Ознаки та умови протікання хімічних реакцій. Умови мимовільного протікання хімічної реакції Умовою протікання реакції є

розділи: хімія

Тип уроку: Придбання нових знань.

вид уроку: Бесіда з демонстрацією дослідів.

цілі:

Навчальні- повторити відмінності хімічних явищ від фізичних. Сформувати знання про ознаки та умови протікання хімічних реакцій.

Розвиваючі- розвивати вміння, спираючись на знання хімії, ставити нескладні проблеми, формулювати гіпотези., Узагальнювати.

виховні -продовжити формування наукового світогляду учнів, виховувати культуру спілкування через роботу в парах «учень-учень», «учень-учитель», а також спостережливість, увагу, допитливість, ініціативу.

Методи і методичні прийоми: Бесіда, демонстрація дослідів; заповнення таблиці, хімічний диктант, самостійна робота з картками.

Устаткування і реактиви. Лабораторний штатив із пробірками, залізна ложечка для спалювання речовин, пробірка з газовідвідною трубкою, спиртівка, сірники, розчини хлориду заліза FeCL 3, роданида калію KNCS, мідного купоросу (сульфат міді) CuSO 4, гидрооксида натрію NaOH, карбонату натрію Na 2 CO 3, соляної кислоти HCL, порошок S.

Хід уроку

Учитель.Ми вивчаємо главу «Зміни, що відбуваються з речовинами» і знаємо що зміни можуть бути фізичними і хімічними. У чому відмінність хімічного явища від фізичного?

Учень.В результаті хімічного явища змінюється склад речовини, а в результаті фізичного явища склад речовини залишається без зміни, а змінюється лише його агрегатний стан або форма і розміри тіл.

Учитель.В одному і тому ж досвіді можна одночасно спостерігати хімічні і фізичні явища. Якщо мідний дріт розплющити молотком, то вийде мідна пластинка. Змінюється форма дроту, але склад її залишається колишнім. Це фізичне явище. Якщо мідну пластинку нагріти на сильному вогні, то зникне металевий блиск. Поверхня мідної пластинки покриється чорним нальотом, який можна зішкребти ножем. Значить, мідь взаємодіє з повітрям і перетворюється в нову речовину. Це хімічне явище. Між металом і киснем повітря відбувається хімічна реакція.

хімічний диктант

Варіант 1

Завдання. Вкажіть про які явища (фізичних або хімічних) йдеться. Поясніть свою відповідь.

1. Від згоряння бензину в двигуні автомобіля.

2. Приготування порошку з шматка крейди.

3. Гниття рослинних залишків.

4. Скисание молока.

5. Випадання дощу

Варіант 2

1. Горіння вугілля.

2. Танення снігу.

3. Освіта іржі.

4. Освіта інею на деревах.

5. Савчин вольфрамової нитки в лампочці.

критерії оцінювання

Максимально можна набрати 10 балів (по 1 балу за правильно вказане явище і по 1 балу за обгрунтування відповіді).

Учитель.Отже, вам відомо, що всі явища поділяються на фізичні і хімічні. На відміну від фізичних явищ при хімічних явищах, або хімічних реакціях, відбувається перетворення одних речовин в інші. Ці перетворення супроводжуються зовнішніми ознаками. Для того щоб познайомити вас з хімічними реакціями, я проведу ряд демонстраційних дослідів. Вам потрібно визначити ознаки, за якими можна сказати, що сталася хімічна реакція. Зверніть увагу на те, які умови необхідні для протікання цих хімічних реакцій.

Демонстраційний досвід №1

Учитель.У першому досвіді потрібно з'ясувати, що відбувається з хлоридом заліза (111) при додаванні до нього розчину роданида калію KNCS.

FeCL 3 + KNCS \u003d Fe (NCS) 3 +3 KCL

Учень.Реакція супроводжується зміною забарвлення

Демонстраційний досвід №2

Учитель.В пробірку наллємо 2 мл мідного купоросу, додамо трохи розчину гідроксиду натрію.

