Компонент хим реакции: Компонент химической реакции, 7 (семь) букв

Содержание

Компонент Химической Реакции 7 Букв

Решение этого кроссворда состоит из 7 букв длиной и начинается с буквы Р


Ниже вы найдете правильный ответ на Компонент химической реакции 7 букв, если вам нужна дополнительная помощь в завершении кроссворда, продолжайте навигацию и воспользуйтесь нашей функцией поиска.

ответ на кроссворд и сканворд

Пятница, 24 Мая 2019 Г.



РЕАКТИВ

предыдущий

следующий



другие решения

РЕАГЕНТ

ты знаешь ответ ?

ответ:

связанные кроссворды

  1. Реактив
    1. Вещество, вступающее в химическое взаимодействие
    2. Вещество, вызывающее определенную химическую реакцию
  2. Реактив
    1. Вещество, применяемое для осуществления химической реакции 7 букв
    2. Вещество, вступающее в химическое взаимодействие 7 букв
    3. Химическое вещество 7 букв
    4. Химический «соучастник» 7 букв

похожие кроссворды

  1. Вещество, влияющее на ход химической реакции
  2. Вещество, изменяющее скорость химической реакции
  3. Вещество, замедляющее течение химической реакции
  4. Вещество, изменяющее скорость химической реакции 11 букв
  5. Роман ю. семенова; вид химической реакции 7 букв
  6. Вещества, применяемые для осуществления химической реакции 8 букв
  7. Вещество, участвующее в химической реакции 7 букв
  8. Вещество, применяемое для осуществления химической реакции 7 букв
  9. Изменение скорости химической реакции 7 букв
  10. Ускорение химической реакции под влиянием некоторых веществ 7 букв
  11. Вещество, замедляющее течение химической реакции 9 букв
  12. Вещество, увеличивающее скорость химической реакции 11 букв
  13. Катализ химической реакции одним из её продуктов или исходных веществ 11 букв
  14. Ускорение химической реакции одним из ее продуктов, явл. катализ-м 11 букв
  15. Возбужд. химической реакции 7 букв

Глава 13. Основные понятия и определения кинетики

13.1. Термодинамический и кинетический критерии оценки состояния термодинамической системы

13.2. Скорость химической реакции

13.3. Факторы, влияющие на скорость химической реакции

13.4. Энергия активации реакции

13.5. Кинетическая классификация химических реакций

13.1. Термодинамический и кинетический критерии оценки состояния термодинамической системы

Все химические процессы, наблюдаемые в природе и осуществляемые человеком в его практической деятельности, протекают во времени с определенными скоростями. Направление и глубина химической реакции определяются законами термодинамики. Скорости химической реакций определяются законами химической кинетики. Химическая кинетика, как и термодинамика, является теоретической базой для анализа природных процессов в зависимости от времени протекания процесса.

13.2. Скорость химической реакции

Большинство химических реакций является сложными процессами, протекающими через ряд последовательных и параллельных стадий. Каждая элементарная реакция протекает с определенной скоростью и может влиять на скорость всего процесса. В дальнейшем, говоря о скорости реакции, будем понимать под ней скорость процесса, описываемого определенным суммарным уравнением химической реакции. Определим понятие скорости реакции для элементарной химической реакции, уравнение которой имеет вид:

ν1A1 + ν2A2 + … + νiAi = κ1B1 + κ2B2 + … + κjBj

Правилами IUPAС рекомендуется определять скорость химической реакции u как скорость возрастания степени завершенности реакции ξ:

u = dξ/dt (13. 1)

Степень завершенности реакции ξ в закрытой системе равна величине изменения количества i-го компонента (моль) в системе, деленной на стехиометрический коэффициент компонента:

ξ = (ni — noi)/νi, (13.2)

ni — число молей i-го компонента через t (сек) после начала реакции, noi — начальное число молей i-го компонента в системе.

Используя соотношения (13.1) и (13.2) получим:

(13.3)

Знак (–) записывается, если ni — число молей исходного компонента реакции. Если сi(моль/л) — молярная концентрация компонента реакции, то ni = V × сi и при постоянном объеме системы для скорости реакции получим соотношение:

(13.4)

где V(литр) — объем сосуда.

13.3. Факторы, влияющие на скорость химической реакции

Во многих случаях скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ сi, возведенных в соответствующие степени:

u = k × (c)ν1 × (c)ν2 × . .. (13.5)

где k — константа скорости реакции. Соотношение (13.5) называется кинетическим уравнением и является математическим выражением закона действующих масс: скорость реакции равна произведению концентрации реагентов, участвующих в реакции, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам реакции.

