Розділи: Хімія
Мета уроку
- навчальна:продовжити формування поняття "швидкість хімічних реакцій", вивести формули для обчислення швидкості гомогенних і гетерогенних реакцій, розглянути від яких факторів залежить швидкість хімічних реакцій;
- розвиваюча:вчити обробляти та аналізувати експериментальні дані; вміти з'ясовувати взаємозв'язок між швидкістю хімічних реакцій та зовнішніми факторами;
- виховна:продовжити розвиток комунікативних умінь у ході парної та колективної роботи; акцентувати увагу учнів на важливості знань про швидкість хімічної реакції, що протікають у побуті (корозія металу, прокисання молока, гниття та ін.)
Засоби навчання: Д.мультимедійний проектор, комп'ютер, слайди з основних питань уроку, CD-диск «Кирило та Мефодій», таблиці на столах, протоколи лабораторної роботи, лабораторне обладнання та реактиви;
Методи навчання:репродуктивний, дослідницький, частково пошуковий;
Форма організації занять:бесіда, практична робота, самостійна робота, Тестування;
Форма організації роботи учнів:фронтальна, індивідуальна, групова, колективна.
1. Організація класу
Готовність до роботи.
2. Підготовка до основного етапу засвоєння навчального матеріалу. Активізація опорних знаньта вмінь(Слайд 1, див. презентацію до уроку).
Тема уроку Швидкість хімічних реакцій. Чинники, що впливають швидкість хімічної реакції».
Завдання: з'ясувати, що є швидкість хімічної реакції, і від яких вона залежить. У ході уроку познайомимося з теорією питання з вищезгаданої теми. Насправді підтвердимо деякі наші теоретичні припущення.
Прогнозована діяльність учнів
Активна робота учнів демонструє їхню готовність до сприйняття теми уроку. Потрібні знання учнів про швидкість хімічної реакції з курсу 9 класу (внутрішньопредметний зв'язок).
Обговоримо такі питання (фронтально, слайд 2):
- Навіщо потрібні знання про швидкість хімічних реакцій?
- Якими прикладами можна підтвердити те, що хімічні реакції протікають із різними швидкостями?
- Як визначають швидкість механічного руху? Яка одиниця виміру цієї швидкості?
- Як визначають швидкість хімічної реакції?
- Які умови необхідно створити, щоб розпочалась хімічна реакція?
Розглянемо два приклади (експеримент проводить учитель).
На столі – дві пробірки, в одній розчин лугу (КOH), в іншій – цвях; в обидві пробірки доливаємо розчин CuSO4. Що ми спостерігаємо?
Прогнозована діяльність учнів
На прикладах учні судять про швидкість реакцій та роблять відповідні висновки. Запис на дошці виконаних реакцій (двоє учнів).
У першій пробірці реакція відбулася миттєво, у другій – видимих змін поки що немає.
Складемо рівняння реакцій (Двоє учнів записують на дошці рівняння):
- CuSO 4 + 2КOH = Cu(OH) 2 + К 2 SO 4; Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2
- Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu; Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0
Який висновок щодо проведених реакцій ми можемо зробити? Чому одна реакція йде миттєво, інша повільно? Для цього необхідно згадати, що є хімічні реакції, які протікають у всьому об'ємі реакційного простору (у газах або розчинах), а є інші, що протікають лише на дотику речовин (горіння) твердого тілау газі, взаємодія металу з кислотою, сіллю менш активного металу).
Прогнозована діяльність учнів
За результатами демонстрованого експерименту учні роблять висновок:реакція 1 – гомогенна, а реакція
2-гетерогенна.
Швидкості цих реакцій математично визначатимуться по-різному.
Вчення про швидкості та механізми хімічних реакцій називається хімічної кінетики.
3. Засвоєння нових знань та способів дій(Слайд 3)
Швидкість реакції визначається зміною кількості речовини за одиницю часу
В одиниці V
(Для гомогенної)
На одиниці поверхні зіткнення речовин S (для гетерогенної)
Очевидно, що при такому визначенні величина швидкості реакції не залежить від об'єму в гомогенній системі та від площі зіткнення реагентів – до гетерогенної.
Прогнозована діяльність учнів
Активні дії учнів із об'єктом вивчення. Занесення таблиці до зошита.
З цього випливають два важливих моменту(слайд 4):
2) розрахована величина швидкості залежатиме від того, якою речовиною її визначають, а вибір останнього залежить від зручності та легкості вимірювання його кількості.
Наприклад, для реакції 2Н 2 +О 2 = 2Н 2 О: υ (по Н 2) = 2 υ (по О 2) = υ (по Н 2 О)
4. Закріплення первинних знань про швидкість хімічної реакції
Для закріплення розглянутого матеріалу вирішимо розрахункове завдання.
Прогнозована діяльність учнів
Первинне осмислення отриманих знань про швидкість реакції. Правильність розв'язання задачі.
Завдання (Слайд 5).Хімічна реакція протікає у розчині, відповідно до рівняння: А+В = С. Вихідні концентрації: речовини А – 0,80 моль/л, речовини – 1,00 моль/л. Через 20 хвилин концентрація речовини А знизилася до 0,74 моль/л. Визначте: а) середню швидкість реакції за цей проміжок часу;
б) концентрацію речовини через 20 хв. Рішення (додаток 4, слайд 6).
5. Засвоєння нових знань та способів дій(Проведення лабораторної роботи в ході повторення та вивчення нового матеріалу, поетапно, додаток 2).
Нам відомо, що швидкість хімічної реакції впливають різні чинники. Які?
Прогнозована діяльність учнів
Опора на знання 8-9 класів, запис у зошиті під час вивчення матеріалу. Перераховують (слайд 7):
природа реагуючих речовин;
Температура;
Концентрація реагуючих речовин;
Дія каталізаторів;
Поверхня дотику речовин, що реагують (в гетерогенних реакціях).
Вплив всіх перерахованих факторів на швидкість реакції можна пояснити, використовуючи просту теорію – теорію зіткнень (слайд 8).Основна ідея її така: реакції відбуваються при зіткненні частинок реагентів, які мають певну енергію.
Звідси можна зробити висновки:
- Чим більше частинок реагентів, чим ближче вони один до одного, тим більше шансів у них зіткнутися та прореагувати.
- До реакції призводять лише ефективні зіткнення,тобто. такі за яких руйнуються чи послаблюються «старі зв'язки» і тому можуть утворитися «нові». Але для цього частинки повинні мати достатню енергію.
Мінімальний надлишок енергії (над середньою енергією частинок у системі), необхідний для ефективного зіткнення частинок у системі), необхідний для ефективного зіткнення частинок реагентів, називаєтьсяенергією активації Еа.
