NhËn xÐt: Ph¶n øng 1 x¶y ra nhanh h¬n ph¶n øng 2 Khái niệm tốc độ phản ứng: là độ biến thiên nồng độ cña mét trong c¸c chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm .trong một đơn vị thời gian” như vậy tố[r]
(1)Gi¸o ¸n ho¸ häc10-Ban KHTN Sở giáo dục và đào tạo Tuyên Quang Trường THPT Hoà Phú Chương VII : Tốc độ phản ứng và cân hoá học Tiết61: tốc độ phản ứng hoá học ***************** Người soạn: Nguyễn Thị Quỳnh Nhung- Giáo viên Trường THPT Hoà Phú Ngµy so¹n: 7/4/2008 Ngµy gi¶ng: 30/03/2007 Líp gi¶ng: 10A1 I.Môc tiªu: VÒ kiÕn thøc: - Học sinh biết được: Khái niệm tốc độ phản ứng, tốc độ trung bình, biểu thức tính tốc độ trung b×nh - Học sinh hiểu được: các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: nồng độ, áp suất VÒ kÜ n¨ng: - Quan sát thí nghiệm cụ thể, tượng thực tế tốc độ phản ứng, rút nhận xét - Vận dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng để làm tăng giảm tốc độ số phản ứng thực tế đời sống, sản xuất theo hướng có lợi II chuÈn bÞ: HS: Soạn bài trước đến lớp GV: M« h×nh 7.1 SGK - Dụng cụ: các loại cốc thuỷ tinh, bình tam giác, đèn cồn, tờ giấy trắng có vẽ dấu cộng đậm, èng dÉn khÝ, b¬m tiªm lo¹i dung tÝch 100ml, èng nghiÖm cì nhá - Ho¸ chÊt: c¸c dung dÞch BaCl2, Na2S2O3 (natri thiosunfat), H2SO4, HCl, Mg, CaCO3, H2O2, MnO2 - So¹n bµi trªn powpoint, bµi tËp trªn violet, m¸y chiÕu ®a vËt thÓ III Phương pháp: -BiÓu diÔn thÝ nghiÖm t×m tßi nghiªn cøu - Vấn đáp, thảo luận nhóm Iv TiÕn tr×nh bµi gi¶ng 1.Tæ chøc: 2.KiÓm tra bµi cò: 3.Bµi míi: Thời Hoạt động thầy và trò gian Hoạt động 1: phót *GV lµm thÝ nghiÖm LÊy dung dÞch BaCl2, Na2S2O3 , H2SO4 có cùng nồng độ Néi dung bµi Häc I Khái niệm tốc độ phản ứng hoá học1 Thí nghiệm: LÊy dung dÞch BaCl2, Na2S2O3 , H2SO4 cã cïng Lop10.com (2) 0,1M và với thể tích và làm đồng thêi: - §æ dd H2SO4 vµo dd BaCl2 nồng độ 0,1M và với thể tích nhau(25ml) và làm đồng thời: a §æ dd H2SO4 vµo dd BaCl2 *HS: Nhận xét tượng và viết PTPƯ - §æ dd H2SO4 vµo dd Na2S2O3 BaSO4↓ + 2HCl (1) H2SO4 + BaCl2 b §æ dd H2SO4 vµo dd Na2S2O3 * HS: Nhận xét tượng và viết PTPƯ? *GV: So sánh tượng xảy trường hîp trªn vµ rót nhËn xÐt ? HS tr¶ lêi GVtổng kết: để đánh giá mức độ xảy nhanh hay chËm cña c¸c ph¶n øng ho¸ häc người ta dùng khái niệm tốc độ phản ứng hoá học, gọi tắt là tốc độ phản ứng Vậy tốc độ phản ứng là gì? HS: nghiªn cøu SGK, tr¶ lêi GV: Tốc độ phản ứng xác định khoảng thời gian từ t1 đến t2 là tốc độ trung b×nh cña ph¶n øng V× kho¶ng thêi gian đó có lúc phản ứng xảy với tốc độ khác GV cung cÊp biÓu thøc tÝnh C1 C2 C C1 C t2 t1 t2 t1 t Lấy ví dụ, hướng dẫn HS tính tốc độ trung b×nh cña ph¶n øng theo mét chÊt cô thÓ: theo Br2 Hoạt động 2: GV đặt vấn đề: Có phản ứng Chóng ta thùc hiÖn ph¶n øng trªn hai trường hợp có các nồng độ Na2S2O3 khác nhau, cßn c¸c yÕu tè kh¸c nh GV: lµm thÝ nghiÖm: - ChuÈn bÞ dd (25ml) Na2S2O3 0,1M vµ 0,05M cèc thuû H2SO4 + Na2S2O3 → S↓ + SO2 + H2O+Na2SO4 