Скорость химических реакций таблица: Урок №23. Понятие о скорости химической реакции. Катализаторы. – Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов » HimEge.ru

§3. Скорость химических реакций | 9 класс

1. Что такое скорость химической реакции и как ее определяют?
Скорость химической реакции - это величина, показывающая, как изменяются концентрации исходных веществ или продуктов реакции за единицу времени.
Следовательно, только что приведенное определение математически можно выразить так: 

где v - скорость реакции, ΔC - изменение концентрации (в моль/л), а Δτ - интервал времени, в течение которого это изменение произошло (сек). Следовательно, размерность у скорости реакции такая: "моль/л · сек".

2. Приведите примеры реакций, замедление или ускорение которых имеет положительное или отрицательное значение для производства или в быту.
Положительное значение на производстве. Например, ускорение реакции (при повышении температуры) спиртового брожения, на заводе по производству спирта, даст больше спирта за тот же промежуток времени. Соответствующая реакция: C6h22O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Отрицательное значение на производстве. А например, на молочном производстве увеличение скорости реакции спиртового брожения, даст уже отрицательный эффект.

Положительное значение в быту. Чистящие вещества, содержащие кислоты, позволяют быстро растворить известковый налет, но они так же отрицательно влияют, например, на хромовое покрытие смесителей для воды и т. д., поэтому в чистящие вещества добавляют специальные ингибиторы для уменьшения скорости реакций кислот с металлами.

Отрицательное значение в быту. Ускорение процессов гниения (разложение азотсодержащих органических соединений, в результате их ферментативного гидролиза).

3. В таблице 1 указаны условия, влияющие на скорость химических реакций, и приведены примеры. Назовите для каждого условия один-два дополнительных примера, составьте уравнения реакций и дайте обоснование их осуществлению.

4. В сосуде емкостью 2 л газы А и В реагируют в соответствии с уравнением А + В = 2С.
В начале реакции газа А было 0,4 моль, а через 2 с было обнаружено 0, 2 моль продукта. Определите скорость реакции.
Решение.
Как видно по реакции, чтобы образовалось 0,2 моль С, нужно затратить 0,1 моль А. Тогда А осталось

Δn(А) = 0,4 моль-0,1 моль = 0,3 моль
Δ с(А) = n(А)/V=0,3моль/2л=0,15 моль/л
v = Δ с(А)/ Δt= 0,15 моль/л/2 с = 0,075 моль/л*с
Ответ: 0,075 моль/л*с


В таблице 2 (с. 54) указаны факторы

1) Природа реагирующих веществ Кислоты (HCl, HF) с одним и тем же веществом - железом - реагируют с различной скоростью (в одинаковом состоянии и при равных условиях).
Fe + HCl = FeCl2 + H2
Fe + HF = FeF2 + H2
Молекула хлороводорода отдает протон молекуле воды и превращается в хлорид-ион. Тоже происходит и с молекулой фтороводорода. Но между этими кислотами есть существенное различие: соляная кислота реагирует с избытком воды необратимо (полностью), а плавиковая – обратимо и незначительно. Следовательно, молекула хлороводорода легко отдает протон молекуле воды, а молекула фтороводорода делает это с трудом. Поэтому соляная кислота относится к сильным кислотам, а плавиковая – к слабым.
2) Концентрация В 10%-оно соляной кислоте реакция с железом идет гораздо медленнее, чем в 30%-ой, это видно по количеству выделяющегося водорода.
Fe + HCl = FeCl2 + H2
Чтобы произошла реакция необходимо столкновение молекул реагирующих веществ. Частота же столкновений зависит от числа молекул в единице объема, т. е. от концентрации.
3) Поверхность реагирующих веществ Пирит предварительно измельчают, прежде чем загрузить его в кипящий слой. Т. к. в измельченном состоянии реакция протекает гораздо быстрее.
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
При измельчении вещества увеличивается поверхность соприкосновения реагирующих веществ.
4) Температура Реакция между железом и серой, без нагревания, почти не идет, при нагревании сульфид железа образуется достаточно быстро.
Fe + S = FeS
При столкновении реагируют только те молекулы, которые обладают достаточной кинетической энергией. При повышении температуры доля активных молекул возрастает.
5) Наличие катализаторов или ингибиторов
Разложение пероксида водорода в стандартных условиях практически не идет, но при вводе в реакцию MnO2, скорость распада пероксида водорода протекает очень бурно, даже при комнатной температуре.
2H2O2 = 2H2O + O2
Под действием катализаторов вещества становятся реакционноспособными при более низкой температуре.

