Pamokos samprata apie katalizatorių cheminės reakcijos greitį. Chemijos pamoka apie cheminių reakcijų greitį. Praktinis darbas grupėse

Skyriai: Chemija

Pamokos tikslas

  • edukacinis: tęsti sąvokos „cheminių reakcijų greitis“ formavimą, išvesti vienarūšių ir nevienalyčių reakcijų greičio skaičiavimo formules, svarstyti, nuo kokių veiksnių priklauso cheminių reakcijų greitis;
  • kuriant: mokyti apdoroti ir analizuoti eksperimentinius duomenis; gebėti išsiaiškinti ryšį tarp cheminių reakcijų greičio ir išorinių veiksnių;
  • edukacinis: tęsti bendravimo įgūdžių ugdymą poroje ir komandoje; sutelkti studentų dėmesį į žinių svarbą apie kasdieniame gyvenime vykstančių cheminių reakcijų greitį (metalo korozija, rūgpienis, puvimas ir kt.)

Mokymo priemonės: D. multimedijos projektorius, kompiuteris, skaidrės pagrindiniais pamokos klausimais, kompaktinė plokštelė „Kirilas ir Metodijus“, lentelės ant lentelių, laboratorinių darbų protokolai, laboratorinė įranga ir reagentai;

Mokymo metodai: reprodukcinis, tiriamasis, iš dalies tiriamasis;

Užsiėmimų organizavimo forma: pokalbis, praktinis darbas, savarankiškas darbas, testavimas;

Studentų darbo organizavimo forma: frontalinis, individualus, grupinis, kolektyvinis.

1. Užsiėmimo organizavimas

Klasės pasirengimas darbui.

2. Pasirengimas pagrindiniam mokomosios medžiagos įsisavinimo etapui. Pagalbinių žinių ir įgūdžių aktyvinimas(1 skaidrė, žr. pamokos pristatymą).

Pamokos tema „Cheminių reakcijų greitis. Veiksniai, įtakojantys cheminės reakcijos greitį“.

Užduotis: išsiaiškinti, koks yra cheminės reakcijos greitis ir nuo kokių veiksnių ji priklauso. Pamokos metu susipažinsime su klausimo aukščiau pateikta tema teorija. Praktiškai patvirtinsime kai kurias savo teorines prielaidas.

Numatyta studentų veikla

Aktyvus mokinių darbas parodo jų pasirengimą suvokti pamokos temą. Reikalingos mokinių žinios apie cheminės reakcijos greitį nuo 9 klasės kurso (bendravimas tarp dalyko).

Aptarkime šiuos klausimus (priekyje, 2 skaidrė):

  1. Kodėl mums reikia žinių apie cheminių reakcijų greitį?
  2. Kokie pavyzdžiai gali patvirtinti, kad cheminės reakcijos vyksta skirtingu greičiu?
  3. Kaip nustatomas mechaninio judėjimo greitis? Koks šio greičio matavimo vienetas?
  4. Kaip nustatomas cheminės reakcijos greitis?
  5. Kokias sąlygas reikia sudaryti, kad prasidėtų cheminė reakcija?

Panagrinėkime du pavyzdžius (eksperimentą atlieka mokytojas).

Ant stalo yra du mėgintuvėliai, viename šarmo tirpalas (KOH), kitame - vinis; supilkite CuSO4 tirpalą į abu mėgintuvėlius. Ką mes matome?

Numatyta studentų veikla

Remdamiesi pavyzdžiais, mokiniai vertina reakcijos greitį ir daro atitinkamas išvadas. Atliktų reakcijų užrašymas lentoje (du mokiniai).

Pirmajame mėgintuvėlyje reakcija įvyko akimirksniu, antrajame - kol kas matomų pakitimų nėra.

Sudarykime reakcijų lygtis (du mokiniai lentoje užrašo lygtis):

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

Kokią išvadą galime padaryti iš atliktų reakcijų? Kodėl viena reakcija yra momentinė, o kita lėta? Norėdami tai padaryti, būtina atsiminti, kad yra cheminių reakcijų, kurios vyksta visame reakcijos erdvės tūryje (dujose ar tirpaluose), ir yra kitų, kurios vyksta tik medžiagų sąlyčio paviršiuje (kietosios medžiagos degimas). dujose, metalo sąveika su rūgštimi, mažiau aktyvaus metalo druska).

Numatyta studentų veikla

Remdamiesi demonstruoto eksperimento rezultatais, mokiniai daro išvadą: 1 reakcija yra vienalytė, o reakcija

2 - nevienalytis.

Šių reakcijų greičiai bus matematiškai apibrėžti įvairiais būdais.

Cheminių reakcijų greičių ir mechanizmų tyrimas vadinamas cheminė kinetika.

3. Naujų žinių ir veiksmų metodų įsisavinimas(3 skaidrė)

Reakcijos greitis nustatomas pagal medžiagos kiekio pokytį per laiko vienetą

V padalinyje

(homogeniškam)

Ant medžiagų S kontaktinio paviršiaus vieneto (jei nevienalytė)

Akivaizdu, kad naudojant tokį apibrėžimą, reakcijos greičio reikšmė nepriklauso nuo tūrio vienalytėje sistemoje ir nuo reagentų kontaktinio ploto nevienalytėje sistemoje.

Numatyta studentų veikla

Aktyvūs studentų veiksmai su tyrimo objektu. Lentelės įvedimas į sąsiuvinį.

Iš to išplaukia du svarbūs dalykai (4 skaidrė):

2) skaičiuojama greičio reikšmė priklausys nuo to, kokia medžiaga ji nustatoma, o pastarosios pasirinkimas priklauso nuo jo kiekio matavimo patogumo ir paprastumo.

Pavyzdžiui, reakcijai 2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О: υ (pagal Н 2) = 2 υ (pagal О 2) = υ (pagal Н 2 О)

4. Pirminių žinių apie cheminės reakcijos greitį įtvirtinimas

Norėdami konsoliduoti nagrinėjamą medžiagą, išspręsime skaičiavimo uždavinį.

Numatyta studentų veikla

Pradinis supratimas apie įgytas žinias apie reakcijos greitį. Problemos sprendimo teisingumas.

Užduotis (5 skaidrė). Cheminė reakcija vyksta tirpale, pagal lygtį: A + B = C. Pradinės koncentracijos: medžiaga A - 0,80 mol / l, medžiaga B - 1,00 mol / l. Po 20 minučių medžiagos A koncentracija sumažėjo iki 0,74 mol / l. Nustatykite: a) vidutinį reakcijos greitį per šį laikotarpį;

b) medžiagos B koncentracija po 20 min. Sprendimas (4 priedas, 6 skaidrė).

5. Naujų žinių ir veiksmų metodų įsisavinimas(laboratorinių darbų atlikimas kartojimo ir naujos medžiagos studijavimo eigoje, etapais, 2 priedas).

Žinome, kad įvairūs veiksniai turi įtakos cheminės reakcijos greičiui. Kuris?

Numatyta studentų veikla

Remtis 8-9 klasių žiniomis, rašyti į sąsiuvinį studijuojant medžiagą. Sąrašas (7 skaidrė):

Reagentų pobūdis;

Temperatūra;

Reagentų koncentracija;

Katalizatorių veikimas;

Reagentų kontaktinis paviršius (atliekant nevienalytes reakcijas).

Visų išvardytų veiksnių įtaką reakcijos greičiui galima paaiškinti naudojant paprastą teoriją - susidūrimo teorija (8 skaidrė). Pagrindinė jo mintis tokia: reakcijos vyksta susidūrus reagentų dalelėms, kurios turi tam tikrą energiją.

Iš čia galime padaryti tokias išvadas:

  1. Kuo daugiau reagento dalelių, kuo arčiau viena kitos, tuo didesnė tikimybė, kad jos susidurs ir sureaguos.
  2. Sukelia tik reakciją veiksmingi susidūrimai, tie. tie, kuriuose „senieji ryšiai“ suardomi arba susilpnėja ir todėl gali susiformuoti „nauji“. Tačiau tam dalelės turi turėti pakankamai energijos.