NhËn xÐt: Ph¶n øng (1) x¶y nhanh h¬n ph¶n øng (2) Khái niệm tốc độ phản ứng: là độ biến thiên nồng độ cña mét c¸c chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm đơn vị thời gian” (như tốc độ phản ứng xác định thực nghiệm) ThÝ dô: CO2 + 2HBr Br2 + HCOOH Lúc đầu nồng độ Br2 là 0,0120 mol/l, sau 50s nồng độ lµ 0,0101 mol/l Tốc độ trung bình phản ứng khoảng thời gian 50 gi©y tÝnh theo Br2 lµ: 0,0120 mol/l - 0,0101mol/l v= = 3,80 10-5mol/(l.s) 50s II Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: 1.ảnh hưởng nồng độ: ThÝ nghiÖm: Cã ph¶n øng HCl + Zn→ZnCl2 + H2 Chúng ta thực phản ứng trên hai trường hợp có các nồng độ HCl khác nhau, còn các yếu tố kh¸c nh - ống nghiệm 1: đựng 2ml dd HCl 0,1M, ống nghiệm tinh đặt đè trên tờ giấy trắng có vẽ sẵn dấu 2: đựng 2ml dd HCl 1M céng ®Ëm - Th¶ hai viªn kÏm gièng nhau, mçi èng nghiÖm - Đổ đồng thời 25 ml dd H2SO4 0,1M vào viên cốc trên và quan sát từ trên xuống xuyên qua Hiện tượng: ống nghiệm dd đến hình dấu cộng trên tờ giấy đáy cèc - So sánh: hình dấu cộng nào bị mờ trước? Từ đó rút tốc độ phản ứng phụ thuộc nào vào nồng độ chất phản ứng? Lop10.com (3) Hay: GV: Đặt vấn đề: Có phản ứng HCl + Zn→ZnCl2 + H2 Chóng ta thùc hiÖn ph¶n øng trªn hai trường hợp có các nồng độ HCl khác nhau, cßn c¸c yÕu tè kh¸c nh - ống nghiệm 1: đựng 2ml dd HCl 0,1M, ống nghiệm 2: đựng 2ml dd HCl 1M - Th¶ hai viªn kÏm gièng nhau, mçi èng nghiÖm viªn HS: Quan sát nhận xét tượng thí nghiÖm GV: tốc độ phản ứng phụ thuộc nào vào nồng độ chất phản ứng? HS: tr¶ lêi GV: ChÝnh x¸c ho¸ Hoạt động 3: GV: chiÕu trªn powpoint sè liÖu sau ThÝ dô: Ph¶n øng sau thùc hiÖn b×nh kín nhiệt độ 302 0C: 2HI(k)→ H2 (k) + I2(k) áp suất HI là atm, tốc độ phản ứng ®o ®îc lµ 1,22.10-8 mol/(1s) áp suất HI là atm, tốc độ phản ứng ®o ®îc lµ 4,88.10-8 mol/(1s) GV: Em cã nhËn xÐt g× vÒ sù liªn quan gi÷a áp suất và tốc độ phản ứng có chất khí tham gia? HS tr¶ lêi ph¸t vÊn: H·y cho biÕt nh÷ng tÝnh chÊt cña kim cương? Tại kim cương lại cứng vËy? HS nghiªn cøu vµ tr¶ lêi GV chÝnh x¸c ho¸ GV cho HS nghiªn cøu m¹ng tinh thÓ Iot, mạng tinh thể nước đá và hướng dẫn học sinh th¶o luËn theo hÖ thèng c©u hái sau: Lop10.com (4) 1.Tinh thÓ Iot cã cÊu tróc m¹ng tinh thÓ cã đặc điểm cấu tạo nào? Các phân tử Iot ®îc ph©n bè ë ®©u m¹ng tinh thÓ? Tinh thể nước đá có hình dạng gì? Các phân tử nước liên kết với nào? HS quan s¸t h×nh vÏ vµ tr¶ lêi c©u hái Hoạt động 4: GV: Em h·y cho biÕt nh÷ng tÝnh chÊt cña nước đá, băng phiến? T¹i tinh thÓ ph©n tö dÔ nãng ch¶y dÔ bay h¬i nh vËy? HS: B»ng kiÕn thøc thùc tiÔn tr¶ lêi, dùa vµo đặc điểm cấu tạo để suy tính chất GV: phân tích thêm để HS hiểu rõ Cñng cè :5phót Em h·y nªu râ sù kh¸c vÒ cÊu t¹o vµ liªn kÕt m¹ng tinh thÓ nguyªn tö vµ m¹ng tinh thÓ ph©n tö Ra bµi tËp vÒ nhµ: 1→6 SGK, §äc phÇn t liÖu SGK Rót kinh nghiÖm bµi gi¶ng: Khái niệm tốc độ phản ứng Hoạt động 1: Hoạt động 2: Tốc độ phản ứng và tốc độ trung bình