Зависимость константы скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. С повышением температуры скорость химической реакции, как правило, возрастает. Понижение скорости реакции с повышением температуры всегда является суммарным результатом для сложной реакции. Для константы скорости реакции Аррениус предложил зависимость константы скорости реакции от температуры в виде уравнения (6):

или в интегральной форме:

k = W × exp(Ea/RT) (13.6)

В уравнении (8) предэкспонента W зависит от числа эффективных столкновений между молекулами, приводящие к химическому превращению компонентов реакции. Eакт — энергия активации реа­кции; энергия активации — это то избыточное количество энергии (по сравнению со средней величиной), которой должны обладать компоненты реакции, чтобы быть способными к данному химиче­скому взаимодействию. Определив экспериментально константу скорости реакции при нескольких температурах, то (6) можно рассчитать значения W и Eакт. Например, энергия активации равна

если k1 и k2 — константы скорости реакции при температурах Т1 и Т2. На основании экспериментальных данных для реакции диссоциации двуокиси азота, 2NO2 = 2NO + O2, получили: W = 9,41012 cмз/(моль × сек), Eакт = 112,6 кДж/моль.

13.4. Энергия активации реакции

Превращение одних частиц, в другие, в ходе протекания реакции, предполагает столкновения компонентов реакции. Косвенно это подтверждается увеличением скорости реакции при нагревании. Но не все так просто. Например, при нагревании на 10°, скорость частиц возрастает на 1–2 %, а скорость гомогенной реакции возрастает в 2–4 раза. Кроме того, если бы каждое столкновение оканчивалось актом химического превращения, то все реакции протекали бы со скоростью взрыва. Основываясь на огромном разрыве между числом частиц, вступающих в реакцию (их называют активные частицы), и числом столкновений, имеет смысл предположить, что в реакции участвуют лишь те частицы, энергия которых выше средней энергии частиц по объему реакционной зоны. Как правило, доля этих частиц мала. Избыточная энергия отдельных компонентов реакции, достаточная для протекания реакции, называется энергией активации (рис. 13.1). В химических реакциях происходит разрыв одних связей и образование других. Поэтому следует ожидать, что энергия активации должна быть выше энергии связи атомов в частицах. Однако опыт показывает, что энергия активации меньше энергии связи атомов в частицах. Объяснить этот факт можно, если предположить, что для протекания реакции достаточно уменьшить энергию связи атомов в компонентах реакции путем создания оптимальной конфигурации реагирующих частиц с последующим перераспределением энергии внутри такого образования. В разработанной Г. Эйрингом и М. Поляни теории переходного комплекса предполагается, что скорость образования переходного комплекса много больше скорости распада комплекса. Таким образом, истинная энергия активации — это та энергия, которой должны обладать частицы для образования переходного комплекса.

Рис. 13.1. Энергия активации реакции

Е0исх — энергия исходных компонентов реакции; Е0пр — энергия продуктов реакции;
Еа — энергия активации прямой реакции; Е*а — энергия активации обратной реакции;
Q — тепловой эффект реакции

Среди множества конфигураций реагирующих частиц суще­ствует одна, образование которой происходит с минимальной энергией. Эта конфигурация активно взаимодействующих частиц называется активированным комплексом (АК). В ходе образования АК система реагирующих частиц описывает некоторые траектории в реакционном пространстве. В каждый момент времени положение частиц на этой траектории может быть охарактеризовано с помощью координаты реакции q. Естественно, что энергия частиц изменяется вдоль координаты реакции и описывается вполне определенной функцией потенциальной энергии взаимодействия частиц U(q). В ходе реакции система переходит из одного устойчивого состояния с энергией Еисх (энергия исходных компонентов реакции) через ак­тивированный комплекс с энергией Еа в другое состояние с энергией Епр, которая соответствует энергии продуктов реакции (рис. 13.1). Протекание реакции через активированный комплекс — процесс энергетически более выгодный, чем разрыв химических связей исходных компонентов реакции. Поэтому подавляющее число реакций протекает через активированный комплекс. Исключение составляют фотохимические реакции. Возвращаясь к уравнению Аррениуса для константы скорости реакции, k = A × exp(–Ea/RT), отметим, что предэкспонента А зависит от числа столкновений компонентов­ реакции, а экспонента — от энергии активации реакции.

13.5. Кинетическая классификация химических реакций

В отношении кинетики химические реакции разделяются или по признаку молекулярности реакции, или по признаку порядка реакции. Молекулярность реакции. Наблюдаемая на опыте скорость химической реакции является совокупностью множества протекающих за единицу времени элементарных химических актов. Число частиц, участвующих в элементарном акте, называется молекулярностью реакции. Молекулярность реакции целое положительное число: 1, 2, реже 3.