Практическая работа №2. Влияние различных факторов на скорость химической реакции. Химия 11 класс

Практическая работа №2

Влияние различных факторов на скорость химической реакции.

Цель: рассмотреть влияние различных факторов на скорость химической реакции.

Оборудование и реактивы: пробирки, спиртовка, спички, держатель, штатив для пробирок, лучинка, цинк, магний, медь: гранулы и порошок, растворы соляной кислоты (1:3, 1:10), уксусная кислота, мел, стакан с горячей водой, пероксид водорода, оксид марганца (IV).

Ход работы:

Оформить работу в виде таблицы:

 

Рассматриваемый фактор, влияющий на скорость химической реакции

Описание эксперимента

Наблюдения, позволяющие судить о скорости реакции

Уравнения реакций

Вывод

1. Влияние природы реагирующих веществ

1) В три пробирки налейте соляной кислоты. В первую пробирку положите кусочек магния, во вторую - кусочек цинка, в третью - кусочек меди. Что наблюдаете? Какая из реакций самая быстрая?

В первой пробирке (магния) наблюдается активное выделение газа (водорода)

Во второй пробирке (где цинк) медленно выделяются пузырьки газа (водорода)

В третей пробирке (где медь) ничего не наблюдается

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Cu + HCl ↛ реакция не идет

Сущность реакций металлов с кислотой заключается в том, что атомы металлов отдают электроны (т. е. окисляются, являются восстановителями) протонам водорода (т. е. восстанавливаются, являются окислителями). Но металлы обладают разной восстановительной способностью, эту способность характеризует стандартный электродный потенциал, для магния он равен -2,36 В, для цинка он равен -0,76 В, для меди +0,34 В, для водорода 0.

Для протекания ОВР должно выполнять правило: Еокислителя > Евосстановителя и чем больше разница потенциалов Еокислителя - Евосстановителя (ЭДС реакции), тем интенсивнее идет реакция металла с кислотой

2) Налейте в одну пробирку соляной кислоты, в другую - такое же количество уксусной кислоты (концентрация кислот одинакова). Опустите в каждую пробирку по две гранулы цинка. Определите, какая реакция протекает быстрее

С цинком быстрее протекает реакция с соляной кислотой, чем с уксусной кислотой

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Zn + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2

Сила кислот зависит не только от состава кислоты, но и от ее строения. Сила кислоты зависит от значения константы диссоциации кислоты, чем больше величина Kд, тем сильнее кислота. Kд(HCl) = 107, Kд(CH

3COOH) = 1,74*10-5
Т.к. Kд(HCl) >>> Kд(CH3COOH), то реакция цинка с соляной кислотой протекает гораздо более интенсивно, чем с уксусной кислотой

2. Влияние концентрации реагирующих веществ

В две пробирки поместите по одной грануле цинка. В одну прилейте 1 мл соляной кислоты (1 : 3), в другую - столько же этой кислоты (1 : 10).

Где более интенсивно проходит реакция? Почему?

Там, где концентрация кислоты больше (1:3), там реакция идет быстрее, чем где концентрация кислоты составляет 1:10.

В двух пробирках идет одна и та же реакция:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Чем выше концентрация   реагирующих веществ, тем чаще столкновения их частиц и тем выше скорость химической реакции

3. Влияние поверхности соприкосновения реагентов

В одну пробирку опустите кусочек мела, в другую насыпьте порошок мела. Налейте в пробирку по 1,5 мл соляной кислоты одинаковой концентрации. Есть ли разница в скорости выделения газа?

Наиболее интенсивно газ выделяется, там где был порошок мела, нежели кусочек мела

В двух пробирках идет одна и та же реакция:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2

При увеличении степени измельчения твердых веществ, увеличивается поверхность соприкосновения реагирующих веществ, т. е. растет число столкновений между молекулами и или атомами поэтому, чем выше степень измельчения веществ, тем быстрее протекает скорость реакции

4. Влияние температуры

В две пробирки опустите по одной грануле цинка. Налейте по 1 мл соляной кислоты одинаковой концентрации в каждую пробирку. Одну пробирку опустите в стакан с горячей водой. По интенсивности выделения пузырьков водорода сделайте вывод о влиянии температуры на скорость химической реакции

Быстрее реакция идет там, где пробирка опущена в стакан с горячей водой

В двух пробирках идет одна и та же реакция:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

