Химиялық реакциялардың жылдамдығы

АҚТӨБЕ ТЕХНИКА-ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КОЛЛЕДЖІ
АКТЮБИНСКИЙ ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Сабағының технологиялық картасы
Технологическая карта учебного занятия

Мерзімі / Дата __29.10.19________________Топ / Группа
___311__________________
Сабақтың тақырыбы: Химиялық реакциялардың жылдамдығы. Реакция жылдамдығына
әсер ететін факторлар.
Сабақтың мақсаты: Білім алушыларда химиялық реакция жылдамдығы туралы
білім қалыптастыру
Сабақтың міндеттері:
Білімділік: білім алушыларға гомогенді және гетерогенді реакциялар
жылдамдықтары мен жылдамдыққа әсер ететін факторлар туралы білім беру.
Дамытушылық: химиялық процестердің жүру шарттары туралы дағдыларын және
біліктерін дамыту;
Тәрбиелілік: білім алушыларды іздемпаздыққа, әр құбылысты ғылыми тұрғыда
түсіндіре білуге тәрбиелеу.
Сабақтың типі: Жаңа материалды меңгерту
Сабақтың көрнекілігі: катализ сызбасы, жылдамдықтың температураға
тәуелділік кестесі, белсенділік энергиясының кему графигі, презентация,
таратпа материалдар
Сабақтың әдістері: сұрақ-жауап, әңгімелеу, түсіндіру.
Пәнаралық байланыс: физика
Негізгі әдебиет:
Н.Н.Нұрахметов және т.б. Химия. 10-сынып. Алматы, «Мектеп», 2006 ж
(қоғамдық-гуманитарлық бағыт).
Қосымша әдебиет:
И.Нұғыманов және т.б. Химия. 9-сынып. Алматы, «Мектеп», 2005 ж.
Сабақтың барысы:
І. Ұйымдастыру бөлімі. Білім алушылардың сабаққа жалпы дайындығы
тексеріледі.
Өз бетінше жұмыс/Самостоятельная работа на занятии
1. Химиялық диктант
Химиялық реакция
_______________________________________________________айналу құбылысын
айтады. Жылу эффектісі бойынша _________және _____________. Экзотермиялық
реакция _______________________________бөлінеді. Оған барлық ___________
реакциялары жатады. Қосылу
реакциясы________________________________________. Реакция нәтижесінде
бөлінген немесе сіңірілген энергия _________________________деп аталады, ал
жылу эффектісі көрсетілген теңдеу _____________________деп аталады.
2. Реакцияны жалғастырып, қандай реакция екенін ата
P+O2=
CaCO3=
Cu(OH)2 =
Zn+2HCl= +H2↑
S+O2=
H2+Cl2=
Тест тапсырмасы
1. Химиялық реакция дегеніміз не?
А) белгілі құрамы, құрылысы, қасиеттері бар заттардың басқа құрамы,
құрылысы қасиеттері өзгеше заттарға айналу құбылысы
В) екі немесе одан да көп жай немесе күрделі заттарға бір жаңа күрделі зат
түзілетін реакция
С) Бір заттан бірнеше зат түзілетін реакция
Д) өршіткі қатысуымен жүретін реакциялар
Е) бір бағытта жүретін реакциялар
2. Химиялық реакцияның жіктеуінің неше түрлі әдісі бар?
А) 6 В) 1 С) 2 Д) 3 Е) 5
3. Жылу эффектісі бойынша қалай бөлінеді?
А) экзотермиялық және эндотермиялық В) айрылу, орынбасу С)
гетерогенді, гомогенді Д) катализдік, катализдік емес
Е) алмасу, қосылу
4. Екі немесе одан да көп жай немесе күрделі заттардан бір жаңа күрделі зат
түзілетін реакцияны көрсетіңіз?
А) қосылу В) экзотермиялық С) алмасу реакциясы Д)
орынбасу Е) эндотермиялық
5. Экзотермиялық реакцияны көрсетіңіз
А) 4P+5O2= 2P2O5+Q В) Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑ С) С2H5OH→
C2H4+H2O
Д) Cu(OH)2 = CuO+H2O - Q Е) CaCO3= CaO + CO2
6. Бір заттан бірнеше зат түзілетін реакция?
А) айрылу реакциясы В) қосылу реакциясы С) катализдік
Д) орынбасу Е) алмасу
7. Реакция нәтижесінде бөлінген немесе сіңірілген энергия не деп аталады?
А) реакцияның жылу эффектісі В) экзотермия С)
гетерогенді Д) катализ
Е) гомогенді
8. Айрылу реакциясына мысал көрсетіңіз:
А) CaCO3= CaO + CO2 В) S+O2=SO2 С) H2+Cl2=2HCl Д)
Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑
Е) 4P+5O2= 2P2O5
9. Берілген заттар мен түзілген өнімдердің саны және құрамы бойынша қалай
бөлінеді?
А) айрылу, орынбасу, алмасу реакциясы В) катализдік емес С)
экзотермиялық Д) эндотермиялық Е) катализдік
10. Экзотермиялық реакция дегеніміз не?
А) нәтижесінде сыртқы ортаға жылу бөлінеді В) бір заттан бірнеше
зат түзіледі
С) бір бағытта жүретін реакциялар Д) берілген заттар агрегаттық күйде
болады Е) өршіткі қатысуымен жүретін реакциялар
11. Әрекеттесуші заттардың агрегаттық күйіне қарай қалай бөлінеді?
А) 2 В) 3 С) 4 Д) 1 Е) 5
12. Орынбасу реакциясына мысал:
А) Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑ В) 2H2O2=2H2O+O2 ↑ С) CaCO3= CaO
+ CO2
Д) 4P+5O2= 2P2O5 Е) S+O2=SO2
13. Алмасу реакциясына мысал келтіріңіз:
А) AgNO3+ HCl= AgCl↓+HNO3 В) CaCO3= CaO + CO2
С) С2H5OH→ C2H4+H2O
Д) S+O2=SO2 Е) C2H2+ 2Cl2 = C2H2Cl4
14. Әрекеттесетін заттардың агрегаттық күйіне қарай?
А) гетерогенді, гомогенді В) катализдік, катализдік емес
С) экзотермиялық, эндотермиялық Д) алмасу, орынбасу Е) қосылу
15.Берілген заттар мен өнімдер әртүрлі агрегаттық күйде болады?
А) гетерогенді В) гомогенді С) алмасу Д) катализдік
Е) орынбасу
16. Гомогенді реакциясына мысал:
А) Н2 (г.) + Сl2(г.)= 2НСl(г.) В) Fe(қ.)+ CuCl2 (ер-ді)= Cu (қ.)+ FeCl2 (eр-
ді) С) 2H2O2=2H2O+O2 ↑ Д) S+O2=SO2 Е) CaCO3= CaO
+ CO2