Порядок реакции. Порядком реакции называется сумма показателей степеней, в которых входят концентрации реагирующих веществ в кинетическом уравнении (5): r = ν1 + ν2 + …+ νi. Например, порядок реакции 2СО + О2 = 2СО2 равен трем (r = 3). Кинетиче­ское уравнение (4) для реакции имеет вид (P — давление газа СО):

u = –1/2 × d[P]/dt = k × P2 × P(O2)1, r = 2 + 1 = 3. В реальных процессах реакции бывают нулевого, первого, второго и очень редко третьего порядка.

7.1: Компоненты химической реакции — Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    91830
    • Robert Cichewicz
    • University of Oklahoma

    Реагенты и субстраты

    1. Дайте определение реагенту и субстрату. Где их найти в уравнении химической реакции?

    2. Что из следующего более нуклеофильно?

    а.

    б.

    г.

    д.

    3. Для следующих молекул определите любые нуклеофильные центры. Если вы выберете более одного сайта, какой из них, по вашему мнению, будет более нуклеофильным? Объясните свои рассуждения.

    4. Что такое стерические эффекты? Что такое стерические затруднения?

    5. Определите и нарисуйте структуру каждого реагента в приведенных ниже ситуациях.

    а. При сгорании пропана в присутствии кислорода образуется углекислый газ и вода.

    б. Разложение перекиси водорода на воду и газообразный кислород.

    г. Синтез аспирина из уксусного ангидрида и салициловой кислоты.

    6. Непереносимость лактозы – это неспособность человека переваривать лактозу, сахар, содержащийся в молоке. Лактаза — фермент, расщепляющий лактозу на глюкозу и галактозу. Будет ли лактоза считаться реагентом, субстратом, ни тем, ни другим или обоими? Объяснять. Что нужно для уравновешивания реакции?

    Реагенты

    7. Определите реагент. Где указаны реагенты в уравнении химической реакции? Чем реагенты отличаются от реагентов?

    8. Для проведения восстановления в органическом синтезе используется широкий спектр реагентов в связи с тем, что разные реагенты воздействуют на разные функциональные группы. По этой причине очень важно выбрать правильный восстановитель для достижения желаемого превращения в синтезе.

    а. Для восстановления каких функциональных групп можно использовать следующие реагенты?

    я. \(\ce{NaBH_4}\)
    ii. Алюмогидрид лития
    iii. \(\ce{H_2}\), \(\ce{Pd}\)

    б. Какой реагент вы бы использовали для следующих преобразований эпотилона С, природного продукта с противораковой активностью?

    9. При проведении реакции элиминирования используемое основание может играть роль в образующемся продукте. В случае приведенного ниже примера использование трет-бутоксида приводит к предпочтительному образованию 1-гексена, тогда как использование метоксида приводит к предпочтительному образованию 2-гексена. Нарисуйте механизм каждой реакции элиминации. Объясните разницу в предпочтениях в зависимости от используемого реагента. ( Дж. Ам. хим. соц. 1967 , 91 , 1376)

    10. Опишите, что, как вы ожидаете, обычно происходит со следующими типами реагентов:

    a. алкилирующий агент
    b. фторирующий агент
    c. дегидратирующий агент
    d. окислитель
    e. восстановитель

    11. Реагенты используются как для окисления, так и для восстановления органических соединений. Для каждой приведенной ниже реакции идентифицируйте реагент и определите, окисляет он или восстанавливает субстрат.

    12. В нефтяной промышленности алкилирование используется для получения высокооктановых компонентов бензина. Это часто делается с использованием изобутена и сильнокислотного катализатора, такого как серная кислота. Для каждой из приведенных ниже реакций назначьте термины реагент, реагент и субстрат. Определите, какая часть продукта состоит из изобутена и образовавшейся новой углерод-углеродной связи. (Алкилирование является важным источником октанового числа в бензине. Управление энергетической информации США. Eia.gov)

    Продукт

    13. Определить продукт. Где указаны продукты в уравнении химической реакции?

    14. Что такое кинетический продукт? Что такое термодинамический продукт? Нарисуйте энергетические диаграммы, показывающие оба типа продуктов реакции.

    15. Дополните следующий механизм, заполнив все недостающие продукты или изогнутые стрелки.

    16. Чем отличается переходное состояние от промежуточного? Будет ли любой из них считаться товаром?

    17. Нарисуйте схему реакции только с одним переходным состоянием. Нарисуйте схему реакции с одним промежуточным продуктом. Пометьте каждую диаграмму реагентом, переходным состоянием, промежуточным продуктом и продуктом.

    18. Некоторые реакции проводятся для того, чтобы определить, какие функциональные группы присутствуют в исходном материале, или чтобы получить представление о возможной структуре. Для каждого набора реакций ниже определите возможную структуру реагента и продуктов.