CuSO 4 + 2 NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

учень. Випадає осад блакитного кольору Cu (OH) 2 ↓

Демонстраційний досвід №3

Учитель.До отриманого розчину Cu (OH) 2 ↓ додати розчин кислоти HCL

Cu (OH) 2 ↓ + 2 HCL \u003d CuCL 2 +2 HOH

учень. Осад розчиняється.

Демонстраційний досвід №4

Учитель. У пробірку з розчином карбонату натрію прільyoм розчин соляної кислоти HCL.

Na 2 CO 3 + 2 HCL \u003d 2 NaCL + H 2 O + CO 2

учень. Виділяється газ.

Демонстраційний досвід №5

Учитель.Підпалимо в залізній ложечці трохи сірки. Утворюється сірчистий газ-оксид сірки (4) - SO 2.

S + O 2 \u003d SO 2

Учень.Сірка загоряється синюватим полум'ям, дає рясний їдкий дим, виділяється тепло і світло.

Демонстраційний досвід №6

Учитель.Реакція розкладання пермангата калію - реакція отримання і розпізнавання кисню.

Учень.Виділяється газ.

Учитель.Ця реакція йде при постійному нагріванні, варто його припинити, як припиняється і реакція (кінчик газовідвідної трубки приладу, де отримували кисень, опущений в пробірку з водою - поки нагрівання, кисень виділяється, і його можна помітити по виходять з кінчика трубки бульбашок, якщо ж нагрівання припинити - припиняється і виділення бульбашок кисню).

Демонстраційний досвід №7

Учитель.У пробірку з NH 4 CL хлоридом амонію додати трохи лугу NaOH при нагріванні. Попросити одного з учнів підійти і понюхати, що виділяється аміак. Попередити учня про різке запаху!

NH 4 CL + NaOH \u003d NH 3 + HOH + NaCL

учень. Виділяється газ з різким запахом.

Учні записують в зошит ознаки хімічних реакцій.

Ознаки хімічних реакцій

Виділення (поглинання) тепла або світла

Зміна кольору

виділення газу

Виділення (розчинення) осаду

зміна запаху

Використовуючи знання учнів про хімічні реакції, на основі виконаних демонстраційних дослідів складаємо таблицю умови виникнення і протікання хімічних реакцій

Учитель.Ви вивчили ознаки хімічних реакцій і умови їх протікання. Індивідуальна робота за картками.

Які з ознак характерні для хімічних реакцій?

А) Утворення осаду

Б) Зміна агрегатного стану

В) Виділення газу

Г) Послуги подрібнення речовин

Заключна частина

Учитель підводить підсумки уроку, аналізуючи отримані результати. Виставляє оцінки.

Домашнє завдання

Наведіть приклади хімічних явищ, які зустрічаються у трудовій діяльності ваших батьків, в домашньому господарстві, в природі.

За підручником О.С.Габріеляна «Хімія -8 клас» § 26, упр. 3,6 с.96

I. Ознаки і умови протікання хімічних реакцій

Ви вже знаєте багато речовин, спостерігали їх перетворення і супроводжуючі ці перетворення ознаки.

самим головною ознакою хімічної реакції є утворення нових речовин. Але про це сожно судити і за деякими зовнішніми ознаками протікання реакцій.

Зовнішні ознаки протікання хімічних реакцій:

випадання осаду
зміна кольору
виділення газу
поява запаху
поглинання і виділення енергії (тепла, електрики, світла)

Очевидно, що для виникнення і перебігу хімічних реакцій необхідні деякі умови:

зіткнення вихідних речовин (реагентів)
нагрівання до певної температури
застосування речовин, що прискорюють хімічну реакцію (каталізаторів)

II. Тепловий ефект хімічної реакції

Д.І. Менделєєв вказував: найважливішою ознакою всіх хімічних реакцій є зміна енергії в процесі їх перебігу.

У кожному речовині запасене певну кількість енергії. З цією властивістю речовин ми стикаємося вже за сніданком, обідом або вечерею, так як продукти харчування дозволяють нашому організму використовувати енергію найрізноманітніших хімічних сполук, що містяться в їжі. В організмі ця енергія перетворюється в рух, роботу, йде на підтримання постійної (і досить високою!) Температури тіла.

