Урок по теме Факторы, влияющие на скорость химической реакции (11 класс)

11 класс, базовый уровень (сдвоенный урок)
"Факторы, влияющие на скорость химических реакций»
ЦЕЛЬ: Изучение факторов, влияющих на скорость химической реакции.
ЗАДАЧИ:
1. Экспериментально изучить влияние факторов, влияющих на скорость химической реакции.
2. Дать понятие о энергии активации.
3. Продолжить формирование умений учащихся наблюдать, анализировать, сравнивать, обобщать, работать с лабораторным оборудованием.
Тип урока: урок-практикум
Оборудование: набор химической посуды и реактивов по теме урока, видеоролик, мультимедийная презентация
Ход урока
I. Организационный этап.
II. Актуализация знаний.
Продолжаем разговор о скорости протекания химических реакций. Наша Вселенная – это гигантская химическая лаборатория, которая не прекращает свою деятельность ни на одну секунду. Ученые подсчитали, что за 1 секунду на Солце 564 млрд тонн водорода превращается в 560 млрд гелия. При этом за одну секунду в ходе термоядерной реакции выделяется столько энергии, которую не может растратить человечество за 200 000 лет своего существования.
На нашей планете непрерывные химические реакции уже идут 4,5 млрд лет. По данным ученых на нашей планете 1500 действующих вулкана. 522 вулкана извергается на данный момент. Ежегодно в процессе фотосинтеза образуется 100 млрд тонн органического вещества, выделяется 145 млрд тонн кислорода. А образование нефти происходит на протяжении сотней миллионов лет.
Так почему одни химические реакции протекают очень быстро, а другие миллионы лет? И что произойдет, если все химические реакции на нашей планете протекут одновременно с большой скоростью? (выдвижение гипотез)
Найти ответы на два проблемных вопроса:
От каких факторов зависит скорость химической реакции?
Что сдерживает одновременное протекание многих химических реакций?
III. Изучение и закрепление нового материала.
Тема урока, проблемные вопросы проецируется на экран
У.: Кинетика - наука о протекании химических реакций во времени.
М. В. Ломоносов является основоположником молекулярно-кинетической теории, он раскрыл природу теплоты, связанной с движением частиц тела, и взаимной превращаемость тепловой и механической форм движения.
Химической кинетике в современном мире уделяется огромное внимание. Во всех экономически развитых странах имеются НИИ, изучающих факторы, влияющие на скорость химических реакций. В России такие НИИ находится в городе Новосибирске. Это СО РАН «Институт химической кинетики и горения», «Институт катализа им. Г.К. Борескова». В городе Омске находится «Институт проблем переработки углеводородов»
Сегодня мы будем изучать факторы, влияющие на скорость химических реакций. С помощью химического эксперимента мы выявим закономерности изменения скорости химических реакций в зависимости от условий (в тетрадях заранее приготовлена таблица, которую будем заполнять во время объяснения нового материала).
Таблица 1. Закономерности изменения скорости химических реакций в зависимости от условий.
Условия, влияющие на скорость химической реакции Закономерности изменения скорости при изменении условий
У.: Подумайте и назовите факторы, т.е. условия, которые могут влиять на скорость реакций (выдвижение гипотез).
Температура
Лабораторный опыт
Влияние температуры на скорость.
Ход работы Наблюдение Выводы
В 2 пробирке поместите поместите порошок CuO , добавьте 1 мл раствора серной кислоты.
Первую пробирку нагрейте. У.: Объясните причину увеличения скорости химической реакции при нагревании (заполнение таблицы 1).
Зависимость скорости реакции от температуры исследовал голландский учёный Я. Вант-Гофф: при повышении температуры на каждые 100 скорость увеличивается в 2-4 раза.
А что происходит с химической реакцией при понижении температуры? (рассказ об истории создания холодильников, механизме их работы, рассказ об опасных и безопасных фреонах, о воздействии фреонов на озоновый слой)
Катализаторы, ингибиторы (работа с понятиями)
Лабораторный опыт
Зависимость скорости химической реакции от наличия катализатора.
Ход работы Наблюдение Выводы
Поместите кусочек сахара в пинцет. Попробуйте сахар поджечь.