    Условия реакции

    19. Назовите три примера переменных, которые можно считать условиями реакции?

    20. Хотя реакции \(S_\text{N}2\) обычно более благоприятны в полярных апротонных растворителях, использование полярных протонных растворителей может привести к реакциям \(S_\text{N}2\), как Что ж. Какие переменные в вашей реакции вы могли бы изменить, чтобы получить реакцию замещения \(S_\text{N}2\) в полярном протонном растворителе? Как бы вы изменили эти условия?

    21. В зеленой органической химии основное внимание уделяется разработке более экологически безопасных процессов получения органических соединений. Одним из способов достижения этого является минимальное использование органических растворителей. В следующей реакции альдольная конденсация приводит к образованию продукта вместе с водой. Ожидаете ли вы, что использование воды в качестве растворителя увеличит или уменьшит выход продукта? Изменится ли это, если продукт нерастворим в воде? ( J. Chem. Образовательный 2007 , 84 , 475-476)

    22. При добавлении альдола условия реакции могут определять, будет ли образовываться кинетическая или термодинамическая енолят. Пример этого показан ниже (кинетический верх, термодинамический низ). ( J. Am. Chem. Soc. 1974 , 96 , 5944)

    а. Какой продукт имеет меньшую энергетическую ценность?

    б. Почему для образования кинетического енолята используется большее основание?

    г. При наличии следующего реагента и желаемого продукта, какой енолят должен образоваться?

    23. Объясните, лучше ли будет изменить одно условие за раз или изменить несколько условий при попытке найти наилучший набор условий для реакции. Как бы вы определили, какой набор условий реакции был бы лучшим?

    24. Полный синтез пенициллина V показан ниже. Для каждого шага укажите условия реакции. ( Дж. Ам. хим. соц. 1957 , DOI: 10.1021/ja01562a063 & J. Am. хим. соц. 1957 , DOI: 10.1021/ja01521a044).

    25. Давление и температура являются важными условиями для некоторых реакций, таких как процесс Габера-Боша, используемый для получения аммиака. Почему давление важно для этой реакции, а не для реакции между уксусной кислотой и гидроксидом натрия? Будет ли повышение температуры способствовать прямой (экзотермической) или обратной (эндотермической) реакции в процессе Габера-Боша?

    \[\ce{N_2} \влево( г \вправо) + 3 \ce{H_2} \влево( г \вправо) \стрелка вправо 2 \ce{NH_3} \влево( г \вправо)\]

    26. Определите общий выход для выбранных стадий конвергентного синтеза гемибреветоксина B, морского нейротоксина. Если бы вы смогли найти условия реакции, которые повысили бы процентный выход на втором этапе до \(89\%\) и на третьем этапе до \(95\%\), как бы увеличился общий выход? ( J. Am. Chem. Soc. 2002 , DOI: 10.1021/ja029225v)

    Катализаторы

    27. Определение катализатора. Расходуется ли катализатор в реакции? Какова роль катализатора в реакции?

    28. Нарисуйте механизм следующей реакции. Катализатор присутствует? Если да, то что действует как катализатор?

    29. 2,4-динитрофенилгидразин, или реактив Брейди, используется для проверки соединений на наличие альдегидной или кетоновой функциональной группы. 2,4-динитрофенилгидразин реагирует с альдегидной или кетоновой группой соединения в присутствии кислотного катализатора с образованием нерастворимого динитрофенилгидразина. Вы выполняете тест Брейди, используя как концентрированную соляную кислоту, так и уксусную кислоту. Для соляной кислоты вы наблюдаете немедленное образование гидразона, но не видите образования гидразона для уксусной кислоты. Через 15 минут вы начинаете видеть образование гидразона. Почему используемая кислота приводит к различной скорости реакции? ( J. Chem. Образовательный 1959 , 36 , 575)

    30. Влияет ли присутствие катализатора на изменение свободной энергии реакции?

    31. В чем разница между гетерогенным катализатором и гомогенным катализатором?

    32. Карбоангидраза катализирует реакцию угольной кислоты на углекислый газ и воду в легких, где концентрация углекислого газа низкая. Карбоангидраза также присутствует в других тканях; можно ли ожидать, что в тканях с высокой концентрацией углекислого газа фермент будет катализировать разложение угольной кислоты?

    33. Каталаза является важным ферментом для защиты клеток от повреждения активными формами кислорода путем катализа разложения перекиси водорода на воду и кислород. Некаталитическое разложение является термодинамически выгодным, но достаточно медленным, поэтому перекись водорода довольно стабильна при комнатной температуре и ее можно купить в продуктовых магазинах. У него много применений; его часто используют для очистки ран, а в микробиологии он может помочь в идентификации каталазоположительных бактерий. Что вызывает пузырение, наблюдаемое при нанесении его на рану? Почему бы этого не наблюдать, если бы его наносили на необработанную кожу? Какова будет наблюдаемая разница между каталазоположительными и каталазоотрицательными бактериями при контакте с перекисью водорода?

