

Ainete S kokkupuutepinna ühikul (heterogeensete jaoks)

Ilmselt ei sõltu reaktsioonikiiruse väärtus sellise määratluse korral mahust homogeenses süsteemis ja reaktiivide kokkupuutepinnast heterogeenses süsteemis.

Õpilaste ennustatud tegevused

Õpilaste aktiivne tegevus õppeobjektiga. Tabeli sisestamine vihikusse.

Sellest tuleneb kaks olulist punkti (slaid 4):

2) kiiruse arvutatud väärtus sõltub sellest, millise ainega see määratakse, ja viimase valik sõltub selle koguse mõõtmise mugavusest ja lihtsusest.

Näiteks reaktsiooni 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О korral: υ (vastavalt Н 2) = 2 υ (vastavalt О 2) = υ (vastavalt Н 2 О)

4. Esmaste teadmiste kinnistamine keemilise reaktsiooni kiiruse kohta

Vaadeldava materjali koondamiseks lahendame arvutusülesande.

Õpilaste ennustatud tegevused

Reaktsioonikiiruse kohta omandatud teadmiste esmane mõistmine. Probleemi lahenduse õigsus.

Ülesanne (slaid 5). Keemiline reaktsioon toimub lahuses, vastavalt võrrandile: A + B = C. Algkontsentratsioonid: aine A - 0,80 mol / l, aine B - 1,00 mol / l. 20 minuti pärast langes aine A kontsentratsioon 0,74 mol/l-ni. Määrake: a) keskmine reaktsioonikiirus sellel ajavahemikul;

b) aine B kontsentratsioon 20 minuti pärast. Lahendus (lisa 4, slaid 6).

5. Uute teadmiste ja tegevusmeetodite omastamine(laboratoorsete tööde läbiviimine kordamise ja uue materjali õppimise käigus, etappide kaupa, lisa 2).

Teame, et keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad erinevad tegurid. Milline?

Õpilaste ennustatud tegevused

8.-9.klassi teadmistele tuginemine, vihikusse kirjutamine materjali õppimise käigus. Loend (7. slaid):

Reagentide olemus;

Temperatuur;

Reagentide kontsentratsioon;

Katalüsaatorite toime;

Reagentide kontaktpind (heterogeensetes reaktsioonides).

Kõigi loetletud tegurite mõju reaktsioonikiirusele saab seletada lihtsa teooriaga - kokkupõrke teooria (8. slaid). Selle põhiidee on järgmine: reaktsioonid tekivad teatud energiaga reaktiivide osakeste põrkumisel.

Siit saame teha järeldused:

  1. Mida rohkem on reaktiivi osakesi, mida lähemal nad üksteisele on, seda suurem on võimalus neil kokku põrkuda ja reageerida.
  2. Viib ainult reaktsioonini tõhusad kokkupõrked, need. need, milles "vanad sidemed" on hävinud või nõrgenenud ja seetõttu võivad tekkida "uued". Kuid selleks peab osakestel olema piisavalt energiat.

Reaktiivi osakeste efektiivseks kokkupõrkeks vajalik minimaalne liigenergia (üle süsteemi osakeste keskmise energia), mis on vajalik süsteemis olevate osakeste efektiivseks kokkupõrkeks, on nn.aktiveerimise energia E a.

Õpilaste ennustatud tegevused

Mõiste mõistmine ja definitsiooni kirjutamine vihikusse.

Seega on kõikide osakeste teel teatud energiabarjäär, mis on võrdne aktiveerimisenergiaga. Kui see on väike, siis on palju osakesi, mis sellest edukalt üle saavad. Suure energiabarjääri korral on selle ületamiseks vaja lisaenergiat, vahel piisab heast "tõukest". Süütan piirituslambi – annan lisaenergiat E a, vajalik energiabarjääri ületamiseks alkoholimolekulide ja hapnikumolekulide interaktsiooni reaktsioonis.

Kaaluge tegurid, mis mõjutavad reaktsiooni kiirust.

1) Reaktiivide olemus(slaid 9) Reageerivate ainete olemuse all mõistetakse nende koostist, struktuuri, aatomite vastastikust mõju anorgaanilistes ja orgaanilistes ainetes.

Ainete aktivatsioonienergia suurus on tegur, mille kaudu mõjutab reageerivate ainete olemuse mõju reaktsioonikiirusele.

Briifing.

Järelduste iseseisev formuleerimine (Lisa 3 kodus)

Tundide ajal

I. Tunni alguse korraldus.

II. Ettevalmistus tunni põhietapiks.

III. Teadmiste konkretiseerimine, tegevusmeetodite kinnistamine, teadmiste süstematiseerimine seaduspärasuste kohta, millega on võimalik keemilisi reaktsioone juhtida.

IV. Tunni tulemuste kokkuvõte, info kodutööde kohta.

I. Tunni alguse korraldus

Etapi eesmärk: valmistada õpilasi ette klassitööks.

Õpetaja: Täna jätkame teema "Keemilise reaktsiooni kiirus" uurimist ja selgitame välja, kas inimene, kellel on teatud teadmised, suudab keemilist reaktsiooni juhtida. Selle probleemi lahendamiseks läheme virtuaalsesse laborisse. Selle sisestamiseks peate näitama oma teadmisi keemilise reaktsiooni kiiruse kohta.

II. Ettevalmistus tunni põhietapiks

Etapi eesmärgid: põhiteadmiste ja -oskuste värskendamine, õpilaste motivatsiooni ja tunni eesmärgi aktsepteerimise tagamine.

Õpilaste teadmiste täiendamine

Õpetaja korraldab frontaalse vestluse:

1. küsimus: mida uurib keemiline kineetika?

Eeldatav vastus: keemiline kineetika – teadus seadustest, mis reguleerivad keemiliste reaktsioonide kulgu ajas.

2. küsimus: millisesse kahte rühma saab reaktsioonid jagada olenevalt kemikaalide olekust?

Eeldatav vastus: kui keemilised reaktsioonid toimuvad homogeenses keskkonnas, näiteks lahuses või gaasifaasis, nimetatakse neid homogeenseteks. Ja kui reaktsioon toimub erinevas agregatsiooniseisundis ainete vahel, nimetatakse neid heterogeenseteks.

3. küsimus: kuidas määrata heterogeense reaktsiooni kiirust?

Eeldatav vastus: heterogeense reaktsiooni kiirus on defineeritud kui aine koguse muutus ajaühikus pinnaühiku kohta (õpilane kirjutab valemi tahvlile)

4. küsimus: kuidas määrata homogeense reaktsiooni kiirust?

Eeldatav vastus: Homogeense reaktsiooni kiirus on määratletud kui ühe aine kontsentratsiooni muutus ajaühikus (õpilane kirjutab valemi tahvlile).

Õpetaja: oletame nüüd oma elukogemust kasutades:

5. küsimus: Kumb põleb kiiremini: laud või laastud?

Eeldatav vastus: puitlaastud põlevad kiiremini.

6. küsimus: kus sütti põleb kiiremini: õhus või hapnikus?

