1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Bài 36. Tốc độ phản ứng hoá học

51 376 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 51
Dung lượng 2,48 MB

Nội dung

Bài 36. Tốc độ phản ứng hoá học tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh...

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP

KHOA HÓA - SINH - KTNN

LỚP ĐHSHÓA 13 L2 MÔN HỌC PPDH HÓA HỌC 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CHƯƠNG TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC

(HÓA HỌC 10)

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Phạm Văn Hai

Trang 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CHƯƠNG TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC

(HÓA HỌC 10)

I Mục tiêu của chương

II Nội dung kiến thức trong chương

III Những điểm cần lưu ý trong giảng dạy

các nội dung quan trọng.

Trang 3

I MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG

1 Về kiến thức: Biết được:

- Khái niệm về tốc độ phản ứng hóa học.

- Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: nồng độ,

áp suất, nhiệt độ, diện tích tiếp xúc, chất xúc tác.

- Phản ứng một chiều, thuận nghịch.

- Khái niệm cân bằng hóa học.

- Định nghĩa sự chuyển dịch cân bằng hóa học.

  - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học.

  - Nội dung nguyên lí Lơ Sa- tơ- li-ê

  - Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong kĩ thuật và đời sống.

Trang 4

I MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG

2 Về kĩ năng: HS có kĩ năng

- Vận dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

và cân bằng hóa học để điều khiển phản ứng hóa học.

- Sử dụng biểu thức hằng số cân bằng để tính nồng độ các chất và ngược lại.

- Dự đoán được chiều chuyển dịch cân bằng hoá học trong những điều kiện cụ thể.

- Rèn luyện kĩ năng tiến hành thì nghiệm, quan sát,

mô tả và giải thích hiện tượng thí nghiệm hóa học.

- Phát triển năng lực phân tích và khái quát hóa vấn đề trên cơ sở tư duy logic.

Trang 5

3 Về tư tưởng - Thái độ:

    - Có ý thức vận dụng kiến thức trong chương để lí giải những biện pháp, qui trình kĩ thuật trong sản xuất và hiện tượng thực tiễn trong đời sống.

   - Có lòng tin vào khoa học và con người có khả năng điều khiển các quá trình hóa học.

- Tích cực, chủ động.

- Cẩn thận khi tiếp xúc với hóa chất.

I MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG

Trang 6

II Nội dung kiến thức trong chương

   Nội dung kiến thức trong chương bao gồm 3 vấn đề lớn, đó là:

   -Tốc độ phản ứng hóa học Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.

   -Cân bằng hóa học Hằng số cân bằng hóa học Sự chuyển dịch cân bằng và các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.

   -Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bẳng hóa học trong sản xuất hóa học.

Trang 7

Các nội dung trên được cấu trúc thành các bài học (Chương trình chuẩn):

 Bài 36: Tốc độ phản ứng hóa học.

 Tư liệu: Chất xúc tác men (enzim).

  Bài 37: Bài thực hành số 6 Tốc độ phản ứng hóa

học.

 Bài 38: Cân bằng hóa học.

 Tư liệu: Một số phương pháp sản xuất hiđro trong

công nghiệp.

 Bài đọc thêm: Hằng số cân bằng.

  Bài 39: Luyện tập: Tốc độ phản ứng và cân bằng

hóa học.

II Nội dung kiến thức trong chương

Trang 8

Các nội dung trên được cấu trúc thành các bài học (Chương trình nâng cao):

 Bài 49: Tốc độ phản ứng hóa học.

  Tư liệu: Con bọ cánh cứng Brachinus tự vệ như thế nào?

 Bài 50: Cân bằng hóa học.

  Tư liệu: Cuộc sống ở độ cao và quá trình sản sinh ra hemoglobin.

 Bài 51: Luyện tập: Tốc độ phản ứng và cân bằng

Trang 9

1 Tốc độ phản ứng hóa học

III Những điểm cần lưu ý trong giảng

dạy các nội dung quan trọng

2 Cân bằng hóa học

3 Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học

Trang 10

1 Tốc độ phản ứng hóa học

Trang 13

Tốc độ phản ứng thường được xác định bằng độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thới gian.

