Sach giao vien chương tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học

Chương 1.
tốc độ phản ứng và
cân bằng hoá học
A Mở đầu
I Mục tiêu của chơng
1. Về kiến thức
HS biết : Khái niệm về tốc độ phản ứng.
HS hiểu :
Cân bằng hoá học là gì ?
Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học.
ý nghĩa cân bằng hoá học trong kĩ thuật và đời sống.
2. Về kĩ năng
Vận dụng các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học để
điều khiển phản ứng hoá học.
Sử dụng biểu thức hằng số cân bằng để tính nồng độ các chất và ngợc lại,
từ nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng tính hằng số cân bằng.
Rèn luyện kĩ năng làm thí nghiệm, quan sát thí nghiệm.
Rèn luyện khả năng phân tích và khái quát vấn đề dựa vào t duy logic.
3. Giáo dục tình cảm thái độ
Tiếp tục rèn luyện và phát triển lòng say mê, thích khám phá khoa học.
Có ý thức vận dụng những kiến thức đợc học để lí giải những hiện tợng,
quy trình kĩ thuật trong cuộc sống và trong sản xuất.
Tin tởng vào khoa học, con ngời có khả năng điều khiển các quá trình hoá
học.
ii một số điểm cần lu ý
1. Nội dung của chơng
Nội dung của chơng gồm hai vấn đề lớn là tốc độ phản ứng và cân bằng hoá
học, hai phần này có mối liên quan chặt chẽ với nhau.
7
HS dễ dàng hiểu đợc khái niệm tốc độ phản ứng. GV cần cho HS thấy rõ đ-
ợc tốc độ trung bình của phản ứng là đại lợng gần đúng trong khoảng thời gian

nhất định, còn trong toàn bộ quá trình phản ứng tốc độ trung bình giảm dần theo
thời gian.
Nguyên nhân quan trọng dẫn đến các yếu tố nồng độ, nhiệt độ, áp suất ảnh
hởng đến tốc độ phản ứng là do các yếu tố này ảnh hởng trực tiếp đến khả năng
va chạm của các chất tham gia phản ứng.
GV cần cho HS thấy rõ đợc phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra
đồng thời theo hai chiều ngợc nhau ở cùng điều kiện.
Cân bằng hoá học đạt đợc khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng
nghịch. Hằng số cân bằng của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
Hiểu đợc nội dung nguyên lí chuyển dịch cân bằng và vận dụng nguyên lí
này vào một số cân bằng có ý nghĩa trong kĩ thuật.
2. Phơng pháp dạy học
Nên dùng thí nghiệm cho HS dễ dàng quan sát, so sánh, từ đó hình thành
kiến thức mới.
Bài học trong chơng có nhiều nội dung gắn với thực tế đời sống, kĩ thuật,
đòi hỏi t duy logic. Vì vậy nếu có điều kiện nên tổ chức HS theo nhóm để phát
huy đợc trí tuệ tập thể, rèn luyện cho HS có khả năng lao động hợp tác.
Chú ý sử dụng các bài tập hợp lí để giúp HS vận dụng kiến thức đợc học
vào thực tế gắn học đi đôi với hành.
B Dạy học các bài cụ thể
Bài 1 (2 tiết). tốc độ phản ứng hoá học
I Mục tiêu bài học
1. Về kiến thức
HS biết : Tốc độ phản ứng hoá học là gì ?
HS hiểu : Hiểu đợc tại sao những yếu tố nồng độ, áp suất, nhiệt độ, kích thớc
hạt chất phản ứng ảnh hởng đến tốc độ phản ứng.
8
2. Về kĩ năng
Sử dụng công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng.
Vận dụng các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng để làm tăng tốc độ của

phản ứng.
3. Về tình cảm thái độ
Tin tởng vào khoa học, con ngời có khả năng điều khiển đợc tốc độ phản ứng
hoá học.
II Chuẩn bị
Dụng cụ thí nghiệm : Cốc thí nghiệm loại 100 ml ; đèn cồn.
Hoá chất : Dung dịch BaCl
2
, Na
2
S
2
O
3
, H
2
SO
4
cùng nồng độ 0,1M ;
Zn (hạt), KMnO
4
(tinh thể), CaCO
3
, H
2
O
2
, MnO
2
.

III Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học
Phơng pháp chủ yếu đợc sử dụng trong bài là quan sát hiện tợng thí nghiệm,
nhận xét và rút ra kết luận. Nếu có điều kiện nên tổ chức cho HS làm thí nghiệm
và thảo luận theo nhóm.
I Khái niệm về tốc độ phản ứng
1. Thí nghiệm
Hoạt động 1
GV hớng dẫn HS làm và quan sát thí nghiệm để hình thành khái niệm tốc độ
phản ứng (Thực hiện thí nghiệm nh SGK mô tả).
Hãy nhận xét hiện tợng thí nghiệm
HS : ở phản ứng (1) : BaCl
2
+ H
2
SO
4
BaSO
4
+ 2HCl
Kết tủa xuất hiện ngay tức khắc.
Còn ở phản ứng (2) : Na
2
S
2
O
3
+ H
2
SO
4

S + SO
2
+ H
2
O + Na
2
SO
4
Một lát sau mới thấy màu trắng đục xuất hiện. Điều đó chứng tỏ phản ứng
(1) xảy ra nhanh hơn phản ứng (2).
GV yêu cầu HS tìm trong thực tế, cuộc sống những phản ứng minh hoạ cho
loại phản ứng xảy ra nhanh, chậm.
GV kết luận : Các phản ứng hoá học khác nhau xảy ra nhanh chậm rất khác
nhau. Để đánh giá mức độ nhanh chậm của phản ứng hoá học ngời ta dùng khái
niệm tốc độ phản ứng hoá học.
9
2. Tốc độ phản ứng
Hoạt động 2
GV :
Gợi ý giúp HS nhận xét về sự thay đổi nồng độ các chất phản ứng hoá học
để thấy đợc mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng với sự biến đổi nồng độ các chất
trong phản ứng.
Khi một phản ứng hoá học xảy ra, nồng độ các chất tham gia và các chất
sản phẩm của phản ứng biến đổi nh thế nào ?
HS :
Trong quá trình phản ứng, nồng độ các chất tham gia dần dần giảm đi còn
nồng độ các chất sản phẩm dần dần tăng lên.
Xét trong cùng một thời gian nồng độ các chất tham gia giảm càng nhiều
thì phản ứng xảy ra càng nhanh. Tơng tự, nồng độ chất sản phẩm tăng càng
nhiều thì phản ứng xảy ra càng nhanh.

GV kết luận : Nh vậy có thể dùng độ biến thiên nồng độ của một chất bất kì
trong phản ứng làm thớc đo tốc độ phản ứng.
Tốc độ phản ứng là đại lợng đặc trng cho độ biến thiên nồng độ của một
trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm phản ứng trong một đơn vị thời gian.
3. Tốc độ trung bình của phản ứng
Hoạt động 3
GV giúp HS hiểu đợc khái niệm tốc độ trung bình của phản ứng và hình
thành công thức tính tốc độ trung bình của phản ứng.
Để làm đợc điều đó có thể thực hiện bằng hai cách :
Cách thứ nhất : Đi từ tổng quát (nh SGK trình bày) đến cụ thể :
Xét phản ứng tổng quát A B, ở thời điểm t
1
, nồng độ chất A (chất phản
ứng) là C
1
, ở thời điểm t
2
, nồng độ chất A là C
2
. Hỏi trong khoảng thời gian đó
biến thiên nồng độ chất A là bao nhiêu ? Trong một đơn vị thời gian nồng độ
chất A biến thiên là bao nhiêu ?
HS (có thể cho HS thảo luận trong nhóm) :
Biến thiên nồng độ chất A : C
1
C
2
= (C
2
C

1
) = +C
A
; (C
1
> C
2
)
Biến thiên nồng độ chất A trong một đơn vị thời gian :
+
A 2 1
2 1
C C C
t t t

=

với : t
2
> t
1
; C
1
> C
2
10
GV : Giá trị
A 2 1
2 1
C C C

t t t

= +

là tốc độ trung bình của phản ứng trong
khoảng thời gian từ t
1
đến t
2
. Kí hiệu là
v.
Tơng tự nh vậy, hãy tính tốc độ trung bình của phản ứng trên theo sự biến
thiên nồng độ của chất B (chất sản phẩm). HS thảo luận trong nhóm rồi đa ra câu
trả lời :
2 1
2 1
C C C
v
t t t