Eeldatav vastus: kiiremini põleb kivisüsi hapnikus.

III. Teadmiste konkretiseerimine, tegevusmeetodite kinnistamine, teadmiste süstematiseerimine seaduspärasuste kohta, millega on võimalik keemilisi reaktsioone juhtida.

Etapi eesmärk: tagada õpilaste aktiivse produktiivse tegevuse korraldamise kaudu teadmiste ja tegevusmeetodite omastamine.

Õpetaja sissejuhatav jutt (koos arvutiesitlusega):

Õpetaja: oma elukogemust kasutades arvasid õigesti. Tõepoolest, keemilise reaktsiooni kiirus sõltub paljudest teguritest. Peamised neist on: reagentide olemus ja kontsentratsioon, rõhk, temperatuur, reagentide kokkupuutepind, katalüsaatorite mõju.

Kasutame jätkamisel ka õpetuses sisalduvat teavet.

Õpilased lahendavad õpetaja juhendamisel iga katseülesande ning õpetaja juhib arvutiesitluse abil õpilased teadlike järeldusteni.

Töö tulemus:


Materjali kinnitamine.

Ülesanne: Reaktsiooni jaoks võeti aineid temperatuuril 40 C, seejärel kuumutati need temperatuurini 70 C. Kuidas muutub keemilise reaktsiooni kiirus, kui selle temperatuuritegur on 2?

Vastus: keemilise reaktsiooni kiirus suureneb 8 korda.

Õpetaja: Niisiis, millise järelduse saame teha: kas inimene suudab reaktsioonide kiirust kontrollida?

Oletatav vastus: jah, võib-olla kui tal on teadmised keemilisest kineetikast.

IV. Tunni kokkuvõte, kodutööde info

Etapi eesmärgid: hinnata tunnis tehtud tööd ja näidata tehtud töö väärtust teema järgnevaks õppimiseks.

Õpetaja: Tuletame meelde tunni kulgu, mida oleme täna õppinud, mida õppisime?

Peegeldus. Õpilaste avaldused.

Õpetaja: kodutöö: punkt 6.1, õppige tabeliteavet. Täitke harjutused 5, 6, 8 lk 108-109.

Tunni "Keemiliste reaktsioonide kiirus" tehnoloogiline kaart

Tehnoloogilise kaardi põhipunktid

Kohustuslik üldosa

Distsipliini nimi

Tunni teema

Keemilise reaktsiooni kiirus

Ameti tüüp ja tüüp

Kombineeritud õppetund

Kordus, loeng

Tunni eesmärgid

(nagu oodatud õpitulemused)

Tunni tulemusena õpilased:

jätkake mõiste "keemiliste reaktsioonide kiirus" kujundamist, selgitage välja, millistest teguritest sõltub keemiliste reaktsioonide kiirus;

jätkata katseandmete töötlemise ja analüüsimise õppimist; selgitada välja seos keemiliste reaktsioonide kiiruse ja välistegurite vahel;

jätkata suhtlemisoskuste arendamist paaris- ja meeskonnatöö käigus; keskenduge teadmiste tähtsusele igapäevaelus toimuvate keemiliste reaktsioonide (metallide korrosioon, piima hapnemine, mädanemine jne) kohta.

tugevdada oskust töötada elektroonilise käsiraamatu, tabelite, teatmematerjali, lisakirjandusega

Õppemeetodid

Osaliselt – otsing (sigimine)

Kujunenud pädevused (üldpädevused (GC) ja professionaalsed pädevused (PC))

Üldine: sõnastada oma väärtushinnangud seoses õpitud erialade ja tegevusvaldkondadega;

suutma langetada otsuseid, vastutama nende tagajärgede eest;

viia läbi individuaalne haridustrajektoori, võttes arvesse üldisi nõudeid ja norme;

omada erinevat tüüpi kõnetegevust.

Professionaalne: omab oskusi töötada erinevate teabeallikatega (elektrooniline käsiraamat, Internet, sõnastikud, teatmeteosed, raamatud, õpikud);

iseseisvalt otsida, eraldada, analüüsida ja valida haridusprobleemide lahendamiseks vajalikku teavet;

orienteeruma infovoogudes, suutma infot teadlikult tajuda;

infoseadmete (arvuti, printer) kasutamise oskus;

kasutada haridusprobleemide lahendamisel info- jad: heli- ja videosalvestus, e-post, Internet;

oskama omandatud teadmisi praktikas rakendada.

Tesauruse uurimisvaldkond

Keemiline kineetika on keemia haru, mis uurib keemiliste reaktsioonide kiirusi ja mehhanisme.

Süsteem on keemias vaadeldav aine või ainete kogum.

Faas on süsteemi osa, mis on teistest osadest eraldatud eralduspinnaga.

Homogeenne (homogeenne) süsteem – ühest faasist koosnev süsteem.

Heterogeenne (mittehomogeenne) süsteem – süsteem, mis koosneb kahest või enamast faasist.

Homogeense keemilise reaktsiooni kiirus on reaktsioonis osaleva või reaktsiooni tulemusena moodustunud aine kogus ajaühikus süsteemi mahuühiku kohta.

Heterogeense keemilise reaktsiooni kiirus on reaktsioonis osaleva või reaktsiooni tulemusena moodustunud aine kogus ajaühikus liideseühiku kohta.

Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:

Reagentide olemus;

Reagentide kontsentratsioon;

Temperatuur;

Katalüsaatorite olemasolu.

Katalüsaator on aine, mis muudab (suurendab) reaktsiooni kiirust, kuid ei kulu reaktsiooni tulemusena ära.

Inhibiitor on aine, mis muudab (aeglustab) reaktsiooni kiirust, kuid mida reaktsiooni tulemusena ei tarbita.

Ensüümid (ensüümid) on bioloogilised katalüsaatorid.

Tegutsevate masside seadus.

Kasutatud vahendid, sh. IKT vahendid

Arvutiterminal, multimeediaprojektor, demonstratsiooniekraan, sülearvuti, kõlarid, 15 personaalarvutit, CD esitluste ja soola hüdrolüüsi katsete demonstratsiooniga; põhi- ja lisakirjandus

Interdistsiplinaarsed ja suhtlussidemed

Interdistsiplinaarne: bioloogia (keemilised reaktsioonid elusorganismis), füüsika (reaktsioonide termilise efekti mõiste, füüsikaliste tegurite mõju keemilise reaktsiooni kiirusele)

Haridusressursid (sh Internet)

E-õppesüsteem "Academy-Media", keemia saidid XuMuk.ru, Alhimik.ru, Kasulik teave keemia kohta, põhi- ja lisakirjandus

Tunni etapid

Lava kestus

tulemused

Hindamiskriteeriumid ja -meetod

Õpetaja funktsioon

Õpilastegevuse korraldamine

Tunni alguse korraldus

Tervitused

Õpilaste tunniks ettevalmistamise kontrollimine

Varustuse valmisolek

EO süsteemi käivitamine

Puuduvate õpilaste tuvastamine

Tervitused

Saatja helistab puuduvatele õpilastele

Kodutööde kontroll

Individuaalse ülesandega kaartide väljastamine, ülesannete väljapanek kogu rühmale

