Открытый урок "Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье"

Разделы: Химия


Учебно-воспитательные задачи:

  1. Сформировать знания учащихся о химическом равновесии – состоянии, которое неизбежно наступает при протекании обратимой реакции.
  2. Развивать умения учащихся определять направление смещения равновесия.
  3. Воспитать самостоятельность и трудолюбие.

Цель: Рассматривать принцип смещения равновесия на каждом отдельном примере, закрепить знания решением задач.

Оборудование, наглядные пособия: учебники, карточки, жетоны, карточки-конспекты.

Тип урока: игровой.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение:

Тема урока “Химическое равновесие и принципы его смещения”. Вы должны научиться определять смещение равновесия в зависимости от изменения таких параметров, как температура, давление, концентрация веществ. На прошлом уроке мы рассмотрели скорость химических реакций и факторы, влияющие на нее. Чтобы проверить, как вы усвоили этот материал, мы с вами сыграем в лотерею. У меня в коробке лежат лотереи с вопросами, вы должны выбрать себе одну и ответить на вопрос. За правильный ответ я дам вам такой жетон. В конце урока мы посчитаем у кого больше жетонов, эти ученики будут оценены.

Игра-лотерея:

  1. Какая наука изучает скорости и механизм химических реакций?
  2. Средняя скорость реакций?
  3. Гомогенная система? Определение скорости.
  4. Гетерогенная система? Определение скорости.
  5. Перечислить факторы, влияющие на скорость реакций.
  6. Как влияет температура на скорость реакций? Правило Вант-Гоффа.
  7. Как влияет природа реагирующих веществ на скорость реакций?
  8. Катализаторы, катализ, ингибиторы, адсорбция.

III. Химический эксперимент

А теперь два ученика выходят к доске. Они должны провести химический эксперимент и сказать от чего зависит скорость реакции, реакции записать на доске в молекулярном и ионном виде. У остальных учащихся на партах лежат карточки, в которых три уровня заданий.

1 уровень – 1 задача

2 уровень – 2 задача

3 уровень – 3 задача

Дополнительная карточка для закрепления знаний и умений по химической кинетике

  1. Как изменится скорость образования оксида азота (4) в соответствии с реакцией 2NO + O2 = 2NO2 , если давление в системе увеличить в три раза, а температура остается неизменной?
  2. Рассчитайте среднюю скорость химической реакции СО22=СО+Н2О, если через 80с после начала реакции молярная концентрация воды была равна 0,24 моль/л, а через 2мин 7с стала равна 0,28 моль/л.
  3. В результате некоторой реакции в единице объема в единицу времени образовалось 3,4 г аммиака, в результате другой реакции при тех же условиях образовалось 3,4 г фосфина. Какая из реакций идет с большей скоростью?

IV. Основная часть

А теперь мы с вами приступим к изучению новой темы. У вас у всех на столе лежат карточки-конспекты, у меня на доске она тоже висит.

Все химические реакции можно разбить на две группы: необратимые и обратимые реакции. Необратимые реакции идут до конца – до полного израсходования одного из реагирующих веществ. Обратимые реакции протекают не до конца – при обратимой реакции ни одно из реагирующих веществ не расходуются полностью.

Давайте вспомним синтез аммиака:

N2 + 3H23NH3 + Q

Смещаем 1 моль азота и 3 моля водорода. По истечению времени произведем анализ газовой смеси, результаты покажут, что в системе будет присутствовать не только продукт реакции – аммиак, но и исходные вещества. Значит, эта реакция обратима, т.е. протекают одновременно две реакции – прямая и обратная.

Давайте рассмотрим на графике. В начале при смешивании исходных веществ, скорость прямой реакции велика, а скорость обратной реакции равна 0. Расходуются вещества, и скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной увеличивается. Когда скорости прямой и обратной реакции становятся одинаковыми, наступает химическое равновесие, пока внешние условия остаются постоянными.

Какие же факторы будут влиять на смещение равновесия? Это t?, p и концентрация веществ.

а) Если увеличивать концентрацию какого-либо из веществ, участвующих в равновесии, равновесие смещается в сторону расхода этого вещества. Если увеличиться концентрация азота или водорода, куда сместится равновесие?