Виділення або поглинання теплоти в процесі хімічних реакцій обумовлено тим, що енергія витрачається на процес руйнування одних речовин (руйнування зв'язків між атомами і молекулами) і виділяється при утворенні інших речовин (утворення зв'язків між атомами і молекулами).

Енергетичні зміни виявляються або у виділенні, або в поглинанні теплоти.

Реакції, що протікають з виділенням теплоти, називаються екзотермічні (Від грец. «Екзо» - назовні).

Реакції протікають з поглинанням енергії називаютьсяендотермічними (Від латинського "ендо-" - всередину).

Найчастіше енергія виділяється або поглинається у вигляді теплоти (рідше - у вигляді світлової або механічної енергії). Цю теплоту можна виміряти. Результат вимірювання виражають в килоджоулях (кДж) для одного благаючи реагенту або (рідше) для благаючи продукту реакції. Кількість теплоти, що виділяється або поглинається при хімічної реакції, називається тепловим ефектом реакції (Q).

Екзотермічна реакція:

Вихідні речовини → продукти реакцій + Q кДж

Ендотермічна реакція:

Вихідні речовини → продукти реакцій - Q кДж

Теплові ефекти хімічних реакцій потрібні для багатьох технічних розрахунків. Уявіть себе на хвилину конструктором потужної ракети, яка здатна виводити на орбіту космічні кораблі та інші корисні вантажі.

Припустимо, вам відома робота (в кДж), яку доведеться витратити для доставки ракети з вантажем з поверхні Землі до орбіти, відома також робота з подолання опору повітря та інші витрати енергії під час польоту. Як розрахувати необхідний запас водню і кисню, які (в зрідженому стані) використовуються в цій ракеті в якості палива і окислювача?

Без допомоги теплового ефекту реакції утворення води з водню і кисню зробити це важко. Адже тепловий ефект - це і є та сама енергія, яка повинна вивести ракету на орбіту. У камерах згоряння ракети ця теплота перетворюється в кінетичну енергію молекул розжареного газу (пара), який виривається з сопел і створює реактивну тягу.

У хімічній промисловості теплові ефекти потрібні для розрахунку кількості теплоти для нагрівання реакторів, в яких йдуть ендотермічні реакції. В енергетиці за допомогою теплот згоряння палива розраховують вироблення теплової енергії.

Лікарі-дієтологи використовують теплові ефекти окислення харчових продуктів в організмі для складання правильних раціонів харчування не тільки для хворих, але і для здорових людей - спортсменів, працівників різних професій. За традицією для розрахунків тут використовують не джоулі, а інші енергетичні одиниці - калорії (1 кал \u003d 4,1868 Дж). Енергетичне зміст їжі відносять до якої-небудь масі харчових продуктів: до 1 г, до 100 г або навіть до стандартній упаковці продукту. Наприклад, на етикетці баночки зі згущеним молоком можна прочитати такий напис: "калорійність 320 ккал / 100 г".

Область хімії, що займається вивченням теплових ефектів, хімічних реакцій, називається термохімією.

Рівняння хімічних реакцій, в яких зазначено тепловий ефект, називають термохімічними.

У промисловості підбирають такі умови, щоб здійснювалися потрібні реакції, а шкідливі сповільнювалися.

ТИПИ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

У таблиці 12 наведені основні типи хімічних реакцій за кількістю що беруть участь в них частинок. Дано малюнки і рівняння часто описуваних в підручниках реакцій розкладання, з'єднання, заміщення і обміну.

У верхній частині таблиці представлені реакції розкладання води і бікарбонату натрію. Зображено прилад для проходження через воду постійного електричного струму. Катод і анод являють собою металеві пластинки, занурені в воду і з'єднані з джерелом електричного струму. У зв'язку з тим, що чиста вода практично не проводить електричний струм, до неї додають невелику кількість соди (Nа 2 СО 3) або сірчаної кислоти (Н 2 SО 4). При проходженні струму на обох електродах відбувається виділення бульбашок газу. У трубці, де збирається водень, обсяг виявляється удвічі більшим, ніж у трубці, де збирається кисень (про його наявність можна впевнитися за допомогою тліючої скіпки). Модельна схема демонструє реакцію розкладання води. Хімічні (ковалентні) зв'язки між атомами в молекулах води руйнуються, і з вивільнюваних атомів утворюються молекули водню і кисню.