Ülesannete täitmine, enesekontroll ja kontrollimine paaris

Õpilaste ettevalmistamise etapp uue materjali aktiivseks ja teadlikuks omastamiseks

Tunni teema väljakuulutamine ja selle eesmärkide määratlemine

Teema kirjutamine vihikusse

Otsige EO süsteemist vastavat teemat

Teadmiste värskendus, motivatsioonietapp

Frontaalne vestlus

Küsimuste esitamine

Arutelu juhtimine

Küsimustele vastamine, üksteise vastuste täiendamine

Uute teadmiste assimilatsiooni etapp

Ülesannete väljastamine elektroonilises käsiraamatus, konsultatsioonid

Töötamine elektroonilise juhendiga

Teadmiste assimilatsiooni esmane kontroll

Ülesannete väljastamine, täitmise kontroll

Ülesannete täitmine

Esmane teadmiste kinnistamine

Teemakohaste katsete demonstreerimine projektori ja ekraani abil

Vaatlus

Reaktsioonivõrrandite koostamine

Teadmiste kontroll ja enesekontroll. Refleksiivse kontrolli etapp

Võrrandite kirjutamise juhtimine, hindamine, üldistamine

Enesekontroll, järeldused

Tunni tulemuste kokkuvõte

Tunni eesmärgi saavutamise edukuse analüüs

Tuleviku tööväljavaadete hindamine

Kodutöö info, juhised selle täitmiseks

Kodutööde väljaandmine

Selle rakendamise kohta briifingu läbiviimine

Kodutööde salvestamine, küsimused selle täpsustamiseks



O.I. Ivanova, Tšetšeenia Vabariigi Kanaši rajooni MBOU "Napolnokotyakskaya keskkooli" keemiaõpetaja

Õppetund "Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid"

Tunni eesmärk: keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavate tegurite uurimine

Ülesanded:

välja selgitada, millised tegurid mõjutavad keemiliste reaktsioonide kiirust

õpetada selgitama iga teguri mõju;

stimuleerida õpilaste kognitiivset tegevust probleemolukorra loomisega;

kujundada koolinoorte kompetentsi (kasvatuslik ja tunnetuslik, kommunikatiivne, tervise hoidmine);

parandada õpilaste praktilisi oskusi.

Tunni tüüp: probleemdialoogiline.

Töö vormid: rühm, üksikisik.

Seadmed ja reaktiivid: katseklaaside komplekt, katseklaaside hoidik, alus, piirituslamp, kild, tikud, tsingigraanulid, tsingipulber, vaskoksiidi pulber, magneesium, väävelhappe lahus (10% lahus), vesinikperoksiid, kaaliumdikromaat , vasksulfaat, raudnael, naatriumhüdroksiid, kriit.

Tundide ajal:

1. etapp:

Helistama: Tere kutid! Täna tutvustame end teadlaste-uurijatena. Kuid enne kui hakkame uut materjali uurima, tahaksin demonstreerida väikest katset. Palun vaadake tahvlit ja tehke oma oletused nende reaktsioonide käigu kohta:

A) vask- ja raudsulfaat;

B) vasksulfaadi ja kaaliumhüdroksiidi lahus

Kas need reaktsioonid toimuvad? Palun minge tahvli juurde ja kirjutage üles nende reaktsioonide võrrandid.

Mõelge nendele näidetele (katse viib läbi õpetaja).

Laual on kaks katseklaasi, mõlemad sisaldavad vasksulfaadi lahust, kuid ühes katseklaasis koos naatriumkloriidi lisandiga tilgutame mõlemasse katseklaasi alumiiniumgraanuli. Mida me näeme?

PROBLEEM: Miks me teisel juhul reaktsiooni märke ei näe, kas meie oletused on valed?

VÄLJUND: Keemilised reaktsioonid toimuvad erineva kiirusega. Mõned kulgevad aeglaselt, kuid, näiteks raua korrosioon või viinamarjamahla käärimine (käärimine), mille tulemuseks on vein. Teised valmivad mõne nädala või päevaga, näiteks glükoosi alkohoolne kääritamine. Teised jällegi lõppevad väga kiiresti, näiteks lahustumatute soolade sadestumine, ja mõni jätkub koheselt, näiteks plahvatused.

Peaaegu silmapilkselt, väga kiiresti kulgevad vesilahustes paljud reaktsioonid: need on ioonreaktsioonid, mis kulgevad sademe, gaasi või neutraliseerimisreaktsiooniga.

Nüüd meenutagem, mida teate keemiliste reaktsioonide kiiruse kohta.

Mõiste mõistmine. Loetlege määratlus, valemid, mõõtühik.

PROBLEEM: Mida on vaja keemilise reaktsiooni kiiruse kontrollimiseks teada? (Tea, millised tingimused mõjutavad kiirust)

Mis on nende äsja loetletud seisundite nimed? (Tegurid)

Teie ees olevatel laudadel on keemilised seadmed ja reaktiivid. Mis sa arvad, mis eesmärgil katseid läbi viid? (Et uurida tegurite mõju reaktsioonikiirusele)

Nüüd jõuame tänase tunni teema juurde. Selles õppetükis käsitleme tegurite uurimist.

Teema pealkirja ja kuupäeva kirjutame vihikutesse.

IIetapp:

SISU TÄHENDUS.

Millised tegurid mõjutavad keemiliste reaktsioonide kiirust?

Õpilased loetlevad: temperatuur, reagentide olemus, kontsentratsioon, kontaktpind, katalüsaatorid.

Kuidas nad saavad reaktsioonikiirust muuta?(Õpilased pakuvad oma oletusi)

Õpetaja: Kõigi nende tegurite mõju keemiliste reaktsioonide kiirusele saab selgitada lihtsa teooriaga – kokkupõrgete teooriaga. Selle põhiidee on järgmine: reaktsioonid tekivad teatud energiaga reaktiivide osakeste põrkumisel. Siit saame teha järgmised järeldused:

Mida rohkem on reaktiivi osakesi, seda suurem on võimalus neil kokku põrkuda ja reageerida.

Ainult tõhusad kokkupõrked viivad reaktsioonini, s.t. need, milles "vanad sidemed" on hävinud või nõrgenenud ja seetõttu võivad tekkida "uued". Kuid selleks peab osakestel olema teatud energia.

Minimaalset üleliigset energiat, mis on vajalik reaktiiviosakeste efektiivseks kokkupõrkeks, nimetatakse aktiveerimisenergiaks (määratluse salvestamine sülearvutitesse).

Seega on kõigi reaktsioonisse sisenevate osakeste teel teatud barjäär, mis on võrdne aktiveerimisenergiaga. Kui see on väike, siis on palju osakesi, mis sellest edukalt üle saavad. Suure energiabarjääri korral on selle ületamiseks vaja lisaenergiat, vahel piisab "heast tõukest".