Lưu ý: -Nồng độ thường được tính bằng mol/l

  -Đơn vị thời gian: giây (s), phút (ph), giờ (h)

  -Tốc độ phản ứng được xác định bằng thực nghiệm

Quy ước: Biến thiên nồng độ ΔC

ΔC = nồng độ sau - nồng độ trước

  Với chất phản ứng ΔC < 0 (nồng độ chất PƯ giảm dần)   Với chất sản phẩm ΔC > 0 (nồng độ chất SP tăng dần)

Trang 15

Tốc độ phản ứng trung bình:

Trang 16

Tốc độ phản ứng trung bình:

Ví dụ:

Hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hóa học của một phản ứng thường khác nhau, do đó để quy tốc độ phản ứng về cùng một giá trị, trong công

thức tính tốc độ phản ứng cần chia thêm cho hệ số

tỉ lượng của các chất.

Trang 18

xem TN

xem TN

xem TN

xem TN xem TN

Trang 19

Bài tập áp dụng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Câu 1: Bột nhôm tác dụng với dung dịch HCl

nhanh hay chậm hơn dây nhôm? Vì sao?

=> Bột nhôm phản ứng với dung dịch HCl nhanh

hơn dây nhôm Nguyên nhân: diện tích bề mặt bột nhôm lớn hơn dây nhôm.

Câu 2: Yếu tố không ảnh hưởng đến tốc độ phản

ứng hóa học là:

A Nhiệt độ B Nồng độ chất phản ứng

C Chất xúc tác D Nồng độ chất sản phẩm

Trang 20

Bài tập áp dụng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Câu 3: Cho phản ứng:

Zn(r) + 2HCl(dd) → ZnCl2 (dd) + H2(k) Nếu tăng nồng độ dung dịch HCl thì số lần va chạm giữa các chất phản ứng sẽ:

A Giảm, tốc độ phản ứng tạo ra sản phẩm tăng

B Giảm, tốc độ phản ứng tạo ra sản phẩm giảm

C Tăng, tốc độ phản ứng tạo ra sản phẩm tăng

D Tăng, tốc độ phản ứng tạo ra sản phẩm giảm

Trang 21

Bài tập áp dụng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Câu 4: Khi cho axit clohiđric tác dụng với kali

pemanganat (rắn) để điều chế clo, khí clo sẽ thoát

ra nhanh hơn khi:

A Dùng axit clohiđric đặc và đun nhẹ hỗn hợp

B Dùng axit clohiđric đặc và làm lạnh hỗn hợp

C Dùng axit clohiđric loãng và đun nhẹ hỗn hợp

D Dùng axit clohiđric loãng và đun nhẹ hỗn hợp

Trang 22

Câu 5: Hãy cho biết người ta sử dụng yếu tố nào

trong số các yếu tố sau để tăng tốc độ phản ứng trong trường hợp rắc men vào tinh bột đã được nấu chín (cơm, ngô, khoai, sắn) để ủ rượu?

A Nhiệt độ B Xúc tác

C Nồng độ D Áp suất

Bài tập áp dụng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Trang 23

Bài tập áp dụng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Câu 6: Khi đốt cháy etilen ngọn lửa có nhiệt độ cao

nhất khi etilen:

A Cháy trong không khí

B Cháy trong khí oxi nguyên chất

C Cháy trong hỗn hợp khí oxi và nitơ

D Cháy trong hỗn hợp khí oxi và cacbon

Trang 24

Ví dụ1 : Fe + 2HCl → FeCl2 +

H2↑

Trong cùng điều kiện H2 không phản ứng với FeCl2

Ví dụ 2 : Đun nóng tinh thể KClO3 có

mặt chất xúc tác MnO2KClO 2

3 tMnOo, → 2KCl + 3O2

2

KClO3 phân hủy tạo KCl và O2, cũng trong điều kiện đó KCl không phản

ứng được với O2 tạo KClO3

Phiếu học tập số 1 : Viết phản

ứng của Fe với dung dịch HCl,

nhiệt phân KClO3 Khí hidro có

phản ứng được với dung dịch

FeCl2 hay không ? Khí oxi có phản

ứng được với KCl hay không ?