Прогнозована діяльність учнів
Осмислення поняття та запис визначення у зошит.
Таким чином, на шляху всіх частинок, що вступають у реакцію, є деякий енергетичний бар'єр, що дорівнює енергії активації. Якщо він маленький, то є багато частинок, які успішно його долають. При великому енергетичному бар'єрі необхідна додаткова енергія його подолання, іноді досить хорошого «поштовху». Я запалюю спиртівку – я повідомляю додаткову енергію Еа,необхідну для подолання енергетичного бар'єру реакції взаємодії молекул спирту з молекулами кисню.
Розглянемо фактори, які впливають швидкість реакції.
1) Природа реагуючих речовин(Слайд 9). Під природою реагуючих речовин розуміють їх склад, будову, взаємний вплив атомів у неорганічних та органічних речовинах.
Розмір енергії активації речовин – це чинник, з якого позначається вплив природи реагують речовин на швидкість реакції.
Інструктаж.
Самостійне формулювання висновків (додаток 3 вдома)
Хід уроку
I. Організація початку заняття.
ІІ. Підготовка до основного етапу заняття.
ІІІ. Конкретизація знань, закріплення способів дій, систематизація знань про закономірності, з допомогою яких можна керувати хімічними реакціями.
IV. Підбиття підсумків заняття, інформація про домашнє завдання.
I. Організація початку заняття
Завдання етапу:підготувати учнів до роботи на занятті.
Вчитель:сьогодні ми продовжимо вивчення теми «Швидкість хімічної реакції» та з'ясуємо, чи може людина, володіючи певними знаннями, керувати хімічною реакцією. Для вирішення цієї проблеми ми вирушаємо до віртуальної лабораторії. Щоб увійти до неї, необхідно показати свої знання про швидкість хімічної реакції.
II. Підготовка до основного етапу заняття
Завдання етапу:актуалізація опорних знань та умінь, забезпечення мотивації та прийняття учнями мети уроку.
Актуалізація знань учнів
Вчитель організовує фронтальну бесіду:
Запитання 1: що вивчає хімічна кінетика?
Передбачувана відповідь:хімічна кінетика – наука про закономірності перебігу хімічних реакцій у часі.
Запитання 2: на які дві групи можна поділити реакції залежно від стану хімічних речовин?
Передбачувана відповідь:якщо хімічні реакції відбуваються в однорідному середовищі, наприклад, у розчині або газовій фазі, їх називають гомогенними. Якщо ж реакція йде між речовинами, що у різних агрегатних станах, їх називають гетерогенними.
Запитання 3: як визначити швидкість гетерогенної реакції?
Передбачувана відповідь:швидкість гетерогенної реакції визначається як зміна кількості речовини в одиницю часу на одиниці поверхні (учень записує формулу на дошці)
Запитання 4: як визначити швидкість гомогенної реакції?
Передбачувана відповідь:Швидкість гомогенної реакції визначається як зміна концентрації однієї з речовин в одиницю часу (учень записує формулу на дошці).
Вчитель:тепер, використовуючи свій життєвий досвід, припустіть:
Питання 5: що згорить швидше: дерев'яна дошка чи дерев'яні стружки?
Передбачувана відповідь:дерев'яні стружки згорять швидше. 
Питання 6: де швидше згорить вугілля: на повітрі чи кисні?
Передбачувана відповідь:швидше вугілля згорить у кисні.
ІІІ. Конкретизація знань, закріплення способів дій, систематизація знань про закономірності, з допомогою яких можна керувати хімічними реакціями.
Завдання етапу:забезпечити засвоєння знань та способів дій, організувавши активну продуктивну діяльність учнів.
Вступна розповідь вчителя (супроводжується комп'ютерною презентацією):
Вчитель:Використовуючи свій життєвий досвід, ви правильно припустили. Справді, швидкість хімічної реакції залежить багатьох чинників. Основними з них є: природа та концентрація реагуючих речовин, тиск, температура, поверхня зіткнення реагуючих речовин, дія каталізаторів.
У міру роботи ми також використовуватимемо інформацію підручника.
Учні під керівництвом вчителя вирішують кожне експериментальне завдання, і вчитель, використовуючи комп'ютерну презентацію, підводить учнів до обгрунтованих висновків.
Результат праці:
Закріплення матеріалу.
Завдання: для реакції були взяті речовини за температури 40 С, потім їх нагріли до 70 С. Як зміниться швидкість хімічної реакції, якщо температурний коефіцієнт її дорівнює 2?
Відповідь: у 8 разів збільшиться швидкість хімічної реакції.
Вчитель:Отже, який висновок ми можемо зробити: чи людина може керувати швидкістю реакцій?
Передбачувана відповідь: так, може, якщо має знання про хімічну кінетику.
IV. Підбиття підсумків заняття, інформація про домашнє завдання
Завдання етапу:оцінити роботу на уроці та показати значення виконаної роботи для подальшого вивчення теми.
Вчитель:Давайте згадаємо про хід уроку, що ми сьогодні дізналися, чого навчилися?
Рефлексія. Висловлювання учнів.
Вчитель:домашнє завдання: параграф 6.1, вивчити інформацію таблиці. Виконати вправи 5, 6, 8 на стор. 108-109.
