Урок по теме "Скорость химической реакции" (9 класс).

Урок по теме "Скорость химической реакции" (9 класс).

Цель: изучить понятие о скорости химической реакции.

Задачи урока:

1) сформировать у учащихся знания о скорости химической реакции, о факторах, влияющих на скорость химической реакции;

2) показать значения ее в природе и деятельности человека;

3) углубить знания о катализаторах.

Планируемые результаты обучения:

Предметные: учащиеся имеют представление о скорости химической реакции, о единицах ее измерения, знают влияние различных факторов на скорость химической реакции ( природа реагирующих веществ, их концентрация, площадь соприкосновения и температура ).

Метапредметные: формируются навыки групповой работы, развивается самостоятельность мышления, умение обобщать ,анализировать и выделять главное.

Личностные: развивать коммуникативные умения в ходе групповой работы, способность применять полученные знания на практике, учащиеся осознают смысл и ценность познания.

Основные понятия урока: скорость химической реакции, факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Основные виды деятельности учащихся: самостоятельная работа с информацией, групповая работа, работа в парах, наблюдение химических превращений, описание химических реакций, участие в совместном обсуждении результатов опытов, обобщать и делать выводы.

Тип урока:  урок изучения нового материала

Методы изучения:проблемный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, исследовательский.

Оборудование:

Прибор для определения скорости химической реакции, 10% и 30% раствор  HCl, Zn, CuO, H₂SO₄ р-р, Mg,Cu, CaCO₃ мел, CaCO₃ порошок, H₂O₂, MnO₂,NH₃,(NH₄)₂Сr₂O₇,   колба 500мл, спиртовка.

Эпиграф к уроку

I. Актуализация опорных знаний (эвристическая беседа с учащимися)

Мы живём в динамичном мире. Объекты живой и неживой природы движутся  с различной скоростью. Изучая физику, вы узнали, что человек изобрёл сверхзвуковые самолёты. На уроках биологии узнали, что амёба тоже передвигается с определённой скоростью 0,2 мм в минуту, а самая быстрая дикая кошка-гепард развивает скорость 60км в час. На уроках химии мы говорим, что одни реакции идут быстро, другие медленно т.е реакции тоже идут с определённой скоростью. Сколько новой информации получаем, но что мы знаем о скорости химической реакции? Практически ничего. Поэтому я вам предлагаю ознакомиться с этим "понятием".

II. Изучения нового материала.

Учитель: на уроках физики вы уже рассматривали скорость механического движения, перемещения тела в пространстве.

Как она обозначается? По какой формуле вычисляют скорость движущегося тела?

υ = S/t км/ч ( м/с). Это пройденный путь за определенный промежуток времени.

Учитель: Как вы думаете, какие вопросы помогут нам раскрыть тему урока?

(1. Что такое скорость химических реакций? 2. От чего зависит скорость химических реакций?).

Скорость химической реакции-это изменение концентрации прореагировавшего или образующегося вещества в единицу времени.

υ =(c₁-c₂) / (t₂-t₁), или ∆с-∆t

(Учитель записывает формулу на доске). В формуле приведена новая для вас величина, которая называется молярная концентрация, обозначается она буквой С (цэ). Молярная концентрация равна отношению количества вещества к объему, в котором находится вещество: С=n/v; [С]=[моль/л]. Изменение обозначается греческой буквой Δ (дельта). С₁ - концентрация исходных веществ, С₂ - концентрация продуктов реакции.

ΔС = С₁ - С₂  

( концентрация исходных веществ больше, чем продуктов реакции).

Изменение молярной концентрации происходит за определенный промежуток времени.

Количество вещества в единице объема - это концентрация ( молярная концентрация), обозначается  буквой  "С", единица измерения моль/л ( на доске повесить плакат).

Учитель: Попробуйте дать определение скорости химической реакции и выведите формулу для скорости химической реакции, напишите аналогично той, что записана на доске υ = S/t

                             V = ΔС / Δt=  С₁ - С_{2   моль/(л.с)}

                                                     t₂ - t₁

Пример с учебника с.12

V = (2 - 0,5) : 50 = 1,5 : 50 = 0,03 моль/(л.с)

Закрепление: Сохраняется ли скорость химической реакции неизменной в продолжении всего процесса или изменяется? Для реакции, протекающей в соответствии с уравнением

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

экспериментально определена концентрация одного из веществ в разные промежутки времени

                                v₁         v ₂          v ₃        v₄

t( cек)                 0         79        158        316       632

С ( моль/л)       1,85    1,67      1,52       1,30      1,00

Как изменится скорость этой реакции со временем?

