Урок-презентация "Скорость химических реакций." Химия 11 класс.

«Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции»

Скорость химических реакций -

Это изменение концентрации одного из реагирующих или одного из продуктов реакции в единицу времени.

Химические реакции

• Гомогенные -

• Гетерогенные –

реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одной фазе

реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных фазах

• 2SO 2 (г) + O 2 (г) = 2SO 3 (г)
• HCl(ж) + NaOH(ж) =

• S (тв) + O 2 (г) = SO 2 (г)
• Zn(тв) + 2HCl(ж) = ZnCl 2 (ж) + H 2 (г)

NaCl(ж) + H 2 O

Скорость реакции определяется изменением количества вещества в единицу времени.

В единице V (для гомогенной)

На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной)

 n - изменение количества вещества (моль);

 t – интервал времени (с, мин)

- изменение молярной концентрации

Задача на применение знаний по «Скорости химических реакций»

• Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрации: вещества А – 0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л. Определите: а) среднюю скорость реакции за этот промежуток времени;

б) концентрацию вещества В через 20 мин.

Самопроверка.

Дано:

С (А) 1 = 0,80 моль/л

С (В) 1 = 1,00 моль/л

С (А) 2 = 0,74 моль/л

= 20 мин

Найти.

а) гомоген =?

б) С (В) 2 =?

Решение:

а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле:

б) определение количеств реагирующих веществ:

А + В = С

По уравнению 1 моль 1 моль

По условию 0,06 моль 0,06 моль

Количества

прореагировавших веществ.

Следовательно, С(В) 2 = С(В) 1 -  С =

1,00 -0,06=0,94моль/л

Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л С(В) 2 = 0,94 моль/л

Задача на применение знаний по «Скорости химических реакций»

• В некоторый момент времени концентрация хлора Cl 2 в сосуде, в котором протекала реакция

Н 2 + Cl 2 = 2 HCl , была равна 0,06 моль/л. Через 5 сек концентрация хлора составила 0,02 моль/л. Чему равна средняя скорость данной реакции в указанный промежуток времени.

Самопроверка.

Дано:

С ( Cl 2 ) 1 = 0, 06 моль/л

С ( Cl 2 ) 2 = 0, 0 2 моль/л

= 5 сек

Найти.

гомоген =?

Решение:

определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле:

Ответ: гомоген. = 0,008 моль/л

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

• природа реагирующих веществ;
• температура;
• концентрация реагирующих веществ;
• действие катализаторов;
• поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).

Теория столкновений. Основная идея её такова: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.

Выводы:

• Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.
• К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Но для этого частицы должны обладать достаточной энергией.

Минимальный избыток энергии (над средней энергией частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц в системе), необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Е а.

1. Природа реагирующих веществ.

• Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.
• Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

Задание на применение знаний

• Объясните разную скорость взаимодействия цинка и магния с уксусной кислотой; цинка с соляной и уксусной кислотой.
• Напишите соответствующие реакции.

2. Температура

• При увеличении температуры на каждые 10 ° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на 100-300%).
• Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10 ° С, называют температурным коэффициентом.
• Правило Вант-Гоффа математически выражается следующей формулой:

где –скорость реакции при температуре t 2 ,

– скорость реакции при температуре t 1 ,

– температурный коэффициент.

Задача на применение знаний:

• Определите, как изменится скорость некоторой реакции:

а) при повышении температуры от 10 ° до 50 ° С;

б) при понижении температуры от 10 ° – 0 ° С.

Температурный коэффициент реакции равен 3.

Самопроверка

а) подставить данные задачи в формулу:

скорость реакции увеличится в 81 раз.

б)

Скорость реакции уменьшится в 3 раза.

3. Концентрации реагирующих веществ.

• На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ:

скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.

Этот закон ещё называют

законом действующих масс.

Математическое выражение закона действующих масс.

• По закону действующих масс скорость реакции, уравнение которой А+В=С может быть вычислена по формуле:

v = k·C A · C B ,

а скорость реакции, уравнение которой А+2В= D , может быть вычислена по формуле:

v = k·C A · C B 2 .

В этих формулах: C A и C B – концентрации веществ А и В (моль/л), k – коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей реакции . Эти формулы также называют кинетическими уравнениями.

Задача на применение знаний:

• Составьте кинетические уравнения для следующих реакций:

А) H 2 + I 2 =2 HI

Б) S + O 2 = SO 2

В) 2 SO 2 + O 2 =2 SO 3

Б) 2 Fe + 3 CI 2 = 2 FeCI 3

Задача на применение знаний:

• Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение

v = kCA 2 CB , если:

а) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза

б) концентрацию веществ А и В увеличить в 2 раза

Самопроверка.

• Решение. Подставим соответствующие данные в кинетическое уравнение, сравним скорости реакций.

скорость реакции увеличится в 9 раз.

4. Действие катализатора

Обсуждение вопросов:

• 1.Что такое катализатор и каталитические реакции?
• 2. Приведите примеры известных вам каталитических реакций из органической и неорганической химии. Укажите названия веществ – катализаторов.
• 3. Выскажите предположение о механизме действия катализаторов (на основе теории столкновений).
• 4. Каково значение каталитических реакций?

5.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ.

• Скорость реакции увеличивается благодаря:

-увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);

-повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов;

-непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.

• Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.
• Приведите примеры гетерогенных реакций.

Домашнее задание



п. 15, упр. 11, с. 136