Технологічна карта заняття «Швидкість хімічних реакцій»
|
Основні пункти технологічної карти |
Обов'язкова загальна частина |
|||||
|
Назва дисципліни |
||||||
|
Тема урока |
Швидкість хімічних реакцій |
|||||
|
Тип та вид заняття |
Комбінований урок Повторення, лекція |
|||||
|
Цілі заняття (як очікувані результати навчання) |
У результаті проведеного уроку учні: продовжують формування поняття "швидкість хімічних реакцій", з'ясовують, від яких факторів залежить швидкість хімічних реакцій; продовжують навчатися обробляти та аналізувати експериментальні дані; з'ясовувати взаємозв'язок між швидкістю хімічних реакцій та зовнішніми факторами; продовжують розвиток комунікативних умінь у ході парної та колективної роботи; акцентувати увагу на важливості знань про швидкість хімічної реакції, що протікають у побуті (корозія металу, прокисання молока, гниття та ін.) закріплюють уміння працювати з електронним посібником, таблицями, довідковим матеріалом, додатковою літературою |
|||||
|
Методи навчання |
Частково – пошуковий (репродуктивний) |
|||||
|
Формовані компетенції (загальні компетенції (ОК) та професійні компетенції (ПК)) |
Загальні: формулювати свої ціннісні орієнтири стосовно дисциплін, що вивчаються, і сфер діяльності; вміти приймати рішення, брати на себе відповідальність за їхні наслідки; здійснювати індивідуальну освітню траєкторію з урахуванням загальних вимогта норм; володіти різними видамимовної діяльності. Професійні: володіти навичками роботи з джерелами інформації (електронний посібник, Інтернет, словники, довідники, книги, підручники); самостійно шукати, отримувати, аналізувати та відбирати необхідну для вирішення навчальних завданьінформацію; орієнтуватися в інформаційних потоках, вміти свідомо сприймати інформацію; володіти навичками використання інформаційних пристроїв (ПК, принтер); застосовувати для вирішення навчальних завдань інформаційні та телекомунікаційні технології: аудіо та відеозапис, електронну пошту, Інтернет; вміти застосовувати практично отримані знання. |
|||||
|
Тезаурусне поле заняття |
Хімічна кінетика - розділ хімії, в якому вивчаються швидкості та механізми хімічних реакцій. Система в хімії - речовина, що розглядається, або сукупність речовин. Фаза – частина системи, яка відокремлена від інших частин поверхнею розділу. Гомогенна (однорідна) система - система, що складається з однієї фази. Гетерогенна (неоднорідна) система - система, що складається із двох або декількох фаз. Швидкість гомогенної хімічної реакції - кількість речовини, що вступає в реакцію або утворюється в результаті реакції в одиницю часу в одиниці об'єму системи. Швидкість гетерогенної хімічної реакції - кількість речовини, що вступає в реакцію або утворюється в результаті реакції в одиницю часу на поверхні поверхні розділу фаз. Чинники, що впливають швидкість реакції: природа реагуючих речовин; Концентрація реагуючих речовин; Температура; Наявність каталізаторів. Каталізатор - речовина, яка змінює (збільшують) швидкість реакції, але не витрачається внаслідок реакції. Інгібітор - речовина, яка змінює (уповільнюють) швидкість реакції, але не витрачається внаслідок реакції. Ферменти (ензими) – біологічні каталізатори. Закон чинних мас. |
|||||
|
Використовувані кошти, зокрема. кошти ІКТ |
Комп'ютерний термінал, мультимедійний проектор, демонстраційний екран, ноутбук, колонки, 15 персональних комп'ютерів, диск з презентаціями та показом дослідів із гідролізу солей; основна та додаткова література |
|||||
|
Міждисциплінарні та міжкурсові зв'язки |
Міжпредметні: біологія (хімічні реакції в живому організмі), фізика (поняття про тепловий ефект реакцій, вплив фізичних факторівна швидкість хімічної реакції) |
|||||
|
Освітні ресурси (зокрема. Інтернет) |
Система електронного навчання «Академія-Медіа», хімічні сайти XuMuk.ru , Alhimik.ru , Корисна інформація з хімії |
|||||
|
Етапи заняття |
Тривалість етапу |
Результати |
Критерії та спосіб оцінки |
Функція викладача |
Організація діяльності учнів |
|
|
Організація початку заняття |
Вітання Перевірка підготовки студентів до заняття Готовність обладнання Запуск системи ЕО Визначення відсутніх студентів |
Вітання Черговий називає відсутніх студентів |
||||
|
Перевірка домашнього завдання |
Видача карток з індивідуальним завданням, виведення на екран завдань для всієї групи |
Виконання завдань, самоперевірка та перевірка у парі |
||||
|
Етап підготовки студентів до активного та свідомого засвоєння нового матеріалу |
Оголошення теми уроку та визначення його завдань |
Запис теми у зошит Пошук відповідної теми у системі ЕО |
||||
|
Актуалізація знань, мотиваційний етап |
Фронтальна бесіда Постановка питань Управління дискусією |
Відповіді на запитання, доповнення відповідей одна одній |
||||
|
Етап засвоєння нових знань |
Видача завдань у електронному посібнику, консультації |
Робота з електронним посібником |
||||
|
Первинна перевірка засвоєння знань |
Видача завдань, контроль виконання |
Виконання завдань |
||||
|
Первинне закріплення знань |
Демонстрація дослідів за темою за допомогою проектора та екрану |
Спостереження Упорядкування рівнянь реакцій |
||||
|
Контроль та самоперевірка знань. Рефлексивно-контролюючий етап |
Контроль написання рівнянь, оцінка, узагальнення |
Самоперевірка, висновки |
||||
|
Підбиття підсумків заняття |
Проведення аналізу успішності досягнення мети заняття Оцінка перспективи подальшої роботи |
|||||
|
Інформація про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання |
Видача домашнього завдання Проведення інструктажу щодо його виконання |
Запис домашнього завдання, питання щодо його уточнення |
||||
О.І. Іванова, вчитель хімії МБОУ «Напільнокотякська ЗОШ» Канаського району ЧР
Урок " Фактори, що впливають швидкість хімічної реакції"
Мета уроку:вивчення факторів, що впливають на швидкість хімічної реакції
Завдання:
дізнатися, які фактори впливають на швидкість хімічних реакцій
навчити пояснювати вплив кожного фактора;
стимулювати пізнавальну активність учнів шляхом створення проблемної ситуації;
формувати компетенції школярів (навчально-пізнавальну, комунікативну, здоров'язбереження);
удосконалювати практичні вміння учнів.
Тип уроку: проблемно-діалогічний.
Форми роботи:групова, індивідуальна.
Обладнання та реактиви:набір пробірок, тримач для пробірок, штатив, спиртовка, лучинка, сірники, цинк у гранулах, цинк у порошку, оксид міді у порошку, магній, розчин сірчаної кислоти (10 % -ний розчин), пероксид водню, дихромат калію, сульфат міді, залізний цвях, гідроксид натрію, крейда.
Хід уроку:
1-й етап:
Виклик:Здрастуйте, хлопці! Сьогодні ми з вами уявимо себе вченими-дослідниками. Але перш, ніж ми почнемо вивчати новий матеріал, мені хотілося б продемонструвати невеликий експеримент. Подивіться, будь ласка, на дошку і зробіть свої припущення щодо перебігу цих реакцій:
А)сульфату міді та заліза;
Б) розчину сульфату міді та гідроксиду калію
Чи протікатимуть ці реакції? Вийдіть, будь ласка, до дошки та напишіть рівняння цих реакцій.
Розглянемо ці приклади (експеримент проводить учитель).
На столі - дві пробірки, в обох міститься розчин сульфату міді, але в одній пробірці з додаванням натрію хлориду, в обидві пробірки опускаємо по гранули алюмінію. Що ми спостерігаємо?
ПРОБЛЕМА:Чому у другий випадок ми бачимо ознак реакції, невже наші припущення неправильні?