модельна схема реакції з'єднання металевого заліза і молекулярної сірки S 8 показує, що в результаті перегрупування атомів в процесі реакції утворюється сульфід заліза. При цьому руйнуються хімічні зв'язки в кристалі заліза (металева зв'язок) і молекулі сірки (ковалентний зв'язок), а вивільнені атоми з'єднуються з утворенням іонних зв'язків в кристал солі.

До іншої реакції з'єднання відноситься гасіння вапна СаО водою з утворенням гідроксиду кальцію. При цьому палена (негашене) вапно починає розігріватися і утворюється пухкий порошок гашеного вапна.

До реакцій заміщення відносять взаємодія металу з кислотою або сіллю. При зануренні досить активного металу в сильну (але не азотну) кислоту виділяються бульбашки водню. Більш активний метал витісняє менш активний з розчину його солі.

типовими реакціями обміну є реакція нейтралізації і реакція між розчинами двох солей. На малюнку показано отримання осаду сульфату барію. За ходом реакції нейтралізації стежать за допомогою індикатора фенолфталеїну (малинова забарвлення зникає).

Таблиця 12

Типи хімічних реакцій

ПОВІТРЯ. КИСЛОРОД. ГОРІННЯ

Кисень є найпоширенішим хімічним елементом на Землі. Зміст його в земній корі і гідросфері представлено в таблиці 2 "Поширеність хімічних елементів". На частку кисню припадає приблизно половина (47%) маси літосфери. Він є переважним хімічним елементом гідросфери. У земній корі кисень присутній тільки в зв'язаному вигляді (оксиди, солі). Гідросфера також представлена \u200b\u200bв основному зв'язаним киснем (частина молекулярного кисню розчинена у воді).

В атмосфері вільного кисню міститься 20,9% за обсягом. Повітря - складна суміш газів. Сухе повітря на 99,9% складається з азоту (78,1%), кисню (20,9%) і аргону (0,9%). Зміст цих газів в повітрі практично постійно. До складу сухого атмосферного повітря також входять діоксид вуглецю, неон, гелій, метан, криптон, водень, оксид азоту (I) (оксид діазота, геміоксід азоту - N 2 О), озон, діоксид сірки, монооксид вуглецю, ксенон, оксид азоту ( IV) (діоксид азоту - О 2).

Склад повітря визначив французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє в кінці XVIII століття (таблиця 13). Він довів вміст кисню в повітрі, і назвав його "життєвий повітря". Для цього він нагрівав на печі ртуть у скляній реторти, тонка частина якої поводилась під скляний ковпак, опущений в водяну баню. Повітря під ковпаком опинявся замкненим. При нагріванні ртуть з'єднувалася з киснем, перетворюючись в оксид ртуті червоного кольору. "Повітря", що залишився в скляному ковпаку після нагрівання ртуті, не містив кисню. Миша, вміщена під ковпак, задихалася. Прокалив оксид ртуті, Лавуазьє знову виділив з нього кисень і знову отримав чистий ртуть.

Вміст кисню в атмосфері стало помітно збільшуватися близько 2 млрд. Років тому. В результаті реакції фотосинтезу поглинався певний обсяг вуглекислого газу і виділявся такий же обсяг кисню. На малюнку таблиці схематично показано освіту кисню при фотосинтезі. У процесі фотосинтезу в листі зелених рослин, що містять хлорофіл, При поглинанні сонячної енергії відбувається перетворення води і вуглекислого газу в вуглеводи (Цукру) і кисень. Реакцію освіти глюкози і кисню в зелених рослинах можна записати в наступному вигляді:

6Н 2 О + 6СО 2 \u003d С 6 Н 12 О 6 + 6О 2.

Утвориться глюкоза перетворюється в нерозчинний в воді крохмаль, Який накопичується в рослинах.