При столкновении молекул и/или атомов реагируют только те молекулы и/или атомы, которые обладают достаточной кинетической энергией для осуществления реакции. При повышении температуры доля таких молекул и/или атомов возрастает, поэтому в пробирке, которая опущена в стакан с горячей водой, реакция идет более интенсивно

5. Влияние катализатора

В пробирку налейте 1 мл пероксида водорода и внесите тлеющую лучинку, не прикасаясь к жидкости. Что наблюдаете? Добавьте к пероксиду водорода несколько кристалликов оксида марганца

Налили 1 мл пероксида водорода и внесли тлеющую лучинку - ничего не произошло. После того, как добавили к пероксиду водорода несколько кристалликов оксида марганца (IV) началось бурное выделение газа, когда внесли тлеющую лучинку в пробирку - она воспламенилась (явный признак того, что выделяющийся газ - кислород). После окончания реакции оксид марганца (IV) не растворился. Из всего этого следует, что оксид марганца (IV) выполняет роль катализатора

2H2O2 -MnO2→ 2H2O + O2

Под действием катализаторов вещества становятся реакционно способными при более низкой температуре

Вывод: Скорость химической реакции зависит от условий: от природы реагирующих веществ, от площади соприкосновения, от концентрации, от температуры,  от присутствия катализаторов.

Правила техники безопасности при выполнении химического эксперимента

  1. Многие вещества при попадании на кожу могут вызвать ожоги.  Никогда не берите вещества руками.

  2. Некоторые вещества имеют неприятный запах, а их пары могут вызвать отравление.  Не подносите близко к лицу открытую склянку.

  3. В химической лаборатории не пробуют на вкус даже известные вещества, они могут содержать примеси, ядовитые для человека.

  4. Кислоты – едкие вещества. Разрушают и раздражают кожу, слизистые оболочки.

  5. Если кислота или щёлочь попала на кожу, её надо немедленно промыть большим   количеством проточной воды.

6. Если зажечь спиртовку сразу же после снятия колпачка, загорается плёнка спирта на горлышке спиртовки как раз на том месте, где колпачок прилегает к горлышку. Пламя проникает под диск с трубкой, и пары спирта внутри резервуара загораются. Может произойти взрыв и выброс диска вместе с фитилём. Чтобы избежать этого, приподнимите на несколько секунд диск с фитилём для удаления паров. Если случится воспламенение паров, быстро отставьте в сторону предметы (тетрадь для практических работ) и позовите учителя.

7. Зажигать спиртовку только спичками, гасить крышкой или колпачком, накрывая сверху.

8. Запрещается передавать зажжённую спиртовку и зажигать одну спиртовку от другой.

9. При нагревании вещества в пробирке её необходимо сначала прогреть, отверстие    пробирки во время нагревания должно быть направлено от себя и соседа.        

10. Стекло – хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе и незначительную прочность при изгибе. Категорически запрещается использовать посуду, имеющую трещины и отбитые края.

11. Пробирку закрепляют в держателе так, чтобы от горлышка пробирки до держателя было расстояние 1 – 1, 5 см.

12. Опыты проводить с таким количеством  веществ, которые  указаны в методическом  руководстве по проведению каждого опыта.

13. Без разрешения учителя, ничего на столах не трогать.

14. Во время проведения эксперимента или оформлении отчёта  соблюдайте тишину.

15. После работы приведи порядок на рабочем месте.

 

План-конспект урока по химии (11 класс) на тему: Урок по теме "Факторы, влияющие на скорость химических реакций".

МКОУ Таловская СОШ

ТЕМА УРОКА:

«Факторы, влияющие на скорость химических реакций»(11 класс)

УЧИТЕЛЬ:

ЛЕОНТЬЕВА НАДЕЖДА ВАСИЛЬЕВНА.

ЦЕЛИ УРОКА:

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:

  • Рассмотреть и объяснить влияние различных факторов на скорость химической реакции.
  • Развивать навыки решения расчётных задач по вычислению скорости химической реакции.

РАЗВИВАЮЩИЕ:

  • Развивать умения учащихся работать в группах.
  • Формировать умения учащихся получать информацию из различных источников: работа с дисками, самостоятельная работа с текстом учебника, проведение лабораторных опытов в виртуальной лаборатории.
  • Развивать умения наблюдать, обобщать опытные данные, делать общие выводы с обоснованием.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ:

  • Формирование дружественной и доброжелательной обстановки в классе.
  • Повышение самооценки школьников.

ТИП УРОКА ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА с элементами учебного исследования.