ВИСНОВОК: Хімічні реакції протікають із різними швидкостями. Одні йдуть повільно, місяцями, як, наприклад, корозія заліза чи ферментація (бродіння) виноградного соку, у результаті виходить вино. Інші завершуються за кілька тижнів або днів, наприклад, спиртове бродіння глюкози. Треті закінчуються дуже швидко, наприклад, осадження нерозчинних солей, а деякі протікають миттєво, наприклад вибухи.
Практично миттєво, дуже швидко йде багато реакцій у водних розчинах: це іонні реакції, що йдуть з утворенням осаду, газу або реакції нейтралізації.
А тепер згадаємо, що вам відомо про швидкість хімічних реакцій.
Осмислення концепції.Перераховують визначення, формули, одиницю виміру.
ПРОБЛЕМА:Що потрібно знати, щоб керувати швидкістю хімічної реакції? (Знати, які умови впливають на швидкість)
Як називаються ці умови, які ви зараз перерахували? (Фактори)
Перед вами на столах стоять хімічні прилади та реактиви. Як ви думаєте, з якою метою ви проводитимете досліди? (З метою вивчення впливу факторів на швидкість реакції)
Тепер ми з вами підійшли до теми сьогодення. Саме вивченням факторів ми займатимемося на цьому уроці.
Пишемо в зошитах назву теми та дату.
IIетап:
ОСМИСЛЕННЯ ЗМІСТ.
Які чинники впливають на швидкість хімічних реакцій?
Учні перераховують: температура, природа речовин, що реагують, концентрація, поверхня зіткнення, каталізатори.
Як вони можуть змінити швидкість реакції?(Учні пропонують свої припущення)
Вчитель:Вплив всіх перерахованих чинників на швидкість хімічних реакцій можна пояснити, використовуючи просту теорію – теорію зіткнень. Основна її ідея така: реакції відбуваються при зіткненні частинок реагентів, які мають певну енергію. Звідси можна зробити такі висновки:
Чим більше частинок реагентів, тим більше шансів зіткнутися і прореагувати.
До реакції призводять лише ефективні зіткнення, тобто. такі, у яких руйнуються чи послаблюються «старі зв'язку» і тому можуть утворитися «нові». Але для цього частинки повинні мати певну енергію.
Мінімальний надлишок енергії, необхідний ефективного зіткнення частинок реагентів, називається енергією активації (запис визначення у зошитах).
Таким чином, на шляху всіх частинок, що вступають у реакцію, є певний бар'єр, що дорівнює енергії активації. Якщо він маленький, то є багато частинок, які його успішно долають. При великому енергетичному бар'єрі необхідна додаткова енергія його подолання, іноді досить «хорошого поштовху».
Звертаємося до висловлювання Леонардо да Вінчі (Знання, не перевірені досвідом, безплідні та сповнені помилок).
Як ви розумієте значення цих слів?(перевіряти теорію практикою)
Так, дійсно, будь-яку теорію треба перевіряти ще й практично. Далі вам самим належить вивчення різних факторівна швидкість реакції. Для цього ви проведете реакції, керуючись інструкціями на столах, оформіть протокол досвіду. Після цього одному учневі з групи треба буде вийти до дошки, пояснити, вплив якого фактора ви розглянули, написати рівняння на дошці і зробити висновок відповідно до теорії зіткнень та теорії активації.
Інструктаж з ТВ.
ПРОВЕДЕННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ У ГРУПАХ
Картка 1.Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції:
1. Природа реагуючих речовин.
У дві пробірки налийте трохи сірчаної кислоти.
2. В одну опустіть невелику кількість магнію, а в іншу – гранулу цинку.
3. Порівняйте швидкість взаємодії різних металів із сірчаною кислотою.
4. У чому, на вашу думку, причина різної швидкості реакції кислоти з даними металами.
5. Вплив якого фактора ви з'ясували під час проведення цієї роботи?
6. Знайдіть у протоколі лабораторної роботи напівреакції, що відповідають вашому досвіду, та допишіть рівняння реакцій.
Картка 2. Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції:
2.Концентрація реагуючих речовин.
Будьте обережні під час роботи з речовинами. Пам'ятайте про правила техніки безпеки.
1. У дві пробірки налийте 1-2 мл сірчаної кислоти.
2. В одну з пробірок додайте той самий об'єм води.
3. У кожну пробірку помістіть гранулу цинку.
4. У якій із пробірок виділення водню почалося швидше?
Картка 3. Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції:
3.Площа зіткнення реагуючих речовин.
Будьте обережні під час роботи з речовинами. Пам'ятайте про правила техніки безпеки.
1. Розітріть невеликий шматок крейди у ступці.
2. У дві пробірки налийте трохи розчину сірчаної кислоти. Будьте дуже обережні, налийте зовсім небагато кислоти!
3. Одночасно в одну пробірку помістіть порошок, а в іншу шматок крейди.
4. У якій із пробірок реакція пройде швидше?
5. Вплив якого фактора ви з'ясували у цьому експерименті?
6. Як це можна пояснити з погляду теорії зіткнень?
7. Напишіть рівняння реакції.
Картка 4. Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції:
4. Температура.
Будьте обережні під час роботи з речовинами. Пам'ятайте про правила техніки безпеки.
1. В обидві пробірки налийте розчин сірчаної кислоти і помістіть у них гранулою оксиду міді.
2. Одну із пробірок обережно нагрійте. Спочатку нагріваємо пробірку трохи похило, намагаючись прогріти її по всій довжині, потім тільки нижню частину, випрямивши пробірку. Пробирку тримайте тримачем.
3. У якій із пробірок реакція протікає інтенсивніше?
4. Вплив якого фактора ви з'ясували у цьому експерименті?
5. Як можна пояснити з погляду теорії зіткнень?
6. Напишіть рівняння реакції.
Картка 5. Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції:
5.Наявність спеціальних речовин-каталізаторів, речовин, що збільшують швидкість хімічної реакції
Будьте обережні під час роботи з речовинами. Пам'ятайте про правила техніки безпеки.
У дві склянки налийте перекис водню.
В одну із пробірок обережно присипте кілька кристаликів дихромату калію. Перемішайте отриманий розчин скляною паличкою.
Запаліть лучинку, а потім погасіть її. Піднесіть тліючу лучинку до розчинів в обох склянках якомога ближче до розчину, але не торкаючись рідини. Лучинка має спалахнути.
У якій із пробірок спостерігається бурхливе виділення газу? Який це газ?
Яку роль у цій реакції виконує дихромат калію?
Вплив якого фактора ви з'ясували у цьому експерименті?
Напишіть рівняння реакції.
ОБГОВОРЕННЯ ОТРИМАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ.
