Giáo án phát triển năng lực Hóa học Lớp 10 theo CV3280 - Bài 49: Tốc độ phản ứng hóa học

Nội dung text: Giáo án phát triển năng lực Hóa học Lớp 10 theo CV3280 - Bài 49: Tốc độ phản ứng hóa học

1. Bài 49:TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC(tiết 1+2) I. MỤC TIÊU CHỦ ĐỀ: 1. Kiến thức,kĩ năng, thái độ: *Kĩ năng: HS biết : Định nghĩa tốc độ phản ứng, tốc độ trung bình, biểu thức tính tốc độ trung bình. HS hiểu: Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: nồng độ, áp suất, nhiệt độ, diện tích bề mặt chất rắn và chất xúc tác. *Kĩ năng: - Quan sát thí nghiệm cụ thể, hiện tượng thực tế về tốc độ phản ứng, rút ra được nhận xét. - Vận dụng được các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng để làm tăng hoặc giảm tốc độ của một số phản ứng trong thực tế đời sống, sản xuất theo hướng có lợi. -Sử dụng chất xúc tác để làm tang tốc độ phản ứng. + Trọng tâm - Tốc độ phản ứng hóa học. Biểu thức liên hệ giữa tốc độ và nồng độ chất phản ứng. - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. *. Thái độ: Chủ động, tích cực tìm hiểu về tự nhiên, và những ứng dụng của hóa học trong đời sống hằng ngày. 2/Định hướng các năng lực có thể hình thành và phát triển: - Năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy, năng lực hợp tác (trong hoạt động nhóm). - Năng lực thực hành hóa học: Làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng, giải thích các hiện tượng xảy ra khi tiến hành thí nghiệm về oxi. - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn cuộc sống. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân. - Năng lực tính toán qua việc giải các bài tập hóa học có bối cảnh thực tiễn. II/PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC: 1/ Phương pháp dạy học:Phương pháp dạy học nhóm,dạy học nêu vấn đề. 2/Các kỹ thuật dạy học: -Hỏi đáp tích cực - Khăn trải bàn -Nhóm nhỏ -Thí nghiệm trực quan III. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Dụng cụ thí nghiệm: Cốc thí nghiệm loại 100 ml, ống đong, đèn cồn. Hóa chất: Các dung dịch BaCl2, Na2S2O3, H2SO40,1M, Zn (hạt), H2O2, MnO2. Nam châm 2. Chuẩn bị của học sinh: Tìm hiểu về bài học và những phản ứng hóa học trong đời sống. -Học bài cũ,bảng,bút lông,hoạt động nhóm. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC IV. Chuỗi các hoạt động học A. Hoạt động trải nghiệm, kết nối (10 phút) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá Huy động HĐ nhóm: Sử dụng kĩ thuật khăn - Hiện tượng: + Qua các kiến trải bàn để hoàn thành nội dung TN1: Xuất hiện ngay kết tủa trắng. quan sát: thức đã trong phiếu học tập số 1. BaCl2 + H2SO4 BaSO4+ 2HCl (1) Trong quá được học, - GV chia lớp thành 4 nhóm, các trình hoạt
2. tạo nhu dụng cụ thí nghiệm và hóa chất được TN2: Một lát sau mới thấy màu động cầu tiếp giao đầy đủ về cho từng nhóm. trắng đục của S xuất hiện. nhóm làm tục tìm - GV giới thiệu hóa chất, dụng cụ và Na2S2O3 + H2SO4 thí hiểu kiến cách tiến hành các thí nghiệm S + SO2 + Na2SO4 + H2O (2) nghiệm, thức mới. GV quan BaCl2 tác dụng với H2SO4 và Phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn - Tìm hiểu sát tất cả Na2S2O3 tác dụng với H2SO4 phản ứng (2). về khái các nhóm, (Nếu HS chưa rõ cách tiến hành thí niệm tốc kịp thời nghiệm, GV nhắc lại một lần nữa để phát hiện độ phản các nhóm đều nắm được). ứng thông những khó Phiếu học tập số1 : Cho 2 phản ứng qua việc khăn, BaCl2 + H2SO4 → làm thí vướng Na2S2O3 + H2SO4→ nghiệm. Quan sát hiện tượng xảy ra, viết các mắc của - Rèn năng PTHH ,so sánh hai phản ứng. HS và có lực thực Để đánh giá mức độ nhanh chậm của giải pháp hành hóa hai phản ứng. hỗ trợ hợp lí. học, năng Các nhóm phân công nhiệm vụ cho lực hợp từng thành viên: tiến hành thí + Qua báo tác và nghiệm, quan sát và thống nhất để cáo các năng lực ghi lại hiện tượng xảy ra, viết các nhóm và sử dụng PTHH, . vào bảng phụ, viết ý kiến sự góp ý, ngôn ngữ: của mình vào giấy và kẹp chung với bổ sung Diễn đạt, bảng phụ. của các trình bày ý g. nhóm kiến, nhận khác, GV định của biết được bản thân. HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung ở các hoạt động tiếp theo. B. Hoạt động hình thành kiến thức: Hoạt động 1:Khái niệm về tốc độ phản ứng hóa học.(20p) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá Nêu định Hoạt động 1: Khái niệm về tốc độ 1. Thí nghiệm Thông qua nghĩa tốc phản ứng hóa học a. Thí nghiệm.