    Роль энергии

    34. Оцените \(\Delta H\) для следующих реакций. Являются ли они экзотермическими или эндотермическими? Является ли энтропия \(\Delta S\) положительной, отрицательной или приблизительно равной нулю для этих реакций? Определите любые реакции, которые, как вы ожидаете, будут самопроизвольными при любой температуре.

    а.

    б.

    г.

    35. Определите, являются ли реагенты, продукты или ни то, ни другое предпочтительными в следующих равновесных реакциях.

    а. Реакция с \(K_\text{eq} = 3\)

    б. Реакция с \(K_\text{eq} = 0,5\)

    c. Реакция с \(\Delta G = 0\)

    d. Эндотермическая реакция с отрицательной энтропией

    e. Экзотермическая реакция с положительной энтропией

    36. В следующем равновесии образуется больше продуктов при более высокой или более низкой температуре? Объясните, почему это происходит.

    37. Одним из методов, используемых для восстановления алкенов и алкинов до алканов, является комбинация палладия и газообразного водорода. Если кто-то хочет восстановить алкин в алкен, нельзя использовать эту систему, а следует использовать модифицированную (отравленную) версию палладиевого катализатора, чтобы реакция остановилась на алкене.

    а. Чему равна энтальпия восстановления 2-бутина до 2-бутена?

    б. Чему равна энтальпия восстановления 2-бутена до 2-бутана?

    г. Объясните, почему обычное восстановление, катализируемое палладием, не останавливается на алкене, а продолжается на алкане.

    38. Дайте определение энтальпии, энтропии, свободной энергии Гибба, экзотермической, эндотермической, экзергонической и эндергонической.

    39. В каких единицах измеряется скорость реакции? В каких единицах выражается константа скорости реакции первого, второго и третьего порядка? 9\text{o} \text{C} \right)\)? Выше какой температуры эта реакция станет самопроизвольной? \(\Delta S = + 120 \: \text{Дж/моль} \cdot \text{K}\)

    41. Используйте постулат Хаммонда, чтобы определить, какая из структур является лучшим представлением переходное состояние для экзотермической реакции. Используйте эту информацию, чтобы предсказать переходное состояние для эндотермической реакции. Какое обобщение вы можете сделать о переходном состоянии для экзотермической реакции и эндотермической реакции только с одним переходным состоянием?


    Эта страница под названием 7.1: Компоненты химической реакции распространяется по незаявленной лицензии, ее автором, ремиксом и/или куратором является Роберт Цихевич.

    1. Наверх
    • Была ли эта статья полезной?
    1. Тип изделия
      Раздел или страница
      Автор
      Роберт Цихевич
      Показать страницу TOC
      № на стр.
    2. Теги
        На этой странице нет тегов.

    Что такое химическая реакция? | Глава 6: Химические изменения

    Тебе это нравится? Не нравится это? Пожалуйста, найдите время, чтобы поделиться с нами своими отзывами. Спасибо!

    Урок 6.1

    Ключевые понятия:

    • Физическое изменение, такое как изменение состояния или растворение, не создает новое вещество, а химическое изменение создает.
    • В химической реакции взаимодействующие друг с другом атомы и молекулы называются реагентами.
    • В химической реакции атомы и молекулы, образующиеся в результате реакции, называются продуктами.
    • В химической реакции только атомы, присутствующие в реагентах, могут оказаться в продуктах. Новые атомы не создаются и не разрушаются.
    • В химической реакции реагенты контактируют друг с другом, связи между атомами в реагентах разрываются, атомы перестраиваются и образуют новые связи, образуя продукты.

    Резюме

    Учитель использует пламя небольшой свечи, чтобы продемонстрировать химическую реакцию между воском свечи и кислородом воздуха. Студенты увидят молекулярную анимацию горения метана и кислорода как модель подобной реакции. Учащиеся будут использовать вырезки моделей атомов, чтобы смоделировать реакцию и увидеть, что все атомы в реагентах проявляются в продуктах.

    Задача

    Учащиеся смогут объяснить, что для того, чтобы произошла химическая реакция, связи между атомами в реагентах разрываются, атомы перестраиваются и образуются новые связи между атомами, образуя продукты. Студенты также смогут объяснить, что в химической реакции атомы не образуются и не разрушаются.