Для обговорення з кожної робочої групидо дошки виходить по одному учневі (по черзі)
Складання зведеного протоколу лабораторної роботи з урахуванням відповідей до питань практикуму.
На дошці пишуть рівняння реакцій та роблять відповідні висновки. Всі інші учні заносять отримані висновки та рівняння до протоколів.
Вплив природи реагуючих речовин
Проблема:
Вчитель:маси взятих речовин наважок твердих речовин, концентрація соляної кислоти, умови проведення реакції однакові, але при цьому інтенсивність процесів, що проходять (швидкість виділення водню) різна?
Обговорення:
Учні:ми брали різні метали.
Вчитель:Усі речовини складаються з атомів хімічних елементів. Чим відрізняються хімічні елементизгідно з вами Періодичного законута Періодичної системи Д. І. Менделєєва?
Учні:Порядковим номером, положенням Періодичною системоюД. І. Менделєєва, тобто вони мають різну електронну будову, а отже прості речовиниутворені цими атомами мають різні властивості.
Вчитель:тобто ці речовини мають різну природу. Таким чином, швидкість хімічної реакції залежатиме від природи тієї чи іншої речовини, що реагує, тому що вони мають різну будову і властивості.
Висновок:
Учні:Швидкість хімічної реакції залежатиме від природи речовин, що реагують: чим активніший метал (речовина), тим вища швидкість хімічної реакції.
Вплив концентрації
Проблема:природа всіх реагуючих речовин, умови проведення досвіду однакові, проте інтенсивність процесів, що проходять (швидкість виділення водню) різна?
Обговорення:
Вчитель:чому швидкість хімічної реакції різна, адже реагують однакові за хімічною природою речовини?
Учні:При додаванні води ми змінили (зменшили) концентрацію сірчаної кислоти в одній пробірці, при цьому інтенсивність виділення водню зменшувалася.
Висновок:
Учні:Швидкість хімічної реакції залежатиме від концентрації реагуючих речовин: що більше концентрація реагуючих речовин, то вища швидкість хімічної реакції.
Пояснення вчителя: КОНЦЕНТРАЦІЯ РЕАГУЮЧИХ РЕЧОВИН.
Чим більше частинок реагентів, чим ближче вони один до одного, тим більше шансів у них зіткнутися та прореагувати. За підсумками великого експериментального матеріалу 1867г. норвезькі вчені К. Гульдберг і П. Вааге і незалежно від них у 1865 р. російський учений Н. І. Бекетов сформулювали основний закон хімічної кінетики, що встановлює залежність швидкості реакції від концентрацій речовин, що реагують:
Швидкість реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, взятих у ступенях рівних їх коефіцієнтів рівняння реакції.
Цей закон ще називають законом чинних мас.Він справедливий лише для газоподібних та рідких речовин!
2А+3В=А2В3 V=k*CA2*.CB3
Завдання 1.Складіть кінетичні рівняння для наступних реакцій:
Завдання 2.
Як зміниться швидкість реакції, що має кінетичне рівняння
v= kCA2CB, якщо концентрацію речовини А збільшити втричі.
Залежність від площі поверхні реагуючих речовин
Проблема:
Вчитель:всі речовини однакові за своєю хімічною природою, однакові за масою та концентрацією, реагують при однаковій температурі, проте інтенсивність виділення водню (а отже, і швидкість) різна.
Обговорення:
Учні:Однакові по масі шматочок і порошок крейди мають різні об'єми, що займаються в пробірці, різний ступіньподрібнення. Там де цей ступінь подрібнення найбільший – швидкість виділення водню максимальна.
Вчитель:ця характеристика - площа поверхні зіткнення реагуючих речовин. У нашому випадку різна площа поверхні зіткнення карбонату кальцію з розчином Н2SO4.
Висновок:
Учні:Швидкість хімічної реакції залежить від площі дотику речовин, що реагують: чим більша площа зіткнення реагуючих речовин (ступінь подрібнення), тим більша швидкість реакції.
Вчитель:така залежність спостерігається не завжди: так для деяких гетерогенних реакцій, наприклад, у системі Тверда речовина - Газ, при дуже високих температурах(більше 500 0С) сильно подрібнені (до порошку) речовини здатні спікатися, тим самим площа поверхні зіткнення реагуючих речовин зменшується.
Вплив температури
Проблема:
Вчитель:взяті для експерименту речовини мають однакову природу, маса взятого порошку CuO та концентрація сірчаної кислоти також однакові, проте швидкість реакції різна.
Обговорення:
Учні:Отже, при зміні температури реакції ми змінюємо її швидкість.
Вчитель:Чи означає це, що при підвищенні температури збільшуватиметься швидкість усіх хімічних реакцій?
Учні:Ні. Деякі реакції йдуть за дуже низьких і навіть мінусових температур.
Висновок:
Учні:Отже, будь-яка зміна температури на кілька градусів змінюватиме швидкість хімічної реакції.
Вчитель:Практично так звучить закон Вант-Гоффа, який діятиме тут: При зміні температури реакції на кожні 10 ºС швидкість хімічної реакції змінюється (збільшується або зменшується) у 2-4 рази.
Пояснення вчителя: ТЕМПЕРАТУРА
Чим більша температура, тим більше активних частинок, збільшується швидкість їхнього руху, що призводить до збільшення числа зіткнень. Швидкість реакції зростає.
Правило Вант-Гоффа:
При збільшенні температури кожні 10° З загальне числозіткнень збільшується тільки ~ 1,6 %, а швидкість реакції збільшується в 2-4 разу (на 100-300%).
Число, що показує, скільки разів збільшується швидкість реакції при підвищенні температури на 10° С, називають температурним коефіцієнтом.
Правило Вант-Гоффа математично виражається такою формулою:
деV1 -швидкість реакції при температуріt2 ,
V2 - швидкість реакції при температуріt1 ,
y– температурний коефіцієнт.
Розв'яжіть завдання:
Визначте, як зміниться швидкість деякої реакції у разі підвищення температури від 10 до 500С. Температурний коефіцієнт реакції дорівнює 3.
Рішення:
підставити дані завдання у формулу:
швидкість реакції збільшиться у 81 раз.
Вплив каталізатора
Проблема:
Вчитель: речовина в обох випадках те саме, природа однакова, при одній і тій же температурі, концентрація реагенту однакова, чому ж швидкість різна?
Обговорення:
Вчитель:Такі речовини, що прискорюють хімічні реакції, називають каталізаторами. Існують речовини, що уповільнюють реакції, називаються інгібіторами.
Висновок:
Учні:каталізатори збільшують швидкість реакції за рахунок зменшення енергії активації. Чим менше енергіяактивації, то швидше реакція.