3. độ phản Từ 2 thí nghiệm của phiếu học tập b. Nhận xét: quan sát ứng, tốc độ số 1 để cho HS hình thành khái niệm TN1: Xuất hiện ngay kết tủa trắng. mức độ và trung bình, tốc độ phản ứng: cho dd axit BaCl2 + H2SO4 BaSO4+ 2HCl hiệu quả biểu thức sunfuaric vào 2 cốc đựng dd : 1) TN2: Một lát sau mới thấy màu tham gia tính tốc độ BaCl2 trắng đục của S xuất hiện. vào hoạt trung bình. 2) Na S O 2 2 3 Na2S2O3 + H2SO4 động của Yêu cầu HS quan sát hiện tượng và S + SO2 + Na2SO4 + H2O học sinh. rút ra nhận xét. (1) xảy ra nhanh hơn (2) c. Kết luận: Để đánh giá mức độ + Thông HĐ chung cả lớp: GV mời 3 nhóm xảy ra nhanh hay chậm của phản qua HĐ báo cáo kết quả (mỗi nhóm 1 nội ứng hoá học người ta đưa ra khái chung của dung), các nhóm khác góp ý, bổ niệm tốc độ phản ứng. cả lớp, sung, phản biện. GV chốt lại kiến Vậy: Tốc độ phản ứng là độ biến GV hướng thức. thiên nồng độ của một trong các dẫn HS chất phản ứng hoặc sản phẩm trong thực hiện một đơn vị thời gian. các yêu * Tốc độ trung bình của phản ứng cầu và điều - HS: theo chất A thì: Tốc độ trung bình của phản ứng ở t0, CA = C0 ; ở t1, CA = C1 Xét phản ứng: A B chỉnh. thì C0 > C1. Tại t0 : C0 CB0 Theo chất B: ở t0, CB = CB0; ở t1, CB Tại t1 : C1 CB1 = CB1, thì C0 > C1. - Tốc độ trung bình tính theo A (C 0 Công tính tốc độ trung bình theo > C1) là: chất A và chất B. C C C C C => tốc độ trung bình giảm dần theo v 1 2 2 1 t t t t t thời gian. 2 1 2 1 Ví dụ: sgk * Phản ứng tổng quát: - HS: viết CT tính tốc độ phản ứng aA + bB→ cC + dD C C C C trung bình theo hướng dẫn của HS. v A B C D a t b t c t d t Phiếu học tập số 2 - Đơn vị: mol/l.thời gian cho pư N2O5 N2O4 + 1/2 O2 T0 :0 2,3 mol/lit T1 : 184s 2,08 mol/lit Hãy tính tốc độ phản ứng theo Vtb (N2O5 ) = -3 N2O5 ? - (2,08-2,33)/184= 1,36.10 (Mol/lit.s) Hoạt động 2:Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.(20) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá HS II. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc + Thông qua hiểu: độ phản ứng a/Thí nghiệm: quan sát mức độ Các 1. Ảnh hưởng của nồng độ(5 phut) b.Nhận xét: S xuất hiện trong cốc (1) và hiệu quả tham yếu tố Phiếu học tập 3: Thực hiện phản sớm hơn, nghĩa là tốc độ phản ứng gia vào hoạt động
4. ảnh ứng (2)của phiếu học tập số với trong cốc (1) lớn hơn. của học sinh. hưởng nồng độ khác nhau: c. Kết luận: Khi tăng nồng độ chất + Thông qua đến tốc - Cốc (1): 25ml dd Na2S2O3 0,1M phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. HĐ chung của cả độ phản - Cốc (2): 10ml dd Na S O 0,1M + 2 2 3 lớp, GV hướng ứng: 15ml nước cất để pha loãng dung nồng dịch. dẫn HS thực hiện độ, áp - Đổ đồng thời vào mỗi cốc 25ml các yêu cầu và suất, dung dịch H2SO40,1M, dùng đũa điều chỉnh. nhiệt thuỷ tinh khuấy nhẹ trong cả 2 cốc. độ, diện + Nhận xét: tích bề +Giải thích: mặt 2/ Ảnh hưởng của áp suất 2/ Ảnh hưởng của áp suất chất rắn