ІІ. Негізгі бөлім.
Жоспар:
1. Гомогенді және гетерогенді реакциялар.
2. Гомогенді және гетерогенді реакциялар жылдамдығы.
3. Химиялық реакциялар жылдамдығына әсер етуші факторлар. Катализ.
Дәріс тезистері:
1. Химиялық реакцияның жылдамдығын зерттейтін химияның бөлімін –
химиялық кинетика деп атайды.
Химиялық реакциялар белгілі бір фаза шеңберінде немесе екі фазаның
жанасу бетінде жүруі мүмкін. Химияда жүйе деп қарастырылатын затты немесе
қоспаны айтады. Бір фазадан тұратын жүйені гомогенді, ал бірнеше фазадан
тұратын жүйені гетерогенді жүйе деп атайды, сәйкес жүйеде жүретін
реакцияларды гомогенді және гетеоргенді реакциялар деп жіктейді.
N2(г) + O2(г) → 2NO – гомогенді реакция
C(қ) + O2(г) → CO2 - гетерогенді реакция
2. A + B → C + D теңдеуі бойынша өтетін гомогенді реакцияның
жылдамдығын қарастырайық. А затының концентрациясы t1 уақыт кезеңінде c1
тең. Ал t2 кезеңінде c2 –ге тең. Сонда ∆t = t2 – t1 уақыт аралығында А
затының концентрациясы ∆ c = c2 – c1 құрайды. Осыдан А заты бойынша
реакцияның орташа жылдамдығы:

c2 – c1 ∆ c
υ = - ———— = - ———
t2 – t1 ∆ t
Гомогенді реакцияның жылдамдығы жүйенің белгілі бір көлемінде уақыт
бірлігі ішінде реакцияға түскен реагенттің немесе реакция өнімінің бірінің
концентрациясының өзгерісімен сипатталады:
∆ c
υгом = ± ———
∆ t
Гетерогенді реакцияның жылдамдығы фаза бетінің аудан бірлігінде
белгілі бір уақыт ішінде реакцияға қатысатын немесе реакция нәтижесінде
түзілетін заттың бірінің концентрациясының өзгерісімен сипатталады:
∆ c
υгетер = ± ———
S· ∆ t
3. Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін маңызды факторларға
әрекеттесуші заттар табиғаты, олардың концентрациясы, температура, жүйеге
катализатордың (өршіткінің) қатысуы жатады. Гетерогенді реакцияның
жылдамдығы кейбір қосымша факторларға тәуелді, оның ішінде реагенттердің
жанасу беті маңызды болып табылады.
1. Әрекеттесуші заттар табиғатының әсері. Оттектің сутекпен реакциясы,
азоттың сутекпен реакциясына қарағанда тез өтеді, себебі, О = O байланысын
үзу үшін 942 кДж/моль энергия, ал N ≡ N байланысын үзуге 494 кДж/моль
энергия жұмсалады. Яғни екі байланысқа қарағанда үш байланысты үзу қиынға
соғады.
2. Жанасу бетінің әсері. Гетерогенді реакциялардың жылдамдығы жанасу бетіне
тәуелді. Гетерогенді реакциялар үшін жоғарыда көрсетілген формуладан
шығатыны: гетерогенді реакцияның жылдамдығы жанасу бетінің азаюымен арта
түседі. Сондықтан көптеген гетерогенді рекциялардың жылдамдығын арттыру
үшін кесек заттарды ұсатады. Нәтижесінде жанасу бетінің ауданы азайып,
реакция жылдамдығы артады.
3. Концентрацияның әсері. aA +b B → cC +d D реакциясы үшін А және В
заттары әрекеттесуі үшін олардың молекулалары (бөлшектері) соқытығысуы
керек. Соқтығысу неғұрлым көп болса, реакция тез жүреді. Әрекеттесуші
заттардың концентрациясы неғұрлым көп болса, соқтығысу саны көп болады.
Осыдан химиялық кинетиканың негізгі заңы – әрекеттесуші массалар заңы
тұжырымдалады: химиялық реакцияның жылдамдығы стехиометриялық
коэффициенттері дәрежесімен алынған әрекеттесуші заттар концентрациясына
тура пропорционал.
v = k · cAa · cBb
Мұндағы k – жылдамдық константасы деп аталатын пропорционалдық коэффициент.