Каталітичні явища широко поширені у природі: дихання, засвоєння поживних речовинклітинами, синтез білків та інших.- це процеси, регульовані біологічними каталізаторами - ферментами. Каталітичні процеси - основа життя у тій формі, що існує на землі.
Притча «Вісімнадцятий верблюд» (для пояснення ролі каталізатора)
(дуже давня арабська притча)
Жив колись на Сході людина, яка розводила верблюдів. Все життя він працював, а коли постарів, то покликав до себе синів і сказав:
«Діти мої! Я став старий і немічний і скоро помру. Після моєї смерті розділіть верблюдів, що залишилися, так, як я вам скажу. Ти, старший сину, працював найбільше — візьми собі половину верблюдів. Ти, середній сине, тільки почав мені допомагати — візьми собі третину. А ти, молодший, візьми дев'яту частину».
Минув час, і старий помер. Тоді сини вирішили поділити спадок так, як заповів їм батько. Вони вигнали стадо на велике поле, перерахували, і виявилося, що в череді всього сімнадцять верблюдів. І не можна було поділити їх ні на 2, ні на 3, ні на 9! Що робити — ніхто не знав. Стали сини сперечатися, і кожен пропонував своє рішення. І вони вже втомилися сперечатися, але так і не дійшли спільного рішення.
У цей час їхав повз мандрівник на своєму верблюді. Почувши крик і суперечку, він запитав: Що сталося?
І сини розповіли про своє лихо. Мандрівник зліз із верблюда, пустив його в череду і сказав: «А тепер розділіть верблюдів, як велів батько».
І оскільки верблюдів стало 18, то старший син узяв собі половину, тобто 9, середній — третину, тобто 6 верблюдів, а молодший дев'яту частину, тобто двох верблюдів. І коли вони розділили таким чином стадо, у полі залишився ще один верблюд, бо 9+6+2 17.
А мандрівник сів на свого верблюда і поїхав далі.
Лабораторна робота(протокол)
| Спостереження | |||
| Залежність швидкості реакції від природи реагуючих речовин Zn + H2SO4 (10%) = Mg + H2SO4 (10%) = | V 1 V 2 | ||
| Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин Zn + H2SO4 (10%) = | V 1 V 2 | ||
| Залежність швидкості реакції від площі поверхні реагуючих речовин для гетерогенних реакцій Zn(гранули)+ H2SO4(10%)= Zn(порошок)+ H2SO4(10%)= | V 1 V 2 | ||
| Залежність швидкості реакції від температури CuO + H 2 SO 4 (10%) = CuO + H 2 SO 4 (10%) нагрівання = | V 1 V 2 | ||
| Залежність швидкості реакції від присутності каталізатора K 2 Cr 2 O 7 | V 1 V 2 |
РЕФЛЕКСІЯ.
Що ми вивчили на цьому уроці?
Складіть кластер на тему «Фактори, що впливають швидкість ХР».
Навіщо потрібні знання про чинники, які впливають швидкість хімічних реакцій?
Чи використовуються вони в побуті? Якщо застосовуються, назвіть сфери застосування.
Тест на тему (на 5 хв).
Тест
1. Швидкість хімічної реакції характеризує:
1) рух молекул або іонів реагуючих речовин щодо один одного
2) час, за який закінчується хімічна реакція
3) кількість структурних одиниць речовини, що вступили в хімічну реакцію
4) зміна кількості речовин за одиницю часу в одиниці обсягу
При підвищенні температури реагуючих речовин швидкість хімічної реакції:
1) зменшується
2) збільшується
3) не змінюється
4) змінюється періодично
При підвищенні площі поверхні дотику речовин, що реагують, швидкість хімічної реакції:
1) зменшується
2) збільшується
3) не змінюється
4) змінюється періодично
При підвищенні концентрації реагуючих речовин швидкість хімічної реакції:
1) зменшується
2) збільшується
3) не змінюється
4) змінюється періодично
Для збільшення швидкості хімічної реакції
2CuS(тв.)+ 3O2
(г.) = 2CuO(тв.) + 2SO2
(г.)
+
Qнеобхідно:
1) збільшити концентрацію SО2
2) зменшити концентрацію SО2
3) зменшити температуру
4) збільшити ступінь подрібнення CuS
За звичайних умовз найменшою швидкістювідбувається взаємодія між:
3) Zn і HCl (10% р-р)
4) Mg і HCl (10% р-р)
При збільшенні температури від 10 до 30 С швидкість реакції, температурний коефіцієнт якої = 3:
1) зростає у 3 рази
2) зростає у 9 разів
3) зменшується у 3 рази
4) зменшується у 9 разів
Оцінка тестової роботи:
Відповіді на тест:
Без помилок – «5»
1-2 помилки - «4»
3 помилки - «3»
§13, с. 135-145.
О. С. Габрієлян, Г. Г. Лисова. Хімія. 11 клас. Підручник для загальноосвітніх установ. 11-те видання, стереотипне. М: Дрофа, 2009.
Для реакції були взяті речовини за температури 400С, а потім їх нагріли до 700С. Як зміниться швидкість хімічної реакції, якщо температурний коефіцієнт її дорівнює 2?
Як зміниться швидкість реакції, що протікає за рівнянням 2NO+O2=2NO2, якщо збільшити концентрацію обох речовин у 3 рази.
Дата_____________ Клас_______________
Тема:
Поняття про швидкість хімічної реакції. Каталізатори. Хімічна рівновага
Цілі уроку:
повторити і закріпити знання про оборотні реакції, хімічну рівновагу; сформувати уявлення про каталізаторів та каталіз.
Хід уроку
1. Організаційний моментуроку. 2. Вивчення нового матеріалу Ви знаєте поняття "швидкість" з курсу фізики. У загальному виглядішвидкість - це величина, що показує як змінюється якась характеристика за одиницю часу.Швидкість хімічної реакції - це величина, що показує, як змінюються концентрації вихідних речовин або продуктів реакції за одиницю часу. Для оцінки швидкості необхідна зміна концентрації однієї з речовин.1. Найбільший інтерес становлять реакції, які у однорідної (гомогенной) середовищі.Гомогенні системи (однорідні) - газ/газ, рідина/рідина - Реакції йдуть у всьому обсязі. Математично швидкість хімічної гомогенної реакції можна подати за допомогою формули:2. Для гетерогенної реакції швидкість реакції визначається числом молей речовин, що вступили в або утворюються в результаті реакції в одиницю часу на одиниці поверхні:Гетерогенні (неоднорідні) системи – тверде/рідина, газ/тверде, рідина/газ - Реакції йдуть на поверхні розділу фаз. Таким чином, швидкість хімічної реакції показує зміну кількості речовини в одиницю часу, в одиниці об'єму або одиниці поверхні розділу фаз. Залежність швидкості реакцій від різних факторів
Умови
Закон чинних мас Швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин. При підвищенні концентрації хоча б однієї з реагуючих речовин швидкість хімічної реакції зростає відповідно до кінетичного рівняння.Розглянемо загальне рівняння реакції: aA + bB = cC + dD, де A, B, C, D – гази, рідиниДля цієї реакції кінетичне рівняння набуває вигляду:
Причиною підвищення швидкості є збільшення числа зіткнень частинок, що реагують, за рахунок збільшення частинок в одиниці об'єму.
