Презентация на тему скорость химической реакции. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость реакций

План:

• Скорость химической реакции
• Гетерогенные и гомогенные реакции
• Зависимость скорости реакции от различных факторов:

• Природа реагирующих веществ Концентрация веществ Площадь соприкосновения веществ Температура Присутствие катализаторов или ингибиторов
• Природа реагирующих веществ
• Концентрация веществ
• Площадь соприкосновения веществ
• Температура
• Присутствие катализаторов или ингибиторов

Обозначается ν

определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени

Скорость химической реакции

v=± Δ c ∕ Δ t

Δ C =с 2 -с 1

1 моль/л∙с

1 кмоль/м 3 ∙мин

• Раздел химии, изучающий скорость химической реакции, называется химической кинетикой .

Гетерогенные реакции

• Это реакции идущие между веществами в неоднородной среде. Например, на поверхности соприкосновения твердого вещества и жидкости, газа и жидкости и т.д.

Гомогенные реакции

• Это реакции протекающие в однородной среде(нет поверхности раздела реагирующих веществ). Например в смеси газов или в растворах.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

• природа реагирующих веществ;
• концентрация реагирующих веществ
• поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).
• температура;
• действие катализаторов.

1. Природа реагирующих веществ.

• Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах.

Теория столкновений. Основная идея теории : реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией.

• Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать.
• К реакции приводят лишь эффективные соударения , т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые».
• Для этого частицы должны обладать достаточной энергией .

Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Е а.

Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

2. Концентрации реагирующих веществ.

• На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ.

Закон действующих масс.

Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.

• Гульдберг (1836-1902). Норвежский физикохимик.
• П. Вааге (1833-1900). Норвежский ученый.

3.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ.

• Скорость реакции увеличивается благодаря :

- увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение);

- повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов;

- непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция.

• Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге .

V 2 вывод Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. " width="640"

Изучаемый фактор

Используемые вещества

Площадь соприкосновения реагирующих веществ

Fe (порошок) Fe (кнопка)

вывод

Чем больше площадь соприкоснове-

ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.

4. Температура

• При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на 100-300%).

• Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.

Правило Вант-Гоффа

При повышении температуры на каждые 10 ◦ С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

• Я. Вант-Гофф (1852 -1911). Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии

V 2 вывод При нагревании скорость химической реакции повышается. " width="640"

Изучаемый фактор

Используемые вещества

Температура

вывод

При нагревании скорость химической реакции повышается.

5. Действие катализатора

• Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации.
• Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно.
• Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции.
• Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом .

Различают два вида катализа:

• Гомогенный катализ , при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе).

• Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе.

• Гетерогенный катализ , при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах.

• Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV):

2H 2 O 2 (ж) 2H 2 O(ж) + O 2 (г)

V 2 вывод Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции. " width="640"

Изучаемый фактор

Используемые вещества

Присутствие некоторых веществ

вывод

Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции.

Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.

Таблица Менделеева уже снится Вам в страшных снах? А уравнения реакций образовали в голове не чистые растворы, а абсолютный хаос? Не стоит раньше времени беспокоиться! Химия - наука непростая и точная, требует внимания для ее понимания, а в учебниках часто пишут непонятными текстами, которые все усложняют. На помощь Вам придут презентации по химии - информативные, структурированные и простые. Вы не просто будете знать все формы, которые может принимать вода, но и сможете увидеть их и точно запомнить. Отныне формулы и уравнения будут для вас понятными, а решения задач не будет создавать проблем. Кроме того, яркой презентацией Вы легко поразите одноклассников и учителя, что позволит Вам получить наивысшие баллы на уроке. Ваши знания по химии будут блестящими, и презентации по химии, которые можно скачать бесплатно на нашем ресурсе, станут ювелирами в огранке Ваших знаний.

Прекрасными компаньонами в изучении естественных дисциплин станут также презентации по биологии: связь этих смежных великих наук трудно проигнорировать.