= =

với C
2
> C
1
; t
2
> t
1

GV kết hợp hai biểu thức tính tốc độ phản ứng, ta có công thức tổng quát :
C
v
t

=

với v là tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian
từ t
1
đến t
2
.
Dấu "" ứng với việc tính tốc độ theo nồng độ chất phản ứng.
Dấu "+" ứng với việc tính tốc độ theo nồng độ chất sản phẩm.
Cách thứ hai : Có thể đi từ cụ thể, rồi khái quát thành công thức tổng quát.
Thí dụ : GV nêu một bài toán để HS giải :
Xét phản ứng : N
2
O
5
N
2
O
4
+
1
2
O
2

ở thời điểm ban đầu (t
1
= 0), nồng độ N
2
O
5
là C
1
= 2,33 mol/l. Sau một thời
gian (t
2
= 184 giây) nồng độ N
2
O
5
là C
2
= 2,08 mol/l. Hỏi trong khoảng thời gian
đó, trung bình mỗi giây nồng độ N
2
O
5
thay đổi bao nhiêu ?
ở thời điểm ban đầu (t
1
= 0) nồng độ N
2
O
4
là C

1
= 0. Sau một khoảng thời
gian (t
2
= 184 giây) nồng độ N
2
O
4
là C
2
= 0,25 mol/l. Hỏi trong khoảng thời gian
đó mỗi giây nồng độ N
2
O
4
thay đổi bao nhiêu ?
HS : Giải 2 bài toán trên theo sự gợi ý của GV.
GV : Khái quát và đa ra công thức tổng quát.
GV yêu cầu HS nghiên cứu bảng 1.1 (SGK) và cho nhận xét về tốc độ trung
bình của phản ứng sau những khoảng thời gian khác nhau.
HS thấy tốc độ trung bình của phản ứng giảm dần theo thời gian.
GV : Điều đó chứng tỏ tốc độ trung bình chỉ là tốc độ gần đúng trong
khoảng thời gian đang xét tốc độ chính xác tại một thời điểm nào đó gọi là tốc
độ tức thời. Việc xác định tốc độ tức thời sẽ đợc nghiên cứu ở các lớp trên.
Có thể dừng tiết thứ nhất tại đây.
11
II Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng
1. ảnh hởng của nồng độ
Hoạt động 4
GV hớng dẫn HS quan sát thí nghiệm SGK và nhận xét.

HS : Phản ứng xảy ra ở cốc có nồng độ Na
2
S
2
O
3
cao nhanh hơn ở cốc có
nồng độ Na
2
S
2
O
3
thấp.
Có thể dùng thí nghiệm sau đây để phát hiện ảnh hởng của nồng độ đến tốc
độ phản ứng.
Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2 3 hạt kẽm nh nhau. Rót vào ống nghiệm
thứ nhất 5 ml dung dịch axit H
2
SO
4
0,1M và rót vào ống nghiệm thứ hai 5 ml
dung dịch H
2
SO
4
0,01M. Quan sát bọt khí hiđro thoát ra ở 2 ống nghiệm và rút
ra kết luận. Tốc độ giải phóng hiđro ở ống nghiệm thứ nhất lớn hơn ở ống
nghiệm thứ hai.
GV trình bày để HS hiểu đợc tại sao nồng độ chất phản ứng có ảnh hởng đến

tốc độ phản ứng.
HS kết luận : Nồng độ chất phản ứng tăng tốc độ phản ứng tăng.
2. ảnh hởng của áp suất
GV bổ sung : ở những phản ứng có chất khí tham gia, khi áp suất tăng nồng
độ chất khí tăng theo, nên ảnh hởng của áp suất đến tốc độ phản ứng cũng giống
nh ảnh hởng của nồng độ. Có nghĩa là đối với phản ứng có chất khí tham gia, khi
áp suất tăng, tốc độ phản ứng tăng.
GV lu ý : Biểu thức biểu diễn mối liên hệ giữa áp suất và nồng độ của chất
khí : PV=nRT P =
n
V
.RT P = C.R.T.
Trong đó P : áp suất chất khí, atm ; C : nồng độ mol của chất khí, mol/l ;
R : hằng số khí ; T : nhiệt độ tuyệt đối (= t (
o
C) + 273, K).
3. ảnh hởng của nhiệt độ
Hoạt động 5
GV hớng dẫn HS quan sát thí nghiệm đã mô tả trong SGK.
Phản ứng ở cốc thứ nhất xảy ra ở nhiệt độ thờng.
Phản ứng ở cốc thứ hai xảy ra ở 50
o
C.
12
HS nhận xét : Thời gian thực hiện phản ứng ở cốc thứ nhất nhiều hơn thời
gian thực hiện phản ứng ở cốc thứ hai.
Giải thích :
GV nêu vấn đề : Tại sao nhiệt độ ảnh hởng đến tốc độ phản ứng ?
GV gợi ý để HS phát hiện vấn đề :
Phản ứng hoá học xảy ra nhờ sự va chạm của các chất phản ứng.