Minimali perteklinė energija (virš vidutinės dalelių energijos sistemoje), reikalinga efektyviam dalelių susidūrimui sistemoje), reikalinga efektyviam reagentų dalelių susidūrimui, vadinamaaktyvacijos energija E a.

Numatyta studentų veikla

Sąvokos supratimas ir apibrėžimo užrašymas sąsiuvinyje.

Taigi visoms dalelėms, patenkančioms į reakciją, atsiranda tam tikras energijos barjeras, lygus aktyvacijos energijai. Jei jis mažas, tada yra daug dalelių, kurios sėkmingai ją įveikia. Esant dideliam energetiniam barjerui, jam įveikti reikia papildomos energijos, kartais užtenka gero „pastūmimo“. Uždegu spiritinę lempą – duodu papildomos energijos E a, būtinas norint įveikti energetinį barjerą reaguojant alkoholio molekulėms su deguonies molekulėmis.

Apsvarstykite faktoriai, kurie turi įtakos reakcijos greičiui.

1) Reagentų prigimtis(9 skaidrė) Reaguojančių medžiagų prigimtis suprantama kaip jų sudėtis, struktūra, atomų tarpusavio įtaka neorganinėse ir organinėse medžiagose.

Medžiagų aktyvacijos energijos dydis yra veiksnys, per kurį turi įtakos reaguojančių medžiagų prigimties įtaka reakcijos greičiui.

Instruktažas.

Savarankiškas išvadų formulavimas (3 priedas namuose)

Per užsiėmimus

I. Pamokos pradžios organizavimas.

II. Pasiruošimas pagrindiniam pamokos etapui.

III. Žinių konkretinimas, veiksmų metodų įtvirtinimas, žinių apie dėsnius, kuriais galite valdyti chemines reakcijas, sisteminimas.

IV. Pamokos rezultatų apibendrinimas, informacija apie namų darbus.

I. Pamokos pradžios organizavimas

Scenos tikslas: paruošti mokinius darbui klasėje.

Mokytojas:Šiandien tęsime temą „Cheminės reakcijos greitis“ ir išsiaiškinsime, ar žmogus, turėdamas tam tikrų žinių, gali valdyti cheminę reakciją. Norėdami išspręsti šią problemą, einame į virtualią laboratoriją. Norėdami jį įvesti, turite parodyti savo žinias apie cheminės reakcijos greitį.

II. Pasiruošimas pagrindiniam pamokos etapui

Etapo tikslai: pagrindinių žinių ir įgūdžių atnaujinimas, mokinių motyvacijos ir priėmimo pamokos tikslo užtikrinimas.

Mokinių žinių atnaujinimas

Mokytojas organizuoja priekinį pokalbį:

1 klausimas: ką tiria cheminė kinetika?

Tariamas atsakymas: cheminė kinetika – mokslas apie dėsnius, reguliuojančius cheminių reakcijų eigą laike.

2 klausimas: į kokias dvi grupes galima suskirstyti reakcijas priklausomai nuo cheminių medžiagų būsenos?

Tariamas atsakymas: jei cheminės reakcijos vyksta homogeninėje terpėje, pavyzdžiui, tirpale arba dujų fazėje, jos vadinamos vienarūšėmis. Ir jei reakcija vyksta tarp skirtingų agregacijos būsenų medžiagų, jos vadinamos nevienalytėmis.

3 klausimas: kaip nustatyti nevienalytės reakcijos greitį?

Tariamas atsakymas: nevienalytės reakcijos greitis apibrėžiamas kaip medžiagos kiekio pokytis per laiko vienetą paviršiaus vienete (mokinys užrašo formulę lentoje)

4 klausimas: kaip nustatyti vienalytės reakcijos greitį?

Tariamas atsakymas: Vienalytės reakcijos greitis apibrėžiamas kaip vienos iš medžiagų koncentracijos pokytis per laiko vienetą (mokinys lentoje užrašo formulę).

Mokytojas: Dabar, remdamiesi savo gyvenimo patirtimi, tarkime:

5 klausimas: kas sudegs greičiau: lenta ar medžio drožlės?

Tariamas atsakymas: medžio drožlės sudegs greičiau.

6 klausimas: kur anglis degs greičiau: ore ar deguonimi?

Tariamas atsakymas: greičiau anglis degs deguonimi.

III. Žinių konkretinimas, veiksmų metodų įtvirtinimas, žinių apie dėsnius, kuriais galite valdyti chemines reakcijas, sisteminimas.

Scenos tikslas: užtikrinti žinių ir veiklos metodų įsisavinimą, organizuojant aktyvią produktyvią mokinių veiklą.

Mokytojo įvadinis pasakojimas (kartu su kompiuteriniu pristatymu):

Mokytojas: naudodamiesi savo gyvenimo patirtimi, atspėjote teisingai. Iš tiesų cheminės reakcijos greitis priklauso nuo daugelio veiksnių. Pagrindiniai yra: reagentų pobūdis ir koncentracija, slėgis, temperatūra, reagentų kontaktinis paviršius, katalizatorių poveikis.

Tęsdami taip pat naudosime mokymo programoje esančią informaciją.

Mokiniai, vadovaujami dėstytojo, sprendžia kiekvieną eksperimentinę problemą, o mokytojas, naudodamas kompiuterinį pristatymą, veda mokinius prie pagrįstų išvadų.

Darbo rezultatas:


Medžiagos tvirtinimas.

Uždavinys: Reakcijai medžiagos buvo paimtos 40 C temperatūroje, po to pakaitintos iki 70 C. Kaip pasikeis cheminės reakcijos greitis, jei jos temperatūros koeficientas lygus 2?

Atsakymas: cheminės reakcijos greitis padidės 8 kartus.

Mokytojas: Taigi, kokią išvadą galime padaryti: ar žmogus gali kontroliuoti reakcijų greitį?

Tariamas atsakymas: taip, galbūt, jei jis turi cheminės kinetikos žinių.

IV. Pamokos santrauka, namų darbų informacija

Etapo tikslai:įvertinkite pamokoje atliktą darbą ir parodykite atlikto darbo vertę tolesniam temos studijavimui.

Mokytojas: Prisiminkime pamokos eigą, ko išmokome šiandien, ko išmokome?

Atspindys. Mokinių pasisakymai.

Mokytojas: namų darbai: 6.1 pastraipa, išmokite lentelės informaciją. Atlikite 5, 6, 8 pratimus 108-109 puslapiuose.

Pamokos „Cheminių reakcijų greitis“ technologinis žemėlapis

Pagrindiniai technologinio žemėlapio taškai

Privaloma bendroji dalis

Disciplinos pavadinimas

Pamokos tema

Cheminės reakcijos greitis

Profesijos tipas ir tipas

Kombinuota pamoka

Kartojimas, paskaita

Pamokos tikslai

(kaip tikimasi mokymosi rezultatų)

Po pamokos mokiniai:

toliau formuoti sąvoką „cheminių reakcijų greitis“, išsiaiškinti, nuo kokių veiksnių priklauso cheminių reakcijų greitis;

toliau mokytis apdoroti ir analizuoti eksperimentinius duomenis; išsiaiškinti ryšį tarp cheminių reakcijų greičio ir išorinių veiksnių;

toliau lavinti bendravimo įgūdžius dirbant porose ir komandoje; sutelkti dėmesį į žinių svarbą apie kasdieniame gyvenime vykstančių cheminių reakcijų greitį (metalo koroziją, pieno rūgimą, puvimą ir kt.)

sustiprinti gebėjimą dirbti su elektroniniu vadovu, lentelėmis, informacine medžiaga, papildoma literatūra

Mokymo metodai

Iš dalies – paieška (reprodukcinė)

Suformuotos kompetencijos (bendrosios kompetencijos (BK) ir profesinės kompetencijos (PC))

Bendra: suformuluoti savo vertybes, susijusias su studijuojamomis disciplinomis ir veiklos sritimis;

gebėti priimti sprendimus, prisiimti atsakomybę už jų pasekmes;

vykdyti individualią ugdymo trajektoriją, atsižvelgiant į bendruosius reikalavimus ir normas;

turėti įvairių kalbinės veiklos rūšių.