( Учащиеся работают в группах)

_V1 = (1,85-1,67) / (79 - 0) = 0,0023 моль/л.с. х 10³ = 2,3

_V2 = (1,67-1,52) / (158-79) = 0,0019 моль/л.с. х 10³ = 1,9

_V3 = (1,52-1,30) / (316-158) = 0,0014 моль/л.с. х 10³ =1,4

_V4 = (1,30-1,00) / (632-316) = 0,0009 моль/л.с. х 10³ = 0,9

Вывод: Скорость химической реакции уменьшается с течением времени.

Аммиак используется для производства азотных удобрений. Замедление этого процесса невыгодно на практике, производство будет нерентабельным. Можно ли повлиять на скорость химической реакции? Если можно, то каким образом?

Мы должны выяснить, какие факторы влияют на скорость химической реакции?

Скорость химической реакции зависит от условий ее протекания, важнейшими из которых являются:

а) природа реагирующих веществ;

б) концентрация реагирующих веществ;

в) площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ;

г) температура;

д) наличие катализатора.

Рассмотрим зависимость скорости химических реакций от различных факторов (табл.11, с. 40).

А) Природа реагирующих веществ. Видеофрагмент. Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов друг на друга. (Заполняют таблицу в тетради).

Природа реагирующих веществ

H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + H₂↑

2CH₃COOH + Zn = (CH₃COO)₂Zn + H₂↑

Вывод: скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ

Б) Концентрация реагирующих веществ.

Демонстрируется опыта «Взаимодействие цинка с серной кислотой разной концентрации».

Учащиеся делают вывод, что с концентрированной реакция идет гораздо быстрее. При обсуждении приходим к выводу, что скорость прямо пропорциональна концентрации веществ (для реакций в растворах в газообразном состоянии), горение веществ в чистом кислороде происходит интенсивнее, чем на воздухе, где концентрация кислорода в 5 раз меньше. (Учитель дает понятие о гомо- и гетерогенных реакциях.)

В гомогенных реакциях нет поверхности раздела между реагентами, в гетерогенных реакциях есть. Пример гетерогенной реакции-взаимодействие металлов с водой. Гомогенные реакции протекают в растворах (реакции нейтрализации), в газовых смесях. Следует подчеркнуть, что данное определение скорости реакции, а также соответствующая формула справедливы только для гомогенных реакций. (Заполняют таблицу).

Вывод: скорость химической реакции зависит от концентрация реагирующих

веществ

S+O₂=SO₂

Скорость прямо пропорциональна концентрации веществ (для реакций в растворах в газообразном состоянии)

Zn + H₂SO₄= ZnSO₄ + H₂

С концентрированной кислотой реакция идет быстрее.

В) Площадь соприкосновения реагирующих веществ.
Следующий фактор, который нас интересует – это поверхность соприкосновение реагирующих веществ. О влиянии данного фактора на скорость химических реакций можно говорить только в том случае, если реакция гетерогенная, т.е. реагирующие вещества находятся в разных агрегатных состояниях.

Если же реагирующие вещества находятся в одинаковом агрегатном состоянии, т.е. реакция гомогенная, то поверхность соприкосновения реагирующих веществ на скорость реакции не влияет.

Видеофрагмент «Взаимодействие цинка с серной кислотой». Идет обсуждение, что при увеличении площади поверхности реагирующих веществ (расплющим гранулы цинка) скорость увеличивается. (Заполняют таблицу.)

Площадь соприкосновения веществ

Zn + H₂SO₄=ZnSO₄ +H₂

Вывод:при увеличении площади поверхности реагирующих веществ скорость химической реакции увеличивается.

Г) Температура.

Демонстрация опыта. «Взаимодействие цинка с серной кислотой». В одной пробирке серная кислота комнатной температуры, в другой-подогретая.

Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа:

при увеличении температуры на каждые 10⁰, скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

Это правило можно отобразить с помощью формулы:

ʋ_t2 = ʋ_t1 γ^t2-t1/10

где, γ – температурный коэффициент, который зависит от природы реагирующих веществ и от катализатора.

Д) Катализаторы.

Проблемный опыт: разложение перекиси водорода в присутствии оксида марганца (IV).