б) При увеличении давления путем сжатия системы равновесие сдвигается в сторону уменьшения числа молекул газов, т.е. в сторону понижения давления.

в) Если реакция экзотермическая, то увеличение температуры ведет к смещению равновесия влево, эндотермическая – вправо.

Рассмотренные примеры нарушения химического равновесия представляют собой частные случаи общего принципа – принципа Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместиться в таком направлении, что оказание воздействия уменьшается.

V. Закрепление

Как вы усвоили новый материал, мы сейчас проверим. Сыграем в домино: подобрать параметры, чтобы сместилось равновесие вправо.

Так как вы хорошо справились с этим заданием, вам не составит труда ответить на тестовые вопросы.

1) Во сколько раз скорость реакции 2А + В = А2В, если [A] увеличить в 2 раза и одновременно [B] уменьшить в 2 раза?

а) в 4 раза;
б) в 2 раза;
в) не изменится.

2) В два одинаковых сосуда при одинаковой t? введены: в 1-й–1 моль газа А и 2 моль газа В; во 2-й –2 моль газа А и 1 моль газа В. Будет ли различаться скорость реакций в этих сосудах, если она выражается уравнением: ?

а) да;
б) нет.

3) Система С(тв) + СО2(г) = 2СО(г) – Q находится в состоянии химического равновесия. Как изменится [СО] при повышении t? и p = const?

а) увеличится;
б) уменьшится;
в) не изменится;
г) нет ответа на этот вопрос.

4) Концентрацию, каких веществ надо увеличить, чтобы сместить равновесие 2NO + Cl2 = 2NOCl + Q влево?

а) NO;
б) Cl2;
в) NOCl;
г) само сместится со временем.

5) Концентрацию, каких веществ надо уменьшить, чтобы сместить равновесие N2(г) + O2(г) = 2NO(г) влево?

а) N2;
б) O2;
в) NO;
г) само сместится со временем.

А теперь проверьте себя сами, ключ к тесту висит на доске. Выставите оценки в оценочный бланк. Посчитайте, у кого есть жетоны, их число запишите в оценочный бланк.

Свои оценочные бланки и тесты передайте вперед.

На этом наш урок закончен.

Д/З:

В сосуде объемом 2 л смешали газ А количеством вещества 4,5 моль и газ В количеством вещества 3 моль. Газы А и В реагируют в соответствии с уравнением А + В = С. Через 20 с в системе образовался газ С количеством вещества 2 моль. Определите среднюю скорость реакции. Какие количества не прореагировавших газов А и В остались в системе?

Причиной образования смога – опасного для здоровья тумана – считают большое количество выхлопных газов автомобилей при высокой влажности воздуха. В смоге присутствует ядовитый диоксид азота, который получается по реакции монооксида азота с атомарным кислородом, источником которого являются молекулы озона. Рассчитайте скорость реакции образования диоксида азота, если через 5 мин после ее начала концентрация диоксида азота стала равна 0,05 моль/л, а через 20 мин – 0,08 моль/л.

Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. Озоновому слою угрожают поступающие в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды – фреоны например CCl3F, CCl2F2, CClF3. Они химически стабильны в нижних слоях атмосферы, но в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца разрушаются, выделяя атомный хлор, после чего начинают протекать реакции взаимодействия атомного хлора с озоном. Рассчитайте скорость такой реакции с образованием кислорода и монооксида хлора, если через 15 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,3 моль/л, а через 35 с (от начала реакции) стала равна 0,15 моль/л.

Две реакции протекали с такой скоростью, что за единицу времени в первой образовался сероводород массой 3 г, во второй – йодоводород массой 10 г. Какая из реакций протекала с большей средней скоростью?

На больших высотах солнечное излучение вызывает диссоциацию молекул кислорода на атомы. Столкновение атомов кислорода и молекул кислорода приводит к образованию озона, слой которого защищает Землю от коротковолнового излучения Солнца, смертельно опасного для живых организмов. Определите скорость этой реакции, если через 1 мин после ее начала концентрация озона была равна 0,024 моль/л, а через 2мин после этого момента – 0,064 моль/л.