Profesionalus: turėti įgūdžių dirbti su įvairiais informacijos šaltiniais (elektroniniu vadovu, internetu, žodynais, žinynais, knygomis, vadovėliais);

savarankiškai ieškoti, išgauti, analizuoti ir atrinkti ugdymo problemoms spręsti reikalingą informaciją;

orientuotis informacijos srautuose, gebėti sąmoningai suvokti informaciją;

mokėti naudotis informacinėmis priemonėmis (kompiuteriu, spausdintuvu);

ugdymo problemoms spręsti naudoti informacines ir telekomunikacines technologijas: garso ir vaizdo įrašymą, elektroninį paštą, internetą;

gebėti pritaikyti įgytas žinias praktikoje.

Tezauro studijų sritis

Cheminė kinetika yra chemijos šaka, tirianti cheminių reakcijų greitį ir mechanizmus.

Sistema chemijoje yra nagrinėjama medžiaga arba medžiagų rinkinys.

Fazė yra sistemos dalis, atskirta nuo kitų dalių sąsaja.

Homogeninė (homogeninė) sistema – iš vienos fazės susidedanti sistema.

Heterogeninė (nehomogeninė) sistema – sistema, susidedanti iš dviejų ar daugiau fazių.

Homogeninės cheminės reakcijos greitis yra medžiagos kiekis, patenkantis į reakciją arba susidarantis dėl reakcijos per laiko vienetą sistemos tūrio vienetui.

Heterogeninės cheminės reakcijos greitis yra medžiagos kiekis, patenkantis į reakciją arba susidarantis dėl reakcijos per laiko vienetą per sąsajos vienetą.

Veiksniai, turintys įtakos reakcijos greičiui:

Reagentų pobūdis;

Reagentų koncentracija;

Temperatūra;

Katalizatorių buvimas.

Katalizatorius – tai medžiaga, kuri keičia (padidina) reakcijos greitį, bet dėl ​​reakcijos nesunaudojama.

Inhibitorius – tai medžiaga, kuri keičia (lėtina) reakcijos greitį, bet dėl ​​reakcijos nesunaudojama.

Fermentai (fermentai) yra biologiniai katalizatoriai.

Veikiančių masių dėsnis.

Naudotos priemonės, įskaitant. IKT įrankiai

Kompiuterio terminalas, multimedijos projektorius, demonstracinis ekranas, nešiojamas kompiuteris, kolonėlės, 15 asmeninių kompiuterių, kompaktinis diskas su pristatymais ir druskų hidrolizės eksperimentų demonstravimu; pagrindinė ir papildoma literatūra

Tarpdalykinės ir santykių sąsajos

Tarpdisciplininiai: biologija (cheminės reakcijos gyvame organizme), fizika (reakcijų terminio poveikio samprata, fizikinių veiksnių įtaka cheminės reakcijos greičiui)

Mokomieji ištekliai (įskaitant internetą)

E-mokymosi sistema "Academy-Media", chemijos svetainės XuMuk.ru, Alhimik.ru, Naudinga informacija apie chemiją, pagrindinė ir papildoma literatūra

Pamokos etapai

Scenos trukmė

rezultatus

Vertinimo kriterijai ir metodas

Mokytojo funkcija

Studentų veiklos organizavimas

Pamokos pradžios organizavimas

Sveikinimai

Mokinių pasirengimo pamokai tikrinimas

Įrangos parengtis

EO sistemos paleidimas

Nedalyvaujančių studentų nustatymas

Sveikinimai

Prižiūrėtojas skambina nedalyvaujantiems studentams

Namų darbų patikra

Kortelių su individualia užduotimi išdavimas, užduočių rodymas visai grupei

Užduočių atlikimas, savęs patikrinimas ir patikrinimas poromis

Mokinių rengimo aktyviam ir sąmoningam naujos medžiagos įsisavinimui etapas

Pamokos temos paskelbimas ir jos tikslų apibrėžimas

Temos rašymas sąsiuvinyje

Ieškokite atitinkamos temos EO sistemoje

Žinių atnaujinimas, motyvacijos etapas

Frontalinis pokalbis

Klausti klausimus

Diskusijų valdymas

Atsakydami į klausimus, papildydami vienas kito atsakymus

Naujų žinių įsisavinimo etapas

Užduočių išdavimas elektroniniame vadove, konsultacijos

Darbas su elektroniniu vadovu

Pirminis žinių įsisavinimo patikrinimas

Užduočių išdavimas, vykdymo kontrolė

Užduočių atlikimas

Pirminis žinių įtvirtinimas

Eksperimentų šia tema demonstravimas naudojant projektorių ir ekraną

Stebėjimas

Reakcijų lygčių formulavimas

Žinių kontrolė ir savikontrolė. Refleksinės kontrolės stadija

Lygčių rašymo valdymas, įvertinimas, apibendrinimas

Savikontrolė, išvados

Pamokos rezultatų apibendrinimas

Pamokos tikslo pasiekimo sėkmės analizė

Ateities darbo perspektyvų įvertinimas

Namų darbų informacija, nurodymai kaip juos atlikti

Namų darbų išdavimas

Instruktažo apie jo įgyvendinimą vedimas

Namų darbų įrašymas, klausimai jiems patikslinti



O.I. Ivanova, Čečėnijos Respublikos Kanašo rajono MBOU „Napolnokotyakskaya vidurinės mokyklos“ chemijos mokytoja

Pamoka „Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui“

Pamokos tikslas: veiksnių, turinčių įtakos cheminės reakcijos greičiui, tyrimas

Užduotys:

išsiaiškinti, kokie veiksniai turi įtakos cheminių reakcijų greičiui

mokyti paaiškinti kiekvieno veiksnio įtaką;

skatinti mokinių pažintinę veiklą, kuriant probleminę situaciją;

formuoti moksleivių kompetenciją (ugdomąją ir pažintinę, komunikacinę, sveikatos išsaugojimo);

tobulinti mokinių praktinius įgūdžius.

Pamokos tipas: probleminis-dialoginis.

Darbo formos: grupė, individuali.

Įranga ir reagentai: mėgintuvėlių rinkinys, laikiklis mėgintuvėliams, stovas, spiritinė lempa, drožlė, degtukai, cinko granulės, cinko milteliai, vario oksido milteliai, magnis, sieros rūgšties tirpalas (10 % tirpalas), vandenilio peroksidas, kalio dichromatas , vario sulfatas, geležies vinis, natrio hidroksidas, kreida.

Užsiėmimų metu:

1 etapas:

Skambinti: Sveiki bičiuliai! Šiandien prisistatysime kaip mokslininkai-tyrėjai. Tačiau prieš pradedant studijuoti naują medžiagą, norėčiau pademonstruoti nedidelį eksperimentą. Pažiūrėkite į lentą ir padarykite prielaidas apie šių reakcijų eigą:

A) vario ir geležies sulfatas;

B) vario sulfato ir kalio hidroksido tirpalas

Ar šios reakcijos tęsis? Eik prie lentos ir užsirašyk šių reakcijų lygtis.

Panagrinėkime šiuos pavyzdžius (eksperimentą atlieka mokytojas).

Ant stalo yra du mėgintuvėliai, abiejuose yra vario sulfato tirpalas, tačiau viename mėgintuvėlyje, pridėjus natrio chlorido, į abu mėgintuvėlius įlašinami aliuminio granulės. Ką mes matome?

PROBLEMA: Kodėl antruoju atveju mes nematome reakcijos požymių, ar mūsų prielaidos klaidingos?

