Скорость химических реакций

Тема урока: скорость химических реакций. 11 класс 2019 год.

Цели урока: Создать условия для:

1. Формирования у обучающихся представления о скорости

химической реакции и факторов, которые на нее влияют.

2. Развития навыков самостоятельной исследовательской работы,

умения делать выводы, обобщать результаты эксперимента.

Задачи урока:

Сформировать понятие о скорости химической реакции.

Экспериментально выявить факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Совершенствовать умение обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, устанавливать взаимосвязь между скоростью химической реакции и внешними факторами.

Развивать коммуникативные умения в ходе парной, коллективной работы.

Тип урока: урок открытия новых знаний с элементами исследования.

Метод обучения: частично поисковый, форма организации: индивидуальная,

групповая, фронтальная, коллективная

Средства обучения: химические вещества и оборудование для опытов,

компьютер, проектор, экран, магнитная доска с

магнитами.

Подготовка учащихся к уроку.

1. Деление класса на 5 групп по 3 человека.

2. На столах у обучающихся приготовлена таблица, которая заполняется во время объяснения нового материала..

3. Группы получает оборудование и реактивы для проведения эксперимента.

4. Материалы для индивидуального тестирования.

Структура урока.

I. Организационный этап.

II. Актуализация знаний (постановка цели и мотивация учебно-познавательной деятельности учащихся).

III. Изучение нового материала (диалогический метод с элементами исследования, сочетание фронтальной и групповой форм работы, проведение эксперимента, самооценка и групповая оценка).

IV. Закрепление знаний (тестирование).

V. Рефлексия (самооценка).

VI. Домашнее задание.

Ход урока

I. Организационный этап.

Всем доброе утро! Холодный зимний день надеюсь не6е испортит наше настроение, потому что нам будет жарко!

II. Актуализация знаний.

Вы уже давно изучаете химию. Это удивительная наука, можно даже сказать, магическая. А кто мне скажет, что она изучает? (это наука о веществах, их свойствах и превращениях). Различные химические реакции постоянно протекают вокруг нас и даже во всех живых организмах.

Вот мы зажигаем спичку. Чирк! Воспламеняется от трения о коробку фосфор, входящий в состав спичечной головки, мгновенно появляется пламя. Химическая реакция заняла доли секунды. Дрова в костре тоже сгорают весьма быстро. А превращение древесины доисторических деревьев в каменный уголь длилось миллионы лет. Как вы думаете, что отличает эти химические реакции? (их скорость).

Итак о чем пойдет речь на нашем уроке? (о скорости химических реакций).

Тема урока «Скорость химических реакций».

Сегодня мы представим себя учеными-исследователями и совершим виртуальное путешествие в инновационный центр «Сколково». ( https://skolkovo-tour.com)

Как вы думаете, для с какой целью мы совершили это путешествие? (чтобы исследовать, что такое скорость химической реакции и как на нее можно повлиять).

Это и будут цели нашего урока:

1. Дать определение понятию «скорость химической реакции».

2. Экспериментально выяснить, какие факторы влияют на скорость химической реакции.

Сегодня мы с вами попробуем ответить на эти вопросы.

Как вы видите ваш класс разделен на 5 научных химических лабораторий. Каждый в этой лаборатории имеет свою должность. Научный сотрудник будет руководить исследовательской работой и аргументировать полученные результаты, лаборант будет выполнять эксперимент по инструкции, корреспондент – доведет информацию о результатах исследования широкой общественности. Распределите обязанности в группе, лаборанты оденьте халат.

У вас на столе для каждого приготовлены рабочие карты, которые вы будете заполнять в процессе урока.

III. Изучение нового материала.

1. Для ответа на первый вопрос прибегнем к теоретическому исследованию.

Скажите, что описывает превращение веществ? (уравнение химической реакции).

Давайте вспомним, как можно схематично изобразить любую химическую реакцию? (А + В = С + D).

Как мы называем вещества А и В? (исходные вещества).

А вещества С и D? (продукты реакции).

Что происходит с этими веществами в ходе химической реакции? (исходные вещества взаимодействуют, образуя продукты реакции).

Реакций, протекающих вокруг нас, огромное количество и протекают они с разной скоростью.

Некоторые химические реакции протекают так быстро, что за ними не уследишь. А другие могут протекать в течении миллионов лет. Как же определить скорость химического процесса?

Давайте вспомним, что измеряют в физике, чтобы определить скорость движения тела? (расстояние и время).

А что изменяется при взаимодействии веществ? (количество исходных веществ и продуктов реакции в единицу времени).

Значит как мы можем сформулировать определение скорости химической реакции? (это изменение концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени).

Запишем это определение в вашу карту урока .

Формула для определения скорости химической реакции следующая …

1. А сейчас приступим к выполнению второй задачи. Мы должны выяснить, каким образом можно влиять на скорость реакции.

Для этого каждая исследовательская группа выполнит химический эксперимент по инструкции, записанной на карточке. Ответьте на вопросы, сделайте выводы и через 5 минут доложите о результатах своей работы.