2 Cân bằng hĩa học

2.1 Phản ứng một chiều:

Phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ trái sang phải gọi là phản ứng một chiều, dùng

mũi tên chỉ chiều phản ứng

Trang 25

   Lúc ban đầu: qui ước là lúc t = 0

   + A mới gặp B => nồng độ ban đầu [A]o, [B]o là lớn nhất

Trang 27

  Tất nhiên đến một thời điểm t nào đó thì vận tốc phản ứng thuận phải bằng vận tốc phản ứng nghịch; và lúc đó chính

là lúc phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng hóa học.

Trang 28

* Định nghĩa : Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng

thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng

nghịch vt = vn

Cân bằng hóa học là một cân

bằng động

Ví dụ : Cho 0,500 mol/lít H2 vào

0,500 mol/lít I2 vào bình phản

ứng

Khi phản ứng cân bằng có

0,786 mol/lít HI

H2 (k) + I2 (k)  2HI (k)

Vậy : Hỗn hợp phản ứng lúc

cân bằng có mặt cả chất phản

ứng và sản phẩm

Phiếu học tập số 2 : Khi cho

0,500 mol/lít H2 vào 0,500 mol/lít I2vào bình phản ứng Phản ứng cân bằng có 0,786 mol/lít HI Tính nồng độ của các chất trong

hỗn hợp phản ứng lúc cân bằng

Trang 29

2.3 Hằng số cân bằng:

Cân bằng trong hệ đồng

thể :

Xét hệ cân bằng sau:

N2O4 (k) 2NO2 (k) ở

250C

* Hệ đồng thể là gì?

=> Là hệ không có bề mặt phân chia trong hệ

Vd: Hệ gồm các chất khí; hệ gồm các chất tan trong dung dịch

Ví dụ: H2 (k) + I2 (k)

2HI (k)

Trang 30

Nồng độ ban

đầu mol/l

Nồng độ ở trạng thái cân bằng, mol/l

Tỉ số nồng độ lúc cân bằng

[N2O4]0 [NO2]0 [N2O4] [NO2] [NO2]2

[N2O4] 0,6700 0,0000 0,6430 0,0547 4,65.10 -3

Trang 31

Cân bằng trong hệ đồng

thể :[NO2]

2

[N2O4]

≈ 4,63.10-3 ở 250C

Tỉ số nồng độ lúc cân bằng được gọi là hằng số cân bằng ở 250C.Hằng số cân bằng ký hiệu bằng chữ

K

N2O4 (k) 2NO2 (k)

K c=[NO2]2

[N2O4] = 4,63.10-3 ở 250C

[NO2], [N2O4]: nồng độ ở trạng thái

cân bằng (mol/l)

Số mũ ứng đúng với hệ số tỉ

lượng của chúng trong pt hóa học

của pứ Kc chỉ phụ thuộc vào nhiệt

Trang 32

Cân bằng trong hệ đồng

[A], [B], [C], [D] là nồng độ mol/l

của các chất A, B, C và D ở trạng thái cân bằng; a, b, c d là hệ số

tỉ lượng các chất trong phương trình hóa học của phản ứng Nồng độ các sản phẩm (ở vế phải pt hóa học) được đặt ở tử số, còn nồng độ các chất phản ứng (ở vế

trái pt hóa học) được đặt ở mẫu số

Trang 33

Cân bằng trong hệ dị thể :

* Hệ dị thể là gì?

Là hệ có bề mặt phân chia trong hệ, qua bề mặt này có sự thay đổi đột ngột tính chất

Vd: Hệ gồm chất rắn và chất khí; hệ gồm chất rắn và chất tan trong dung dịch.VD1 : C (r) + CO2 (k) 2CO

=>

Trang 34

* Ý nghĩa của gía trị hằng số cân bằng:

CaCOVD2 3(r) CaO(r) + CO2(k)

:

Kc=[CO2]

Cho biết lượng các chất phản ứng còn lại và lượng các sản phẩm

được tạo thành => Biết được hiệu suất của phản ứng

Trang 35

2.4 Sự chuyển dịch cân bằng

(Xem TN)

Phiếu học tập số 3 : Nhận xét

hiện tượng thí nghiệm Nồng độ

NO2 ở 2 ống có gì thay đổi ?

Sau một thời gian, so sánh

màu thấy :

Hiện tượng đó được gọi là sự

chuyển dịch cân bằng

ống nghiệm ngâm vào chậu

nước đá màu nhạt hơn chứng tỏ nồng độ khí NO2 giảm

Trang 36

Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng

thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác

động của các yếu tố bên ngoài lên cân bằng

Các yếu tố làm chuyển dịch cân bằng là nồng độ, áp

suất, nhiệt độ Chúng được gọi là các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

2.4 Sự chuyển dịch cân bằng

Định nghĩa :

Trang 37

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học : 2.5.1 Ảnh hưởng của

nồng độ :

Xét một hệ cân bằng sau trong

một bình kín ở nhiệt độ cao và

không đổi :

C(r) + CO2 (k)  2CO (k) (1)

Phiếu học tập số 4 : So sánh vt và vnkhi phản ứng ở trạng thái cân bằng C(r) + CO2 (k)  2CO(k)

Khi thêm CO2 vào thì hệ cân bằng sẽ biến đổi như thế nào ?

Bớt CO hệ cân bằng biến đổi như

Ở 8000C, Kc = 9,2.10-2

Trang 38

+ Thêm CO2 vào hỗn hợp phản ứng, nồng độ CO2 tăng, Kc <

9,2.10-2 Để Kc không đổi, CO2

phải pứ thêm với C tạo ra CO

cho tới khi Kc = 9,2.10-2 Vậy, khi thêm CO2 vào hệ cân bằng,

cần bằng sẽ chuyển dịch từ

trái sang phải (theo chiều

thuận) Hiện tượng này xảy ra tương tự khi ta lấy bớt khí CO ra khỏi hệ cân bằng

+ Khi ở trạng thái cân bằng : vT

= vN, nồng độ của các chất

không đổi

+ Ngược lại, nếu ta cho thêm 1 lượng khí CO vào hệ cân bằng hoặc lấy bớt khí CO2 ra, thì cân bằng sẽ chuyển dịch từ phải sang trái (theo chiều nghịch)

Trang 39

Kết luận : Khi tăng hoặc

giảm nồng độ của một chất

trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc

tăng hoặc giảm nồng độ của

chất đó.

+ Chú ý : Khi thêm hoặc

bớt lượng chất rắn không

ảnh hưởng đến cân bằng

(cân bằng không chuyển dịch)

Trang 40

2.5.2 Ảnh hưởng của áp

suất : Thí nghiệm : Xét hệ cân bằng

trong xi lanh kín có pít tông ở

nhiệt độ thường không đổi

N2O4(k)  2NO2(k)

(Không màu) (Màu

nâu đỏ)

+ Đẩy pít tông vào làm tăng

áp suất của hệ, màu của hỗn hợp khí nhạt hơn.

Phiếu học tập số 5 : Khi đẩy pít

tông vào thì áp suất của hệ thay đổi như thế nào ? Nhận xét về

màu của hỗn hợp khí → số mol khí nào tăng ? Cân bằng chuyển dịch theo chiều nào ?

Câu hỏi tương tự khi kéo pít tông

ra

K c=[NO2]2

[N2O4]

Trang 41

+ Thí nghiệm chứng tỏ : khi hệ đang

ở trạng thái cân bằng, nếu ta tăng áp suất chung của hệ cân bằng

chuyển dịch theo chiều nghịch

+ Nhận xét : Phản ứng nghịch

từ 2 mol NO2 tạo 1 mol N2O4 → số mol

khí giảm Vậy khi tăng áp suất chung của → áp suất giảm

hệ cân bằng chuyển dịch theo

chiều nghịch làm giảm áp suất

chung của hệ.

+ Khi giảm áp suất chung của hệ

bằng cách kéo pít tông ra cho thể

tích của hệ tăng, số mol NO2 tăng, số mol N2O4 giảm bớt → cân bằng

chuyển dịch theo chiều thuận → làm tăng áp suất

Trang 42

Kết luận : Khi tăng hoặc

giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo

chiều làm giảm tác dụng

của việc tăng hay giảm áp suất đó.

+ Chú ý : Nếu phản ứng có

số mol khí ở hai vế bằng nhau

hoặc phản ứng không có chất khí thì áp suất không ảnh

hưởng đến cân bằng

VD: H2(k) + I2(k) 2HI(k)

CaO(r) + SiO2 (r)

CaSiO3

Trang 43

2.5.3 Ảnh hưởng của

nhiệt độ :

* Nhiệt phản ứng :

+ Cho vôi sống vào nước, nước

sôi → phản ứng tỏa nhiệt

+ Nung đá vôi thành vôi sống

phải cung cấp nhiệt → phản ứng

thu nhiệt

→ Để chỉ lượng nhiệt kèm theo mỗi

phản ứng hóa học người ta dùng

đại lượng nhiệt phản ứng (+ Phản ứng tỏa nhiệt : các chất ∆H)

phản ứng mất bớt năng lượng ∆H <

0, năng lượng tỏa vào môi trường

làm nhiệt độ tăng

+ Phản ứng thu nhiệt : các chất phản ứng phải lấy thêm năng lượng để

tạo thành sản phẩm ∆H > 0

Trang 44

* Ảnh hưởng của

Xét cân bằng trong bình kín :

N2O4 (k)  2NO2 (k) ∆H =

58 kJ

(Không màu) (màu nâu đỏ)Phản ứng thuận ∆H = +58 kJ > 0

phản ứng thu nhiệt

Trang 45

Nước

+ Hỗn hợp ở trạng thái cân bằng, ngâm bình đựng hỗn hợp vào nước sôi, màu nâu đỏ của hỗn hợp

đậm lên → cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận → chiều của phản ứng thu nhiệt

+ Ngâm bình vào nước đá, màu

của hỗn hợp khí nhạt đi → cân

bằng chuyển dời theo chiều

nghịch → chiều của phản ứng tỏa nhiệt

Phiếu học tập số 6 : Sau khi xem

mô phỏng thí nghiệm, nhận xét màu của hỗn hợp khí → xác

định chiều chuyển dịch của

cân bằng → kết luận về ảnh

hưởng của nhiệt độ đến cân

bằng hóa học

N2O4 (k) 2NO2 (k) ∆H = + 58 kJ

Trang 46

Kết luận : Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo

chiều phản ứng thu nhiệt nghĩa là làm giảm tác dụng của

việc tăng nhiệt độ và khi

giảm nhiệt độ, cân bằng

chuyển dịch theo chiều phản

ứng tỏa nhiệt chiều làm giảm tác dụng của việc giảm nhiệt

độ.

Ba yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là nồng độ, áp suất, nhiệt độ được tổng kết thành nguyên lí

chuyển dịch cân bằng :

Phiếu học tập số 7 : Nêu điểm

giống nhau của chiều chuyển dịch

cân bằng khi chịu tác động của

nồng độ, áp suất, nhiệt độ Từ

đó phát biểu nguyên lí chuyển

dịch cân bằng

Trang 47

* Nguyên lý chuyển dịch cân bằng : (nguyên lý Lơ Satơlie) le

Chatelier

Một phản ứng thuận nghịch

đang ở trạng thái cân bằng

khi chịu một tác động bên

ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân

bằng sẽ chuyển dịch theo

chiều làm giảm tác động

bên ngoài đó

2.5.4 Vai trò của

chất xúc tác :Chất xúc tác làm tăng tốc độ

phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau nên không ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.

Chất xúc tác làm cho phản

ứng nhanh đạt đến trạng thái

cân bằng

Trang 48

III Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

trong sản xuất hóa học :

Ví dụ1 : Trong quá trình sản xuất axit

sunfuric có phản ứng :

2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) ∆H = -198 kJ

Phản ứng này dùng oxi không khí,

ở nhiệt độ thường, phản ứng xảy

ra rất chậm Để tăng tốc độ phản ứng phải dùng chất xúc tác và

thực hiện phản ứng ở nhiệt độ

khá cao

Nhưng đây là phản ứng tỏa nhiệt,

tăng nhiệt độ làm cân bằng

chuyển dịch theo chiều nghịch làm

giảm hiệu suất của phản ứng, để hạn chế tác dụng này người ta

dùng một lượng dư không khí (tăng

nồng độ oxi) làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận

Phiếu học tập số 8 : Xét phản

ứng :

2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) ∆H < 0

Ở nhiệt độ thường phản ứng

xảy ra rất chậm, làm thế nào

để cân bằng phản ứng chuyển

dịch theo chiều thuận thu được

nhiều SO3 ?

- Nêu đặc điểm của phản ứng

- Dự kiến các cách làm cân

bằng phản ứng chuyển dịch theo

chiều thuận

Ngày đăng: 18/09/2017, 13:43

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w