IŠVADA: Cheminės reakcijos vyksta skirtingu greičiu. Kai kurios vyksta lėtai, mėnesius, pavyzdžiui, dėl geležies korozijos arba vynuogių sulčių fermentacijos (fermentacijos), todėl susidaro vynas. Kiti užbaigiami per kelias savaites ar dienas, pavyzdžiui, alkoholinė gliukozės fermentacija. Dar kitos baigiasi labai greitai, pavyzdžiui, netirpių druskų nusodinimas, o kai kurios – iš karto, pavyzdžiui, sprogimai.

Daugelis reakcijų vandeniniuose tirpaluose vyksta beveik akimirksniu, labai greitai: tai joninės reakcijos, atsirandančios susidarius nuosėdoms, dujoms arba neutralizacijos reakcijai.

Dabar prisiminkime, ką žinote apie cheminių reakcijų greitį.

Sąvokos supratimas. Išvardykite apibrėžimą, formules, matavimo vienetus.

PROBLEMA: Ką reikia žinoti, kad galėtumėte kontroliuoti cheminės reakcijos greitį? (Žinokite, kokios sąlygos turi įtakos greičiui)

Kaip vadinasi šios sąlygos, kurias ką tik išvardijote? (Faktoriai)

Ant lentelių priešais jus stovi cheminiai prietaisai ir reagentai. Kaip manote, kokiu tikslu atliksite eksperimentus? (Siekiant ištirti veiksnių įtaką reakcijos greičiui)

Dabar pereiname prie šios dienos pamokos temos. Šioje pamokoje nagrinėsime veiksnius.

Į sąsiuvinius rašome temos pavadinimą ir datą.

IIetapas:

TURINIO PRASMĖ.

Kokie veiksniai turi įtakos cheminių reakcijų greičiui?

Studentai išvardija: temperatūra, reagentų pobūdis, koncentracija, kontaktinis paviršius, katalizatoriai.

Kaip jie gali pakeisti reakcijos greitį?(Studentai siūlo savo spėjimus)

Mokytojas: Visų šių veiksnių įtaką cheminių reakcijų greičiui galima paaiškinti naudojant paprastą teoriją – susidūrimų teoriją. Pagrindinė jo mintis tokia: reakcijos vyksta susidūrus reagentų dalelėms, kurios turi tam tikrą energiją. Iš čia galime padaryti tokias išvadas:

Kuo daugiau reagento dalelių, tuo didesnė tikimybė, kad jos susidurs ir sureaguos.

Tik efektyvūs susidūrimai sukelia reakciją, t.y. tie, kuriuose „senieji ryšiai“ suardomi arba susilpnėja ir todėl gali susiformuoti „nauji“. Tačiau tam dalelės turi turėti tam tikrą energiją.

Minimali perteklinė energija, reikalinga efektyviam reagento dalelių susidūrimui, vadinama aktyvavimo energija (apibrėžimas įrašomas į nešiojamuosius kompiuterius).

Taigi visų dalelių, patenkančių į reakciją, kelyje yra tam tikras barjeras, lygus aktyvacijos energijai. Jei jis mažas, tada yra daug dalelių, kurios sėkmingai ją įveikia. Esant dideliam energetiniam barjerui, jam įveikti reikia papildomos energijos, kartais užtenka „gero postūmio“.

Atsigręžiame į Leonardo da Vinci teiginį (Patyrimu nepatikrintos žinios yra bevaisės ir kupinos klaidų).

Mokytojas: Kaip jūs suprantate šių žodžių reikšmę?(testo teorija su praktika)

Taip, iš tiesų, bet kuri teorija turi būti patikrinta ir praktiškai. Tada jūs pats turite ištirti įvairius reakcijos greičio veiksnius. Norėdami tai padaryti, atliksite reakcijas, vadovaudamiesi lentelėse pateiktomis instrukcijomis, sudarysite eksperimento protokolą. Po to vienam mokiniui iš grupės reikės prieiti prie lentos, paaiškinti, kokio faktoriaus įtaką įvertinote, lentoje užrašyti lygtis ir pagal susidūrimo teoriją ir suaktyvinimo teoriją padaryti išvadą.

Saugos instruktažas.

PRAKTINIŲ DARBŲ VYKDYMAS GRUPĖSE

1 kortelė: Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui:

1. Reaguojančių medžiagų pobūdis.

Į du mėgintuvėlius įpilkite šiek tiek sieros rūgšties.

2. Į vieną įmerkite nedidelį kiekį magnio, o į kitą – cinko granulę.

3. Palyginkite įvairių metalų sąveikos su sieros rūgštimi greitį.

4. Kokia, jūsų nuomone, yra skirtingų rūgščių reakcijų su šiais metalais greičių priežastis.

5. Kokio veiksnio įtaką išsiaiškinote šio darbo metu?

6. Laboratorijos protokole raskite jūsų patirtį atitinkančias pusines reakcijas ir pridėkite reakcijų lygtis.

2 kortelė. Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui:

2. Reagentų koncentracija.

Būkite atsargūs dirbdami su medžiagomis. Prisiminkite saugos taisykles.

1. Į du mėgintuvėlius supilkite 1-2 ml sieros rūgšties.

2. Į vieną iš mėgintuvėlių įpilkite tokio pat tūrio vandens.

3. Į kiekvieną mėgintuvėlį įdėkite po cinko granulę.

4. Kuriame mėgintuvėlyje greičiau prasidėjo vandenilio išsiskyrimas?

3 kortelė. Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui:

3. Reaguojančių medžiagų sąlyčio sritis.

Būkite atsargūs dirbdami su medžiagomis. Prisiminkite saugos taisykles.

1. Skiedinyje sutrinkite nedidelį kreidos gabalėlį.

2. Į du mėgintuvėlius įpilkite šiek tiek sieros rūgšties tirpalo. Būkite labai atsargūs, įpilkite labai mažai rūgšties!

3. Vienu metu į vieną mėgintuvėlį įdėkite miltelių, o į kitą – kreidos gabalėlį.

4. Kuriame mėgintuvėlyje reakcija bus greitesnė?

5. Kokio veiksnio įtaką išsiaiškinote šiame eksperimente?

6. Kaip tai galima paaiškinti susidūrimo teorijos požiūriu?

7. Parašykite reakcijos lygtį.

4 kortelė. Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui:

4. Temperatūra.

Būkite atsargūs dirbdami su medžiagomis. Prisiminkite saugos taisykles.

1. Supilkite sieros rūgšties tirpalą į abu mėgintuvėlius ir po vieną įdėkite į juos vario oksido granules.

2. Švelniai pašildykite vieną iš vamzdelių. Pirmiausia mėgintuvėlį šildome šiek tiek įstrižai, bandydami sušildyti per visą ilgį, tada tik apatinę dalį, jau ištiesinus mėgintuvėlį. Laikykite vamzdelį su laikikliu.

3. Kuriame mėgintuvėlyje reakcija vyksta intensyviau?

4. Kokio veiksnio įtaką išsiaiškinote šiame eksperimente?

5. Kaip tai galima paaiškinti susidūrimo teorijos požiūriu?

6. Parašykite reakcijos lygtį.

5 kortelė. Veiksniai, turintys įtakos cheminės reakcijos greičiui:

5. Specialių medžiagų – katalizatorių buvimas, medžiagos, kurios padidina cheminės reakcijos greitį.

Būkite atsargūs dirbdami su medžiagomis. Prisiminkite saugos taisykles.

Į dvi stiklines supilkite vandenilio peroksidą.

Į vieną iš mėgintuvėlių atsargiai pabarstykite kelis kalio dichromato kristalus. Sumaišykite gautą tirpalą stikline lazdele.

Uždekite skeveldrą, tada užgesinkite. Rūkstančią skeveldrą pridėkite prie abiejų stiklinių tirpalų kuo arčiau tirpalo, neliesdami skysčio. Dėmė turėtų užsidegti.

Kuriame mėgintuvėlyje greitai išsiskiria dujos? Kokios tai dujos?