Phiếu học tập số4 - Ở áp suất của HI là 2 atm thì V = và chất Xét phản ứng thực hiện trong 4,88.10-8 mol/(l.s) xúc tác. bình kín ➢Kết luận : Khi tăng áp suất thì 2HI(k) H2(k) + I2(k) nồng độ sẽ tăng nên tốc độ - Ở áp suất của HI là 1 atm thì V = phản ứng tăng. 1,22.10-8 mol/(l.s) V~P -Khi áp suất của HI là 2atmthì tốc Tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận độ phản ứng thay đổi như thế nào? với áp suất ➢ Giải thích : Khi áp suất tăng => thể tích khí bị giảm => nồng độ tăng => tần số va chạm giữa các nguyên tử tăng => tốc độ phản ứng tăng. 3/Ảnh hưởng của nhiệt độ 3/Ảnh hưởng của nhiệt độ - Ống nghiệm 1 xuất hiện kết tủa thí nghiệm: trước + Ống 1: 2 ml dd Na2S2O3 0,1M đun nóng - Nhiệt độ ống 1 cao hơn. + Ống 2: 2 ml dd Na2S2O3 0,1M - Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng Nhỏ đồng thời vào 2 ống 2ml dd tăng. H2SO4 0,1M, lắc nhẹ. GV: Yêu cầu học sinh quan sát thí nghiệm và cho biết: - Vì khi đun nóng sẽ cung cấp năng - Ống nghiệm nào xuất hiện kết lượng cho phản ứng xảy ra nhanh tủa trước ? hơn. - Nhiệt độ phản ứng trong ống nghiệm nào cao hơn? - Từ đây có thể kết luận được gì về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng? -Khi tăng nhiệt độ, đồng nghĩa với GV: Vì sao nhiệt độ lại ảnh hưởng việc ta cung cấp cho hệ một năng đến tốc độ phản ứng? lượng khiến cho tốc độ chuyển động
5. của các phân tử tăng, các phân tử chuyển động hỗn loạn hơn. Khi đó tần số va chạm của các phân tử tăng lên, sự va chạm có hiệu quả tăng nên tốc độ phản ứng tăng. Ví dụ: Sắt để lâu trong không khí ở nhiệt độ thường phản ứng với oxi không khí chậm hơn so với đốt cháy sắt trong oxi. 4/Ảnh hưởng của diện tích bề mặt: 4/Ảnh hưởng của diện tích bề mặt: Phiếu học tập số5: Hiện tượng: sủi bọt khí thí nghiệm: Cho vào mỗi ống - Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 nghiệm 2 ml dd H2SO4 0,1M. - Khí ở ống 2 thoát ra nhanh hơn + Ống 1: Đinh sắt. ống 1 + Ống 2: Bột sắt. - Khi tăng diện tích bề mặt chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. GV:Yêu cầu HS quan sát và cho biết - Hiện tưởng xảy ra ở 2 ống nghiệm? - Viết phương trình phản ứng xảy ra? - Nhận xét lượng khí H2 sinh ra ở hai ống nghiệm? - Kết luận về sự ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng? *Vậy chất rắn có kích thước hạt nhỏ thì tổng diện tích bề mặt tiếp xúc với chất phản ứng sẽ lớn hơn so với chất rắn có kích thước hạt lớn hơn, nên phản ứng xảy ra nhanh hơn. Ví dụ:Người ta thường đập vụn GV:Hãy lấy ví dụ minh họa trong quặng trước khi đốt quặng trong các thực tế về ảnh hưởng của diện tích lò nấu quặng sắt. Hoặc các chất đốt tiếp xúc đến tốc độ phản ứng hóa rắn như than, củi có kích thước nhỏ học? sẽ cháy nhanh hơn. 5/Ảnh hưởng của chất xúc tác: 5/Ảnh hưởng của chất xúc tác: GV: Làm thí nghiệm: + Ống 1: 2 ml dd H2O2 - Ống 2 bọt khí thoát ra mạnh hơn. + Ống 2: 2 ml dd H2O2 + một ít bột MnO2
