Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Скорость химических реакций Химическая кинетика изучает скорость и механизмы химических реакций
Гомогенные и гетерогенные системы Гетерогенные системы Фаза – совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и по всем физическим и химическим свойствам и отграниченных от других частей системы поверхностью раздела. Гомогенные системы состоят из одной фазы
Скорость химических реакций (для гомогенных систем) A + B = D + G C 0 = 0 ,5 моль/л C 1 = 5 моль/л t = 10 c
Скорость химических реакций (для гомогенных систем) A + B = D + G C 0 = 2 моль/л C 1 = 0,5 моль/л t = 10 c (для гетерогенных систем)
Факторы, от которых зависит скорость реакции Природа реагирующих веществ Концентрация веществ в системе Площадь поверхности (для гетерогенных систем) Температура Наличие катализаторов Опыт: влияние концентрации Опыт: щелочные металлы реагируют с водой Рубидий и цезий с водой
Влияние температуры Правило Вант-Гоффа При нагревании системы на 10 ˚С скорость реакции возрастает в 2-4 раза - температурный коэффициент Вант-Гоффа Якоб Вант-Гофф (1852-1911)
Катализ Йенс Якоб Берцелиус ввел термин « катализ » в 1835 г. Катализатор – вещество, изменяющее скорость реакции, участвует в промежуточных стадиях реакции, но не входит в состав продуктов реакции. 2SO 2 (г.) + O 2 (г.) 2SO 3 (г.) 2) SO 2 (г.) + NO 2 (г.) SO 3 (г.) + NO (г.) 1) 2 NO (г.) + O 2 (г.) 2NO 2 (г.) Вильгельм Оствальд 1909 г. – Нобелевская премия «в признание работ по катализу»
Механизм разложения пероксида водорода 2 H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (1) H 2 O 2 = H + + HO 2 - (2) HO 2 - + H 2 O 2 = H 2 O + O 2 + OH - (3) OH - + H + = H 2 O Посмотрите опыт «Разложение пероксида водорода» Перейти к теме «катализ»
Разложение H 2 O 2 в присутствии Fe 3+ H 2 O 2 = H + + HO 2 - HO 2 - + Fe 3+ = Fe 2+ + HO 2 HO 2 + Fe 3+ = Fe 2+ + O 2 + H + Fe 2+ + H 2 O 2 = Fe 3+ + OH + OH - OH + H 2 O 2 = H 2 O + HO 2 Fe 2+ + HO 2 = Fe 3+ + HO 2 - OH - + H + = H 2 O . . . . . . Сравните с механизмом без участия катализатора
17 белых верблюдов Кай Линдерстрём-Ланг (1896-1959) Притча о катализе + 1 черный верблюжонок 1/2 1/3 1/9 18 9 6 2 17 + 1 черный верблюжонок
Терминология Катализ, катализатор Ингибитор Промоторы Каталитические яды Гомогенный и гетерогенный катализ Ферменты
Особенности ферментативного катализа Высокая избирательность и специфичность катализатора Жесткие требования к условиям протекания реакций Классификация ферментов Оксиредуктазы Трансферазы Гидролазы Лиазы Изомеразы Лигазы (синтетазы)
Теперь к вопросам ЕГЭ!