    Оценка

    Загрузите лист с заданиями учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в задании. Рабочий лист будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

    Безопасность

    Убедитесь, что вы и учащиеся носите подходящие защитные очки. Будьте осторожны при зажигании свечи. Убедитесь, что спичка и свеча полностью погашены, когда вы закончите демонстрацию.

    Материалы для демонстрации

    • Чайная свеча или другая небольшая стабильная свеча
    • Совпадения
    • Стеклянная банка, достаточно большая, чтобы ее можно было поставить над свечой

    Материалы для каждого учащегося

    • Атом вырезки из рабочего листа
    • Лист цветной бумаги или плотной бумаги
    • Цветные карандаши
    • Ножницы
    • Клей или лента
    1. Расскажите, что происходит во время физического изменения, и познакомьте с понятием химического изменения.

      Скажите учащимся, что в предыдущих главах они изучали различные аспекты физических изменений. Когда атомы и молекулы ускоряются или замедляются, это физическое изменение. Когда они меняют свое состояние с жидкого на твердое или с газообразного на жидкое, это физическое изменение. Когда вещество растворяется в воде или каком-либо другом растворителе, новое вещество на самом деле не образуется. Ионы или молекулы все еще могут собраться вместе, чтобы сформировать исходное вещество.

      Сообщите учащимся, что в этой главе они будут изучать, что происходит во время химического превращения. При химическом изменении атомы в реагентах перестраиваются и связываются друг с другом по-разному, образуя один или несколько новых продуктов с другими характеристиками, чем у реагентов. Когда образуется новое вещество, это изменение называется химическим изменением.

    2. В качестве демонстрации зажгите свечу и объясните, что происходит, используя термины

      реагенты , продукты и химическая реакция .

      Объясните, что в большинстве химических реакций два или более вещества, называемых реагентами , взаимодействуют с образованием различных веществ, называемых продуктами. Скажите учащимся, что горение свечи является примером химической реакции.

      Материалы для демонстрации

      • Чайная свеча или другая небольшая устойчивая свеча
      • Совпадений
      • Стеклянная банка, достаточно большая, чтобы ее можно было поставить над свечой

      Процедура

      1. Осторожно зажгите чайную свечу или другую маленькую свечу.
      2. Держите свечу горящей, пока вы задаете ученикам приведенные ниже вопросы. Вы потушите свечу во второй части демонстрации.

      Ожидаемые результаты

      Фитиль загорится, а пламя будет поддерживаться химической реакцией.

      Следующий вопрос непрост, и на данный момент учащиеся не должны знать ответ. Тем не менее, если рассматривать горение свечи с точки зрения химической реакции, это будет хорошей отправной точкой для понимания того, что имеется в виду, когда вещества вступают в химическую реакцию.

      Спросите студентов:

      Как вы думаете, какие реагенты участвуют в этой химической реакции?
      Воск и кислород из воздуха являются реагентами.

      Студенты часто говорят, что горит нить или фитиль. Верно, что нить фитиля горит, но это воск на нитке, а не столько сама нить, которая горит и поддерживает горение свечи. Объясните, что молекулы воска соединяются с кислородом воздуха, образуя углекислый газ и водяной пар.

      Укажите учащимся, что это одна из основных характеристик химической реакции: в химической реакции атомы реагентов объединяются новыми и разными способами, образуя молекулы продуктов.

      Студенты могут быть удивлены тем, что вода может быть получена путем горения. Поскольку мы используем воду для тушения огня, может показаться странным, что вода на самом деле образуется в результате горения. Вы можете сообщить учащимся, что когда они «сжигают» пищу в своем теле, они также производят углекислый газ и воду.

    3. Поставьте банку на свечу, чтобы помочь учащимся понять, что кислород является реагентом при горении свечи.

      Напомните учащимся, что воздух представляет собой смесь газов. Объясните, что когда что-то горит, оно вступает в реакцию с кислородом воздуха.

      Попросите учащихся сделать прогноз:

      Будет ли свеча гореть, если один из реагентов (воск или кислород) больше не доступен?
      Учащиеся могут предположить, что свеча не будет гореть, потому что для продолжения химической реакции необходимы оба реагента.

      Процедура

      1. Осторожно поставьте стеклянную банку на зажженную свечу.

      Ожидаемые результаты

      Пламя гаснет.

      Спросите студентов:

      Как вы думаете, почему пламя гаснет, когда мы ставим банку на свечу?
      Помещение банки над свечой ограничивает количество кислорода в воздухе вокруг свечи. Без достаточного количества кислорода для реакции с воском химическая реакция не может произойти, и свеча не может гореть.
      Когда свеча горит какое-то время, она постепенно становится все меньше и меньше. Куда девается воск свечи?
      Когда горит свеча, кажется, что воск свечи «исчезает». Однако на самом деле он не исчезает: он вступает в химическую реакцию, и новые продукты попадают в воздух.