Перед проведением опыта, вспомните правила техники безопасности и распишитесь в инструкции.

Ребята работают в пяти группах. Каждая группа по результатам своего исследования прикрепляет на кластер свой фактор, влияющий на скорость химической реакции. В итоге на магнитной доске получается схема, из которой видно, что скорость химической реакции зависит от:

1. Природы реагирующих веществ.

2. Температуры.( Зависимость скорости реакции от температуры исследовал голландский учёный Я. Вант-Гофф: при повышении температуры на каждые 10⁰ скорость увеличивается в 2-4 раза).

3. Концентрации реагентов. (Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ была установлена Гульдбергом и Вааге. По закону действующих масс скорость химической реакции аА+bB=сС может быть вычислена по формуле V=kc_A^ac_B^b

4. Площади соприкосновения веществ.

5. Наличия специальных веществ – катализаторов.

Вы верно определили факторы, влияющие на скорость химических реакций. Молодцы.

Эти факторы записываются в карту урока.

Посмотрим как звучат вопросы на эту тему в тестах ЕГЭ по химии.

IV. Закрепление знаний (тестирование).

Выполните тестирование.

Вариант 1

1. При обычных условиях с наибольшей скоростью будет взаимодействовать с водой:

а) железо; б) магний; в) натрий; г) алюминий.

2. Скорость выделения водорода будет наибольшей при взаимодействии с соляной кислотой:

а) кальция; б) олова; в) цинка; г) меди.

3. Скорость разложения пероксида водорода можно увеличить, если:

а) добавить к нему оксид марганца (IV);

б) увеличить объём вещества;

в) понизить температуру реакции;

г) добавить воды.

4. На скорость реакции обжига колчедана 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂ + Q не влияет:

а) повышение концентрации кислорода;

б) наличие катализатора;

в) повышение температуры;

г) увеличение площади поверхности соприкосновения колчедана и газа.

5. Скорость реакции железа с соляной кислотой увеличится, если:

а) повысить давление;

б) повысить концентрацию хлороводорода;

в) понизить температуру раствора;

г) добавить в раствор лакмус.

Вариант 2.

1. Скорость выделения водорода будет наибольшей при взаимодействии:

а) цинка с соляной кислотой;

б) цинка с уксусной кислотой;

в) олова с соляной кислотой;

г) меди с уксусной кислотой.

2. Скорость реакции между металлом и разбавленной серной кислотой выше, если участвует:

а) цинк; б) медь; в) свинец; г) железо.

3. Скорость коррозии железа уменьшится в паре с:

а) цинком; б) свинцом; в) медью; г) оловом.

4. Скорость реакции магния с соляной кислотой увеличится, если:

а) повысить давление;

б) измельчить образец металла;

в) понизить температуру раствора;

г) добавить в раствор индикатор.

5. Распиленное на куски бревно сгорает с большей скоростью, чем целое, потому что:

а) уменьшается площадь поверхности дерева;

б) увеличивается площадь соприкосновения веществ;

в) понижается температура горения;

г) увеличивается доступ кислорода к каждому куску;

Сверьте свои ответы с эталоном.

После выполненной работы проецируем на экран эталон ответов и обучающие осуществляют взаимопроверку, выставляя оценку.

V. Рефлексия (самооценка). Для закрепления предлагаю выбрать для себя один из фразеологизмов

- спустя рукава

- краем уха

- как рыба о лед

- шевелить мозгами

- ловить ворон

- комар носа не подточит

- в два счета

- войти во вкус

- зарубить на носу

- держать ухо востро

Попробуйте оценить работу на этом уроке одной из фраз.

VI. 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.

1 Природа реагирующих веществ подойдите 

Задание: В пробирки с порошком цинка прилейте соляную и уксусные кислоты одинаковой концентрации. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что вы наблюдаете? Найдите соляную и уксусные кислоты в таблице растворимости, сравните их по активности. Сделайте выводы.

2. Концентрация реагирующих веществ 

Задание: В пробирки с порошком цинка прилейте соляную кислоту различной концентрации. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что вы наблюдаете? Почему? Сравните активность кислот в зависимости от концентрации. Сделайте выводы

3. Агрегатное состояние вещества и площадь соприкосновения, Задание: Задание: В пробирки с порошком и кнопкой цинка прилейте соляную кислоту одинаковой концентрации. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что вы наблюдаете? Почему? Сравните активность процессов в разных пробирках. Где процесс закончился раньше? Объясните.

4. Температура

Задание: В две пробирки с кусочками Zn прилейте разбавленную серную кислоту одинаковой концентрации. Одну пробирку осторожно подогрейте. Наблюдения и выводы запишите в таблицу

Что наблюдаете? Объясните. СЛАЙД 8

5. Скорость реакции зависит от специальных веществ, ее меняющих (катализаторов и ингибиторов). Внимание на экран.