6. GV: Yêu cầu HS quan sát và trả lời câu hỏi - Ống nghiệm nào bọt khí thoát ra mạnh hơn? - Giúp bọt khí thoát ra mạnh hơn. -Vai trò của MnO2 trong phản ứng này là gì? - MnO2 không bị mất sau phản ứng. - MnO2 có bị mất đi sau phản ứng hay không? GV:Chất xúc tác là gì? Và ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng? Vậy:Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng còn lại sau phản ứng. Các yếu khác ảnh hưởng: môi trường, tốc độ khuấy trộn, tác dụng các tia bức xạ, GV: Ngoài các yếu tố trên, còn có yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng? Hoạt động 3: Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG(10p) Mục tiêu Phương thức tổ chức Kết quả Đánh giá ý nghĩa Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thực tiễn phản ứng được vận dụng nhiều trong
7. của tốc độ đời sống và sản xuất. + GV quan sát và phản ứng đánh giá hoạt động cá nhân, GV:Tổ chức cho HS thảo luận nhóm hoạt động nhóm và cho biết người ta đã sử dụng yếu của HS. Giúp HS tố nào để tăng tốc độ phản ứng. tìm hướng giải - Tại sao trời nắng nóng thức ăn dễ quyết những khó thiu hơn so với khi nhiệt độ mát mẻ? - Nhiệt độ cao làm tăng khả năng khăn trong quá Vậy cách bảo quản thực phẩm là phân hủy thức ăn. Ta nên bảo quản trình hoạt động. như thế nào? nơi thoáng mát hoặc tủ lạnh. + GV thu hồi một số bài trình bày - Tại sao khi ủ rượu người ta phải của HS trong cho men? - Men là chất xúc tác sinh học giúp quá trình lên men rượu xảy ra nhanh phiếu học tập để - Tại sao viên than tổ ong lại có hơn. đánh giá và nhận nhiều lỗ? - Tăng khả năng tiếp xúc với oxi xét chung. - Tại sao khí nhóm bếp than ban đầu không khí. + GV hướng dẫn người ta phải quạt? - Tăng nồng độ oxi để than cháy HS tổng hợp, điều nhanh hơn chỉnh kiến thức để hoàn thiện nội dung bài học. + Ghi điểm cho nhóm hoạt động tốt hơn. Hoạt động 4: Củng cố Câu 1: Một phản ứng hóa học xảy ra theo phương trình sau: A + B C. Nồng độ ban đầu của A là 0,80 mol/l, của B là 1,0 mol/l. Sau 20 phút thì nồng độ của A giảm xuống còn 0,78 mol/l. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo A là: A. 1,76.10-5 mol/l.s B. 1,67.10-4 mol/l.s C. 1,67.10-5 mol/l.s D. 1,67.10-4 mol/l.s Câu 2: Thực nghiệm cho thấy tốc độ của phản ứng hóa học: A (k) + 2B(k)  C(k) + D(k) được tính theo biểu thức: v = k.[A].[B]2, trong đó k là hằng số tốc độ, [A] và [B] là các nồng độ của chất A và B tính theo mol/l. Khi nồng độ chất B tăng 3 lần và nồng độ chất A không đổi thì tốc độ của phản ứng trên tăng bao nhiêu lần: A. 3 lần B. 6 lần C. 9 lần D. 11 lần Câu 3/Trong những trường hợp dưới đây, yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng : (1) Tốc độ cháy của lưu huỳnh tăng lên khi đưa lưu huỳnh đang cháy trong không khí vào bình chứa khí oxi nguyên chất Đáp án : Tăng nồng độ Oxi (2) Trong công nghiệp người ta giảm thể tích khí N2 và thêm khí H2 để làm tăng tốc độ tạo thành NH3