k мәні неғұрлым үлкен болса, соғұрлым реакция жылдамдығы артады.
Гетерогенді реакциялар үшін кинетикалық теңдеуде қатты заттардың
концентрациясы есептелмейді. Өйткені олардың концентрациясы тұрақты, олар
ауданы өзгеріссіз қалатын бетте ғана әрекеттеседі.
4. Температураның әсері. Көптеген химиялық реакциялар жылдамдығы
температураның артуымен артады. Химиялық реакция жылдамдығының
температураға тәуелділігі Вант-Гофф ережесімен сипатталады: Гомогенді
жүйелерде температураны әрбір 100С-қа көтергенде химиялық реакцияның
жылдамдығы шамамен 2 – 4 есе аралығында артады.

t20 – t10
————
υt1 10
—— = γ
υt2

Мұндағы υt1, υt2 - t20 және t10 температураларына сай химиялық
реакцияның жылдамдықтары. Ал γ - температуралық коэффициент немесе Вант-
Гофф коэффициенті деп аталады.
5. Катализатордың (өршіткінің) әсері. Катализ. Көптеген химиялық
реакциялар жылдамдығы бірқатар заттардың қатысына тәуелді. Химиялық
реакцияның жылдамдығын арттыратын, бірақ өздері өнімнің құрамына кірмейтін
заттарды катализаторлар (өршіткілер) деп атайды. Катализатор қатысында
жүретін химиялық реакцияны катализ деп атайды. Сонымен қатар керісінше
химиялық реакцияның жылдамдығын азайтатын да заттар белгілі. Оларды
ингибиторлар (басытқылар) деп атайды.
Гомогенді катализ аралық қосылыстар теориясымен түсіндіріледі.
Гомогенді катализде катализатор әрекеттесуші заттармен өте тұрақсыз аралық
өнім түзеді де, белсендіру энергиясын кемітеді, сәйкес реакция жылдамдығы
артады:
А + В → АВ гомогенді реакциясы катализатор қатысында жүргенде,
А + кат + В → [А . . . кат . . . В] → АВ + кат
аралық өнім
Гетерогенді катализ адсорбциялық теориямен түсіндіріледі. Газтектес
немесе еріген заттардың қатты заттардың бетіне концентрациялануын адсорбция
деп атайды. Бетінде адсорбция жүретін заттарды – адсорбент, сіңірілген
заттарды – адсорбат деп атайды. Адсорбция процесінде адсорбаттардың
химиялық белсенділігі күрт артады да, нәтижесінде химиялық реакция тез
жүреді.

Сұрақтар:
1. Гомогенді және гетерогенді реакциялар дегеніміз не? Олардың
айырмашылықтары қандай?
2. Гомогенді және гетерогенді реакциялардың жылдамдықтары дегеніміз не?
3. Гомогенді және гетерогенді реакцияларға әсер етуші қандай факторлар бар?
4. Химиялық кинетиканың негізгі заңы қалай аталады және қалай өрнектеледі?
Гетерогенді реакция үшін кинетикалық теңдеудің қандай ерекшелігі бар?
5. Вант-Гофф ережесі қалай тұжырымдалады? Математикалық өрнегі қалай
жазылады?
6. Катализ процесі дегеніміз не? Гомогенді және гетерогенді катализ
теориялары қандай?
ІІІ. Бекіту тапсырмалары:
1. А + В → С гомогенді реакциясында А затының концентрациясы 10 сек
өткеннен соң 0,020 моль/л-ден 0,015 моль/л-ге өзгерді. Химиялық реакцияның
орташа жылдамдығын есептеңдер. (Жауабы: 0,0005 моль/л · с)
2. Химиялық реакция жылдамдығын 1500С-тан 2000С-қа арттырғанда реакция
жылдамдығы неше есе артады? γ = 3. (Жауабы: 243 есе артады)
IV. Үйге тапсырма: 42-49 беттер
Есепп:
1. Химиялық реакцияның температуралық коэфициенті 2-ге тең. Температураны
1000С-қа көтергенде реакцияның жылдамдығы неше есе артады? (Жауабы: 1024
есе)

V. Бағалау