Tần số va chạm của các chất phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ. Tần số va
chạm có hiệu quả giữa các chất phản ứng tăng nhanh.
Kết luận : Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng tăng. Tần số va chạm có hiệu
quả giữa các chất phản ứng tăng nhanh.
Hoặc có thể dùng thí nghiệm sau đây để phát hiện sự ảnh hởng của nhiệt độ
đến tốc độ phản ứng.
Cho vào hai ống nghiệm mỗi ống chừng 1 g KMnO
4
.
Cặp nghiêng hai ống nghiệm lên giá sao cho đáy hai ống nghiệm cách
nhau chừng 3 cm.
Đặt que đóm còn than hồng vào miệng hai ống nghiệm.
Ban đầu đốt đều hai đáy ống nghiệm cho đến khi KMnO
4
bắt đầu bị phân huỷ.
(Nhận biết bằng que đóm còn than hồng bắt đầu loé sáng).
Để ngọn lửa đèn cồn lệch về phía một trong hai ống nghiệm.
Quan sát hiện tợng xảy ra và kết luận.
4. ảnh hởng của diện tích bề mặt
Hoạt động 6
GV hớng dẫn HS thực hiện thí nghiệm (SGK).
Quan sát bọt khí thoát ra và nhận xét.
Giải thích :
GV : Tại sao bọt khí ở cốc b thoát ra nhiều hơn ở cốc a ?
HS : Dựa vào SGK để trả lời.
Kết luận : (SGK).
5. ảnh hởng của chất xúc tác
Hoạt động 7
GV cho HS quan sát thí nghiệm phân huỷ H
2

O
2
(SGK).
HS nhận xét : Ban đầu bọt khí thoát ra chậm. Sau khi cho vào dung dịch một
ít bột MnO
2
khí thoát ra rất mạnh.
13
GV : MnO
2
là chất xúc tác cho phản ứng phân huỷ H
2
O
2
.
Đặc điểm của chất xúc tác là không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng.
Có những chất cho thêm vào làm cho tốc độ phản ứng chậm lại. Những chất
đó đợc gọi là chất ức chế.
GV yêu cầu HS : Các yếu tố ảnh hởng đến tốc độ phản ứng hoá học đợc vận
dụng trong đời sống và sản xuất nh thế nào ?
Hoặc có thể nêu một số hiện tợng thực tế yêu cầu HS giải thích :
Tại sao khi nhóm bếp than ban đầu ngời ta phải quạt ?
Tại sao viên than tổ ong phải có nhiều lỗ nh vậy ?
Hoạt động 8 : Có thể dùng các bài tập 4, 5 (SGK) để củng cố bài học.
IV Hớng dẫn giải bài tập trong SGK
1. Một số thí dụ về loại phản ứng :
Phản ứng nhanh : Phản ứng nổ, phản ứng giữa 2 dung dịch AgNO
3
và NaCl....
Phản ứng chậm : Sự gỉ sắt, sự lên men rợu....

2. (SGK)
3. (SGK)
4. a) Dùng yếu tố nồng độ và nhiệt độ (tăng nồng độ oxi và nhiệt độ).
b) Dùng yếu tố nhiệt độ (tăng nhiệt độ).
c) Dùng yếu tố diện tích tiếp xúc (tăng diện tích tiếp xúc của nguyên liệu).
5. a) Tốc độ phản ứng tăng lên.
b) Tốc độ phản ứng giảm xuống.
c) Tốc độ phản ứng tăng lên.
d) Tốc độ phản ứng không thay đổi.
6. C : đúng.
7. C : Nồng độ các sản phẩm không ảnh hởng đến tốc độ phản ứng.
8. Nhiệt độ của ngọn lửa axetilen cháy trong oxi cao hơn nhiều so với cháy
trong không khí vì nồng độ oxi trong oxi nguyên chất (100%) lớn hơn rất
nhiều lần nồng độ oxi trong không khí (20% theo số mol). Do đó tốc độ
của phản ứng cháy trong oxi nguyên chất lớn hơn nhiều so với tốc độ phản
ứng cháy trong không khí, nên phản ứng cháy của axetilen trong oxi nguyên
14