A20-2008-1 На скорость химической реакции между раствором серной кислоты и железом не оказывает влияния 1) концентрация кислоты 2) измельчение железа 3) температура реакции 4) увеличение давления
A20-2008-2 Для увеличения скорости химической реакции Mg (тв.) + 2 H + = Mg 2+ + H 2 (г.) необходимо 1) добавить несколько кусочков магния 2) увеличить концентрацию ионов водорода 3) уменьшить температуру 4) увеличить концентрацию ионов магния
A20-2008-3 C наибольшей скоростью при обычных условиях протекает реакция 1) 2 Ba + O 2 = 2BaO 2) Ba 2+ + CO 3 2- = BaCO 3 ↓ 3) Ba + 2H + = Ba 2+ + H 2 4) Ba + S = BaS
A20-2008-4 Для увеличения скорости реакции 2CO + O 2 = 2CO 2 + Q необходимо 1) увеличить концентрацию CO 2) уменьшить концентрацию О 2 3) понизить давление 4) понизить температуру
A20-2008- 5 Для увеличения скорости реакции Zn (тв.) + 2 H + = Zn 2+ + H 2 (г.) необходимо 1) уменьшить концентрацию ионов цинка 2) увеличить концентрацию ионов водорода 3) уменьшить температуру 4) увеличить концентрацию ионов цинка
1) Zn + HCl (5%p-p) 2) Zn + HCl (10%p-p) 3) Zn + HCl (20%p-p) 4) NaOH (5% p-p) + HCl (5% p-p) С наибольшей скоростью при обычных условиях протекает реакция
Cлайд 1
Cлайд 2
КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ ПО ПРИЗНАКУ ФАЗНОСТИ (АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ) ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ГОМОГЕННЫЕ ГЕТЕРОГЕННЫЕ (реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одной фазе) 2SO2(г) +O2(г)=2SO3(г) HCl(ж)+NaOH(ж)=NaCl(ж)+H2O Особенность: протекают во всём объёме реакционной смеси (реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных фазах) S(тв)+O2(г)=SO2(г) Zn(тв)+2HCl(ж)=ZnCl2(ж)+H2(г) Особенность: протекают на поверхности раздела фаз
Cлайд 3
СКОРОСТИ РЕАКЦИЙ Скорость гомогенной реакции Скорость гетерогенной реакции А (г) +В (г) = С (г) ∆V = V2-V1 ∆ t = t2-t1 V (гом) = ∆V /(∆ t * V) С = V / V (моль/л) V (гом) = ± ∆С/ ∆ t (моль/л*с) V (гет) = ± ∆V /(S*∆ t) (моль/м^2*с)
Cлайд 4
Факторы влияющие на скорость химической реакции Концентрация А+B=C+D V=k[A]*[B] Природа реагирующих веществ Площадь поверхности соприкосновения температура катализатор
Cлайд 5
Задача 1 В некоторый момент времени концентрация хлора в сосуде, в котором протекает реакция H2+Cl2=2HCl , 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? Дано С1(Cl2)=0.06 моль/л С2(Сl2)=0.02 моль/л ∆ t = 5 сек V=? Решение H2+Cl2=2HCl V= -(C2 – C1)/ ∆ t = (0.02-0.06)/5 = = 0.008 (моль/л*с) Ответ: V = 0.008 (моль/л*с)
Cлайд 6
Задача 2 Как изменится скорость, протекающей в водном растворе, реакции FeCl3+3KCNS=Fe(CNS)3+3KCl при разбавлении реагирующей смеси водой в два раза Дано С(ионов) < 2 раза V2/V1=? Решение Fe(3+) + 3CNS(-) = Fe(CNS)3 V =k*^3 пусть до разбавления: х = Y = ^3 В результате разбавления концентрация ионов уменьшается: x/2 = y/2 = V2/V1 = k*(x/2)*(y/2)^3 = 16 Ответ: V2/V1 = 16 ^3 – в степени 3
Cлайд 7
Задача 3 Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 55 до 100 ‘С, если температурный коэффициент скорости этой реакции равен 2.5 ? Дано γ =2.5 t1= 55 ‘ t2 = 100 ’ Vt2/Vt1=? Решение = 2.5*((100-55)/10) = =25^4.5 = (5/2)^9/9= 43.7 Ответ: скорость реакции увеличивается в 43.7 раза
Cлайд 8
Задача 4 При повышении температуры на 30 ‘С, скорость некоторой реакции увеличивается в 64 раза. Чему равен температурный коэффициент скорости этой реакции? Дано Vt2/Vt1=64 t2 = 30 ’ γ =? Решение = γ^3 64 = γ^3 γ = 4 Ответ: температурный коэффициент скорости реакции равен 4.
Cлайд 9
Тест: закрепление знаний 1. Для уменьшения скорости реакции необходимо: а) увеличить концентрацию реагирующих веществ б) ввести в систему катализатор в) повысить температуру г) понизить температуру 2. С наибольшей скоростью протекает реакция: а) нейтрализации б) горение серы в воздухе в) растворение магния в кислоте г) восстановление оксида меди водородом 3. Укажите гомогенную реакцию. а) CaO+H2O=Ca(OH)2 б) S+O2=SO2 в) 2CO+O2=2CO2 г) MgCO3 MgO+CO2 4. Укажите гетерогенную реакцию. а) 2CO+O2=2CO2 б) H2+Cl2=2HCl в) 2SO2+O2=2SO2 (кат V2O5) г) N2O+H2=N2+H2O 5. Отметьте, какая реакция является одновременно гомогенной и каталитической. а) 2SO2+O2=2SO3 (кат NO2) б) CaO+CO2=CaCO3 в) H2+Cl2=2HCl г) N2+3H2=2NH3 (кат Fe)
Cлайд 10
Тест: закрепление знаний 6. Укажите, как изменится скорость бимолекулярной газовой реакции 2NO2=N2O4 при увеличении концентрации NO2 в три раза. а) увеличится в 3 раза б) уменьшится в 6 раз в) увеличится в 9 раз г) увеличится в 6 раз 7. Укажите какому процессу соответствует выражение закона действующих масс для скорости химической реакции V=k^x. а) S+O2=SO2 б) 2H2+O2=2H2O в) 2CO+O2=2CO2 г) N2+O2=2NO 8. Отметьте, скорость какого процесса не изменится, если увеличить давление в реакционном сосуде (t без изменения). а) 2NO+O2=2NO2 б) H2+Cl2=2HCl в) CaO+H2O=Ca(OH)2 г) N2O4=2NO2 9. Рассчитайте, чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при понижении температуры на 40’С её скорость уменьшилась в 81 раз.