ФОРМЫ и МЕТОДЫ:

  • Работа в группах:
  • Вид групповой работы: «Учимся вместе».
  • Беседа.
  • Исследование.
  • Фронтальный опрос.
  • Компьютерные технологии:
  • Работа в виртуальной лаборатории (учебное электронное издание)
  • Компьютерная презентация.

ОБОРУДОВАНИЕ:

  • Компьютерная презентация.
  • Программа: «Виртуальная лаборатория».
  • Учебное электронное издание: «Виртуальная лаборатория».
  • Учебное электронное издание: «Химия. Полный иллюстрированный курс».

ХОД УРОКА:

  1. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ:
  • Как определяют скорость химической реакции?
  • Зачем нужны знания о скорости химической реакции?
  • Приведите примеры, подтверждающие, что химические реакции протекают с различной скоростью.
  • Почему многие реальные реакции самопроизвольно не протекают?
  • Как называется теория, которая объясняет возникновение химических реакций, используя энергию активации?
  • Вспомните факторы, влияющие на скорость химической реакции. (Слайд 1)

2. ЦЕЛИ УРОКА: (слайд 2)

  • Рассмотреть и объяснить влияние различных                факторов на скорость химической реакции.
  • Развивать навыки решения расчётных задач по вычислению скорости химической реакции.

            3. ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО УЧИТЕЛЯ.

           - работать предстоит в группах;

            - состав и роли определены;

            - каждая группа получает своё задание;

            - каждый член группы - индивидуальное задание;

            - отчёт о работе группы по форме (см. ниже)

            - оценивается общий результат;

            - работа группы 10-15 минут.

ОТЧЁТ О РАБОТЕ ГРУППЫ 1-5(слайд3)

ЭКСПЕРИМЕНТ

ГИПОТЕЗА:

ОПЫТ: УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИЙ:

ВЫВОД:

ЗАПОЛНИТЕ ТАБЛИЦУ:

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Фактор,

 влияющий

на скорость химической

 реакции

Закономерности изменения скорости при действии данного

фактора

Почему изменяется скорость реакции

6-7 группы работают следующим образом:

В каждой группе есть консультант, владеющий теоретическим материалом.

Задача консультанта: объяснить тему членам своей группы, контролировать выполнение учащимися индивидуальных задач.

4. ОТЧЁТ ГРУПП. (Слайд 4- 15)

Задание классу: слушая отчёты, заполняют таблицу:

Фактор,

 влияющий

на скорость химической

 реакции

Закономерности изменения скорости при действии данного

фактора

Природа реагирующих веществ

Концентрации реагентов

Температура

Катализатор

Поверхность соприкосновения реагентов

(гетерогенные реакции)

С уменьшением энергии активации скорость химической реакции увеличивается (с увеличением реакционной способности веществ  скорость химической реакции увеличивается).  

Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакций (закон действующих масс)

С повышением температуры на 100 скорость химической реакции увеличивается в 2 – 4 раза

(Правило Вант - Гоффа)

В присутствии катализатора скорость химической реакции увеличивается

Чем больше площадь поверхности соприкосновения веществ, тем больше скорость химической реакции.

Дополнения учителя к отчёту учащихся

ОТЧЁТ 1 группы (слайд 5. 6)

ФАКТОР: Природа реагирующих веществ.

Учитель: таблица «Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ».

ОТЧЁТ 2 группы  (слайд7)

ФАКТОР: Концентрации реагентов.

Учитель: 1867 год К. Гульдберг и П. Вааге; 1865 год Н. И. Бекетов открыли закон действующих масс – основной закон кинетики..

ОТЧЁТ 3 группы  (слайд 8)

ФАКТОР: Температура

Учитель: Вант – Гофф – первый нобелевский лауреат по химии.

ОТЧЁТ 4 группы (слайд 9, 10)

ФАКТОР: Катализатор

Учитель: График изменения скорости при действии катализатора.

ОТЧЁТ 5 группы  (слайд 11)

ФАКТОР: Поверхность соприкосновения реагентов.

Учитель: как увеличить поверхность соприкосновения в ОТЧЁТ 6 группы (слайд 14)

Правило Вант – Гоффа.

ОТЧЁТ 7 группы (слайд 15)

Закон действующих масс.

5. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ, РЕФЛЕКСИЯ.

6.ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.

Параграф 15, №10, 11.


Каждый учащийся  получает или лист контроля или индивидуальные задания.

ФОРМЫ ОТЧЁТА.

 ЛИСТЫ КОНТРОЛЯ. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ        

Задание: Проведите опыт по выяснению зависимости скорости реакции от природы реагирующих веществ.