Таблиця 13

Повітря. Кисень. горіння

Фотосинтез являє собою складний хімічний процес, що включає кілька стадій: поглинання і транспортування сонячної енергії, використання енергії сонячного світла для ініціювання фотохімічних окисно-відновних реакцій, відновлення вуглекислого газу і утворенням вуглеводів.

сонячне світло - це електромагнітне випромінювання різних довжин хвиль. У молекулі хлорофілу при поглинанні видимого світла (червоного і фіолетового) відбуваються переходи електронів з одного енергетичного стану в інший. На фотосинтез витрачається тільки невелика частина сонячної енергії (0,03%), що досягає поверхні Землі.

Весь наявний на Землі діоксид вуглецю проходить через цикл фотосинтезу в середньому за 300 років, кисень - за 2000 років, вода океанів - за 2 млн. Років. В даний час в атмосфері встановилося постійне вміст кисню. Він практично повністю витрачається на дихання, горіння і гниття органічних речовин.

Кисень - одне з найбільш активних речовин. Процеси за участю кисню називаються реакціями окислення. До них відносять горіння, дихання, гниття і багато інших. На таблиці показано горіння нафти, яке йде з виділенням теплоти і світла.

Реакції горіння можуть принести не тільки користь, але і шкоду. Горіння можна зупинити, припинивши доступ повітря (окислювача) до палаючого предмету за допомогою піни, піску або ковдри.

Пінні вогнегасники наповнюють концентрованим розчином питної соди. При її контакті з концентрованої сірчаної кислотою, що знаходиться в скляній ампулі у верхній частині вогнегасника, утворюється піна вуглекислого газу. Для приведення в дію вогнегасник перевертають і вдаряють об підлогу металевим штифтом. При цьому ампула з сірчаною кислотою розбивається і утворюється в результаті реакції кислоти з гідрокарбонатом натрію вуглекислий газ спінює рідина і викидає її з вогнегасника сильним струменем. Піниста рідина і вуглекислий газ, огортаючи палаючий предмет, відтісняють повітря і гасять полум'я.

1. Хімічні реакції. Ознаки та умови їх перебігу. Хімічні рівняння. Закон збереження маси речовин. Типи хімічних реакцій.

2. Який обсяг газу можна отримати при взаємодії 60г, 12% розчину карбонату калію з сірчаною кислотою.

Хімічна реакція - перетворення одного або декількох речовин в інше.
Типи хімічних реакцій:

1) Реакція сполуки - це реакції в результаті яких з двох речовин утворюється одна складніше.

2) Реакція розкладання - це реакція в результаті яких з одного складного речовини утворюється кілька простіших.

3) Реакція заміщення - це реакції між простим і складним речовинами, в результаті яких утворюється нове просте і нове складне речовина.

4) Реакція обміну - це реакції між двома складними речовинами, в результаті яких вони обмінюються своїми складовими частинами.

Умови протікання реакції:

1) Тісне зіткнення речовин.
2) Нагрівання
3) подрібнених (швидше за все йдуть реакції в розчинах)
Будь-яка хімічна реакція може бути зображена за допомогою хімічного рівняння.

хімічне рівняння- це умовна запис хімічної реакції за допомогою хімічних формул і коефіцента.

В основі хімічних рівнянь лежить закон збереження маси речовини : маси речовин вступили в реакцію дорівнює масі речовин одержані в результаті реакції.
Ознаки хімічних реакцій:

· зміна забарвлення

· виділення газу

· випадання осаду

· Виділення тепла і світла

· виділення запаху

квиток №7

1. Основні положення Т.Е.Д. - теорія електричної дисоціації.

2. Скільки грам магнію, що містить 8% домішок, може прореагувати з 40г соляної кислоти.

Речовини, розчинні у воді можуть диссоциировать, тобто розпадатися на протилежно заряджені іони.
електрична дисоціація – розпад електроліту на іони при розчиненні або розплавлення.
електроліти – речовини, розчини або розплави яких проводять електричний струм (кислоти, солі, луги).
Вони утворені іонним зв'язком (солі, луги), або ковалентним, сільнополярних (кислоти).
Чи не електроліти – речовини, розчини яких не проводять електричний струм (розчин цукру, спирту, глюкози)
При дисоціації електроліти розпадаються на катіони (+)і аніони (-)
Іони - заряджені частка, в які перетворюються атоми, в результаті віддати і взяття ē
Хімічні властивості розчинів електролітів визначаються властивостями тих іонів, які утворюються при дисоціації.