phản ứng - GV hướng dẫn HS đọc ví dụ và bảng 7.1 trang 199 SGK và cho HS thực hành tính tốc độ phản ứng từ 184 giây đến thời điểm 319 giây 2,08 1,91 = 1,26 103 mol/l.s 319 184 - GV giúp HS phân biệt khái niệm “tốc độ trung bình” và “tốc độ tức thời”: + Tốc độ phản ứng xác định thời điểm cụ thể (ví dụ t = 120 giây) là tốc độ tức thời phản ứng ( ) * Cñng cè: BT SGK Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Hoạt động 3: ảnh hưởng nồng độ - TN: Chuẩn bị dd (25ml) Na2S2O3 0,1M và 0,05M cốc thuỷ tinh đặt đè trªn tê giÊy tr¾ng cã vÏ s½n dÊu céng ®Ëm - Đổ đồng thời 25 ml dd H2SO4 0,1M vào cốc trên và quan sát từ trên xuống xuyên qua dd đến hình dấu cộng trên tờ giấy đáy cốc - So sánh: hình dấu cộng nào bị mờ trước? Từ đó rút tốc độ phản ứng phụ thuộc nào vào nồng độ chất phản ứng? Hoạt động 4: ảnh hưởng nhiệt độ Lop10.com (5) - TN: Chuẩn bị dd (25ml) Na2S2O3 0,1M cốc thuỷ tinh đặt trên giá TN, có đèn cồn phía cốc - Đun nóng cốc, sau đó đổ đồng thời 25 ml dd H2SO4 0,1M vào cèc trªn vµ quan s¸t - So sánh: kết tủa S xuất dd cốc nào trước? Từ đó rút tốc độ phản ứng phụ thuộc nào vào nhiệt độ phản ứng? * Chú ý: GV hướng dẫn cho HS hiểu nhiệt độ tăng số va chạm tăng số va ch¹m cã hiÖu qu¶ t¨ng Hoạt động 5: ảnh hưởng diện tích bề mặt - TN: Lấy mẩu đá vôi nhau, mẩu thứ giữ nguyên còn mẩu thứ hai ®em ®Ëp vôn - Thả đồng thời lượng đá vôi trên vào cốc chứa 50 dd HCl 4M và quan s¸t - Khí thoát cốc nào nhanh hơn? lượng đá vôi cốc nào tan hết trước? Từ đó rút tốc độ phản ứng phụ thuộc nào vào diện tích bề mặt chất phản øng? Hoạt động 6: ảnh hưởng chất xúc tác - TN: + Cho vào ống nghiệm lượng H2O2 , quan sát? + Thªm vµo èng nghiÖm chøa H2O2 trªn, quan s¸t? - So sánh tượng xảy trường hợp trên, từ đó rút tốc độ phản ứng phô thuéc nh thÕ nµo vµo chÊt xóc t¸c? (chó ý: sau ph¶n øng kÕt thóc, MnO2 vÉn nguyªn vÑn) ý nghĩa thực tiễn tốc độ phản ứng - GV hướng dẫn HS làm BT trang 204 SGK - GV giúp HS hiểu thêm số tượng áp dụng kiến thức tốc độ phản ứng nh: nåi ¸p suÊt, ®Ëp nhá than ®un v.v… Cñng cè: BT 1, 2, 6, 7, trang 203, 204 SGK Trước tiên giáo viên cần làm hai thí nghiệm biểu diễn (trang 150 SGK) để học sinh so sánh thời gian xảy hai phản ứng và rút nhận xét là các phản ứng hoá học khác xảy nhanh chậm khác Từ đó hình thành khái niệm tốc độ phản ứng hoá học Lop10.com (6) Việc tính tốc độ trung bình phản ứng để HS biết rõ ràng khái niệm tốc độ phản ứng và tốc độ phản ứng hoá học giảm dần theo thêi gian Để tốc độ phản ứng là đơn trị, tính phải lưu ý đến các hệ số khác các chất phương trình hoá học Việc biểu thị tốc độ phản ứng độ biến thiên nồng độ theo thời gian dùng cho chất khí và chất tan dung dịch Đối với chất rắn, người ta biểu thị độ biến thiên khối lượng chất đơn vị thời gian trên đơn vị diện tích bề mặt Thực tế, tốc độ phản ứng xác định thực nghiệm Do đó, công thức tính tốc độ phản ứng cũngchỉ rút từ thực nghiệm, không có c«ng thøc chung nµo cho