сформировать понятие скорости химической реакции;

Учебное занятие по теме «Скорость химических реакций» ( 3 часа)
Форма организации:
погружение
Задачи обучения:
 сформировать понятие скорости химической реакции;
 экспериментально доказать и теоретически обосновать влияние различных
факторов на скорость реакции: природы вещества, температуры, концентрации
реагирующих веществ, поверхности соприкосновения сформировать понятие
катализа и катализатора;
 совершенствовать умения
осуществлять перенос
теоретических знаний в
практическую деятельность;
 совершенствовать приемы безопасной работы с веществами и лабораторным
оборудованием.
Задачи развития:
 совершенствовать умения сравнивать скорость химических реакции в зависимости
от условий их протекания;
 развивать умения проводить химический эксперимент, наблюдать, анализировать,
делать выводы;
 развивать умение строить логическую цепь рассуждений при выполнении заданий;
 развивать произвольное внимание, осознанное формулирование цели.
Задачи воспитания:
 формирование научной картины окружающего мира ;
 раскрыть единую природу химических реакций в живой и неживой природе;
 воспитание умений работать в коллективе, уважать мнение товарищей;
 воспитание экологической культуры.
 воспитание внутреннего мотива к познанию
Новое содержание:
 гомогенные и гетерогенные реакции, энзимы, ферменты, природа вещества,
технология производства
Методы урока: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый (эвристический),
исследовательский
Оборудование и реактивы:
Демонстрационный штатив для пробирок, лабораторные штативы для учащихся, Mg, Zn
(гранулы и цинковая пыль), HCl, тиосульфат натрия, спиртовка, пероксид водорода,
сырой и вареный картофель и мясо, оксид марганца, спиртовка, лучинка.
Учебник «Химия 9» О.С. Габриелян, «Химия 9» Рудзитис, инструктивные карты к уроку,
компьютерная программа «Производство серной кислоты»
Домашнее задание: выучить по учебнику «Производство серной кислоты», составить
карту памяти по теме.
Самоанализ учебного занятия по теме «Скорость химических реакций»
Данное учебное занятие относятся к теме «Скорость химических реакций. Химическое
равновесие». На изучение темы согласно тематическому планированию отводится 6часов.
Для учебного занятия я выбрала особую форму – погружение, которая предусматривает
изменение позиции учителя в сторону гуманистической направленности, когда от
участников образовательного процесса требуется не воспроизведение, а создание
творческого продукта на основе усвоения, применения добытых знаний, проведенных
исследований. Учебное занятие в течение трех аудиторных часов позволяет создать
образовательную среду, погружение в которую развивает личность учащегося, создает
условия для самореализации, самовыражения. Педагогическое погружение невозможно
без сотрудничества детей и педагога.
Образовательные цели соответствуют требованиям программы, охватывают все
содержание урока, а для учащихся формулируются учителем как образовательные задачи
на каждом этапе занятия. План занятия и его цели были реализованы полностью.
Гимназисты 9А-В класса и 9Б класса естественно- научного направления обучаются на 4
уровне сложности. В этих классах здоровая атмосфера взаимоотношений и взаимопомощи
между гимназистами и между гимназистами и учителем, поэтому формирование групп
для коллективной работы проходит на добровольной основе, по желанию детей. Вы
ступаюшие от каждой группы также определяются внутри группы самими гимназистами.
Я считаю, что в этих классах такой подход наиболее оптимален, так как мотивация к
обучению у гимназистов высокая, учебные возможности на достаточно высоком уровне и
выбор и ответственность за свой выбор им по плечу. На занятии я практикую смену
видов деятельности учащихся: практическая работа исследовательского характера,
индивидуальная работа с учебной литературой, коллективные способы обучения, устный
ответ у доски, решение задач и др. такой подход, по моему мнению, активизирует
учащихся, поддерживает позитивный эмоциональный фон урока, позволяет продуктивно
работать в паре и в группе, помогая и поддерживая друг друга. Кроме того смена видов
деятельности развивает такое свойство внимания как переключаемость.Способность к
переключению внимания с объекта на объект делает возможным быстрые переходы от
одного твида деятельности к другому. На уроке я опираюсь на самостоятельность
учащихся в процессе достижений целей обучения, стимулирую поиск новых знаний,
ориентируюсь на «зону ближайшего развития». Я считаю, что простое сообщение
готового знания не приводит к развитию мышления и сознания ребенка, поэтому особое
значение на данном занятии я придаю эксперименту и наблюдению, как основному
методу познания в естествознании. Для качественной поступательной поисковой работы
гимназистов я подготовила инструктивные карты, учебные пособия, компьютерные
программы виртуального химического производства
Воспитательная цель данного занятия состоит в формировании индивидуальной
образовательной траектории, программы выбора профессии, связанной с наукой химией:
ученый – исследователь, химик - технолог, эколог. Кроме того, формируется
общекультурная компетенция- осознание роли науки химии в жизни человека, бытовой,
говоря о правилах пользования стиральным порошком с энзимами, о качестве жизни,
говоря о ферментах, о рациональном использовании природных ресурсов. Особое
значение на уроке я придаю межпредметным связям, в частности с физикой и биологией.,
при этом у детей формируется целостная картина окружающего мира. На выходе из
погружения я провожу контрольный срез по результатам, даю рекомендации по
дальнейшей работе.
Актуализация опорных знаний:
 Зачем нужны знания о скорости химических реакций ?
 Какими примерами можно подтвердить то, что
химические реакции протекают с различными
скоростями?
 Как определяют скорость механического движения? Какова
единица измерения этой скорости?
Межпредметная
связь с курсом
физики
УЧИТЕЛЬ
Знания о скорости реакций помогают химикам определить
экономическую
эффективность производства тех или иных веществ, находить способы управления
технологическими процессами с целью их оптимизации, прогнозировать протекание
важных реакций, протекающих вокруг нас.
УЧИТЕЛЬ: сообщение учащимся темы и цели учебного занятия
Образовательная задача: изучить влияние различных факторов на скорость
химической реакции; проделать опыты, подтверждающие это влияние.
По каким признакам судят о скорости химической реакции?
-по скорости изменения интенсивности окраски, выделения газа, образования
осадка…
Вывод: в процессе реакции изменяются количества вещества, как реагентов, так и
продуктов реакции.
Есть реакции, которые протекают во всем объеме реакционного пространства (в газах
или растворах) и тогда речь идет о гомогенных реакциях, а есть реакции, протекающие
на поверхности соприкосновения веществ, и тогда говорят о гетерогенных реакциях.
Рассмотрим факторы, влияющие на скорость реакции в ходе экспериментальной
работы. По результатам работы заполните таблицу
Факторы,
влияющие
на
Причины
Пример
скорость
1.
Природа Состав, строение атома и молекулы, Mg + HCl
вещества
взаимное влияние атомов в молекуле
Zn + HCl
BaCl2 + H2SO4
2. Температура
При
повышении
температуры
возрастает количество «полезных»
столкновений за счет возрастания
кинетической энергии частиц
3.Концентрация
При
повышении
температуры
реагирующих
возрастает количество «полезных»
веществ
столкновений за счет увеличения их
количества
4.
Площадь При
повышении
температуры
соприкосновения возрастает количество «полезных»
реагирующих
столкновений за счет увеличения их
веществ
количества
Zn + HCl (хол)
Zn + HCl (гор)
Тиосульфат
натрия
с
различной
степенью
разбавления
серной
кислотой
Цинк гранулированный и
цинковая пудра с соляной
кислотой
5. Катализатор
Особые вещества, которые изменяют Пероксид
водорода
в
скорость реакции или ее направление
присутствие
катализатора
MnO2
УЧИТЕЛЬ проводит повторный инструктаж по технике безопасности
Опыт №1 Инструкция к выполнению:
проделайте опыт между магнием и соляной кислотой и между цинком и соляной
кислотой. Объясните причину наблюдаемых явлений
Опыт № 2 Инструкция к выполнению:
поместите равные по размеру гранулы цинка в две пробирки с соляной кислотой,
одна из которых была предварительно нагрета. По интенсивности выделения
водорода можно судить о скорости реакции
УЧИТЕЛЬ
Объясните причину наблюдаемого явления с точки зрения теории столкновений.
Предположения учащихся: частицы реагирующих веществ начинают интенсивно
двигаться и чаще сталкиваться; увеличивается доля активных частиц
Учитель дополняет правильные предположения учащихся. Что мы делаем с веществом,
повышая температуру? Нагреваем, т.е. сообщаем энергию. Для чего требуется энергия?
Энергия расходуется на разрушение химических связей в исходных веществах. Расчеты
показывают, что при изменении (повышении или понижении) температуры на каждые 10
градусов скорость реакции изменяется
(возрастает или убывает) в 2-4 раза. Это
заключение сделал голландский ученый, первый нобелевский лауреат по химии ВантГофф, закон носит его имя.
Опыт № 3 Инструкция к выполнению:
в три пробирки налейте раствор тиосульфата натрия: в 1-ю- 5мл,
во 2-ю-2,5 мл в 3-ю-1 мл, и далее во 2-ю и 3-ю пробирки приливается вода до5 мл.
Затем во все пробирки, начиная с 3-й, приливается по 3ил раствора серной кислоты.
По времени появления коллоидной серы судят о скорости реакции, замечая время по
часам.
Объясните причину наблюдаемого явления
Предположения учащихся: условием протекания химической реакции
является
столкновение частиц реагирующих веществ, чем больше концентрация, тем больше
столкновений, тем выше скорость реакции .
Дополнение учителя: скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих
веществ, взятых в степенях, равных их коэффициентам в уравнении реакции
УЧИТЕЛЬ:
Предложите опыт, который может показать влияние площади соприкосновения
реагирующих веществ на скорость реакции и результат этого опыта
Учащиеся предлагают рассмотреть взаимодействие измельченного металла и гранулы
этого
же
металла
с
кислотой
и
предполагают,
чем
больше
площадь соприкосновения реагирующих веществ, тем выше скорость
химической реакции
УЧИТЕЛЬ
Опыт № 4
Формирование
умений
планировать
эксперимент и
прогнозировать
его результат
учебнопознавательная
компетенция
В две пробирки налейте по 2мл раствора соляной кислоты и поместите в
одну из них гранулу цинка, а в другую цинковый порошок. Запишите результаты
наблюдений в таблицу.
Опыт № 4. Влияние катализатора. Инструкция к выполнению:
УЧИТЕЛЬ:
в пробирку прилейте 2мл перекиси водорода, с помощью стеклянной трубки всыпьте
немного оксида марганца, внесите в пробирку тлеющую лучинку.
Перекись водорода при соприкосновении с оксидом марганца разлагается с выделением
кислорода, что и подтверждает вспыхивающая лучинка, после окончания реакции можно
заметить, что катализатор остался неизменным.
УЧИТЕЛЬ обращает внимание учащихся на
удивительный факт, что вещество не меняется в ходе реакции, реакция в его присутствии
сильно ускоряется
Катализаторы - вещества, изменяющие скорость химической реакции, или ее
направление, но остающиеся в итоге качественно и количественно неизменными.
Особую группу катализаторов составляют ферменты, биокатализаторы или энзимы.
Демонстрационный опыт :
Единство ферментов растительной и животной клетки
УЧИТЕЛЬ устанавливает в демонстрационный штатив две пробирки, вливает в них по 45мл перекиси водорода и вносит пинцетом в одну кусочек сырого картофеля, а в другую кусочек сырого мяса. В обеих пробирках наблюдается «вскипание», внесенная тлеющая
лучинка вспыхивает - это «работает» фермент каталаза, который присущ как
растительной, так и животной клетке, т.е. показывает их единство.
Межпредме
тные связи
с курсом
биологии
УЧИТЕЛЬ предлагает вспомнить из
курса биологии тему «Пищеварение »и назвать известные ферменты
Ферменты, или «биокатализаторы» обладают особенностями:
а) высокой избирательностью;
б) действуют в строго определенной среде, например фермент слюны птиалин «работает»
только в щелочной среде, поэтому так важно не нарушать щелочной баланс во рту и
обязательная чистка зубов после приема сладостей восстанавливает щелочную среду и
препятствует кариесу зубов.
в) «работают» в строгом интервале температур. УЧИТЕЛЬ формулирует ПРОБЛЕМУ: «В
каком интервале температур работают наши человеческие ферменты?»
УЧАЩИЕСЯ: в интервале 35-42 градуса, ответ дает градусник.
УЧИТЕЛЬ
Если температура у больного поднимается выше 42 градусов, в организме человека
начинаются необратимые процессы, что может угрожать жизни, поэтому при высокой
температуре необходимо принимать жаропонижающие препараты, но только по рецепту
врача.
Продолжение демонстрационного опыта с вареным картофелем и вареным мясом и
перекисью водорода наглядно указывает, что при термической обработке фермент
каталаза разрушился.
УЧИТЕЛЬ
Практический вывод: необходимо тщательно следовать инструкции
на пакетах со стиральным порошком, содержащих энзимы для
удаления
Формирование
общекультурной
компетенции
Осознание роли
химии в жизни
человека, в
бытовой ее сфере
пятен белка, чая и жира. Нельзя растворять такие порошки в кипятке –
ферменты «сварятся», пятна останутся. УЧИТЕЛЬ показывает пакет
порошка и просит прочесть ученика отмеченное маркером указание температуры.
УЧИТЕЛЬ просит закончить заполнение таблицы и подводит итоги урока
Второй час учебного занятия
Работа в группах
Производство серной кислоты
Образовательная задача: применить полученные теоретические знания к
промышленному производству серной кислоты.
УЧИТЕЛЬ
Химия связана с производством не непосредственно, а через химическую
технологию как науку о закономерностях выбора (при проектировании производства)
сырья, оптимальных условий протекания реакций, конструкций машин и
аппаратов, технологических
производства,
в
том
схем. Целью любого
числе
и
химического,
является получение продукта определенного качества. Очень
важным вопросом
является зависимость выхода продукта от условий протекания
Формирование
социальнотрудовой К.,
способность
использования
знаний хим.
науки в
практической
деятельности
химических реакций, т.е. от СКОРОСТИ химических реакций, значит,
производство непосредственно опирается на науку. В связи с этим
особый смысл приобретают расчетные задачи, связанные с расчетом выхода
продукта в процентах от теоретического. Вычисление по химическому уравнению дает
теоретический (стехиометрический),100% выход. На заводах выход, как правило, меньше
стехиометрического, он носит название практического.
Сейчас вам предстоит поработать на виртуальном химическом заводе по
производству серной кислоты в отделе главного технолога и разработать оптимальные
условия для ее производства. Работа будет происходить в группах постоянного состава.
Каждая группа будет заниматься только одной стадией производства, отдельная группа
специалистов будет заниматься выбором сырья для данного производства. Необходимая
литература каждой группе предоставлена (учебники и учебные пособия).
1 группа разрабатывает первую стадию производства – обжиг пирита
в «кипящем» слое
2 группа- вторая стадия: окисление оксида серы в контактном
аппарате
3 группа-третья стадия: поглотительная башня и получение
олеума
На эту работу отводится 15 минут и 5 минут на выступление
по
своему
вопросу,
предварительно
подготовив
доску
для
Формирование
коммуникатив
ной К.
формирование
навыков работы
в группе, вести
дискуссию,
отстаивать свою
точку зрения,
публично
выступать.
выступления.
От каждой группы выступают два человека по решению группы.
Каждая группа готовит выступление по плану:
1.
Химизм процесса
2. Основные научные принципы: температура, давление, повышение концентрации
реагирующих веществ, увеличение поверхности соприкосновения веществ,
катализатор.
3. Устройство агрегатов
4. Рациональное использование тепла химических реакций
5. Непрерывность процессов
6. Экологическая безопасность
Группа, которая занимается поиском и покупкой сырья, должна выбрать и доказать
рациональность своего выбора. Ваш девиз слова Дмитрия Ивановича Менделеева
Вывод
УЧИТЕЛЬ подводит учащихся к мысли, что для успешного ведения
производственных процессов в современных условиях, необходима
широкая общеобразовательная подготовка, сочетаемая с глубоким
знанием специальных вопросов, т.е. специалист должен быть
компетентным не только в своей узкой области. Чем дальше
развивается
производство, тем оно теснее связано с наукой, тем больше возможностей
открывается
для
творческого
участия
и
непрерывного
Формирование
ценностносмысловой К,
Способность
видеть и
понимать хим.
процессы в
практической
деятельности,
выбор профессии
его
совершенствования.
УЧИТЕЛЬ выставляет отметки выступившим гимназистам, задает домашнее задание
Третий час учебного занятия
Образовательная задача: закрепить полученные практические и теоретические
знания в ходе решения расчетных задач. Контроль качества знаний.
Решение расчетных задач
УЧИТЕЛЬ
для решения задач приглашает к доске учащихся, не выступавших на
предыдущем занятии
Задача №1
Рассчитайте массу серной кислоты с массовой долей 96%, которую можно получить из
пирита массой 3,6 кг
Задача № 2
Какой объем воздуха и какую массу воды надо взять для превращения оксида серы (4) в
серную кислоту?
Задача №3
Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на
40 градусов, если температурный коэффициент равен 2?
Задача
Какой объем аммиака можно получить из 1000литров воздуха, содержащего 78%
азота, если выход аммиака составляет 20% от теоретически возможного.
Самостоятельная работа (20 минут)
Вариант 1
1. Какими способами можно увеличить скорость химических реакций:
C + O2 = СО2
Составьте правильный ответ:
а) нагревать исходные вещества;
б) увеличить давление кислорода;
в) уменьшить давление кислорода
г) раздробить твердые вещества (какие ?)
д) добавить концентрированную соляную кислоту
е) добавить воду
2. Во сколько раз изменится скорость химической реакции при понижении температуры
на 30 градусов, температурный коэффициент равен3?
3.Какой объем оксида серы(4) можно получить при обжиге 100кг пирита, содержащего
25% примесей, если потери составляют 5%?
Вариант 2
1. Какими способами можно увеличить скорость химических реакций:
MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + CO2 + Н2О
Составьте правильный ответ:
а) нагревать исходные вещества;
б) увеличить давление кислорода;
в) уменьшить давление кислорода
г) раздробить твердые вещества (какие ?)
д) добавить концентрированную соляную кислоту
е) добавить воду
2.Во сколько раз изменится скорость химической реакции при повышении
температуры на 60 градусов, температурный коэффициент равен 2 ?
3. Определите объем оксида серы(VI) , полученного при окислении в контактном
аппарате 224л сернистого газа, если выход продукта составляет 85%?
Инструктивная карта для учащихся
Первый час учебного занятия
по теме «Скорость химических реакций»
Образовательная задача: изучите влияние различных факторов на скорость
химической реакции; проделайте опыты, подтверждающие это влияние.
По результатам эксперимента заполните таблицу:
Факторы,
влияющие
на
скорость
1.
Природа
вещества
Причины
Пример
2. Температура
3.Концентрация
реагирующих
веществ
4.
Площадь
соприкосновения
реагирующих
веществ
5. Катализатор
Соблюдайте правила техники безопасности при работе с
химическими реактивами
Опыт №1 Инструкция к выполнению:
проделайте опыт
между магнием и соляной кислотой и между цинком и соляной
кислотой. Объясните причину наблюдаемых явлений
Опыт № 2 Инструкция к выполнению:
поместите равные по размеру гранулы цинка в две пробирки с соляной кислотой, одна из
которых была предварительно нагрета. По интенсивности выделения водорода можно
судить о скорости реакции. Объясните причину наблюдаемых явлений
Опыт № 3 Инструкция к выполнению:
в три пробирки налейте раствор тиосульфата натрия: в 1-ю- 5мл,
во 2-ю-2,5 мл в 3-ю-1 мл, и далее во 2-ю и 3-ю пробирки приливается вода до5 мл. Затем
во все пробирки, начиная с 3-й, приливается по 3ил раствора серной кислоты. По времени
появления коллоидной серы судят о скорости реакции, замечая время по часам.
Объясните причину наблюдаемого явления
Предложите опыт, который может показать влияние площади соприкосновения
реагирующих веществ на скорость реакции и результат этого опыта
Опыт № 4. Влияние катализатора. Инструкция к выполнению:
в пробирку прилейте 2мл перекиси водорода, с помощью стеклянной трубки всыпьте
немного оксида марганца, внесите в пробирку тлеющую лучинку.
Объясните причину наблюдаемого явления
Второй час учебного занятия
Работа в группах
Производство серной кислоты
Образовательная
задача:
примените
полученные
теоретические
знания
к
промышленному производству серной кислоты. Разработайте оптимальные условия
для проведения химических реакций на предложенном вам участке производства.
1 группа разрабатывает первую стадию производства – обжиг пирита
в «кипящем» слое
2 группа- вторая стадия: окисление оксида серы в контактном аппарате
3 группа-третья стадия: поглотительная башня и получение олеума
4 группа занимается поиском сырья для данного производства
На эту работу отводится 15 минут и 5 минут на выступление
по своему вопросу, предварительно подготовив доску для выступления.
От каждой группы выступают два человека по решению группы.
Каждая группа готовит выступление по плану:
7.
Химизм процесса
8. Основные научные принципы: температура, давление, повышение концентрации
реагирующих веществ, увеличение поверхности соприкосновения веществ,
катализатор.
9. Устройство агрегатов
10. Рациональное использование тепла химических реакций
11. Непрерывность процессов
12. Экологическая безопасность
Третий час учебного занятия
Образовательная задача: совершенствуйте полученные
практические и
теоретические знания в ходе решения расчетных задач. Контроль качества знаний.
Задача №1
Рассчитайте массу серной кислоты с массовой долей 96%, которую можно получить из
пирита массой 3,6 кг
Задача № 2
Какой объем воздуха и какую массу воды надо взять для превращения оксида серы (4) в
серную кислоту?
Задача №3
Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на
40 градусов, если температурный коэффициент равен 2?
Задача
Какой объем аммиака можно получить из 1000литров воздуха, содержащего 78%
азота, если выход аммиака составляет 20% от теоретически возможного.
Контроль качества знаний
Самостоятельная работа (20 минут)
Вариант 1
2. Какими способами можно увеличить скорость химических реакций:
C + O2 = СО2
Составьте правильный ответ:
а) нагревать исходные вещества;
б) увеличить давление кислорода;
в) уменьшить давление кислорода
г) раздробить твердые вещества (какие ?)
д) добавить концентрированную соляную кислоту
е) добавить воду
2. Во сколько раз изменится скорость химической реакции, при понижении температуры
на 30 градусов, если температурный коэффициент равен 3?
3.Какой объем оксида серы(4) можно получить при обжиге 100кг пирита, содержащего
25% примесей, если потери составляют 5%?
Вариант 2
2. Какими способами можно увеличить скорость химических реакций:
MgCO3 + 2 HCl
MgCl 2 + CO2 + Н2О
Составьте правильный ответ:
а) нагревать исходные вещества;
б) увеличить давление кислорода;
в) уменьшить давление кислорода
г) раздробить твердые вещества (какие ?)
д) добавить концентрированную соляную кислоту
е) добавить воду
2.Во сколько раз изменится скорость химической реакции, при повышении
температуры на 60 градусов, если температурный коэффициент равен 2?
3. Определите объем оксида серы(6) , полученного при окислении в контактном
аппарате 224л сернистого газа, если выход продукта составляет 85%?