Слайд 2
Для гомогенных реакций.Скорость химической реакции- это изменение концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени
∆c V= ------------- ∆т
Слайд 3
Для гетерогенных реакций.Скорость определяется изменением количества вещества в единицу времени на единице поверхности твёрдого вещества.
Слайд 4
Факторы, влияющие на скорость реакций.
1.Природа реагирующих веществ. 2.Концентрация веществ. 3.Площадь соприкосновения реагирующих веществ. 4.Температура. 5.Катализатор.
Слайд 5
Природа реагирующих веществ
1)Взаимодействие Na и K с водой. 2)Взаимодействие галогенов с алюминием или водородом. Скорость приведённых ОВР зависит от электронной природы веществ. Объясните данную зависимость, применяя знания электронного строения атомов реагирующих веществ.
Слайд 6
Концентрация веществ.(в растворённом или газообразном состоянии)
1)Горение серы на воздухе или в чистом кислороде. 2)Взаимодействие Zn c HCl разбавленной и концентрированной. Скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Объясните эту зависимость с т.зрения числа активных столкновений между молекулами.
Слайд 7
Площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ.(для гетерогенных реакций)
Пример: взаимодействие соляной кислоты с Zn в виде гранул и в виде порошка. Чем больше измельчено вещество, тем больше площадь соприкосновения реагирующих веществ и тем реакция идёт быстрее. Поверхность соприкосновения можно увеличить, применяя принцип « кипящего слоя» Объясните данные явления.
Слайд 8
Температура.
Пример реакции CuO c HCl прикомнатной температуре и нагревании. При повышении температуры на каждые10º скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.(Правило Вант- Гоффа) Объясните данную зависимость с т. зрения повышения энергии активации молекул.
Слайд 9
Катализатор.
Катализаторы- это вещества, которые изменяют скорость реакции, оставаясь к концу её неизменными. Пример: разложение перекиси водорода без и в присутствии диоксида марганца. Ферменты- это биологические катализаторы.
Посмотреть все слайды
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Скорость химической реакции
Задачи исследования: 1. Дать определение понятию скорости химической реакции. 2. Экспериментально выявить факторы, влияющие на скорость химической реакции.