      Примечание: некоторые любопытные студенты могут спросить, из чего сделано пламя. Это отличный вопрос, и на него не так просто ответить. Пламя горит парами воска. Свет пламени вызван процессом, называемым хемилюминесценцией. Энергия, высвобождаемая в результате химической реакции, заставляет электроны разных молекул переходить в более высокое энергетическое состояние. Когда электроны возвращаются вниз, энергия высвобождается в виде света.

    4. Представьте химическое уравнение горения метана и объясните, что атомы перестраиваются, превращаясь в другие молекулы.

      Объясните учащимся, что воск состоит из длинных молекул, называемых парафином, и что парафин состоит только из атомов углерода и атомов водорода, связанных вместе. Молекулы, состоящие только из углерода и водорода, называются углеводородами. Скажите учащимся, что вы будете использовать простейший углеводород (метан) в качестве модели, чтобы показать, как горит воск или любой другой углеводород.

      Спроецируйте изображение Химическая реакция между метаном и кислородом.

      Покажите учащимся, что метан и кислород находятся в левой части химического уравнения, а углекислый газ и вода — в правой. Объясните, что молекулы слева — это реагенты, а молекулы справа — продукты. Когда свеча горела, парафин реагировал с кислородом воздуха с образованием углекислого газа и воды, подобно химической реакции между метаном и кислородом.

      Объясните учащимся, что химическая формула метана – CH 4 . Это означает, что метан состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода.

      Покажите учащимся, что другим реагентом являются две молекулы газообразного кислорода. Укажите, что каждая молекула газообразного кислорода состоит из двух атомов кислорода, связанных вместе. Студентов может сбить с толку тот факт, что атом кислорода и молекула кислорода называются кислородом. Пусть студенты знают, что когда мы говорим о кислороде в воздухе, это всегда молекула кислорода, которая представляет собой два атома кислорода, связанных вместе, или O 2 .

      Спросите студентов:

      Откуда берутся атомы, составляющие углекислый газ и воду в правой части уравнения?
      Атомы в продуктах образуются из атомов в реагентах. В химической реакции связи между атомами в реагентах разрываются, а атомы перестраиваются и образуют новые связи, образуя продукты.

      Примечание. Оставьте это уравнение спроецированным на протяжении всего занятия в разделе «Изучение» этого урока. Студенты должны будут обращаться к нему, когда они моделируют химическую реакцию.

      Дайте каждому учащемуся рабочий лист.

      Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания. Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьмите на вооружение» Дальнейшие разделы рабочего листа будут выполняться в классе, в группах или индивидуально, в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

    5. Предложите учащимся построить модель, показывающую, что в химической реакции атомы реагентов перестраиваются с образованием продуктов.

      Вопрос для расследования

      Откуда берутся атомы в продуктах химической реакции?

      Материалы для каждого учащегося

      • Вырезы модели Atom (углерод, кислород и водород)
      • Лист цветной бумаги или плотной бумаги
      • Цветные карандаши
      • Ножницы
      • Клей или лента

      Процедура

      1. Подготовить атомы
        1. Раскрасьте атомы углерода в черный цвет, атомы кислорода в красный цвет, а атомы водорода оставьте белыми.
        2. Используйте ножницы, чтобы аккуратно вырезать атомы.
      2. Создание реактивов
        1. На листе бумаги поместите атомы вместе, чтобы получились молекулы реагентов в левой части химического уравнения горения метана.

        2. Напишите химическую формулу под каждой молекулой реагентов. Также нарисуйте знак + между реагентами.

      После того, как вы убедитесь, что учащиеся составили и записали формулы молекул реагентов, скажите учащимся, что они будут переставлять атомы в реагентах, чтобы образовать продукты.

      1. Создание продуктов
        1. Нарисуйте стрелку после второй молекулы кислорода, чтобы показать, что происходит химическая реакция.
        2. Переставьте атомы в реагентах так, чтобы молекулы продуктов оказались справа от стрелки.
        3. Напишите химическую формулу под каждой молекулой продукта. Также нарисуйте знак + между продуктами.

      Скажите учащимся, что в химической реакции атомы реагентов разделяются, перестраиваются и образуют новые связи, образуя продукты.

      1. Представьте химическое уравнение
        1. Предложите учащимся использовать оставшиеся атомы, чтобы снова составить реагенты, чтобы представить химическую реакцию в виде полного химического уравнения.
        2. Приклейте или приклейте скотчем атомы к бумаге, чтобы составить более прочное химическое уравнение горения метана.
    6. Помогите учащимся подсчитать количество атомов в каждой части уравнения.

      Спроектируйте анимацию «Движущееся химическое уравнение горения метана».