Pöördume Leonardo da Vinci väite poole (Kogemusega kontrollimata teadmised on viljatud ja täis vigu).

Õpetaja: Kuidas mõistate nende sõnade tähendust?(testi teooria praktikaga)

Jah, tõepoolest, iga teooriat tuleb ka praktikas testida. Järgmiseks peate ise uurima erinevaid reaktsioonikiiruse tegureid. Selleks viite läbi reaktsioonid, juhindudes oma tabelitel olevatest juhistest, ja koostate katseprotokolli. Pärast seda peab üks õpilane rühmast minema tahvli juurde, selgitama, millise teguri mõju arvestasid, kirjutama tahvlile võrrandid ja tegema järelduse vastavalt kokkupõrke teooriale ja aktiveerimisteooriale.

Ohutusjuhendamine.

PRAKTILISTE TÖÖDE TEOSTAMINE RÜHMADES

Kaart 1: Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:

1. Reageerivate ainete olemus.

Valage veidi väävelhapet kahte katseklaasi.

2. Kasta ühte väike kogus magneesiumi ja teise tsingigraanul.

3. Võrrelge erinevate metallide interaktsiooni kiirust väävelhappega.

4. Mis on teie arvates nende metallide happeliste reaktsioonide erineva kiiruse põhjuseks?

5. Millise teguri mõju selle töö käigus välja selgitasite?

6. Leia laboriprotokollist oma kogemusele vastavad poolreaktsioonid ja lisa reaktsioonivõrrandid.

Kaart 2. Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:

2. Reaktiivide kontsentratsioon.

Olge ainete käitlemisel ettevaatlik. Pidage meeles ohutuseeskirju.

1. Valage kahte katseklaasi 1-2 ml väävelhapet.

2. Lisage ühte torusse sama kogus vett.

3. Asetage igasse torusse tsingipellet.

4. Millises katseklaasis algas vesiniku eraldumine kiiremini?

Kaart 3. Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:

3. Reageerivate ainete kokkupuuteala.

Olge ainete käitlemisel ettevaatlik. Pidage meeles ohutuseeskirju.

1. Jahvata uhmris väike tükk kriiti.

2. Valage kahte katseklaasi veidi väävelhappe lahust. Olge väga ettevaatlik, lisage väga vähe hapet!

3. Asetage pulber samaaegselt ühte katsutisse ja kriittükk teise katsutisse.

4. Millises katseklaasis on reaktsioon kiirem?

5. Millise teguri mõju sa selles katses välja selgitasid?

6. Kuidas seda põrketeooria mõistes seletada?

7. Kirjutage reaktsioonivõrrand.

Kaart 4. Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:

4. Temperatuur.

Olge ainete käitlemisel ettevaatlik. Pidage meeles ohutuseeskirju.

1. Valage väävelhappe lahus mõlemasse katsutisse ja asetage neisse ükshaaval vaskoksiidi pellet.

2. Kuumutage üht toru õrnalt. Esiteks soojendame katseklaasi veidi kaldu, proovides soojendada seda kogu pikkuses, seejärel ainult alumist osa, olles katseklaasi juba sirgeks ajanud. Hoidke toru hoidikuga.

3. Millises katseklaasis toimub reaktsioon intensiivsemalt?

4. Millise teguri mõju sa selles katses välja selgitasid?

5. Kuidas seda põrketeooria mõistes seletada?

6. Kirjutage reaktsioonivõrrand.

Kaart 5. Keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:

5. Spetsiaalsete ainete - katalüsaatorite olemasolu, ained, mis suurendavad keemilise reaktsiooni kiirust.

Olge ainete käitlemisel ettevaatlik. Pidage meeles ohutuseeskirju.

Valage vesinikperoksiid kahte klaasi.

Piserdage ühte torusse ettevaatlikult mõned kaaliumdikromaadi kristallid. Segage saadud lahust klaaspulgaga.

Süütage kild ja seejärel kustutage see. Viige hõõguv killu mõlema klaasi lahuste juurde võimalikult lahusele, ilma vedelikku puudutamata. Täpp peaks süttima.

Millises katseklaasis toimub kiire gaasieraldus? Mis gaasiga on tegu?

Millist rolli mängib selles reaktsioonis kaaliumdikromaat?

Millise teguri mõju te selles katses avastasite?

Kirjutage reaktsioonivõrrand.

SAAVUTATUD TULEMUSTE ARUTELU.

Igast töörühmast tuleb aruteluks üks õpilane (kordamisi)

Laboritööde koondprotokolli koostamine töötoa küsimuste vastuste põhjal.

Tahvlile kirjutatakse reaktsioonivõrrandid ja tehakse vastavad järeldused. Kõik teised õpilased sisestavad leiud ja võrrandid protokolli.

Reaktiivide olemuse mõju

Probleem:

Õpetaja: tahkete ainete proovi võetud ainete massid, vesinikkloriidhappe kontsentratsioon, reaktsioonitingimused on samad, kuid toimuvate protsesside intensiivsus (vesiniku eraldumise kiirus) on erinev?

Arutelu:

Õpilased: võtsime erinevaid metalle.

Õpetaja: kõik ained koosnevad keemiliste elementide aatomitest. Mis vahe on keemiliste elementide vahel vastavalt teie teadmistele perioodilise seaduse ja D.I.Mendelejevi perioodilisuse tabeli kohta?

Õpilased: Seerianumber, positsioon D. I. Mendelejevi perioodilises tabelis, see tähendab, et neil on erinev elektrooniline struktuur ja seetõttu on nende aatomite moodustatud lihtainetel erinevad omadused.

Õpetaja: see tähendab, et need ained on erineva iseloomuga. Seega sõltub keemilise reaktsiooni kiirus konkreetse reageeriva aine olemusest, kuna neil on erinev struktuur ja omadused.

Väljund:

Õpilased: Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub reageerivate ainete olemusest: mida aktiivsem on metall (aine), seda suurem on keemilise reaktsiooni kiirus.

Kontsentratsiooni mõju

Probleem: kõigi reageerivate ainete olemus, katse tingimused on samad, kuid toimuvate protsesside intensiivsus (vesiniku eraldumise kiirus) on erinev?

Arutelu:

Õpetaja: Miks on keemilise reaktsiooni kiirus erinev, kuna reageerivad sama keemilise olemusega ained?

Õpilased: Vee lisamisel muutsime (vähendasime) väävelhappe kontsentratsiooni ühes katseklaasis, samal ajal kui vesiniku eraldumise kiirus vähenes.

Väljund:

Õpilased: Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub reagentide kontsentratsioonist: mida suurem on reagentide kontsentratsioon, seda suurem on keemilise reaktsiooni kiirus.

Õpetaja selgitus: REAKTIIVSETE AINETE KONTSENTREERIMINE.