Kokį vaidmenį šioje reakcijoje atlieka kalio dichromatas?

Kokio veiksnio įtaką sužinojote šiame eksperimente?

Parašykite reakcijos lygtį.

GAUTŲ REZULTATŲ APTARIMAS.

Diskusijai prie lentos ateina po vieną studentą iš kiekvienos darbo grupės (paeiliui)

Laboratorinių darbų apibendrinimo protokolo sudarymas pagal seminaro klausimus.

Reakcijų lygtys užrašomos lentoje ir padaromos atitinkamos išvados. Visi kiti studentai išvadas ir lygtis įrašo į protokolą.

Reagentų prigimties įtaka

Problema:

Mokytojas: kietųjų medžiagų mėginio paimtų medžiagų masės, druskos rūgšties koncentracija, reakcijos sąlygos vienodos, tačiau vykstančių procesų intensyvumas (vandenilio išsiskyrimo greitis) skiriasi?

Diskusija:

Mokiniai: paėmėme skirtingus metalus.

Mokytojas: visos medžiagos yra sudarytos iš cheminių elementų atomų. Kuo skiriasi cheminiai elementai pagal jūsų žinias apie periodinį dėsnį ir DI Mendelejevo periodinę lentelę?

Mokiniai: Serijos numeris, padėtis D. I. Mendelejevo periodinėje lentelėje, tai yra, jie turi skirtingą elektroninę struktūrą, todėl šių atomų suformuotos paprastos medžiagos turi skirtingas savybes.

Mokytojas: tai yra šios medžiagos yra kitokio pobūdžio. Taigi cheminės reakcijos greitis priklausys nuo konkrečios reaguojančios medžiagos pobūdžio, nes jos turi skirtingą struktūrą ir savybes.

Išvestis:

Mokiniai: Cheminės reakcijos greitis priklausys nuo reaguojančių medžiagų pobūdžio: kuo aktyvesnis metalas (medžiaga), tuo didesnis cheminės reakcijos greitis.

Koncentracijos poveikis

Problema: visų reaguojančių medžiagų pobūdis, eksperimento sąlygos vienodos, tačiau vykstančių procesų intensyvumas (vandenilio išsiskyrimo greitis) skiriasi?

Diskusija:

Mokytojas: Kodėl skiriasi cheminės reakcijos greitis, nes reaguoja tos pačios cheminės prigimties medžiagos?

Mokiniai:Įpylus vandens, viename mėgintuvėlyje pakeitėme (sumažinome) sieros rūgšties koncentraciją, tuo tarpu sumažėjo vandenilio išsiskyrimo greitis.

Išvestis:

Mokiniai: Cheminės reakcijos greitis priklausys nuo reagentų koncentracijos: kuo didesnė reaguojančių medžiagų koncentracija, tuo didesnis cheminės reakcijos greitis.

Mokytojo paaiškinimas: REAKTYVIŲJŲ MEDŽIAGŲ KONCENTRACIJA.

Kuo daugiau reagento dalelių, kuo arčiau viena kitos, tuo didesnė tikimybė, kad jos susidurs ir sureaguos. Remdamasis dideliu kiekiu eksperimentinės medžiagos 1867 m. Norvegų mokslininkai K. Guldbergas ir P. Vaage ir nepriklausomai nuo jų 1865 m. rusų mokslininkas N. I. Beketovas suformulavo pagrindinį cheminės kinetikos dėsnį, nustatantį reakcijos greičio priklausomybę nuo reaguojančių medžiagų koncentracijų:

Reakcijos greitis yra proporcingas reagentų koncentracijų sandaugai, paimtai galiomis, lygiomis jų koeficientams reakcijos lygtyje.

Šis įstatymas taip pat vadinamas masių dėsnis veikiant.Galioja tik dujinėms ir skystoms medžiagoms!

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

1 pratimas. Parašykite šių reakcijų kinetines lygtis:

2 užduotis.

Kaip pasikeis reakcijos greitis pagal kinetinę lygtį

v = kCA2CB, jei medžiagos A koncentracija padidinama 3 kartus.

Priklausomybė nuo reagentų paviršiaus ploto

Problema:

Mokytojas: visos medžiagos yra vienodos savo chemine prigimtimi, vienodos masės ir koncentracijos, reaguoja toje pačioje temperatūroje, tačiau skiriasi vandenilio išsiskyrimo intensyvumas (taigi ir greitis).

Diskusija:

Mokiniai: Vienodo svorio gabalas ir kreidos milteliai turi skirtingus tūrius mėgintuvėlyje, skirtingą šlifavimo laipsnį. Ten, kur šis patobulinimo laipsnis yra didžiausias, vandenilio išsiskyrimo greitis yra didžiausias.

Mokytojas:ši charakteristika yra reaguojančių medžiagų kontaktinio paviršiaus plotas. Mūsų atveju kalcio karbonato kontakto su H2SO4 tirpalu paviršiaus plotas yra skirtingas.

Išvestis:

Mokiniai: Cheminės reakcijos greitis priklauso nuo reaguojančių medžiagų sąlyčio ploto: kuo didesnis reaguojančių medžiagų kontaktinis plotas (šlifavimo laipsnis), tuo didesnis reakcijos greitis.

Mokytojas: Tokia priklausomybė pastebima ne visada: todėl kai kurioms nevienalytėms reakcijoms, pavyzdžiui, kietųjų dujų sistemoje, esant labai aukštai temperatūrai (daugiau nei 500 ° C), labai susmulkintos (iki miltelių) medžiagos gali sukepti ir taip sumažinti. reaguojančių medžiagų kontaktinio paviršiaus plotas.

Temperatūros įtaka

Problema:

Mokytojas: eksperimentui paimtos medžiagos yra vienodos prigimties, paimtų CuO miltelių masė ir sieros rūgšties koncentracija taip pat vienoda, tačiau skiriasi reakcijos greitis.

Diskusija:

Mokiniai: Tai reiškia, kad kai keičiasi reakcijos temperatūra, keičiame ir jos greitį.

Mokytojas: Ar tai reiškia, kad kylant temperatūrai padidės visų cheminių reakcijų greitis?

Mokiniai: Nr. Kai kurios reakcijos vyksta labai žemoje ir net minusinėje temperatūroje.

Išvestis:

Mokiniai: Vadinasi, bet koks temperatūros pokytis keliais laipsniais smarkiai pakeis cheminės reakcijos greitį.

Mokytojas: Praktiškai taip skamba Van't Hoffo dėsnis, kuris veiks čia: Kai reakcijos temperatūra keičiasi kas 10 ºС, cheminės reakcijos greitis kinta (padidėja arba mažėja) 2-4 kartus.

Mokytojo komentaras: TEMPERATŪRA

Kuo aukštesnė temperatūra, tuo aktyvesnės dalelės, didėja jų judėjimo greitis, todėl daugėja susidūrimų. Reakcijos greitis didėja.

Van't Hoffo taisyklė:

Didėjant temperatūrai kas 10 ° C, bendras susidūrimų skaičius padidėja tik ~ 1,6%, o reakcijos greitis padidėja 2–4 ​​kartus (100–300%).

Skaičius, rodantis, kiek kartų padidėja reakcijos greitis, kai temperatūra pakyla 10 °C, vadinamas temperatūros koeficientu.

Van't Hoffo taisyklė matematiškai išreiškiama tokia formule:

kurV1 - reakcijos greitis esant temperatūrait2 ,

V2 - reakcijos greitis temperatūrojet1 ,

y- temperatūros koeficientas.

Išspręsti problemą:

Nustatykite, kaip pasikeis kokios nors reakcijos greitis temperatūrai pakilus nuo 10 iki 500C. Reakcijos temperatūros koeficientas yra 3.

Sprendimas:

pakeiskite užduoties duomenis į formulę:

reakcijos greitis padidės 81 kartą.

Katalizatoriaus poveikis

Problema:

Mokytojas: medžiaga abiem atvejais ta pati, prigimtis ta pati, toje pačioje temperatūroje, reagento koncentracija ta pati, kodėl skiriasi greitis?