Пояснения: перекись водорода – неустойчивое соединение и постепенно на свету разлагается на воду и кислород. Выделение газа заметно по выделению пузырьков (демонстрация при нагревании перекиси). Почему перекись разлагается в присутствии оксида марганца (IV)?

III.  Физкультминутка!!!

Арабская притча о восемнадцати верблюдах. Жил когда-то на востоке человек, который разводил верблюдов. Всю жизнь он работал, а когда состарился, то позвал к себе сыновей и сказал:

"Дети мои! Я стар и немощен и скоро умру. После моей смерти разделите верблюдов так, как я вам скажу. Ты, старший сын, работал больше всех- возьми себе половину верблюдов. Ты, средний сын, только начал мне помогать - возьми себе третью часть. А ты, младший, возьми себе девятую часть."

Прошло время и старик умер. Тогда сыновья решили разделить наследство так, как завещал им отец. Они выгнали стадо на большое поле, пересчитали, и оказалось, что в стаде всего семнадцать верблюдов. И нельзя было разделить их ни на 2, ни на 3, ни на 9! Что было делать - никто не знал. Стали сыновья спорить и каждый предлагал своё решение. Они уже устали спорить, но так и не пришли к общему решению. В это время мимо ехал путник на своём верблюде. Услышав крик и спор, он спросил: "Что случилось?"

И сыновья рассказали о своей беде. Путник слез с верблюда, пустил его в стадо и сказал: "А теперь разделите верблюдов, как велел отец". И так верблюдов стало восемнадцать, старший сын взял себе половину, то есть 9, средний - треть, то есть 6 верблюдов, а младший девятую часть, то есть 2 верблюдов. И когда они разделили, таким образом, стадо, в поле остался ещё один верблюд, потому что 9+6+2= 17. А путник сел на своего верблюда и поехал дальше.  

 Какова роль восемнадцатого верблюда? И какая связь этой притчи с темой нашего урока? В подтверждении того, что катализатор влияет на скорость химической реакции послушаем выступление пятой группыЗначит скорость- это изменение какой-то физической величины за единицу времени. В химии есть такое понятие " как скорость химической реакции". А что такое скорость химической реакции, в чем она измеряется? Какая физическая величина может изменятся в химической реакции за определенный промежуток времени?

Закрепление: IV. Закрепление знаний, обобщение и систематизация.

Работа по группам.

 1.Скорость химической реакции зависит:

А) от природы реагирующих веществ;

Б) от температуры реакции;

В) от присутствия катализатора;

Г) от каждого из перечисленных факторов.

максимальна с раствором кислоты

1) угольной,                                  3) соляной,

2) уксусной,                                  4) сернистой.

5. В течение одной минуты выделится больше водорода, если для реакции использовать:

А) Zn(гранулы) и CH₃COOH (10% раствор)

Б) Zn(порошок) и HCl (10% раствор)

B) Zn(гранулы) и HCl (10% раствор)

Г) Zn(порошок) и CH₃COOH (10% раствор)

6. Почему скоропортящиеся продукты хранят в холодильнике?

а) сохраняется влага,

б) уменьшается скорость химических реакций,

в) улучшаются вкусовые качества,

г) нет правильного ответа.

7. Почему на мукомольных заводах иногда происходят взрывы?

а) мука воспламеняется при низкой температуре;

б) мука имеет большую площадь внешней поверхности;

в) в муке небольшое содержание влаги;

г) нет правильного ответа.

8.Укажите кислоту, в которой цинк будет растворяться наиболее медленно (массовая доля всех кислот в растворе равна 20%):

а) соляная;

б) серная;

в) йодоводородная;

г) уксусная.

V. Рефлексия

В конце урока обучающимся предлагается закончить предложения:

Сегодня я узнал…

Я удивился…

Теперь я умею…

Я хотел бы…

Наибольшее затруднение вызвало…

Своей работой на уроке я … (доволен /не доволен)

Ребята, вы сегодня все прекрасно работали на уроке в роли исследователей. Я вижу, что вы усвоили тему урока, а это было самое главное в нашей с вами совместной работе. Спасибо вам за урок. Оценивание работы учащихся.

VI. Домашнее задание
Открываем дневники и записываем домашнее задание: § 3, с. 12, №4, 5; Индивидуальное задание: на «3» - найти интересные факты по теме «Скорость химической реакции»; на «4» - составить тест по теме «Скорость химической реакции»; на «5» - придумать задачу по теме «Скорость химической реакции».