Учебно-воспитательные задачи:
- Сформировать знания учащихся о химическом равновесии – состоянии, которое неизбежно наступает при протекании обратимой реакции.
- Развивать умения учащихся определять направление смещения равновесия.
- 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:
- Какая наука изучает скорости и механизм химических реакций?
- Средняя скорость реакций?
- Гомогенная система? Определение скорости.
- Гетерогенная система? Определение скорости.
- Перечислить факторы, влияющие на скорость реакций.
- Как влияет температура на скорость реакций? Правило Вант-Гоффа.
- Как влияет природа реагирующих веществ на скорость реакций?
- 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
- 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?
- Рассчитайте среднюю скорость химической реакции СО2+Н2=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.
- 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 + 3H2
3NH3 + 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.