Mida rohkem on reaktiivi osakesi, mida lähemal nad üksteisele on, seda suurem on võimalus neil kokku põrkuda ja reageerida. Suure katsematerjali põhjal 1867. a. Norra teadlased K. Guldberg ja P. Vaage ning neist sõltumatult 1865. aastal sõnastas vene teadlane N. I. Beketov keemilise kineetika põhiseaduse, mis määrab reaktsioonikiiruse sõltuvuse reageerivate ainete kontsentratsioonidest:

Reaktsioonikiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega, mis on võrdne nende koefitsientidega reaktsioonivõrrandis.

Seda seadust nimetatakse ka masside seadus tegevuses.See kehtib ainult gaasiliste ja vedelate ainete puhul!

2A + 3B = A2B3 V = k * CA2 * .CB3

1. harjutus. Kirjutage kineetilised võrrandid järgmiste reaktsioonide jaoks:

2. ülesanne.

Kuidas muutub reaktsiooni kiirus kineetilise võrrandiga

v = kCA2CB, kui aine A kontsentratsiooni suurendatakse 3 korda.

Sõltuvus reagentide pindalast

Probleem:

Õpetaja: kõik ained on oma keemiliselt olemuselt ühesugused, sama massi ja kontsentratsiooni poolest, reageerivad samal temperatuuril, kuid vesiniku eraldumise intensiivsus (ja seega ka kiirus) on erinev.

Arutelu:

Õpilased:Ühe kaaluga tükil ja kriidipulbril on katseklaasis erinev ruumala, erinev jahvatusaste. Seal, kus see rafineerimisaste on suurim, on vesiniku eraldumise kiirus maksimaalne.

Õpetaja: see omadus on reageerivate ainete kontaktpinna pindala. Meie puhul on kaltsiumkarbonaadi kokkupuutepind H2SO4 lahusega erinev.

Väljund:

Õpilased: Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub reageerivate ainete kokkupuutepinnast: mida suurem on reageerivate ainete kokkupuutepind (jahvatusaste), seda suurem on reaktsioonikiirus.

Õpetaja: sellist sõltuvust ei täheldata alati: nii mõnede heterogeensete reaktsioonide korral, näiteks tahke gaasi süsteemis, on väga kõrgetel temperatuuridel (üle 500 ° C) tugevalt purustatud (pulbriks) ained võimelised paagutama, vähendades seeläbi reageerivate ainete kokkupuutepindala.

Temperatuuri mõju

Probleem:

Õpetaja: katseks võetud ained on sama iseloomuga, ka võetud CuO pulbri mass ja väävelhappe kontsentratsioon on samad, kuid reaktsioonikiirus on erinev.

Arutelu:

Õpilased: See tähendab, et kui reaktsiooni temperatuur muutub, muudame ka selle kiirust.

Õpetaja: Kas see tähendab, et temperatuuri tõustes kõigi keemiliste reaktsioonide kiirus suureneb?

Õpilased: Ei. Mõned reaktsioonid toimuvad väga madalatel ja isegi miinustemperatuuridel.

Väljund:

Õpilased: Järelikult muudab igasugune temperatuurimuutus mitme kraadi võrra oluliselt keemilise reaktsiooni kiirust.

Õpetaja: Praktiliselt nii kõlab Van't Hoffi seadus, mis hakkab kehtima siin: Kui reaktsiooni temperatuur muutub iga 10 ºС võrra, muutub keemilise reaktsiooni kiirus (tõusb või väheneb) 2-4 korda.

Õpetaja kommentaar: TEMPERATUUR

Mida kõrgem on temperatuur, seda aktiivsemad on osakesed, suureneb nende liikumise kiirus, mis toob kaasa kokkupõrgete arvu suurenemise. Reaktsioonikiirus suureneb.

Van't Hoffi reegel:

Temperatuuri tõusuga iga 10 ° C kohta suureneb kokkupõrgete koguarv vaid ~ 1,6% ja reaktsioonikiirus suureneb 2–4 korda (100–300%).

Arvu, mis näitab, mitu korda reaktsioonikiirus suureneb, kui temperatuur tõuseb 10 °C, nimetatakse temperatuurikoefitsiendiks.

Van't Hoffi reeglit väljendatakse matemaatiliselt järgmise valemiga:

kusV1 - reaktsioonikiirus temperatuurilt2 ,

V2 - reaktsioonikiirus temperatuurilt1 ,

y- temperatuuri koefitsient.

Lahendage probleem:

Määrake, kuidas mõne reaktsiooni kiirus muutub, kui temperatuur tõuseb 10-lt 500 °C-le. Reaktsiooni temperatuuritegur on 3.

Lahendus:

asendage ülesande andmed valemiga:

reaktsioonikiirus suureneb 81 korda.

Katalüsaatori toime

Probleem:

Õpetaja: aine mõlemal juhul on sama, olemus on sama, samal temperatuuril, reaktiivi kontsentratsioon on sama, miks on kiirus erinev?

Arutelu:

Õpetaja: Selliseid aineid, mis kiirendavad keemilisi reaktsioone, nimetatakse katalüsaatoriteks. On aineid, mis aeglustavad reaktsioone, neid nimetatakse inhibiitoriteks.

Väljund:

Õpilased: katalüsaatorid suurendavad reaktsiooni kiirust, vähendades aktiveerimisenergiat. Mida madalam on aktiveerimisenergia, seda kiirem on reaktsioon.

Katalüütilised nähtused on looduses laialt levinud: hingamine, toitainete assimilatsioon rakkude poolt, valgusüntees jne on protsessid, mida reguleerivad bioloogilised katalüsaatorid – ensüümid. Katalüütilised protsessid on elu alus sellisel kujul, nagu Maal eksisteerib.

Tähendamissõna "Kaheksateistkümnes kaamel" (katalüsaatori rolli selgitamiseks)

(väga iidne araabia tähendamissõna)

Kunagi elas idas mees, kes kasvatas kaameleid. Ta töötas terve elu ja kui ta vanaks jäi, kutsus ta pojad enda juurde ja ütles:
"Minu lapsed! Olen muutunud vanaks ja nõrgaks ning suren varsti. Pärast minu surma jagage ülejäänud kaamelid, nagu ma teile ütlen. Sina, vanem poeg, tegid kõige rohkem tööd – võta pooled kaamelid endale. Sina, keskmine poeg, hakkasid mind just aitama – võta endale kolmas osa. Ja sina, juunior, võta üheksas osa.
Aeg läks ja vanamees suri. Siis otsustasid pojad pärandi jagada nii, nagu isa neile pärandas. Nad ajasid karja suurele põllule, lugesid üle ja selgus, et karjas oli ainult seitseteist kaamelit. Ja neid oli võimatu jagada ei 2, 3 või 9-ga! Keegi ei teadnud, mida teha. Pojad hakkasid vaidlema ja igaüks pakkus oma lahendust. Ja nad olid juba tüdinud vaidlemisest, kuid ei jõudnud ühisele otsusele.
Sel ajal sõitis üks rändur oma kaameli seljas mööda. Kuuldes kisa ja vaidlust, küsis ta: "Mis juhtus?"
Ja pojad rääkisid oma õnnetusest. Rändur astus kaameli seljast maha, lasi ta karja ja ütles: "Jaga nüüd kaamelid nii, nagu su isa käskis."
Ja kuna kaameleid oli 18, võttis vanim poeg endale poole, see tähendab 9, keskmine - kolmandiku, see tähendab 6 kaamelit ja noorim üheksanda, see tähendab kaks kaamelit. Ja kui nad karja niimoodi jagasid, jäi põllule veel üks kaamel, sest 9 + 6 + 2 võrdub 17-ga.
Ja rändur istus kaameli selga ja sõitis edasi.