Итак, мы видим, что для протекания химической реакции молекулы исходных веществ должны сначала преодолеть активационный барьер Еа. Таким образом, активационный барьер может являться препятствием для самопроизвольного протекания даже очень "выгодных" с энергетической точки зрения экзотермических реакций. Например, если бы не было активационного барьера, реакция горения метана в кислороде начиналась бы сразу после соприкосновения метана с воздухом. В этом случае не только природный газ (в нем 95% метана), но и нефть, бензин, уголь, бумагу, одежду, мебель, деревянные постройки и все, что в принципе может гореть, пришлось бы тщательно изолировать от воздуха. К счастью, на пути самопроизвольного протекания этих экзотермических реакций стоит активационный барьер Еа. Когда мы подносим горящую спичку к открытой конфорке газовой плиты, мы заставляем какую-то часть молекул метана и кислорода "перескочить" активационный барьер, не преодолимый при комнатной температуре. В дальнейшем энергия активации для взаимодействия все новых и новых молекул метана и кислорода черпается уже из тепла самой экзотермической реакции.

План: Скорость химической реакции Гетерогенные и гомогенные реакции Зависимость скорости реакции от различных факторов: – Природа реагирующих веществ – Концентрация веществ – Площадь соприкосновения веществ – Температура – Присутствие катализаторов или ингибиторов

Скорость реакции определяется изменением количества вещества в единицу времени. В единице V (для гомогенной) На единице поверхности соприкосновения веществ S (для гетерогенной) n - изменение количества вещества (моль); t– интервал времени (с, мин) - изменение молярной концентрации;

Задача на применение знаний по «Скорости химических реакций» Химическая реакция протекает в растворе, согласно уравнению: А+В = С. Исходные концентрации: вещества А – 0,80 моль/л, вещества В – 1,00 моль/л. Через 20 минут концентрация вещества А снизилась до 0, 74 моль/л. Определите: а) среднюю скорость реакции за этот промежуток времени; б) концентрацию вещества В через 20 мин.

Самопроверка. Дано: С (А) 1 = 0,80 моль/л С (В) 1 = 1,00 моль/л С (А) 2 = 0,74 моль/л = 20 мин Найти. а) гомоген =? б) С (В) 2 =? Решение: а) определение средней скорости реакции в растворе производится по формуле: б) определение количеств реагирующих веществ: А + В = С По уравнению 1 моль 1 моль По условию 0,06 моль 0,06 моль Количества прореагировавших веществ. Следовательно, С(В) 2 = С(В) 1 - С = 1,00 -0,06=0,94моль/л Ответ: гомоген. = 0,003 моль/л С(В) 2 = 0,94 моль/л

Теория столкновений. Основная идея теории: реакции происходят при столкновении частиц реагентов, которые обладают определённой энергией. Чем больше частиц реагентов, чем ближе они друг к другу, тем больше шансов у них столкнуться и прореагировать. К реакции приводят лишь эффективные соударения, т.е. такие при которых разрушаются или ослабляются «старые связи» и поэтому могут образоваться «новые». Для этого частицы должны обладать достаточной энергией. Минимальный избыток энергии, необходимый для эффективного соударения частиц реагентов, называется энергией активации Еа. Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции.

Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция. V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Природа реагирующих веществ HCl укс. кислота +Zn +Zn V 1 > V 2 Чем активнее вещество, вступающее в реакцию, тем быстрее идет эта реакция.">

2. Концентрации реагирующих веществ. На основе большого экспериментального материала в 1867 г. норвежские учёные К. Гульдберг, и П Вааге и независимо от них в 1865 г. русский учёный Н.И. Бекетов сформулировали основной закон химической кинетики, устанавливающий зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ.

Закон действующих масс. Гульдберг (). Норвежский физикохимик. П. Вааге (). Норвежский ученый. V=k c A a c B b Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях равных их коэффициентам в уравнении реакции.

Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Концентрация реагирующих веществ НCl 10% HCl 20% +Zn +Zn v 1

Математическое выражение закона действующих масс. По закону действующих масс скорость реакции, уравнение которой А+В=С может быть вычислена по формуле: v 1 = k 1 C A C B, а скорость реакции, уравнение которой А+2В=D, может быть вычислена по формуле: v 2 = k 2 C A C B. В этих формулах: C A и C B – концентрации веществ А и В (моль/л), k 1 и k 2 – коэффициенты пропорциональности, называемые константами скоростей реакции. Эти формулы также называют кинетическими уравнениями.