Сделайте вывод, как изменяется скорость реакции.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ        

Задание: Проведите опыт по выяснению зависимости скорости реакции от концентрации реагентов.

Сделайте вывод, как изменяется скорость реакции.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ  

Задание: Проведите опыт по выяснению зависимости скорости реакции от температуры.

Сделайте вывод, как изменяется скорость реакции.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ    

Задание: Проведите опыт по выяснению зависимости скорости реакции от наличия катализатора.

Сделайте вывод, как изменяется скорость реакции.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ        

Задание: Проведите опыт по выяснению зависимости скорости реакции от поверхности соприкосновения реагентов.

Сделайте вывод, как изменяется скорость реакции.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ          

Задание: Проведите опыт по выяснению зависимости скорости реакции от наличия катализатора.

Сделайте вывод, как изменяется скорость реакции.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Задание: решите задачу

Вычислите скорость химической реакции А + В = С, когда концентрация вещества А равна 0,04 моль/л, а концентрация вещества В равна0,05 моль/л. Константа скорости равна 1л/моль*с

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Задание: решите задачу

Как изменится скорость реакции при понижении температуры от 10 до 0, температурный коэффициент равен 3?

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Задание: решите задачу

На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции, у которой температурный коэффициент равен 3, увеличилась в 81 раз?

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Задание: решите задачу

Скорость химической реакции при 20 0 С равна 1 моль /л▪с. Вычислите скорость этой реакции при 60 0 С, если температурный коэффициент равен 3?

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Задание: решите задачу  

 Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при увеличении температуры от 50 0 до 100 0 С, если температурный коэффициент равен 2?

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Запишите кинетические уравнения для реакций:

2Н2 (г)+ О2 (г)= 2Н2О (г)

С2Н 4(г)+Н 2(г)= С 2Н4(г)

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Запишите кинетические уравнения для реакций:

2Си(т) + О2 (г)= 2СиО (т)

2NO (г) + О2 (г)= 2NO 2(г)


Индивидуальные задания

 Выявите закономерности изменения скорости реакции при изменении природы реагирующих веществ (отчёт)

Выявите закономерности изменения скорости реакции при изменении концентрации реагентов (отчёт)

Выявите закономерности изменения скорости реакции при изменении температуры (отчёт)

Выявите закономерности изменения скорости реакции при наличии катализатора (отчёт)

Выявите закономерности изменения скорости реакции при изменении поверхности соприкосновения реагентов (отчёт)

Почему изменяется скорость химической реакции при изменении природы реагирующих веществ (объясните с точки зрения теории столкновения частиц). Сделайте запись в отчёте.

Почему изменяется скорость химической реакции при изменении концентрации реагентов (объясните с точки зрения теории столкновения частиц). Сделайте запись в отчёте.

Почему изменяется скорость химической реакции при изменении температуры (объясните с точки зрения теории столкновения частиц). Сделайте запись в отчёте.

Почему изменяется скорость химической реакции при наличии катализатора (объясните с точки зрения теории столкновения частиц). Сделайте запись в отчёте.

Почему изменяется скорость химической реакции при изменении поверхности соприкосновения реагентов (объясните с точки зрения теории столкновения частиц). Сделайте запись в отчёте.


РЕФЛЕКСИЯ

Ф.И.

Полностью справился с заданием

Испытывал незначительные затруднения, которые помогла решить группа

Задание не выполнил

Ф.И.

Полностью справился с заданием

Испытывал незначительные затруднения, которые помогла решить группа

Задание не выполнил

Ф.И.

Полностью справился с заданием

Испытывал незначительные затруднения, которые помогла решить группа

Задание не выполнил

Ф.И.

Полностью справился с заданием

Испытывал незначительные затруднения, которые помогла решить группа

Задание не выполнил

Ф.И.

Полностью справился с заданием

Испытывал незначительные затруднения, которые помогла решить группа

Задание не выполнил


ЛИТЕРАТУРА:

  1. О.С.Габриелян «Химия 11 класс», Москва, Дрофа 2005г.
  2. Г.В.Пичугина «Повторяем химию», Москва, издательство «Аркти», 2000год.
  3. О.С.Габриелян «Настольная книга учителя химии», Москва, Дрофа, 2003 год.
  4. Т.З.Савич, Т.С.Ярославцева, А.С.Корощенко «Изучение закономерностей химических реакций». Москва, «Просвещение», 1991 год.
  5. Н.Л.Глинка «Общая химия». Ленинград, «Химия», 1983 год.
  6. Химия. Справочные материалы. Москва, «Просвещение», 1988 год.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о