Diskusija:

Mokytojas: Tokios medžiagos, kurios pagreitina chemines reakcijas, vadinamos katalizatoriais. Yra medžiagų, kurios lėtina reakcijas, jos vadinamos inhibitoriais.

Išvestis:

Mokiniai: katalizatoriai padidina reakcijos greitį, mažindami aktyvacijos energiją. Kuo mažesnė aktyvinimo energija, tuo greitesnė reakcija.

Kataliziniai reiškiniai yra plačiai paplitę gamtoje: kvėpavimas, maistinių medžiagų pasisavinimas ląstelėmis, baltymų sintezė ir kt., tai procesai, reguliuojami biologinių katalizatorių – fermentų. Kataliziniai procesai yra gyvybės pagrindas tokia forma, kokia egzistuoja žemėje.

Parabolė „Aštuonioliktasis kupranugaris“ (katalizatoriaus vaidmeniui paaiškinti)

(labai senas arabiškas palyginimas)

Kadaise Rytuose gyveno žmogus, kuris augino kupranugarius. Jis visą gyvenimą dirbo, o kai paseno, pasikvietė sūnus ir pasakė:
"Mano vaikai! Aš tapau senas ir silpnas ir greitai mirsiu. Po mano mirties padalykite likusius kupranugarius, kaip aš jums sakau. Tu, vyriausias sūnus, daugiausiai dirbote – pasiimk sau pusę kupranugarių. Tu, vidurinis sūnau, ką tik pradėjai man padėti – pasiimk sau trečią. O tu, jaunesnysis, imk devintąją dalį.
Praėjo laikas ir senis mirė. Tada sūnūs nusprendė padalyti palikimą, kaip jiems paliko tėvas. Varė bandą į didelį lauką, suskaičiavo ir paaiškėjo, kad bandoje tik septyniolika kupranugarių. Ir buvo neįmanoma jų padalinti nei iš 2, nei iš 3, nei iš 9! Niekas nežinojo, ką daryti. Sūnūs pradėjo ginčytis ir kiekvienas siūlė savo sprendimą. Ir jie jau pavargo ginčytis, bet bendro sprendimo nepriėjo.
Tuo metu keliautojas jojo ant kupranugario. Išgirdęs šauksmą ir ginčą, jis paklausė: "Kas atsitiko?"
Ir sūnūs papasakojo apie savo nelaimę. Keliautojas nulipo nuo kupranugario, įleido jį į bandą ir pasakė: „Dabar padalinkite kupranugarius, kaip liepė tavo tėvas“.
O kadangi kupranugarių buvo 18, vyriausias sūnus pasiėmė sau pusę, tai yra 9, vidurinis - trečdalį, tai yra 6 kupranugarius, o jauniausias - devintą, tai yra du kupranugarius. Ir kai jie taip pasidalijo bandą, lauke liko kitas kupranugaris, nes 9 + 6 + 2 yra 17.
O keliautojas sėdo ant kupranugario ir nuvažiavo toliau.

Laboratorinis darbas (protokolas)

Stebėjimai
Reakcijos greičio priklausomybė nuo reaguojančių medžiagų pobūdžio

Zn + H2SO4 (10%) =

Mg + H2SO4 (10%) =

 V 1 V 2

Reakcijos greičio priklausomybė nuo reagentų koncentracijos

Zn + H2SO4 (10%) =

 V 1 V 2
Reakcijos greičio priklausomybė nuo reagentų paviršiaus ploto heterogeninėms reakcijoms

Zn (granulės) + H2SO4 (10%) =

Zn (milteliai) + H2SO4 (10%) =

 V 1 V 2
Reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros CuO + H 2 SO 4 (10 %) = CuO + H 2 SO 4 (10 %) kaitinimas = V 1 V 2
Reakcijos greičio priklausomybė nuo katalizatoriaus buvimo

K 2 Cr 2 O 7

 V 1 V 2

ATSPINDYS.

Ko išmokome šioje pamokoje?

Sukurkite grupę tema „Veiksniai, turintys įtakos XP greičiui“.

Kodėl mums reikia žinių apie veiksnius, turinčius įtakos cheminių reakcijų greičiui?

Ar jie naudojami kasdieniame gyvenime? Jei taikoma, nurodykite taikymo sritis.

Testas tema (5 minutes).

Testas

1. Cheminės reakcijos greitis apibūdina:

1) reaguojančių medžiagų molekulių ar jonų judėjimas vienas kito atžvilgiu

2) laikas, per kurį baigiasi cheminė reakcija

3) į cheminę reakciją patekusios medžiagos struktūrinių vienetų skaičius

4) medžiagų kiekio pokytis per laiko vienetą tūrio vienete

Didėjant reaguojančių medžiagų temperatūrai, cheminės reakcijos greitis:

1) mažėja

2) didėja

3) nesikeičia

4) periodiškai keičiasi

Padidėjus reaguojančių medžiagų sąlyčio paviršiaus plotui, cheminės reakcijos greitis:

1) mažėja

2) didėja

3) nesikeičia

4) periodiškai keičiasi

Didėjant reagentų koncentracijai, cheminės reakcijos greitis:

1) mažėja

2) didėja

3) nesikeičia

4) periodiškai keičiasi

Padidinti cheminės reakcijos greitį
2CuS (televizorius)+ 3O2 (G.) = 2CuO (tv.) + 2SO2 (G.) + Kbūtina:

1) padidinti SO2 koncentraciją

2) sumažinti SO2 koncentraciją

3) sumažinti temperatūrą

4) padidinti CuS smulkumą

Įprastomis sąlygomismažiausiu greičiuyra sąveika tarp:

3) Zn ir HCl (10% tirpalas)

4) Mg ir HCl (10 % tirpalas)

Temperatūrai padidėjus nuo 10 iki 30 ° C, reakcijos greitis, kurio temperatūros koeficientas = 3:

1) padidėja 3 kartus

2) padidėja 9 kartus

3) sumažėja 3 kartus

4) sumažėja 9 kartus

Bandomojo darbo įvertinimas:

Testo atsakymai:

Nėra klaidų - "5"

1-2 klaidos - "4"

3 klaidos - "3"

Namų darbai:

§13, p. 135-145.

O.S. Gabrielyanas, G. G. Lysova. Chemija. 11 klasė. Vadovėlis švietimo įstaigoms. 11 leidimas, stereotipinis. M .: Bustard, 2009 m.

Reakcijai medžiagos buvo paimtos 400C temperatūroje, o po to pakaitinamos iki 70C. Kaip pasikeis cheminės reakcijos greitis, jei jos temperatūros koeficientas yra 2?

Kaip pasikeis reakcijos, vykstančios pagal lygtį 2NO + O2 = 2NO2, greitis, jei abiejų medžiagų koncentracija padidinama 3 kartus.

Data _____________ Klasė _______________
Tema: Cheminės reakcijos greičio samprata. Katalizatoriai. Cheminė pusiausvyra
Pamokos tikslai: kartoti ir įtvirtinti žinias apie grįžtamąsias reakcijas, cheminę pusiausvyrą; formuoti idėjas apie katalizatorius ir katalizę.