Идут во всём объёме 2СО (г) + О 2(г) = 2СО 2(г) 2HBr (г) ↔H 2(г) + Br 2(г) NaOH (р) + HCl (р) = NaCl (р) +H 2 O (ж) F (тв) + S (тв) = FeS (тв) Идут на поверхности раздела фаз CaCO 3(тв) ↔CaO (тв) + CO 2(г) CO 2(г) +С (тв) = 2СО (г) 4H 2 O (ж) +3Fe (тв) ↔4H 2(г) +Fe 3 O 4(тв) Классификация реакций по фазовому составу
Средняя скорость гомогенной реакции Скорость гомогенной реакции определяется изменением концентрации одного из веществ в единицу времени υ = -/+ ΔC Δt моль л · с
Средняя скорость гетерогенной реакции - определяется изменением количества вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося в результате реакции за единицу времени на единице поверхности Взаимодействие происходит только на поверхности раздела между веществами S – площадь поверхности
Факторы, влияющие на скорость химической реакции Природа реагирующих веществ Концентрация Температура Катализатор, ингибитор Площадь соприкосновения Реакция происходит при столкновении молекул реагирующих веществ, её скорость определяется количеством столкновений и их силой (энергией)
Природа реагирующих веществ Реакционная активность веществ определяется: характером химических связей скорость больше у веществ с ионной и ковалентной полярной связью (неорганические вещества) скорость меньше у веществ с ковалентной малополярной и неполярной связью (органические вещества) υ (Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2) > υ (Zn + CH 3 COOH = H 2 + Zn(CH3COO) 2 их строением скорость больше у металлов, которые легче отдают электроны (с большим радиусом атома) скорость больше у неметаллов, которые легче принимают электроны (с меньшим радиусом атома) υ (2K + 2 H 2 O = H 2 + 2KOH) > υ (2Na + 2 H 2 O = H 2 + 2NaOH)
Якоб Вант-Гофф (1852-1911) Температура повышает количество столкновений молекул. Правило Вант-Гоффа (сформулировано на основании экспериментального изучения реакций) В интервале температур от 0 ° С до 100 ° С при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза: Правило Вант-Гоффа не имеет силу закона. Лабораторная техника была несовершенна, поэтому: оказалось, что температурный коэффициент в значительном температурном интервале непостоянен невозможно было изучать как очень быстрые реакции (протекающие за миллисекунды), так и очень медленные (для которых требуются тысячи лет) реакции с участием больших молекул сложной формы (например, белков) не подчиняются правилу Вант-Гоффа v = v 0 · ∆ τ /10 - температурный коэффициент Вант-Гоффа
Концентрация Для взаимодействия веществ их молекулы должны столкнуться. Число столкновений пропорционально числу частиц реагирующих веществ в единице объёма, т.е. их молярным концентрациям. Закон действующих масс: Скорость элементарной химической реакции пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, возведённых в степени равные их коэффициентам: 1867 г. К.Гульдберг и П.Вааге сформулировали закон действующих масс a A + b B d D + f F v = k · c (A) a · c (B) b k - константа скорости реакции (v = k при c (A) = c (B) = 1 моль / л)
Площадь соприкосновения Скорость гетерогенной реакции прямо пропорциональна площади поверхности соприкосновения реагентов. При измельчении и перемешивании увеличивается поверхность соприкосновения реагирующих веществ, при этом возрастает скорость реакции Скорость гетерогенной реакции зависит от: а) скорости подвода реагентов к границе раздела фаз; б) скорости реакции на поверхности раздела фаз, которая зависит от площади этой поверхности; в) скорости отвода продуктов реакции от границы раздела фаз.
Профильный уровень На “3”- §13 с.126-139, упр. 1, с. 140. На “4”- §13 с.126-139,упр.1,2, с.140. На “5”- §13 с.126-139,упр.4,5, с.140. Базовый уровень На “3”- §12 с.49-55, упр. 5, с. 63. На “4”- §12 с. 49-55, задача 1 , с.63. На “5”- §12 с. 49-55,задача 2, с.63.
Продолжите фразу: “Сегодня на уроке я повторила…” “Сегодня на уроке я узнала…” “Сегодня на уроке я научилась…”
http://www.hemi.nsu.ru/ucheb214.htm http://www.chem.msu.su/rus/teaching/Kinetics-online/welcome.html О.С.Габриелян. Химия. 11 класс. Базовый уровень. Учебник для общеобразовательных учебных заведений, М., Дрофа, 2010 И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений, М., «ОНИКС 21 век»; «Мир и Образование», 2004 О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова, А.Г.Введенская. Настольная книга учителя химии. 11 класс. М., Дрофа. 2004 К.К.Курмашева. Химия в таблицах и схемах. М., «Лист Нью ». 2003 Н.Б.Ковалевская. Химия в таблицах и схемах. М., « Издат-школа 2000». 1998 П.А.Оржековский, Н.Н.Богданова, Е.Ю.Васюкова.Химия. Сборник заданий. М.» Эксмо », 2011 Фотографии: http://www.google.ru/ Литература:
Спасибо за урок!
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Разноуровневая групповая работа по вариантам по теме "Скорость химической реакции. Химическое равновесие"....
Урок создан в модульной технологии на украинском языке. Урок сопровождается презентацией, которая прилагается....
Обобщающий урок по теме «Скорость химических реакций. Химическое равновесие». Цель: Обобщение теоретических знаний учащихся о скорости химической реакции, факторах, влияющих на скоро...
Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд
Описание слайда:
Аналитические реакции в растворах Аналитические реакции в растворах, обратимые и необратимые Химическое равновесие Закон действующих масс, константа химического равновесия Факторы, влияющие на смещение равновесия аналитических реакций
2 слайд
Описание слайда:
Типы химических реакций в аналитической химии кислотно-оснóвные реакции – реакции с переносом протона Н+ окислительно-восстановительные реакции (ОВР) – реакции с переносом электрона ē реакции комплексообразования – реакции с переносом электронных пар и образованием связей по донорно-акцепторному механизму реакции осаждения – гетерогенные реакции в растворе
3 слайд
Описание слайда:
В количественном анализе широко используются обратимые реакции, т.е. протекающие одновременно в двух противоположных направлениях: аА + вВ ↔ сС + дД Реакцию, протекающую в сторону образования продуктов реакции называют прямой аА + вВ → сС + дД Реакцию, протекающую в сторону образования исходных веществ – обратной сС + дД → аА + вВ В принципе, все реакции, протекающие в природе, являются обратимыми, но в тех случаях, когда обратная реакция выражена очень слабо, реакции считаются практически необратимыми. К ним относят обычно те реакции, при протекании которых один из образующихся продуктов уходит из сферы реакции, т.е. выпадают в осадок, выделяются в виде газа, образуется малодиссоциируемое вещество (например, вода), реакция сопровождается выделением большого количества тепла.
4 слайд
Описание слайда:
Состояние химического равновесия характерно лишь для обратимых процессов. В обратимых реакциях скорость прямой реакции вначале имеет максимальное значение, а затем снижается вследствие уменьшения концентрации исходных веществ, расходующихся на образование продуктов реакции. Обратная реакция в начальный момент имеет минимальную скорость, которая растет по мере увеличения концентраций продуктов реакции. Таким образом, наступает момент, когда скорости прямой и обратной реакции становятся равными. Такое состояние системы называется химическим равновесием kпр=kобр
5 слайд
Описание слайда:
В 1864 − 1867 г норвежские ученые Гульдберг и Вааге установили закон действующих масс (под действующими массами они подразумевали концентрации. Тогда термин концентрация еще не был известен, его ввел позднее Вант−Гофф): скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях, равных соответствующим стехиометрическим коэффициентам. Для обратимой реакции типа aA + вB = cC + дД согласно закону действия масс скорости прямой и обратной реакции соответственно равны: vпр = kпр[A]a[B]в, vобр = kобр[C]c[Д]д. Если vпр = vобр, то kпр[A]a[B]в = kобр[C]c[Д]д, откуда К = kобр / kпр = [C]c[Д]д / [A]a[B]в. Таким образом, константа равновесия – отношение произведения концентраций продуктов реакции к произведению концентраций исходных веществ. Константа равновесия – величина безразмерная, т.к. зависит от концентрации и количества веществ.
6 слайд
Описание слайда:
Величина К, характеризующая при постоянной температуре постоянство соотношений равновесных концентраций реагентов, была названа Вант−Гоффом константой равновесия. Константа равновесия является одной из количественных характеристик состояния химического равновесия. Задание: написать выражение для константы равновесия следующих реакций: H2+I2 ↔ 2HI ; K= 2 / N2+3H2 ↔ 2NH3; K= 2 / 3
7 слайд
Описание слайда:
Направление смещения химического равновесия при изменениях концентрации, температуры и давления определяется принципом Ле – Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, произвести воздействие (изменение концентрации, температуры, давления), то равновесие в системе смещается в сторону ослабления этого воздействия ЛЕ ШАТЕЛЬЕ Анри Луи
8 слайд
Описание слайда:
Для реакции А+В ↔ С+D Изменение концентрации если увеличивается концентрация исходных веществ, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции, т.е. вправо А+В → С+D, если уменьшается концентрация исходных веществ, то равновесие смещается в сторону исходных веществ, т.е. влево А+В ← С+D если увеличивается концентрация продуктов реакции, то равновесие смещается в сторону образования исходных веществ, т.е. влево А+В ← С+D, если уменьшается концентрация продуктов реакции, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции, т.е. вправо, А+В → С+D
9 слайд
Описание слайда:
Для реакции А+В ↔ С+D 2) Изменение температуры определяется тепловым эффектом реакции при экзотермическом процессе (отрицательное значение реакции) - если температура уменьшается, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции, т.е. вправо А+В → С+D, если температура увеличивается, то равновесие смещается в сторону исходных веществ, т.е. влево А+В ← С+D при эндотермическом процессе (положительное значение реакции) – если температура увеличивается, то равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции, т.е. вправо А+В → С+D, если температура уменьшается, то равновесие смещается в сторону образования исходных веществ, т.е. влево А+В ← С+D