Другой кусочек сахара обваляйте в пепле (содержит соли лития). Подожгите. У.: Объясните причину увеличения и уменьшение скорости химической реакции при использовании катализаторов и ингибиторов (заполнение таблицы 1).
У.: Любой живой организм – это химическая лаборатория. В организме человека протекает миллиарды биохимических реакций. Ускоряют химические реакции биологические катализаторы: ферменты и гормоны. По подсчетам ученых в организме человека около 2000 ферментов, 80 гормонов.
Все наши действия, эмоции можно объяснить с точки зрения химии. Поговорим о прекрасном чувстве, которому поэт посвятил следующие строки:
«Все начинается с любви…
Все твердят: «Вначале было слово»
А я провозглашаю снова:
Все начинается с любви:
И озаренье,
И работа,
Глаза цветов,
Глаза ребенка –
Все начинается с любви!!!»
А что такое любовь с точки зрения химии?
Любовь – это результат цепной реакции химических процессов, происходящих в организме с участием гормонов (просмотр видеоролика «5 гормонов любви»)
Концентрация исходных веществ (газы, жидкости)
Лабораторный опыт
Влияние концентрации исходных веществ на скорость.
Ход работы Наблюдения Выводы
В две пробирки поместите раствор по три гранулы цинка:в 1 пробирку прилейте разбавленный раствор соляной кислоты. ; во 2 пробирку прилейте концентрированнй раствор соляной кислоты. У.: Объясните зависимость скорости химической реакции от концентрации исходных веществ (заполнение таблицы 1).
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ была установлена Гульдбергом и Вааге.
(Рассказ учителя о применении кислородных подушек в медицине)
От площади соприкосновения реагирующих веществ
Лабораторный опыт
Зависимость скорости химической реакции от площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ.
Ход работы Наблюдение Выводы
Поместите в первую пробирку гранулы цинка, во вторую пробирку порошок цинка. Добавьте в каждую пробирку по 1 мл раствора соляной кислоты. У.: Объясните зависимость скорости химической реакции от площади соприкосновения исходных веществ (заполнение таблицы 1).
(Рассказ учителя о скорости разложения офисной бумаги ( 2 года))
(Как увеличить скорость разложения офисной бумаги? Почему для растопки используют щепки)Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ
Лабораторный опыт
Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ.
Ход работы Наблюдения Выводы
Поместите в 2 пробирки гранулы цинка равной массы и одинаковой площади поверхности.
Добавьте в первую пробирку 1 мл HCI,а во вторую пробирку 1 мл CH3COOH. У.: Объясните зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ (заполнение таблицы 1).
(рассказ о скорости разложения мусора: стекло 1000 лет, железный бак – 3 года)
У: Нас окружает огромное количество горючих веществ, которые сгорают с мгновенной скорости, если поднести зажженную спичку. А почему не происходит самопроизвольного самовозгорания. Почему для взрыва динамита нужен детонатор? (выдвижение гипотез, чтение дополнительного матриала)
Энергия активации — минимальное количество энергии, которое требуется сообщить системе, чтобы произошла реакция. Термин введён Сванте Августом Аррениусом в 1889. Типичное обозначение энергии реакции Ea.
В химической модели, известной как Теория активных соударений (ТАС), есть три условия, необходимых для того, чтобы произошла реакция:
Молекулы должны столкнуться. Это важное условие, однако его не достаточно, так как при столкновении не обязательно произойдёт реакция.
Молекулы должны обладать необходимой энергией (энергией активации). В процессе химической реакции взаимодействующие молекулы должны пройти через промежуточное состояние, которое может обладать большей энергией. То есть молекулы должны преодолеть энергетический барьер; если этого не произойдёт, реакция не начнётся.
Молекулы должны быть правильно ориентированы относительно друг друга.
 Чем меньше энергия активации реакции, тем выше ее скорость.
(обсуждение материала)
(Демонстрация взрыва гремучего газа)
IV. Рефлексия (самооценка).
Работа с проблемными вопросами.
Объясните важность данной темы с точки зрения домохозяйки.
V. Домашнее задание: § 15 упр 8,9
Предложите способы увеличения скорости реакции:
а) Н2 (газ) + О2 (газ) =
б) Аl + НСl =
.