8. Đáp án : Tăng áp suất chung ,Tăng nồng độ H2 C/HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP: (25phút) Câu 1. Trong CN người ta điều chế NH3 theo phương trình hoá học: N 2 (k) 3H 2 (k) 2NH 3 (k) . khi tăng nồng độ H2 lên hai lần (giữ nguyên nồng độ của N2 và nhiệt độ phản ứng) thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần? A. 2 lầnB. 4 lầnC. 8 lầnD. 16lần Hướng dẫn giải: giả sử ban đầu [N2] = a M. [H2] = bM 3 3 tốc độ pư ban đầu được tính bằng CT. v1 = k[N2][H2] = k.a.b 3 3 - - - - sau - - - - - - - - CT: v2= k[N2][H2] = k.a.(2b) => v2 = 8 v1 Chọn đáp án C Câu 2. Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 2 lần. Hỏi tốc độ phản ứng đó sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ 250c lên 750? (2 được gọi là hệ số nhiệt độ). A. 32 lầnB. 4 lầnC. 8 lầnD. 16lần Hướng dẫn giải: t2 t1 10 5 v2 v1 2 =v1. 2 =32 v1. đáp án A Câu 3. Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 3 lần. để tốc độ phản ứng đó (đang tiến hành ở 30oc) tăng lên 81 lần thì cần thực hiệt ở nhiệt độ nào? A. 40oc B. 50 0cC. 60 0cD. 70 0c Hướng dẫn giải: t2 t1 t 2 30 10 10 4 t 2 30 v v 3 v 3 = 81v1 = 3 v1 => 4 t 70 đáp án D 2 1 1 10 2 Câu 4. Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 4 lần. Hỏi tốc độ phản ứng đó sẽ giảm đi bao nhiêu lần nhiệt khi nhiệt độ giảm từ 700c xuống 40 lần? A. 32 lầnB. 64 lầnC. 8 lầnD. 16 lần Hướng dẫn giải: t2 t1 70 40 10 10 3 v2 v1 4 v1 4 = 4 v1 = V1.64 đáp án B Câu 5. Khi nhiệt độ tăng thêm 500c thì tốc độ phản ứng hoá học tăng lên 1024 lần. Hỏi giá trị hệ số nhiệt của tốc độ phản ứng trên là? A. 2 B. 2,5 C. 3D. 4 Hướng dẫn giải: t2 t1 10 5 5 v2 v1a v1a = 1024v1 = V1.4 đáp án D Câu 6. Trong các phản ứng sau đây, nếu lượng Fe trong các cặp đều được lấybằng nhau thì cặp nào có tốc độ phản ứng lớn nhất? A. Fe ddHCl 0,1M B. Fe ddHCl 0,2M C. Fe ddHCl 0,3M D Fe ddHCl 20%,(d 1,2 g / ml) Hướng dẫn giải: đáp án D. 100.1,2.20 Giả sử v = 100 ml trong dd HCl 20% n 0,676 HCl 6,76 HCl 100.35,5 Câu 7. Cho phương trình A(k) + 2B (k) C (k) + D(k)
9. Tốc độ phản ứng được tính bằng công thức v kA.B2 Hỏ tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần nếu a. Nồng độ của B tăng lên 3 lần, nồng độ của A không đổi (tăng 9 lần) b. áp suất của hệ tăng 2 lần (tăng 8 lần) Câu 8. Để hoà tan một tấm Zn trong dd HCl ở 200c thì cần 27 phút, cũng tấm Zn đó tan hết trong dd HCl nói trên ở 400c trong 3 phút. Hỏi để hoà tan hết Tấm Zn đó trong dd HCl trên ở 550c thì cần bao nhiêu thời gian? A. 60 sB. 34,64 sC. 20 sD. 40 s Hướng dẫn giải: Khi nhiệt độ tăng 40 – 20 = 200c thì thời gian phản ứng giảm 27:3 = 9 lần. Vậy tốc độ phản ứng tăng 9 lần. => khi tăng 100c thì tốc độ phản ứng tăng 3 lần. 55 20 Khi tăng thêm 550c thì tốc độ phản ứng tăng 3 10 33,5 . Vậy thời gian để hoà tan tấm Zn đó ở 550c là: 27.60 t = 34,64 s 33,5