Laboratoorsed tööd (protokoll)

Tähelepanekud
Reaktsioonikiiruse sõltuvus reageerivate ainete olemusest

Zn + H2SO4 (10%) =

Mg + H2SO4 (10%) =

 V 1 V 2

Reaktsiooni kiiruse sõltuvus reagentide kontsentratsioonist

Zn + H2SO4 (10%) =

 V 1 V 2
Heterogeensete reaktsioonide reaktsioonikiiruse sõltuvus reagentide pindalast

Zn (graanulid) + H2SO4 (10%) =

Zn (pulber) + H2SO4 (10%) =

 V 1 V 2
Reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist CuO + H2SO4 (10%) = CuO + H2SO4 (10%) kuumutamine = V 1 V 2
Reaktsiooni kiiruse sõltuvus katalüsaatori olemasolust

K 2 Kr 2 O 7

 V 1 V 2

Peegeldus.

Mida me selles õppetükis õppisime?

Tehke klaster teemal "XP kiirust mõjutavad tegurid".

Miks on meil vaja teadmisi keemiliste reaktsioonide kiirust mõjutavate tegurite kohta?

Kas neid kasutatakse igapäevaelus? Vajadusel nimetage rakendusvaldkonnad.

Test teemal (5 minutit).

Test

1. Keemilise reaktsiooni kiirus iseloomustab:

1) reageerivate ainete molekulide või ioonide liikumine üksteise suhtes

2) aeg, mis kulub keemilise reaktsiooni lõppemiseks

3) aine keemilises reaktsioonis osalenud struktuuriüksuste arv

4) ainete koguse muutus ajaühikus mahuühikus

Reageerivate ainete temperatuuri tõusuga on keemilise reaktsiooni kiirus:

1) väheneb

2) suureneb

3) ei muutu

4) muutub perioodiliselt

Reageerivate ainete kokkupuutepinna suurenemisega muutub keemilise reaktsiooni kiirus:

1) väheneb

2) suureneb

3) ei muutu

4) muutub perioodiliselt

Reagentide kontsentratsiooni suurenemisega on keemilise reaktsiooni kiirus:

1) väheneb

2) suureneb

3) ei muutu

4) muutub perioodiliselt

Keemilise reaktsiooni kiiruse suurendamiseks
2CuS (televiisor)+ 3O2 (G.) = 2CuO (TV.) + 2SO2 (G.) + Kvajalik:

1) tõsta SO2 kontsentratsiooni

2) vähendada SO2 kontsentratsiooni

3) alandada temperatuuri

4) tõsta CuS peenust

Normaalsetes tingimustesmadalaimal kiiruselon koostoime:

3) Zn ja HCl (10% lahus)

4) Mg ja HCl (10% lahus)

Temperatuuri tõusuga 10 kuni 30 ° C on reaktsioonikiirus, mille temperatuuritegur = 3:

1) suureneb 3 korda

2) suureneb 9 korda

3) väheneb 3 korda

4) väheneb 9 korda

Testitöö hindamine:

Testi vastused:

Vigu pole - "5"

1-2 viga - "4"

3 viga - "3"

Kodutöö:

§13, lk. 135-145.

O.S. Gabrielyan, G.G. Lysova. Keemia. 11. klass. Õpik haridusasutustele. 11. trükk, stereotüüpne. M .: Bustard, 2009.

Reaktsiooniks võeti ained temperatuuril 400C ja kuumutati seejärel 70C-ni. Kuidas muutub keemilise reaktsiooni kiirus, kui selle temperatuuritegur on 2?

Kuidas muutub võrrandi 2NO + O2 = 2NO2 järgi kulgeva reaktsiooni kiirus, kui mõlema aine kontsentratsiooni suurendada 3 korda.

Kuupäev _____________ klass _______________
Teema: Keemilise reaktsiooni kiiruse mõiste. Katalüsaatorid. Keemiline tasakaal
Tunni eesmärgid: korrata ja kinnistada teadmisi pöörduvatest reaktsioonidest, keemilisest tasakaalust; ideede kujundamiseks katalüsaatorite ja katalüüsi kohta.

Tundide ajal

1. Tunni korraldusmoment. 2. Uue materjali õppimine Mõiste "kiirus" on teile tuttav füüsikakursusest. Üldiselt on kiirus suurus, mis näitab, kuidas mis tahes tunnus ajaühikus muutub.Keemilise reaktsiooni kiirus on väärtus, mis näitab, kuidas lähteainete või reaktsioonisaaduste kontsentratsioonid ajaühikus muutuvad. Kiiruse hindamiseks on vaja muuta ühe aine kontsentratsiooni.1. Suurimat huvi pakuvad homogeenses (homogeenses) keskkonnas toimuvad reaktsioonid.Homogeensed süsteemid (homogeensed) - gaas / gaas, vedelik / vedelik - reaktsioonid on täies hoos. Matemaatiliselt saab keemilise homogeense reaktsiooni kiirust esitada järgmise valemi abil:
2. Heterogeense reaktsiooni korral määrab reaktsioonikiiruse reaktsiooni tulemusena sisenevate või moodustuvate ainete moolide arv ajaühikus pinnaühiku kohta:Heterogeensed (heterogeensed) süsteemid - tahke / vedel, gaas / tahke, vedel / gaas - reaktsioonid toimuvad liideses. Seega keemilise reaktsiooni kiirus näitab koguse muutumist aineid ajaühiku, mahuühiku või liideseühiku kohta. Reaktsioonikiiruse sõltuvus erinevatest teguritest

Tingimused

Massitegevuse seadus Keemilise reaktsiooni kiirus on otseselt võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega. Vähemalt ühe reageeriva aine kontsentratsiooni suurenemisel suureneb keemilise reaktsiooni kiirus vastavalt kineetilisele võrrandile.
Mõelge üldisele reaktsioonivõrrandile: aA + bB = cC + dD, kus A, B, C, D - gaasid, vedelikudSelle reaktsiooni jaoks on kineetiline võrrand järgmine:

Kiiruse kasvu põhjuseks on reageerivate osakeste kokkupõrgete arvu suurenemine, mis on tingitud osakeste suurenemisest ruumalaühiku kohta.