3.Поверхность соприкосновения реагирующих веществ. Скорость реакции увеличивается благодаря: -увеличению площади поверхности соприкосновения реагентов (измельчение); -повышению реакционной способности частиц на поверхности образующихся при измельчении микрокристаллов; -непрерывному подводу реагентов и хорошему отводу продуктов с поверхности, где идёт реакция. Фактор связан с гетерогенными реакциями, которые протекают на поверхности соприкосновения реагирующих веществ: газ - твердое вещество, газ - жидкость, жидкость - твердое вещество, жидкость - другая жидкость, твердое вещество - другое твердое вещество, при условии, что они не растворимы друг в друге.

V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." class="link_thumb"> 23 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции. V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Площадь соприкоснове ния реагирующих веществ Fe (порошок) Fe (кнопка) + НCl + НCl V 1 > V 2 Чем больше площадь соприкоснове- ния реагирующих веществ, тем выше скорость химической реакции.">

4. Температура При увеличении температуры на каждые 10° С общее число столкновений увеличивается только на ~ 1,6 %, а скорость реакции увеличивается в 2-4 раза (на %). Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10° С, называют температурным коэффициентом.

Правило Вант-Гоффа Я. Вант-Гофф (). Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии При повышении температуры на каждые 10 С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается. V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Температура Al Al + НCl + НCl +t V 1 > V 2 При нагревании скорость химической реакции повышается.">

5. Действие катализатора Можно изменить скорость реакции, используя специальные вещества, которые изменяют механизм реакции и направляют ее по энергетически более выгодному пути с меньшей энергией активации. Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и увеличивающие ее скорость, но по окончании реакции остающиеся неизменными качественно и количественно. Ингибиторы – вещества, замедляющие химические реакции. Изменение скорости химической реакции или ее направления с помощью катализатора называют катализом.

Различают два вида катализа: Гомогенный катализ, при котором и катализатор, и реагирующие вещества находятся в одном агрегатном состоянии (фазе). – Например, ферментативно-каталитические реакции в клетках организма проходят в водном растворе. Гетерогенный катализ, при котором катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах. – Например, разложение пероксида водорода в присутствии твердого катализатора оксида марганца(IV): MnO 2 (т) 2H 2 O 2 (ж) 2H 2 O(ж) + O 2 (г)

V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." class="link_thumb"> 31 Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции. V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции." title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции."> title="Изучаемый фактор Используемые вещества вывод Присутствие некоторых веществ H 2 O 2 H 2 O 2 +MnO 2 V 1 > V 2 Катализаторы – вещества, ускоряющие скорость химической реакции. Ингибиторы – уменьшают скорость реакции.">

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Скорость химической реакции

Задачи исследования: 1. Дать определение понятию скорости химической реакции. 2. Экспериментально выявить факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Идут во всём объёме 2СО (г) + О 2(г) = 2СО 2(г) 2HBr (г) ↔H 2(г) + Br 2(г) NaOH (р) + HCl (р) = NaCl (р) +H 2 O (ж) F (тв) + S (тв) = FeS (тв) Идут на поверхности раздела фаз CaCO 3(тв) ↔CaO (тв) + CO 2(г) CO 2(г) +С (тв) = 2СО (г) 4H 2 O (ж) +3Fe (тв) ↔4H 2(г) +Fe 3 O 4(тв) Классификация реакций по фазовому составу

Средняя скорость гомогенной реакции Скорость гомогенной реакции определяется изменением концентрации одного из веществ в единицу времени υ = -/+ ΔC Δt моль л · с

Средняя скорость гетерогенной реакции - определяется изменением количества вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося в результате реакции за единицу времени на единице поверхности Взаимодействие происходит только на поверхности раздела между веществами S – площадь поверхности

Факторы, влияющие на скорость химической реакции Природа реагирующих веществ Концентрация Температура Катализатор, ингибитор Площадь соприкосновения Реакция происходит при столкновении молекул реагирующих веществ, её скорость определяется количеством столкновений и их силой (энергией)