кислота - електроліт, який дисоціює на катіони водню і аніон кислотного залишку.

Сірчана кислота дисоціює на 2 катіона Н з зарядом (+) і
аніон SO 4 з зарядоі (-)
Основи - електроліт, який дисоціює на катіони металу і гідроксид аніони.

солі - електроліт, який у водному розчині дисоціює на катіони металу і аніони кислотного залишку.

1. Реакції іонного обміну.

У розділі 5.2 ми познайомилися з основними принципами протікання хімічних реакцій. Вони і складають теорію елементарних взаємодій.

§ 5.3.1 Теорія елементарних взаємодій

перераховані нижче основні положення ТеВвідповідають на питання:

Що необхідно для протікання хімічних реакцій?

1. Хімічна реакція ініціюється активними частинками реагентів, відмінними від насичених молекул: радикалами, іонами, координаційно ненасиченими сполуками. Реакційна здатність вихідних речовин визначається наявністю в їх складі цих активних частинок.

Хімія виділяє три основні чинники, що впливають на хімічну реакцію:

температура;
каталізатор (якщо потрібен);
природа реагуючих речовин.

З них найважливішим є останній. Саме природа речовини визначає його здатність утворювати ті чи інші активні частинки. А стимули лише допомагають здійснитися цьому процесу.

2. Активні частинки знаходяться в термодинамічній рівновазі з вихідними насиченими молекулами.

3. Активні частинки взаємодіють з вихідними молекулами по ланцюговому механізму.

4. Взаємодія між активною часткою і молекулою реагента відбувається в три стадії: асоціації, електронної ізомеризації і дисоціації.

На першій стадії протікання хімічної реакції - стадії асоціації активна частка приєднується до насиченої молекулі іншого реагенту за допомогою хімічних зв'язків, які слабкіше, ніж ковалентні. Ассоциат може бути утворений за допомогою ван дер Ваальсових, водневої, донорно-акцепторної та динамічної зв'язку.

На другій стадії протікання хімічної реакції - стадії електронної ізомеризації відбувається найважливіший процес - перетворення сильної ковалентного зв'язку в вихідної молекулі реагенту в слабшу: водневу, донорно-акцепторні, динамічну, а то і ван дер Ваальсових.

5. Третя стадія взаємодії між активною часткою і молекулою реагента - дисоціація изомеризовать асоціата з утворенням кінцевого продукту реакції - є лімітуючої та найповільнішої стадією всього процесу.

Велика «хитрість» хімічної природи речовин

Саме ця стадія визначає загальні енергетичні витрати на весь трьохстадійний процес протікання хімічної реакції. І тут криється велика «хитрість» хімічної природи речовин. Самий енерговитратний процес - розрив ковалентного зв'язку в реагенте - стався легко і витончено, практично не помітно в часі в порівнянні з третьою, лимитирующей стадією реакції. У нашому прикладі так легко і невимушено зв'язок в молекулі водню з енергією 430 кДж / моль перетворилася в ван дер Ваальсових з енергією в 20 кДж / моль. І все енерговитрати реакції звелися до розриву цієї слабкою ван дер Ваальсових зв'язку. Ось чому енергетичні витрати, необхідні для розриву ковалентного зв'язку хімічним шляхом, значно менше витрат на термічне руйнування зв'язку з цим.

Таким чином, теорія елементарних взаємодій наділяє суворим фізичним змістом поняття «енергія активації». Це енергія, необхідна для розриву відповідної хімічного зв'язку в асоціати, утворення якого передує одержанню кінцевого продукту хімічної реакції.

Ми ще раз підкреслюємо єдність хімічної природи речовини. Воно може вступити в реакцію лише в одному випадку: при появі активної частки. А температура, каталізатор і інші чинники, при всьому їхньому фізичному відмінності, грають однакову роль: ініціатора.