      Покажите учащимся, что атомы в метане и кислороде должны разделиться, как в их моделях. Также отметьте, что атомы располагаются по-разному и снова соединяются, образуя новые продукты. Это также похоже на их модель. Убедитесь, что учащиеся понимают, что атомы в продуктах образуются только из реагентов. Других атомов нет. Никакие новые атомы не создаются и никакие атомы не разрушаются.

      Объясните учащимся, что химические реакции более сложны, чем упрощенная модель, показанная на анимации. Анимация показывает, что связи между атомами в реагентах разрываются, а атомы перестраиваются и образуют новые связи, образуя продукты. На самом деле реагенты должны столкнуться и взаимодействовать друг с другом, чтобы их связи разорвались и перестроились. Кроме того, анимация показывает, как все атомы в реагентах распадаются и перестраиваются, образуя продукты. Но во многих химических реакциях разрываются только некоторые связи, а группы атомов остаются вместе, поскольку реагенты образуют продукты.

      Подробнее о сжигании метана читайте в разделе «История учителя».

      Помогите учащимся вместе ответить на следующий вопрос:

      Сколько атомов углерода, водорода и кислорода содержится в реагентах по сравнению с числом атомов углерода, водорода и кислорода в продуктах?
      Покажите учащимся, как использовать большое число (коэффициент) перед молекулой и маленькое число после атома молекулы (нижний индекс) для подсчета атомов в обеих частях уравнения. Объясните учащимся, что нижний индекс говорит о том, сколько атомов определенного типа содержится в молекуле. Коэффициент говорит, сколько существует молекул определенного типа. Таким образом, если перед молекулой стоит коэффициент, а после атома — нижний индекс, вам нужно умножить коэффициент на нижний индекс, чтобы получить количество атомов.
      Например, в продуктах химической реакции 2Н 2 О. Коэффициент означает, что молекул воды две. Нижний индекс означает, что каждая молекула воды имеет два атома водорода. Так как в каждой молекуле воды два атома водорода, а молекул воды две, то атомов водорода должно быть 4 (2 × 2).
      Таблица 1. Подсчет атомов в реагентах и ​​продуктах химического уравнения горения метана.
      Атомы Сторона реагента Сторона продукта
      Углерод
      Водород
      Кислород

      Примечание: коэффициенты фактически показывают соотношение количества молекул в химической реакции. Это не фактическое число, как в двух молекулах кислорода и одной молекуле метана, поскольку обычно реагируют миллиарды триллионов молекул. Коэффициент показывает, что молекул кислорода в два раза больше, чем молекул метана. Правильно было бы сказать, что в этой реакции на каждую молекулу метана приходится две молекулы кислорода.

    7. Объясните, что в химической реакции масса сохраняется.

      Спросите студентов:

      Атомы образуются или разрушаются в результате химической реакции?
      Откуда ты знаешь?
      В исследованном нами химическом уравнении имеется одинаковое количество атомов каждого типа как на стороне реагента, так и на стороне продукта.
      При физическом изменении, например при переходе из твердого состояния в жидкое, само вещество на самом деле не меняется. Чем химическое изменение отличается от физического?
      При химическом изменении молекулы реагентов взаимодействуют с образованием новых веществ. При физическом изменении, таком как изменение состояния или растворение, не образуется никакой новой субстанции.

      Объясните, что еще один способ сказать, что атомы не образуются и не разрушаются в химической реакции, это сказать: «Масса сохраняется».

      Спроецируйте изображение Balanced Equation.

      Объясните, что весы показывают, что масса метана и кислорода с одной стороны точно равна массе углекислого газа и воды с другой. Когда уравнение химической реакции написано, оно «уравновешено» и показывает, что атомы в реагентах в конечном итоге превращаются в продукты и что новые атомы не создаются и не разрушаются.

    8. Расскажите о двух других реакциях горения и попросите учащихся проверить, сбалансированы ли они.

      Сообщите учащимся, что, помимо воска и метана, распространенными углеводородами являются пропан (топливо для уличных газовых грилей) и бутан (топливо для одноразовых зажигалок). Попросите учащихся подсчитать количество атомов углерода, водорода и кислорода в реагентах и ​​продуктах каждого уравнения, чтобы проверить, сбалансировано ли уравнение. Они должны записать количество атомов каждого типа в таблице на своем рабочем листе.

      Зажигание уличного газового гриля — сжигание пропана

      C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 0

      Использование одноразовой зажигалки — сжигание бутана

      2C 4 H 10 + 13O 2 → 8CO 2 + 10H 2 O

      После того, как учащиеся подсчитали каждый тип атома, просмотрите их ответы, чтобы убедиться, что они знают, как интерпретировать индексы и коэффициенты.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *