Розробка уроку: "Оборотні реакції" + презентація (9 клас)

Тема: Оборотні і необоротні реакції. Хімічна рівновага.

Мета: закріпити знання  учнів про класифікацію хімічних реакцій на оборотні та необоротні; ознайомити із  поняттям «хімічна рівновага» та чинниками, які впливають на зміщення хімічної рівноваги; розвивати вміння записувати рівняння реакцій, розв’язувати тестові завдання; виховувати культуру поведінки та старанність у навчанні

Форми і методи роботи: фронтальне опитування, робота з підручником, інтерактивна вправа «Вірю-не вірю», демонстраційний дослід, розповідь з елементами бесіди, вправи “Перевір свої знання”.

Обладнання: мультимедійна презентація уроку, періодична система хімічних елементів, таблиця розчинності, ряд активності металів, підручник

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І.Організаційний етап

Перевірка готовності учнів до уроку, налаштування на робочий лад

ІІ. Мотивація навчальної діяльності, оголошення теми і мети уроку.

ІІІ. Перевірка домашнього завдання

Фронтальне опитування (слайд 3)

Дайте відповіді на запитання:

1.     За якими ознаками класифікують хімічні реакції?

2.     Як класифікують хімічні реакції за такою ознакою, як напрям перебігу хімічних процесів?

3.     Які реакції називають оборотними? Який знак ставиться між реагентами та продуктами реакцій у цьому випадку?

4.     Які реакції називають необоротними? Який знак ставиться у цьому випадку?

5.     Робота з підручником

№3, ст.86. Поясніть, що в рівнянні оборотної реакції означає ліва частина, а що – права? (У лівій частині реакції розміщені реагенти, а у правій продукти реакції. Тому в рівнянні оборотної реакції  ліва частина називається прямою реакцією, а права відповідно – зворотною)

ІV. Актуалізація опорних знань.

 Виконання вправи «Вірю – не вірю» (слайд 4)

1.  Швидкість хімічної реакції це зміна концентрації одного з реагентів чи одного з продуктів реакції за одиницю часу. (Так)

2.            Із збільшенням концентрації реагуючих речовин швидкість хімічної реакції збільшується. (Так).

3.            3. Швидкість хімічної реакції не залежить від  природи  реагуючих речовин (Ні)

4. Із збільшенням температури на кожні 10 ⁰С швидкість хімічної реакції зростає в 2-4 рази. (Так)

5. Каталізатори це речовини, що не впливають на швидкість хімічної реакції. (Ні)

6. Зміна швидкості реакції в присутності каталізатора називається каталіз (Так)

7.Гетерогенний каталіз – це процес, під час якого реагуючі речовини  і каталізатор перебувають у різних агрегатних станах.  (Так)

8. Окисно-відновні реакції у живих організмах відбуваються за участі каталізаторів – біоферментів. (Так)

                      

V. Вивчення нового матеріалу.

        Під час вивчення теми «Хімічні реакції» ви побачили, що у світі існує безліч можливостей керування хімічними процесами, ознайомилися із чинниками, що впливають на швидкість хімічних реакцій. Сьогодні ми з вами розглянемо ще одне цікаве поняття про хімічну рівновагу та умови її зміщення.

ü (слайд 5)  Проблемна ситуація «Хімічний експеримент»

Дослід №1. СuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ ↓+ Na₂SO₄

Дослід №2. Na₂CO₃ + 2HCI = NaCI + CO₂ ↑+ H₂O

Дослід №3. Ca(OH)₂ + 2HCI = CaCI₂ + 2H₂O

Як на вашу думку, до яких типів хімічних реакцій відносяться дані процеси? Чому? (Хімічні реакції є необоротними, коли один із продуктів, що утворюється,  випадає  в  осад або виділяється у вигляді газу).

(слайд 6)Висновок. Усі реакції йонного обміну, що супроводжуються виділенням газу, утворенням осаду або малодисоційованої речовини, належать до необоротних реакцій.

          На відміну від необоротних, в оборотних реакціях повного перетворення реагентів у продукти реакції не відбувається.

(слайд 7) В оборотних реакціях одночасно відбувається дві взаємодії:

а) взаємодія реагентів з утворенням продуктів реакції;

б) взаємодія продуктів реакції, внаслідок якої знов утворюються вихідні речовини (реагенти). 

   Часто напрям реакції залежить від умов її проведення. Наприклад, за звичайних умов переважно відбувається реакція такого типу:

СаО + СО₂ → СаСО₃

Проте при нагріванні до високої температури, майже до тисячі градусів, починає переважати зворотна реакція розкладання кальцій карбонату:

СаСО₃ →СаО +СО₂

Часто трапляється, коли перебіг прямої і зворотної реакцій можливий за однакових умов. Виникає питання коли ж настане хімічна рівновага?  

ü Розповідь учителя з елементами бесіди.

(слайд 8) Розглянемо швидкість протікання прямої та зворотної реакції.

-         Спочатку швидкість прямої реакції максимальна. Чому? (бо на початку реакції концентрація вихідних речовин найбільша)

-         З часом швидкість прямої реакції сповільнюється. Чому? (зменшується концентрація вихідних речовин)

-         Швидкість зворотної реакції спочатку мінімальна. Чому? (концентрація продуктів реакції мала)

-         З часом швидкість зворотної  реакції зростає. Чому? (збільшується концентрація продуктів реакції)

ü Настає такий час, коли швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції. Говорять: настає хімічна рівновага.

(слайд 9) Хімічна рівновага – це стан оборотних реакцій, коли за одиницю часу утворюється стільки ж продуктів реакції, скільки їх перетворюється на реагенти. Швидкість прямої і зворотної реакції однакова.

ü Після досягнення стану хімічної рівноваги реакції не припиняються, вони продовжуються, але ніяких змін у реакційній системі непомітно. Тому рівновагу називають динамічною.

Зміщення хімічної рівноваги.

       У хімічній промисловості досить велика кількість оборотних реакцій становить основу виробництва промислово важливих речовин. Це виробництво амоніаку, сульфатної та нітратної кислот, поліетилену, переробка жирів. Тому виникає потреба у зміщенні рівноваги в бік утворення продуктів реакції і виникає потреба керувати оборотними реакціями.

ü Як змусити реакцію відбуватися в тому напрямку,  щоб утворювалися в максимальній кількості ті речовини, які необхідні виробництву? 

Зміщення хімічної рівноваги досягають зміною температури,концентрації реагентів, тиску (для газуватих речовин). Проте минає час і швидкості прямої та зворотної реакцій знову зрівнюються – встановлюється нова хімічна рівновага.

Стан хімічної рівноваги може зберігатися за незмінних умов як завгодно довго, але при зміні умов рівновага зміщується.

(слайд 10) У 1882 р. француз Ле Шательє виявив закономірності впливу зовнішніх умов на рівновагу оборотних реакцій. Він сформулював загальний принцип зміщення хімічної рівноваги, який названий на його честь  принципом  Ле Шательє:  якщо на систему, що перебуває в рівновазі, подіяти зовнішнім фак­тором, то рівновага зміститься у напрямі процесу, який зменшить цю дію.

(слайд 11) Чинники, які впливають на стан хімічної рівноваги.

(слайд 12) 1.Вплив зміни концентрації

При підвищенні концентрації вихідних речовин рівновага зміщується в бік продуктів реакції, а при зниженні концентрації вихідних речовин – у бік вихідних речовин.

(слайд 13) 2.Вплив зміни температури

При підвищенні температури рівновага зміщується в бік ендотермічної реакції, а при зниженні температури – в бік екзотермічної реакції.

-         Які реакції називають екзотермічними?

-         Які реакції називають ендотермічними?

(слайд 14) 3.Вплив зміни тиску

При підвищенні тиску рівновага зміщується в бік тих речовин, що займають менший об’єм (враховується об’єм лише газів). При зниженні тиску рівновага зміщується в бік речовин, що займають більший об’єм.

N_2(г) + 3H_2(г) ↔ 2NH_3(г)

	4    2
			Якщо об’єми газоподібних речовин в оборотній реакції не змінюються, то зміна тиску не впливає на стан хімічної рівноваги.

(слайд 15) 4.Каталізатор не зміщує хімічну рівновагу, тому що однаково прискорює і пряму, і зворотну реакцію. За наявності каталізатора швидше встановлюється стан хімічної рівноваги.

VІ. Узагальнення й систематизація знань. (слайд 16)

Перевір свої знання

ü Бесіда (слайд 17)

Дайте відповіді на запитання:

1. Які хімічні реакції називають оборотними? Наведіть приклади.

2. Що розуміють під хімічною рівновагою? Чи є стан хімічної рівноваги статичним або динамічним?

3. Сформулюйте принцип Ле Шательє і проілюструйте його на прикладах.

4. Які фактори і яким чином впливають на стан хімічної рівноваги?

Завдання 1. (слайд 18) У системі  А +  В ↔ С, де А, В, С – гази, встановилася рівновага.  Як зміниться стан хімічної рівноваги, якщо:

а) підвищити тиск?

б) збільшити кількість речовини А в системі?

в) підвищити температуру?

 Завдання 2. (слайд 19) Збільшення тиску в системі спричинить підвищення виходу продукту  в реакції:

а) 2Н₂О_(г) ↔ 2Н_2(г) + О_2(г)

б) N_{2 (г)}+ 3Н_2(г) ↔ 2NН_3(г)

в) СаСО_{3 (тв)} ↔  СО_{2 (г)} + СаО_(тв)

г) СО_(г)+ H₂О_(г) ↔ СО_2(г) + H_2(г)

Завдання 3. (слайд 20)

Реакція відбувається за рівнянням:

2SO_2(г) + О_{2 (г)} ↔ 2SO_{3 (г)} + 284,2 кДж

Запропонуйте, зміною яких параметрів можна досягнути зміщення рівноваги в бік утворення сульфур (VІ) оксиду.

Відповідь:

1)     Збільшити концентрацію SO₂, О_2.

2)     Зменшити концентрацію SO₃

3)    Підвищити тиск.

4)    Знизити температуру.

Розв’язок проблемного питання. (слайд 21)

Художник зобразив модель динамічної рівноваги малюнком. Поясніть, якою має бути  швидкість руху риби (1) порівняно із швидкістю  течії (2), щоб модель правильно відбивала зміст поняття.

V. Домашнє завдання: (слайд 22)

ü Повт.§14-18;

ü Викон. № 5*, ст.86

ü Підготуватись  до самостійної роботи