Homogeensetes süsteemides (gaaside segud, vedelad lahused) toimuvad keemilised reaktsioonid toimuvad osakeste kokkupõrke tõttu. Kuid mitte iga reaktiiviosakeste kokkupõrge ei põhjusta toodete moodustumist. Ainult suurema energiaga osakesed -aktiivsed osakesed, võimeline läbi viima keemilist reaktsiooni. Temperatuuri tõustes suureneb osakeste kineetiline energia ja suureneb aktiivsete osakeste arv, seetõttu kulgevad keemilised reaktsioonid kõrgetel temperatuuridel kiiremini kui madalatel. Reaktsioonikiiruse sõltuvus temperatuurist määratakse Van't Hoffi reegliga:temperatuuri tõusuga iga 10 ° C kohta suureneb reaktsioonikiirus 2-4 korda.

Van't Hoffi reegel on ligikaudne ja seda saab kasutada ainult temperatuuri mõju reaktsioonikiirusele ligikaudseks hindamiseks.

Katalüsaatorid on ained, mis suurendavad keemilise reaktsiooni kiirust.Need interakteeruvad reagentidega, moodustades vahepealse keemilise ühendi ja vabanevad reaktsiooni lõpus.
Katalüsaatorite mõju keemilistele reaktsioonidele nimetataksekatalüüs ... Vastavalt agregatsiooni olekule, milles katalüsaator ja reagendid asuvad, tuleks eristada:
homogeenne katalüüs (katalüsaator moodustab reagentidega homogeense süsteemi, näiteks gaasisegu);
heterogeenne katalüüs (katalüsaator ja reagendid on erinevates faasides; katalüüs toimub liideses).

Aine, mis aeglustab reaktsioonikiirust

1. Kõigi teadaolevate reaktsioonide hulgas on pöörduvaid ja pöördumatuid reaktsioone. Ioonivahetuse reaktsioonide uurimisel loetleti tingimused, mille korral need lõpuni kulgevad. ( ). Samuti on teada reaktsioone, mis antud tingimustes lõpuni ei lähe. Näiteks kui vääveldioksiid lahustub vees, toimub reaktsioon: SO 2 + H 2 O→ H 2 NII 3 ... Kuid selgub, et vesilahuses võib tekkida vaid teatud kogus väävelhapet. See on tingitud asjaolust, et väävelhape on habras ja toimub vastupidine reaktsioon, s.t. lagunemine vääveloksiidiks ja veeks. Järelikult see reaktsioon ei lõpe lõpuni, sest samaaegselt toimuvad kaks reaktsiooni -otse (vääveloksiidi ja vee vahel) jatagurpidi (väävelhappe lagunemine). NII 2 + H 2 O↔ H 2 NII 3 . Nimetatakse keemilisi reaktsioone, mis kulgevad antud tingimustes vastastikku vastassuunas pööratav.
2. Kuna keemiliste reaktsioonide kiirus sõltub reageerivate ainete kontsentratsioonist, siis algul otsereaktsiooni kiirusest( υpr ) peaks olema maksimaalne,ja reaktsioonikiirus (υ arr ) on võrdne nulliga. Reagentide kontsentratsioon aja jooksul väheneb ja reaktsioonisaaduste kontsentratsioon suureneb. Seetõttu edasisuunalise reaktsiooni kiirus väheneb ja vastupidise reaktsiooni kiirus suureneb. Teatud ajahetkel muutuvad edasi- ja tagasireaktsiooni kiirused võrdseks:
Kõigis pöörduvates reaktsioonides edasisuunalise reaktsiooni kiirus väheneb, pöördreaktsiooni kiirus suureneb, kuni mõlemad kiirused muutuvad võrdseks ja tekib tasakaaluseisund: υ pr = υ arr Nimetatakse süsteemi olekut, mille korral edasisuunalise reaktsiooni kiirus on võrdne pöördreaktsiooni kiirusega keemiline tasakaal. Keemilise tasakaalu seisundis jääb reagentide ja reaktsioonisaaduste vaheline kvantitatiivne suhe konstantseks: kui palju reaktsiooniprodukti molekule ajaühikus tekib, nii palju neist laguneb. Kuid keemilise tasakaalu seisund säilib seni, kuni reaktsioonitingimused jäävad muutumatuks: kontsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Kvantitatiivselt kirjeldatakse keemilise tasakaalu seisunditmasside seadus tegevuses. Tasakaalus on reaktsioonisaaduste kontsentratsioonide (nende koefitsientide astmetes) korrutise suhe reaktiivide kontsentratsioonide korrutisesse (ka nende koefitsientide astmetes) konstantne väärtus, mis ei sõltu algväärtusest. ainete kontsentratsioonid reaktsioonisegus.Seda konstanti nimetataksetasakaalukonstant - k Nii et reaktsiooni kohta: N 2 (D) + 3 H 2 (G)↔ 2 NH 3 (G) + 92,4 kJtasakaalukonstanti väljendatakse järgmiselt:υ 1 = υ 2 υ 1 (otsene reaktsioon) = k 1 [ N 2 ][ H 2 ] 3 , kus - tasakaalu molaarne kontsentratsioon, = mol / l υ 2 (tagasiside) = k 2 [ NH 3 ] 2 k 1 [ N 2 ][ H 2 ] 3 = k 2 [ NH 3 ] 2 K lk = k 1 / k 2 = [ NH 3 ] 2 / [ N 2 ][ H 2 ] 3 – tasakaalukonstant . Keemiline tasakaal oleneb - kontsentratsioonist, rõhust, temperatuurist. Põhimõte määrab segamise tasakaalu suuna:Kui tasakaalus olevale süsteemile on avaldatud väline mõju, siis tasakaal süsteemis nihkub sellele mõjule vastupidises suunas. 1) Kontsentratsiooni mõju - kui lähteainete kontsentratsiooni suurendada, siis tasakaal nihkub reaktsioonisaaduste tekke suunas.Näiteks, K lk = k 1 / k 2 = [ NH 3 ] 2 / [ N 2 ][ H 2 ] 3 Reaktsioonisegule lisamisel näiteks lämmastik, st. reaktiivi kontsentratsioon suureneb, K avaldises olev nimetaja suureneb, kuid kuna K on konstant, peab selle tingimuse täitmiseks ka lugeja suurenema. Seega suureneb reaktsioonisaaduse kogus reaktsioonisegus. Sel juhul räägitakse keemilise tasakaalu nihkest paremale, toote poole. Seega reaktiivide (vedelate või gaasiliste) kontsentratsiooni suurenemine nihkub toodete poole, s.o. otsese reaktsiooni suunas. Toodete (vedelate või gaasiliste) kontsentratsiooni suurenemine nihutab tasakaalu reagentide suunas, s.t. pöördreaktsiooni suunas. Tahke aine massi muutus ei muuda tasakaaluasendit. 2) Temperatuuri mõju - temperatuuri tõus nihutab tasakaalu endotermilise reaktsiooni suunas.a) N 2 (D) + 3 H 2 (G) ↔ 2 NH 3 (G) + 92,4 kJ (eksotermiline – soojuseraldus) Temperatuuri tõustes nihkub tasakaal ammoniaagi lagunemisreaktsiooni suunas ( ← ) b) N 2 (D) + O 2 (G) ↔ 2 EI (G) - 180,8 kJ (endotermiline - soojuse neeldumine) Temperatuuri tõustes nihkub tasakaal moodustumise reaktsiooni suunas EI ( → ) 3) Rõhu mõju (ainult gaasiliste ainete puhul) - rõhu suurenemisega nihkub tasakaal väiksema mahuga ainete moodustumise suunas.N 2 (D) + 3 H 2 (G) ↔ 2 NH 3 (G) 1 V - N 2 3 V - H 2 2 V – NH 3 Suureneva rõhuga ( P ): enne reaktsiooni 4 V gaasilised ained → pärast reaktsiooni 2 V gaasilised ained, mistõttu tasakaal nihkub paremale ( → ) Rõhu suurenemisel näiteks 2 korda väheneb gaaside maht sama palju kordi ja seetõttu suureneb kõigi gaasiliste ainete kontsentratsioon 2 korda. K lk = k 1 / k 2 = [ NH 3 ] 2 / [ N 2 ][ H 2 ] 3 Sel juhul suureneb K avaldise lugeja 4 võrra korda, ja nimetaja on 16 korda, s.o. võrdsust rikutakse. Selle taastamiseks peab kontsentratsioon suurenema. ammoniaak ja kontsentratsiooni langus lämmastik ja vesinik. Tasakaal nihkub paremale. Niisiis, rõhu suurenemisega nihkub tasakaal mahu vähenemise suunas, rõhu langusega - mahu suurenemise suunas. Rõhu muutus praktiliselt ei mõjuta tahkete ja vedelate ainete mahtu, s.t. ei muuda nende kontsentratsiooni. Järelikult on reaktsioonide tasakaal, milles gaasid ei osale, rõhust praktiliselt sõltumatu. ! Keemilise reaktsiooni kulgu mõjutavad ained - katalüsaatorid. Kuid katalüsaatori kasutamisel väheneb nii otse- kui ka pöördreaktsiooni aktiveerimisenergia sama palju ja seetõttu tasakaal ei nihku. 3. Õpitud materjali koondamine Ülesanne Märkige, kuidas see mõjutab:a) rõhu tõus;b) temperatuuri tõus;c) hapniku kontsentratsiooni suurenemine süsteemi tasakaalu saavutamiseks: 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Q Lahendus: a) Rõhu muutusnihutab gaasiliste ainetega seotud reaktsioonide tasakaalu (g). Määrame stöhhiomeetriliste koefitsientide abil gaasiliste ainete mahud enne ja pärast reaktsiooni:Le Chatelier' põhimõttelsuureneva rõhuga, tasakaal nihkubväiksema mahuga ainete tekke suunas, seetõttu nihkub tasakaal paremale, s.o. CO moodustumise suunas 2 , otsese reaktsiooni suunas(→) . b) Le Chatelier' põhimõtte kohaseltkui temperatuur tõuseb, tasakaal nihkubendotermilise reaktsiooni suunas (- K ), st. pöördreaktsiooni suunas - CO lagunemise reaktsioon 2 (←) aastast peal energia jäävuse seadus: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) Hapniku kontsentratsiooni suurenemisegasüsteemi tasakaal nihkubCO saamiseks 2 (→) aastast reaktiivide (vedelate või gaasiliste) kontsentratsiooni suurenemine nihkub toodete poole, s.o. otsese reaktsiooni suunas. 4. Kodutöö. A.14, Täitke ülesanne paarikaupaNäide 1. Mitu korda muutub edasi- ja tagurpidi reaktsiooni kiirus süsteemis: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2 SO 3 (g) kui gaasisegu mahtu vähendada kolm korda? Millises suunas süsteemi tasakaal nihkub?Lahendus. Märgime reagentide kontsentratsiooni: [ SO 2] = a, [umbes 2] = b, [SO 3] = koos. Masside toimeseaduse järgi kiirusv otsesed ja pöördreaktsioonid enne mahu muutust:v pr = Ka 2 b v arr = TO 1 koos 2 . Pärast homogeense süsteemi ruumala kolmekordset vähendamist suureneb iga reageeriva aine kontsentratsioon kolm korda: [ NII 2 ] = 3 a , [O 2 ] = 3 b; [ NII 3 ] = 3 koos ... Kiiruse uutel kontsentratsioonidel v’ edasi-tagasi reaktsioon:v’ NS = TO (3 a ) 2 (3 b) = 27 Ka 2 bv’ arr = TO 1 (3 koos ) 2 = 9 TO 1 koos 2 Seega:

Järelikult suurenes edasi-tagasi reaktsiooni kiirus 27 korda ja vastupidise reaktsiooni kiirus vaid üheksa korda. Süsteemi tasakaal on nihkunud hariduse poole NII 3 . Näide 2. Arvutage, mitu korda suureneb gaasifaasis toimuva reaktsiooni kiirus, kui temperatuur tõuseb 30-70 kraadini. O C, kui reaktsiooni temperatuuritegur on 2.Lahendus. Keemilise reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist määratakse Van't Hoffi rusikareegliga järgmise valemi järgi:Seetõttu reaktsioonikiirus νТ 2 temperatuuril 70 O Suurema reaktsioonikiirusega νТ 1 temperatuuril 30 O C 16 korda.Näide 3. Homogeense süsteemi tasakaalukonstant:CO (g) + H 2 O (g) = CO 2 (d) + H 2 (G)850 juures O С on võrdne 1-ga. Arvutage kõigi ainete kontsentratsioonid tasakaalus, kui algkontsentratsioonid on: [СО] viide = 3 mol/l, [H 2 O] viide = 2 mol / l.Lahendus. Tasakaalus on otse- ja pöördreaktsiooni kiirused võrdsed ning nende kiiruste konstantide suhe on konstantne ja seda nimetatakse antud süsteemi tasakaalukonstandiks:v pr = TO 1 [UNISTUS 2 O]v arr = K 2 [CO 2 ] [N 2 ]
Ülesande tingimuses on algkontsentratsioonid antud, samas kui avaldises TO R kaasatakse ainult kõigi süsteemi ainete tasakaalukontsentratsioonid. Oletame, et tasakaalukontsentratsiooni hetkeks [СО 2 ] R = NS mol / l. Vastavalt süsteemi võrrandile on ka moodustunud vesiniku moolide arv NS mol / l. Sama arvu muttide puhul (NS mol / l) CO ja H 2 O kulutatakse haridusele NS mooli CO 2 ja H 2 ... Seetõttu on kõigi nelja aine tasakaalukontsentratsioonid:[CO 2 ] R = [H 2 ] R = NS mol / l; [CO] R = (3 – NS ) mol / l;[N 2 O] R = (2 – NS ) mol / l.Teades tasakaalukonstanti, leiame väärtuse NS ja seejärel kõigi ainete algkontsentratsioonid:

Seega on otsitavad tasakaalukontsentratsioonid:[CO 2 ] R = 1,2 mol/l;[N 2 ] R = 1,2 mol/l;[CO] R = 3 - 1,2 = 1,8 mol/l;[N 2 O] R = 2 - 1,2 = 0,8 mol / l.
Laadimine ...Laadimine ...