В пробирку с перекисью водорода Н₂О₂ добавили МпО₂. Что наблюдали? Изменился ли оксид марганца после проведения реакции? Какова его роль?

Самоанализ урока.

Обучающимися уже усвоены такие понятия как: «скорость» (в курсе физики и математики), имеются первичные знания о скорости химических реакций (химия 8 класс), условия протекания химических реакций, классификация химических реакций. Качественное усвоение материала урока готовит обучающихся к следующим урокам темы «Химические реакции» (обратимость химических реакций, условия смещения химического равновесия), а также расширению знаний учащихся по химии.

Данный урок относится к типу усвоения нового материала.

При планировании урока учитывались реальные учебные возможности обучающихся (у около 30% обучающихся хорошие учебные возможности, которые могут работать самостоятельно и поэтому именно они обязательно входили в каждую из групп при выполнении практической части урока). Остальные обучающиеся работают под руководством педагога, требуют индивидуального, дифференцированного подхода. Включив этих ребят в групповую работу, решается вопрос психологического комфорта обучающихся, формируется чувство ответственности за порученное задание перед одногруппниками, а не перед педагогом.

Для активизации внимания, актуализации знаний использован метод организации беседы, что позволило проверить уровень опорных знаний, как по химии, так и по смежным наукам (межпредметная связь). Выбранная форма позволила рационально использовать время.

Данная тема имеет прикладное значение. Поэтому была проведена параллель на уроке: проблемные вопросы в начале урока, формулирование ответов - в конце, что позволило установить значимость темы для каждого из учащихся.

Применены следующие методы: проблемный, практико-ориентированный, эвристический, наглядный, словесный. Данные методы способствовали развитию самостоятельности мышления, умения обобщать, анализировать явления.

Контроль и корректировка первичного усвоения знаний, умений и навыков осуществлялась путём проведения фронтальной беседы, решение задач.

Структурные элементы урока взаимосвязаны, осуществлялся логичный переход от одного этапа к другому.

Работа проходила в режиме сотрудничества педагога с обучающимися, обучающихся с обучающимися. Чередование и смена видов деятельности обеспечивало поддержание работоспособности ребят на уроке.

На уроке поддерживалась благоприятная, рабочая обстановка. Обучающиеся были включены в работу на всех этапах урока, активность средняя (что является нормой для данной группы).

При отборе содержания урока учитывались принципы научности, доступности, последовательности.

Объём домашнего задания соответствует нормам, частично дифференцирован.

Группа № 1. Инструкция

Исследование влияния природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Цель: сравнить скорость протекания химической реакции взаимодействия цинка с растворами соляной и уксусной кислоты.

Оборудование и реактивы: раствор соляной кислоты, раствор уксусной кислоты, Zn, пробирки.

Возьмите две пробирки и налейте в них по одному мл соляной и уксусной кислоты. В каждую пробирку добавьте кусочек цинка.

В какой пробирке реакция протекает быстрее? Почему?

Группа № 2. Инструкция

Влияние поверхности соприкосновения реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Цель: сравнить скорость взаимодействия раствора уксусной кислоты с кусочком мела и порошком мела.

Оборудование и реактивы: раствор уксусной кислоты, кусочек мела и порошок мела, пробирки.

Налейте в 2 пробирки уксусной кислоты.

Добавьте в 1 пробирку кусочек мела, во 2 пробирку порошок мела.

Как зависит скорость реакции от площади соприкосновения веществ?

Группа № 3. Инструкция

Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Цель: изучить зависимость скорости взаимодействия растворов соляной кислоты разной концентрации с Zn.

Оборудование и реактивы: раствор HCl, Zn, H2O.

В две пробирки налейте раствор HCl: в первую - 2мл, во вторую - 1мл. Во вторую пробирку долейте воды до 2 мл. В каждую пробирку поместите одинаковые гранулы Zn.

В какой пробирке реакция идет быстрее? Как влияет концентрация реагирующих веществ на скорость реакции? Почему?

Группа № 4 Инструкция

Влияние температуры на скорость химической реакции.

Цель: сравнить скорость химической реакции взаимодействия CuO и H2SO4 при разной температуре.

Оборудование и реактивы: CuO, H2SO4, спиртовка, пробирки.

В две пробирки насыпьте немного порошка CuO, добавьте 2 мл раствора H2SO4 . Первую пробирку поставьте в штатив, вторую нагрейте в пламени спиртовки. По изменению окраски раствора сделайте вывод о скорости протекания химической реакции.

Группа № 5 Инструкция

Влияние катализатора на скорость химической реакции.

Цель: рассмотреть влияние катализаторов MnO2 на скорость разложения перекиси водорода.

Оборудование и реактивы: раствор H2O2, MnO2, пробирки, спиртовка, лучинка.

Вспомните, какие вещества называют катализаторами?

В пробирку налейте раствор H2O2. Что наблюдаете? Добавьте в пробирку немного порошка MnO2. Внесите в пробирку тлеющую личинку. Какой газ выделяется? Сравните скорость разложения H2O2 при разных условиях.