Хімічні реакції, що протікають у гомогенних системах (суміші газів, рідкі розчини), здійснюється за рахунок зіткнення частинок. Однак не всяке зіткнення частинок реагентів веде до утворення продуктів. Тільки частинки, що мають підвищену енергію -активні частинки, здатні здійснити акт хімічної реакції. З підвищенням температури збільшується кінетична енергія частинок і кількість активних частинок зростає, отже, хімічні реакції при високих температурах протікають швидше, ніж при низьких температурах. Залежність швидкості реакції від температури визначається правилом Вант-Гоффа:при підвищенні температури кожні 10°С швидкість реакції збільшується в 2-4 разу.
Правило Вант - Гоффа є наближеним і застосовним лише для орієнтовної оцінки впливу температури на швидкість реакції.
Каталізатори – це речовини, що підвищують швидкість хімічної реакції.Вони вступають у взаємодію з реагентами з утворенням проміжного хімічної сполукита звільняються в кінці реакції.Вплив каталізаторів на хімічні реакції називаєтьсякаталізом . за агрегатного стану, в якому знаходяться каталізатор та реагуючі речовини, слід розрізняти:
гомогенний каталіз (каталізатор утворює з реагуючими речовинами гомогенну систему, наприклад, газову суміш);
гетерогенний каталіз (каталізатор та реагуючі речовини знаходяться в різних фазах; каталіз йде поверхні розділу фаз).
Речовина, що уповільнює швидкість реакції
1. Серед усіх відомих реакцій розрізняють реакції оборотні та незворотні. При вивченні реакцій іонного обміну було перераховано умови, у яких вони протікають остаточно. ( ). Відомі такі реакції, які за цих умов остаточно не йдуть. Так, наприклад, при розчиненні у воді сірчистого газу відбувається реакція: SO 2 + H 2 O→ H 2 SO 3 . Але виявляється, що в водному розчиніможе утворитися лише певна кількість сірчистої кислоти. Це тим, що сірчиста кислота неміцна, і відбувається зворотна реакція, тобто. розкладання на оксид сірки та воду. Отже, дана реакція не йде до кінця тому, що одночасно відбувається дві реакції.пряма (між оксидом сірки та водою) тазворотна (Розкладання сірчистої кислоти). SO 2 + H 2 O↔ H 2 SO 3 . Хімічні реакції, що протікають за цих умов у взаємно протилежних напрямках, називаються оборотними.2. Оскільки швидкість хімічних реакцій залежить від концентрації речовин, що реагують, то спочатку швидкість прямої реакції( υпр ) має бути максимальною,а швидкість зворотної реакції (υ обр ) дорівнює нулю. Концентрація реагуючих речовин з часом зменшується, а концентрація продуктів реакції збільшується. Тому швидкість прямої реакції зменшується, а швидкість зворотної реакції збільшується. У певний момент часу швидкість прямої та зворотної реакцій стають рівними:
У всіх оборотних реакціях швидкість прямої реакції зменшується, швидкість зворотної реакції зростає доти, поки обидві швидкості не стануть рівними і не встановиться стан рівноваги:
υ
пр =
υ
обр
Стан системи, при якому швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції, називають
хімічною рівновагою.
У стані хімічної рівноваги кількісне співвідношення між речовинами, що реагують, і продуктами реакції залишається постійним: скільки молекул продукту реакції в одиницю часу утворюється, стільки їх і розкладається. Однак стан хімічної рівноваги зберігається доти, доки залишаються незмінними умови реакції: концентрація, температура та тиск. Кількісно стан хімічної рівноваги описуєтьсязаконом чинних мас.
При рівновазі відношення добутку концентрацій продуктів реакції (у ступенях їх коефіцієнтів) до твору концентрацій реагентів (теж у ступенях їх коефіцієнтів) є величина постійна, яка не залежить від вихідних концентрацій речовин у реакційній суміші.Ця постійна величина називаєтьсяконстантою рівноваги
-
k
Так для реакції: N 2
(Г) + 3 H 2
(Г)↔
2
NH 3
(Г) + 92,4 кДжконстанта рівноваги виражається так:υ
1
=
υ
2
υ
1
(Прямої реакції)
=
k
1
[
N
2
][
H
2
]
3
, де
– рівноважні молярні концентрації = моль/л
υ
2
(Зворотної реакції)
=
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
–
константа рівноваги
.
Хімічна рівновага залежить – від концентрації, тиску, температури.
Принцип
визначає напрям змішування рівноваги:Якщо на систему, що перебуває в рівновазі, виявили зовнішній вплив, то рівновага в системі зміститься у бік зворотний до цього впливу.
1) Вплив концентрації
– якщо збільшити концентрацію вихідних речовин, то рівновага зміщується у бік утворення продуктів реакції.Наприклад,
K
p
=
k
1
/
k
2
= [
NH
3
]
2
/ [
N
2
][
H
2
]
3
При додаванні в реакційну суміш, наприклад
азоту, тобто. зростає концентрація реагенту, знаменник у вираженні для До збільшується, але оскільки К – константа, то виконання цієї умови має збільшитися і чисельник. Таким чином, реакційної суміші зростає кількість продукту реакції. У разі говорять про зміщення хімічного рівноваги вправо, у бік продукту.
Отже, збільшення концентрації реагентів (рідких чи газоподібних) зміщує у бік продуктів, тобто. у бік прямої реакції. Збільшення концентрації продуктів (рідких чи газоподібних) зміщує рівновагу у бік реагентів, тобто. у бік зворотної реакції.
Зміна маси твердої речовини не змінює положення рівноваги.