Per užsiėmimus

1. Organizacinis pamokos momentas. 2. Naujos medžiagos mokymasis Su „greičio“ sąvoka esate susipažinęs iš fizikos kurso. Paprastai tariant, greitis yra dydis, parodantis, kaip bet kuri charakteristika pasikeičia per laiko vienetą.Cheminės reakcijos greitis – tai reikšmė, parodanti, kaip per laiko vienetą keičiasi pradinių medžiagų arba reakcijos produktų koncentracijos. Norint įvertinti greitį, reikia pakeisti vienos iš medžiagų koncentraciją.1. Didžiausią susidomėjimą kelia reakcijos, vykstančios vienalytėje (homogeniškoje) terpėje.Vienarūšės sistemos (homogeninės) - dujos / dujos, skystis / skystis - reakcijos yra visos. Matematiškai cheminės homogeninės reakcijos greitis gali būti pavaizduotas naudojant formulę:
2. Esant nevienalytei reakcijai, reakcijos greitis nustatomas pagal medžiagų, patekusių arba susidariusių reakcijos metu, molių skaičių per laiko vienetą paviršiaus vienete:Heterogeninės (heterogeninės) sistemos - kietas / skystas, dujinis / kietas, skystas / dujinis - reakcijos vyksta sąsajoje. Taigi, cheminės reakcijos greitis parodo kiekio kitimą medžiagos per laiko vienetą, tūrio vienetą arba vieneto sąsają. Reakcijos greičio priklausomybė nuo įvairių veiksnių

Sąlygos

Masinių veiksmų įstatymas Cheminės reakcijos greitis yra tiesiogiai proporcingas reaguojančių medžiagų koncentracijos sandaugai. Padidėjus bent vienos iš reaguojančių medžiagų koncentracijai, cheminės reakcijos greitis didėja pagal kinetinę lygtį.
Apsvarstykite bendrąją reakcijos lygtį: aA + bB = cC + dD, kur A, B, C, D - dujos, skysčiaiŠios reakcijos kinetinė lygtis yra tokia:

Greičio padidėjimo priežastis – didėjantis reaguojančių dalelių susidūrimų skaičius dėl dalelių padidėjimo tūrio vienete.

Cheminės reakcijos, vykstančios vienarūšėse sistemose (dujų mišiniuose, skystuose tirpaluose), vyksta dėl dalelių susidūrimo. Tačiau ne kiekvienas reagento dalelių susidūrimas sukelia produktų susidarymą. Tik dalelės su padidinta energija -aktyviosios dalelės, geba atlikti cheminės reakcijos veiksmą. Kylant temperatūrai, didėja dalelių kinetinė energija ir aktyvių dalelių skaičius, todėl cheminės reakcijos aukštoje temperatūroje vyksta greičiau nei žemoje temperatūroje. Reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros nustatoma pagal Van't Hoff taisyklę:kai temperatūra pakyla kas 10 °C, reakcijos greitis padidėja 2-4 kartus.

Van't Hoff taisyklė yra apytikslė ir taikoma tik apytikriam temperatūros įtakos reakcijos greičiui įvertinimui.

Katalizatoriai yra medžiagos, kurios padidina cheminės reakcijos greitį.Jie sąveikauja su reagentais, sudarydami tarpinį cheminį junginį ir išsiskiria pasibaigus reakcijai.
Katalizatorių poveikis cheminėms reakcijoms vadinamaskatalizė ... Pagal agregacijos būseną, kurioje yra katalizatorius ir reagentai, reikėtų atskirti:
homogeninė katalizė (katalizatorius su reagentais sudaro vienalytę sistemą, pavyzdžiui, dujų mišinį);
heterogeninė katalizė (katalizatorius ir reagentai yra skirtingose ​​fazėse; katalizė vyksta sąsajoje).