Природа реагирующих веществ Реакционная активность веществ определяется: характером химических связей скорость больше у веществ с ионной и ковалентной полярной связью (неорганические вещества) скорость меньше у веществ с ковалентной малополярной и неполярной связью (органические вещества) υ (Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2) > υ (Zn + CH 3 COOH = H 2 + Zn(CH3COO) 2 их строением скорость больше у металлов, которые легче отдают электроны (с большим радиусом атома) скорость больше у неметаллов, которые легче принимают электроны (с меньшим радиусом атома) υ (2K + 2 H 2 O = H 2 + 2KOH) > υ (2Na + 2 H 2 O = H 2 + 2NaOH)

Якоб Вант-Гофф (1852-1911) Температура повышает количество столкновений молекул. Правило Вант-Гоффа (сформулировано на основании экспериментального изучения реакций) В интервале температур от 0 ° С до 100 ° С при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза: Правило Вант-Гоффа не имеет силу закона. Лабораторная техника была несовершенна, поэтому: оказалось, что температурный коэффициент в значительном температурном интервале непостоянен невозможно было изучать как очень быстрые реакции (протекающие за миллисекунды), так и очень медленные (для которых требуются тысячи лет) реакции с участием больших молекул сложной формы (например, белков) не подчиняются правилу Вант-Гоффа v = v 0 ·  ∆ τ /10 - температурный коэффициент Вант-Гоффа

Концентрация Для взаимодействия веществ их молекулы должны столкнуться. Число столкновений пропорционально числу частиц реагирующих веществ в единице объёма, т.е. их молярным концентрациям. Закон действующих масс: Скорость элементарной химической реакции пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, возведённых в степени равные их коэффициентам: 1867 г. К.Гульдберг и П.Вааге сформулировали закон действующих масс a A + b B  d D + f F v = k · c (A) a · c (B) b k - константа скорости реакции (v = k при c (A) = c (B) = 1 моль / л)

Площадь соприкосновения Скорость гетерогенной реакции прямо пропорциональна площади поверхности соприкосновения реагентов. При измельчении и перемешивании увеличивается поверхность соприкосновения реагирующих веществ, при этом возрастает скорость реакции Скорость гетерогенной реакции зависит от: а) скорости подвода реагентов к границе раздела фаз; б) скорости реакции на поверхности раздела фаз, которая зависит от площади этой поверхности; в) скорости отвода продуктов реакции от границы раздела фаз.

Профильный уровень На “3”- §13 с.126-139, упр. 1, с. 140. На “4”- §13 с.126-139,упр.1,2, с.140. На “5”- §13 с.126-139,упр.4,5, с.140. Базовый уровень На “3”- §12 с.49-55, упр. 5, с. 63. На “4”- §12 с. 49-55, задача 1 , с.63. На “5”- §12 с. 49-55,задача 2, с.63.

Продолжите фразу: “Сегодня на уроке я повторила…” “Сегодня на уроке я узнала…” “Сегодня на уроке я научилась…”

http://www.hemi.nsu.ru/ucheb214.htm http://www.chem.msu.su/rus/teaching/Kinetics-online/welcome.html О.С.Габриелян. Химия. 11 класс. Базовый уровень. Учебник для общеобразовательных учебных заведений, М., Дрофа, 2010 И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений, М., «ОНИКС 21 век»; «Мир и Образование», 2004 О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова, А.Г.Введенская. Настольная книга учителя химии. 11 класс. М., Дрофа. 2004 К.К.Курмашева. Химия в таблицах и схемах. М., «Лист Нью ». 2003 Н.Б.Ковалевская. Химия в таблицах и схемах. М., « Издат-школа 2000». 1998 П.А.Оржековский, Н.Н.Богданова, Е.Ю.Васюкова.Химия. Сборник заданий. М.» Эксмо », 2011 Фотографии: http://www.google.ru/ Литература:

Спасибо за урок!

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Разноуровневая групповая работа по вариантам по теме "Скорость химической реакции. Химическое равновесие"....

Урок создан в модульной технологии на украинском языке. Урок сопровождается презентацией, которая прилагается....

Обобщающий урок по теме «Скорость химических реакций. Химическое равновесие». Цель: Обобщение теоретических знаний учащихся о скорости химической реакции, факторах, влияющих на скоро...