2) Вплив температури
- Збільшення температури зміщує рівновагу в бік ендотермічної реакції.а)
N
2
(Г) + 3
H
2
(Г)
↔
2
NH
3
(Г) + 92,4 кДж (екзотермічна – виділення тепла)
При підвищенні температури рівновага зміститься у бік реакції розкладання аміаку (
←
)
б)
N
2
(Г) +
O
2
(Г)
↔
2
NO
(Г) – 180,8 кДж
(ендотермічна -
поглинання тепла)
При підвищенні температури рівновага зміститься у бік реакції освіти
NO
(
→
)
3) Вплив тиску (тільки для газоподібних речовин)
– при збільшенні тиску рівновага зміщується у бік утворення речовин, що займають менший обсяг.N
2
(Г) + 3
H
2
(Г)
↔
2
NH
3
(Г)
1
V
-
N
2
3
V
-
H
2
2
V
–
NH
3
При підвищенні тиску (
P
): до реакції
4
V
газоподібних речовин
→
після реакції
2
V
газоподібних речовин, отже, рівновага зміщується вправо (
→
)
При збільшенні тиску, наприклад, у 2 рази, обсяг газів зменшується в таку ж кількість разів, а отже, концентрації всіх газоподібних речовин зростуть у 2 рази.
K
p
=
k
1
/
k
2
= [
NH
3
]
2
/ [
N
2
][
H
2
]
3
У цьому випадку чисельник виразу для К збільшиться на 4
рази, а знаменник у 16раз, тобто. рівність порушиться. Для його відновлення мають зрости концентрація
аміаку
та зменшитися концентрації
азоту
і
водню. Рівнавага зміститься праворуч.
Отже, у разі підвищення тиску рівновагу зміщується у бік зменшення обсягу, при зниженні тиску – убік збільшення обсягу.
Зміна тиску мало позначається обсягу твердих і рідких речовин, тобто. не змінює їхню концентрацію. Отже, рівновага реакцій, у яких гази не беруть участь, практично не залежить від тиску. !
Протягом хімічної реакції впливають речовини.
каталізатори.
Але при використанні каталізатора знижується енергія активації як прямої, так і зворотної реакції на ту саму величину і тому
рівновага не зміщується.
3. Закріплення вивченого матеріалу
Завдання Вкажіть, як вплине:а) підвищення тиску;б) підвищення температури;в) збільшення концентрації кисню на рівновагу системи: 2 CO (г) + O 2 (г) ↔ 2 CO 2 (г) + QРішення: а) Зміна тискузміщує рівновагу реакцій за участю газоподібних речовин (г). Визначимо обсяги газоподібних речовин до та після реакції за стехіометричними коефіцієнтами:За принципом Ле Шательє,зі збільшенням тиску,
рівновага зміщуєтьсяу бік утворення речовин, які займають менший обсяг, отже рівновага зміститься праворуч, тобто. у бік утворення СО 2
, у бік прямої реакції(→)
.
б) За принципом Ле Шательє,при підвищенні температури, рівновага зміщуєтьсяу бік ендотермічної реакції (- Q ), тобто. у бік зворотної реакції - реакції розкладання СО 2
(←)
, т.к. по закону збереження енергії: Q- 2 CO(г) + O 2 (г) ↔ 2 CO 2 (г) + Qв) При збільшенні концентрації киснюрівновага системи зміщуєтьсяу бік отримання СО 2
(→)
т.к. збільшення концентрації реагентів (рідких чи газоподібних) зміщує у бік продуктів, тобто. у бік прямої реакції.
4. Домашнє завдання.
П.14, Виконати завдання по парамприклад 1.
У скільки разів зміниться швидкість прямої та зворотної реакції в системі: 2 SO 2 (г) + O 2 (г) = 2 SO 3 (г) якщо обсяг газової суміші зменшити утричі? В який бік зміститься рівновага системи?Рішення.
Позначимо концентрації реагуючих речовин: [ SO 2 ]= a,
[Про 2] = b,
[ SO 3 ] = с.
Відповідно до закону дії мас швидкостіv
прямої та зворотної реакції до зміни обсягу:vпр = Ка
2
b v обр
=
До
1
з
2
.
Після зменшення обсягу гомогенної системи втричі концентрація кожної з реагуючих речовин збільшиться втричі: [ SO 2
] = 3
а
, [Про 2
] =
3
b;
[
SO 3
] = 3
з
. При нових концентраціях швидкості
v’
прямої та зворотної реакції:v’
пр
=
До
(3
а
)
2
(3
b) = 27
Ка
2
bv’
обр
=
До
1
(3
з
)
2
= 9
До
1
з
2
Звідси:
Отже, швидкість прямої реакції збільшилася у 27 разів, а зворотної – лише у дев'ять разів. Рівновага системи змістилося у бік освіти SO 3 . приклад 2. Обчисліть, у скільки разів збільшиться швидкість реакції, що протікає в газовій фазі при підвищенні температури від 30 до 70 о З, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.Рішення. Залежність швидкості хімічної реакції від температури визначається емпіричним правилом Вант-Гоффа за формулою:
Отже, швидкість реакції
νТ 2
при температурі 70 о З більшою швидкістю реакції
νТ 1
при температурі 30 о З 16 разів.приклад 3.
Константа рівноваги гомогенної системи:СО(г) + Н 2
О(г) = СО 2
(г) + Н 2
(г)за 850 о 1. Обчисліть концентрації всіх речовин при рівновазі, якщо вихідні концентрації: [СО] вих
= 3 моль/л, [Н 2
О] вих
= 2 моль/л.Рішення.
При рівновазі швидкості прямої та зворотної реакцій рівні, а відношення констант цих швидкостей постійно і називається константою рівноваги даної системи:v пр =
До
1
[ЗІ][Н 2
О]v обр
= До 2
[ЗІ 2
][Н 2
]
За умови завдання дано вихідні концентрації, тоді як у вираз
До
р входять лише рівноважні концентрації всіх речовин системи. Припустимо, що на момент рівноваги концентрації [СО 2
]
р
=
х
моль/л. Відповідно до рівняння системи кількість молей водню, що утворився, при цьому буде також
х
моль/л. По стільки ж молей (х
моль/л) СО та Н 2
Про витрачається для освіти з
х
молей СО 2
та Н 2
. Отже, рівноважні концентрації всіх чотирьох речовин:[ЗІ 2
]
р
= [Н 2
]
р
=
х
моль/л;
[ЗІ] р
= (3 –
х
) моль/л;[Н 2
О] р
= (2 –
х
) моль/л.Знаючи константу рівноваги, знаходимо значення
х
, а потім вихідні концентрації всіх речовин:
Таким чином, шукані рівноважні концентрації:[ЗІ 2 ] р = 1,2 моль/л;[Н 2 ] р = 1,2 моль/л;[ЗІ] р = 3 - 1,2 = 1,8 моль/л;[Н 2 О] р = 2 - 1,2 = 0,8 моль/л.
Loading...