Medžiaga, lėtinanti reakcijos greitį

1. Tarp visų žinomų reakcijų yra grįžtamųjų ir negrįžtamų reakcijų. Tiriant jonų mainų reakcijas, buvo išvardytos sąlygos, kuriomis jos vyksta iki galo. ( ). Taip pat žinomos reakcijos, kurios nurodytomis sąlygomis nesibaigia. Taigi, pavyzdžiui, kai sieros dioksidas ištirpsta vandenyje, įvyksta reakcija: SO 2 + H 2 O→ H 2 TAIP 3 ... Bet pasirodo, kad vandeniniame tirpale gali susidaryti tik tam tikras kiekis sieros rūgšties. Taip yra dėl to, kad sieros rūgštis yra trapi, ir vyksta priešinga reakcija, t.y. skilimas į sieros oksidą ir vandenį. Todėl ši reakcija nesibaigia, nes vienu metu vyksta dvi reakcijos –tiesiai (tarp sieros oksido ir vandens) iratvirkščiai (sieros rūgšties skilimas). TAIP 2 + H 2 O↔ H 2 TAIP 3 . Vadinamos cheminės reakcijos, vykstančios tam tikromis sąlygomis viena kitai priešingomis kryptimis grįžtamasis.
2. Kadangi cheminių reakcijų greitis priklauso nuo reaguojančių medžiagų koncentracijos, tai iš pradžių tiesioginės reakcijos greitis( υpr ) turėtų būti maksimalus,ir reakcijos greitis (υ arr ) yra lygus nuliui. Reagentų koncentracija laikui bėgant mažėja, o reakcijos produktų koncentracija didėja. Todėl reakcijos į priekį greitis mažėja, o atvirkštinės reakcijos greitis didėja. Tam tikru momentu pirmyn ir atgal vykstančių reakcijų greičiai tampa vienodi:
Visų grįžtamųjų reakcijų metu tiesioginės reakcijos greitis mažėja, o atvirkštinės reakcijos greitis didėja, kol abu greičiai tampa vienodi ir susidaro pusiausvyros būsena: υ pr = υ arr Vadinama sistemos būsena, kurioje tiesioginės reakcijos greitis yra lygus atvirkštinės reakcijos greičiui cheminė pusiausvyra. Cheminės pusiausvyros būsenoje reagentų ir reakcijos produktų kiekybinis santykis išlieka pastovus: kiek reakcijos produkto molekulių susidaro per laiko vienetą, tiek jų suyra. Tačiau cheminės pusiausvyros būsena išlieka tol, kol nesikeičia reakcijos sąlygos: koncentracija, temperatūra ir slėgis. Kiekybiškai aprašoma cheminės pusiausvyros būsenamasių dėsnis veikiant. Esant pusiausvyrai, reakcijos produktų koncentracijų sandaugos (jų koeficientų laipsniais) santykis su reagentų koncentracijų sandauga (taip pat ir jų koeficientų laipsniais) yra pastovi reikšmė, nepriklausanti nuo pradinės vertės. medžiagų koncentracijos reakcijos mišinyje.Ši konstanta vadinamapusiausvyros konstanta - k Taigi dėl reakcijos: N 2 (D) + 3 H 2 (G)↔ 2 NH 3 (G) + 92,4 kJpusiausvyros konstanta išreiškiama taip:υ 1 = υ 2 υ 1 (tiesioginė reakcija) = k 1 [ N 2 ][ H 2 ] 3 , kur - pusiausvyros molinė koncentracija, = mol / l υ 2 (Atsiliepimas) = k 2 [ NH 3 ] 2 k 1 [ N 2 ][ H 2 ] 3 = k 2 [ NH 3 ] 2 K p = k 1 / k 2 = [ NH 3 ] 2 / [ N 2 ][ H 2 ] 3 – pusiausvyros konstanta . Cheminė pusiausvyra priklauso – nuo ​​koncentracijos, slėgio, temperatūros. Principas nustato maišymo pusiausvyros kryptį:Jei pusiausvyros sistemai buvo daromas išorinis poveikis, tada pusiausvyra sistemoje pasislinks priešinga šiai įtakai kryptimi. 1) Koncentracijos poveikis - padidinus pradinių medžiagų koncentraciją, pusiausvyra pasislenka reakcijos produktų susidarymo link.Pavyzdžiui, K p = k 1 / k 2 = [ NH 3 ] 2 / [ N 2 ][ H 2 ] 3 Kai pridedama, pavyzdžiui, į reakcijos mišinį azoto, t.y. reagento koncentracija didėja, vardiklis K išraiškoje didėja, tačiau kadangi K yra konstanta, skaitiklis taip pat turi padidėti, kad būtų įvykdyta ši sąlyga. Taigi reakcijos produkto kiekis reakcijos mišinyje didėja. Šiuo atveju jie kalba apie cheminės pusiausvyros poslinkį į dešinę, link produkto. Taigi, reagentų (skystų ar dujinių) koncentracijos padidėjimas pasislenka link produktų, t.y. link tiesioginės reakcijos. Padidėjus produktų (skystų ar dujinių) koncentracijai pusiausvyra pasislenka link reagentų, t.y. atvirkštinės reakcijos kryptimi. Kietojo kūno masės pokytis nekeičia pusiausvyros padėties. 2) Temperatūros įtaka - temperatūros padidėjimas perkelia pusiausvyrą link endoterminės reakcijos.a) N 2 (D) + 3 H 2 (G) ↔ 2 NH 3 (G) + 92,4 kJ (egzoterminis – šilumos išsiskyrimas) Kylant temperatūrai, pusiausvyra pasislinks link amoniako skilimo reakcijos ( ← ) b) N 2 (D) + O 2 (G) ↔ 2 NE (G) - 180,8 kJ (endoterminis - šilumos absorbcija) Kylant temperatūrai, pusiausvyra pasislinks formavimosi reakcijos link NE ( → ) 3) Slėgio įtaka (tik dujinėms medžiagoms) - didėjant slėgiui, pusiausvyra pasislenka į mažesnį tūrį užimančių medžiagų susidarymą.N 2 (D) + 3 H 2 (G) ↔ 2 NH 3 (G) 1 V - N 2 3 V - H 2 2 V – NH 3 Didėjant slėgiui ( P ): prieš reakciją 4 V dujinių medžiagų → po reakcijos 2 V dujinės medžiagos, todėl pusiausvyra pasislenka į dešinę ( → ) Padidėjus slėgiui, pavyzdžiui, 2 kartus, dujų tūris sumažėja tiek pat kartų, todėl visų dujinių medžiagų koncentracija padidės 2 kartus. K p = k 1 / k 2 = [ NH 3 ] 2 / [ N 2 ][ H 2 ] 3 Tokiu atveju K išraiškos skaitiklis padidės 4 kartų, o vardiklis – 16 kartų, t.y. bus pažeista lygybė. Norint ją atkurti, koncentracija turi padidėti. amoniako ir koncentracijos sumažėjimas azoto ir vandenilis. Pusiausvyra pasislinks į dešinę. Taigi, padidėjus slėgiui, pusiausvyra pasislenka tūrio mažėjimo link, o slėgiui mažėjant - tūrio didėjimo link. Slėgio pokytis praktiškai neturi įtakos kietųjų ir skystųjų medžiagų tūriui, t.y. nekeičia jų koncentracijos. Vadinasi, reakcijų, kuriose nedalyvauja dujos, pusiausvyra praktiškai nepriklauso nuo slėgio. ! Cheminės reakcijos eigai įtakos turi medžiagos - katalizatoriai. Bet naudojant katalizatorių, tiek tiesioginių, tiek atvirkštinių reakcijų aktyvavimo energija sumažėja tokiu pat kiekiu, todėl pusiausvyra nesikeičia. 3. Studijuotos medžiagos konsolidavimas Užduotis Nurodykite, kaip tai paveiks:a) slėgio padidėjimas;b) temperatūros kilimas;c) deguonies koncentracijos padidėjimas sistemos pusiausvyrai: 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Q Sprendimas: a) Slėgio pokytisperkelia reakcijų pusiausvyrą dalyvaujant dujinėms medžiagoms (g). Dujinių medžiagų tūrius prieš ir po reakcijos nustatykime stechiometriniais koeficientais:„Le Chatelier“ principu,didėjant slėgiui, pusiausvyros poslinkiaimažesnį tūrį užimančių medžiagų formavimosi kryptimi, todėl pusiausvyra pasislinks į dešinę, t.y. link CO susidarymo 2 , link tiesioginės reakcijos(→) . b) Pagal Le Chatelier principą,kai pakyla temperatūra, pusiausvyra pasikeičialink endoterminės reakcijos (- K ), t.y. atvirkštinės reakcijos kryptimi – CO skilimo reakcija 2 (←) nuo įjungta energijos tvermės dėsnis: Q- 2 CO (g) + O 2 (g) ↔ 2 CO 2 (g) + Qv) Padidėjus deguonies koncentracijaisistemos pusiausvyra slenkasiekiant gauti CO 2 (→) nuo reagentų (skystų ar dujinių) koncentracijos padidėjimas pasislenka link produktų, t.y. link tiesioginės reakcijos. 4. Namų darbai. A.14, Atlikite užduotį poromis1 pavyzdys. Kiek kartų pasikeis pirmyn ir atgal vykstančių reakcijų greitis sistemoje: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2 SO 3 (g) jei dujų mišinio tūris sumažinamas tris kartus? Kuria kryptimi pasislinks sistemos pusiausvyra?Sprendimas. Nurodykime reagentų koncentraciją: [ SO 2] = a, [Apie 2] = b, [SO 3] = su. Pagal masių veikimo dėsnį greitisv tiesioginės ir atvirkštinės reakcijos prieš keičiant garsumą:v pr = Ka 2 b v arr = KAM 1 su 2 . Tris kartus sumažinus vienalytės sistemos tūrį, kiekvienos reaguojančios medžiagos koncentracija padidės tris kartus: [ TAIP 2 ] = 3 a , [O 2 ] = 3 b; [ TAIP 3 ] = 3 su ... Esant naujoms greičio koncentracijoms v’ reakcija pirmyn ir atgal:v’ NS = KAM (3 a ) 2 (3 b) = 27 Ka 2 bv’ arr = KAM 1 (3 su ) 2 = 9 KAM 1 su 2 Taigi:

Vadinasi, reakcijos į priekį greitis padidėjo 27 kartus, o atgal – tik devynis kartus. Sistemos pusiausvyra pasislinko švietimo link TAIP 3 . 2 pavyzdys. Apskaičiuokite, kiek kartų dujinėje fazėje vykstančios reakcijos greitis padidės temperatūrai pakilus nuo 30 iki 70 O C, jei reakcijos temperatūros koeficientas yra 2.Sprendimas. Cheminės reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros nustatoma pagal Van't Hoff nykščio taisyklę pagal formulę:Todėl reakcijos greitis νТ 2 70 laipsnių temperatūroje O Su didesniu reakcijos greičiu νТ 1 30 laipsnių temperatūroje O C 16 kartų.3 pavyzdys. Vienalytės sistemos pusiausvyros konstanta:CO (g) + H 2 O (g) = CO 2 (d) + H 2 (G)po 850 O С lygus 1. Apskaičiuokite visų medžiagų koncentracijas pusiausvyroje, jei pradinės koncentracijos yra: [СО] ref = 3 mol/l, [H 2 O] ref = 2 mol / l.Sprendimas. Esant pusiausvyrai, tiesioginių ir atvirkštinių reakcijų greičiai yra vienodi, o šių greičių konstantų santykis yra pastovus ir vadinamas tam tikros sistemos pusiausvyros konstanta:v pr = KAM 1 [SVAJONAS 2 O]v arr = K 2 [CO 2 ] [N 2 ]
Uždavinio sąlygoje pateikiamos pradinės koncentracijos, o išraiškoje KAM R įtraukiamos tik visų sistemoje esančių medžiagų pusiausvyros koncentracijos. Tarkime, kad pusiausvyros koncentracijos momentu [СО 2 ] R = NS mol / l. Pagal sistemos lygtį bus ir susidariusio vandenilio molių skaičius NS mol / l. Tam pačiam apgamų skaičiui (NS mol / l) CO ir H 2 O išleidžiama švietimui NS molių CO 2 ir H 2 ... Todėl visų keturių medžiagų pusiausvyros koncentracijos yra:[CO 2 ] R = [H 2 ] R = NS mol / l; [CO] R = (3 – NS ) mol / l;[N 2 O] R = (2 – NS ) mol / L.Žinodami pusiausvyros konstantą, randame reikšmę NS , o tada pradinės visų medžiagų koncentracijos:

Taigi, ieškomos pusiausvyros koncentracijos yra:[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.
Įkeliama...Įkeliama...