mäi ph¶n øng VÝ dô 1: 2NO + 2H2 2H2O + N2 Bằng thực nghiệm đã xác định được: = k NO H VÝ dô 2: Ph¶n øng sau x¶y dung dÞch: H2O2 + HI 2H2O + I2 Bằng thực nghiệm đã xác định được: VÝ dô 3: = k H 2O2 HI COCl2 CO + Cl2 Bằng thực nghiệm đã xác định được: = k CO Cl 2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Các thí nghiệm biểu diễn phần này dễ làm (trừ thí nghiệm ảnh hưởng áp suất) và tốn ít thời gian, cần phải làm trước đề cập đến vấn đề lý thuyết Sau thí nghiệm để HS tự rút nhận xét và kết luận Tuú ®iÒu kiÖn cña tõng c¬ së mµ lµm c¸c thÝ nghiÖm nh bµi häc hay bài thực hành Cần pha chế hoá chất theo đúng nồng độ đã viết s¸ch gi¸o khoa míi th× kÕt qu¶ râ rµng Đối với yếu tố ảnh hưởng nồng độ, nhiệt độ và diện tích bề mặt, cần làm cho học sinh hiểu rằng, tăng nồng độ, nhiệt độ và diện tích bề mặt thì tần số va chạm các chất phản ứng tăng, nên tốc độ phản ứng tăng Tuy nhiên, không phải va chạm gây phản ứng mà có va ch¹m cã hiÖu qu¶ míi x¶y ph¶n øng TØ sè gi÷a sè va ch¹m chung vµ sè va chạm có hiệu phụ thuộc vào chất các chất phản ứng và nhiệt độ Vì Lop10.com (7) vậy, các phản ứng khác có tốc độ không giống và nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng tăng lên nhiều lần C©n b»ng ho¸ häc §a sè ph¶n øng ho¸ häc lµ c¸c ph¶n øng thuËn nghÞch Tuy nhiªn, lượng sản phẩm vượt xa lượng chất phản ứng thì cách gần đúng có thể coi lµ ph¶n øng mét chiÒu Cân hoá học là trạng thái phản ứng thuận nghịch tốc độ phản ứng thuận tốc độ phản ứng nghịch Do đó cân hoá học là cân động NÕu ph¶n øng cã chÊt khÝ th× c©n b»ng chØ ®îc thiÕt lËp b×nh kÝn, không chất khí lan toả khắp môi trường trạng thái cân tất các chất phản ứng và sản phẩm có mặt, nghĩa là không chất nào biến hoàn toàn Khi chất nào đó biến th× c©n b»ng kh«ng tån t¹i H»ng sè c©n b»ng Có nhiều cân khác nhau, đó là số cân theo áp suất KP, số cân theo nồng độ mol KC, số cân theo số mol Kn, số cân theo nồng độ phần mol Kx trường phổ thông xét sè c©n b»ng KC v× ë líp 11, h»ng sè ph©n li axit Ka vµ h»ng sè ph©n li baz¬ Kb lµ c¸c h»ng sè KC Khi giá trị số cân lớn, cách gần đúng có thể coi phản øng lµ mét chiÒu ThÝ dô, xÐt hÖ c©n b»ng sau ë 7300C: H2(k) + Br2(k) A 2HBr (k) Kc = 2,18.106 NÕu dïng 1mol/l H2 t¸c dông víi 1mol/l Br2 th× ph¶n øng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ta cã: H2(k) + Br2(k) A 2HBr (k) Nồng độ cân bằng: [ ] 2x KC 1 x 1–x 1–x ta cã 2,18.106 2x 2x 1476,48 x = 0,9986 1 x HiÖu suÊt ph¶n øng = 99,86% nghÜa lµ ph¶n øng gÇn hoµn toµn theo mét chiÒu tõ tr¸i sang ph¶i - Gi¸o viªn cÇn lu ý cho häc sinh r»ng gi¸ trÞ cña h»ng sè c©n b»ng phô thuộc vào phương trình hoá học viết, nghĩa là nói đến số cân K phản ứng nào đó thì phương trình hoá học phản ứng đó phải ®îc viÕt VÝ dô: 2CO + O2 A 2CO2 KC Lop10.com (8) cùng nhiệt độ CO + O2 A CO2 KC Fe đã hoạt hoá hỗn hợp K2O và Al2O3) Bµi 49: (S¸ch gi¸o khoa Ho¸ häc 10 n©ng cao) A chuÈn kiÕn thøc vµ kÜ n¨ng Lop10.com (9)