Схемы и уравнения химических реакций
Схема реакции, протекающей при взаимодействия пентахлорида фосфора с водой. Схема химической реакции горения метана в кислороде. Изучение закономерностей химических реакций в школе. Методические разработки по теме сущность и признаки химических реакций.
| Рубрика | Педагогика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.10.2010 |
| Размер файла | 62,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Глава 1. Схемы и уравнения химических реакций
При химических реакциях одни вещества превращаются в другие. Вспомним известную нам реакцию серы с кислородом. И в ней из одних веществ (исходных веществ или реагентов) образуются другие (конечные вещества или продукты реакции).
Для записи и передачи информации о химических реакциях используются схемы и уравнения реакций.
Схема реакции показывает, какие вещества вступают в реакцию и какие образуются в результате реакции. И в схемах, и в уравнениях реакций вещества обозначаются их формулами.
Схема горения серы записывается так: S8 + O2 SO2.
Это означает, что при взаимодействии серы с кислородом протекает химическая реакция, в результате которой образуется диоксид серы (сернистый газ). Все вещества здесь молекулярные, поэтому при записи схемы использованы молекулярные формулы этих веществ. То же относится и к схеме другой реакции - реакции горения белого фосфора:
P4 + O2 P4O10.
При нагревании до 900 oС карбоната кальция (мела, известняка) протекает химическая реакция: карбонат кальция превращается в оксид кальция (негашеную известь) и диоксид углерода (углекислый газ) по схеме:
CaCO3 CaO + CO2.
Для указания на то, что процесс происходит при нагревании, схему (и уравнение) обычно дополняют знаком " t" , а то, что углекислый газ при этом улетучивается, обозначают стрелкой, направленной вверх:
CaCO3 CaO + CO2.
Карбонат кальция и оксид кальция - вещества немолекулярные, поэтому в схеме использованы их простейшие формулы, отражающие состав их формульных единиц. Для молекулярного вещества - углекислого газа - использована молекулярная формула.
Рассмотрим схему реакции, протекающей при взаимодействия пентахлорида фосфора с водой: PCl5 +H2O H3PO4 + HCl.
Из схемы видно, что при этом образуется фосфорная кислота и хлороводород.
Иногда для передачи информации о химической реакции бывает достаточно и краткой схемы этой реакции, например:
S8 SO2; P4 P4O10; CaCO3 CaO.
Естественно, что краткой схеме может соответствовать и несколько разных реакций.
Для любой химической реакции справедлив один из важнейших законов химии:
При протекании химических реакций атомы не появляются, не исчезают и не превращаются друг в друга.
При записи уравнений химических реакций, кроме формул веществ, используются коэффициенты. Как и в алгебре, коэффициент "1" в уравнении химической реакции не ставится, но подразумевается. Рассмотренные нами реакции описываются следующими уравнениями:
1S8 + 8O2 = 8SO2, или S8 + 8O2 = 8SO2;
1P4 + 5O2 = 1P4O10, или P4 + 5O2 = P4O10;
1CaCO3 = 1CaO + 1CO2, или CaCO3 = CaO + CO2;
1PCl5 + 4H2O = 1H3PO4 + 5HCl, или PCI5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCI.
Знак равенства между правой и левой частью уравнения означает, что число атомов каждого элемента, входящих в состав исходных веществ, равно числу атомов этого элемента, входящих в продукты реакциии.
Коэффициенты в уравнении химической реакции показывают отношение между числом реагирующих и числом образующихся молекул (для немолекулярных веществ - числом формульных единиц) соответствующих веществ. Так, для реакции, протекающей при взаимодействии пентахлорида фосфора с водой
и так далее (всего 6 пропорций).Обычно отдельный коэффициент в уравнении реакции не имеет никакого смысла, но в некоторых случаях может означать число молекул или формульных единиц данного вещества.Примеры информации, даваемой схемами и уравнениями реакций.
1-й пример. Реакция горения метана в кислороде (или на воздухе):
СН4 + O2 CO2 + H2O (схема),
СН4+ 2O2 = CO2 + 2Н2О (уравнение).
Схема химической реакции показывает, что (1) в реакции, протекающей между метаном и кислородом, образуются углекислый газ и вода.
Уравнение реакции добавляет, что (2) число молекул метана, вступившего в реакцию, относится к числу молекул вступившего в реакцию кислорода, как 1 к 2, и так далее, то есть:
Кроме того, уравнение показывает, что одна молекула метана реагирует с двумя молекулами кислорода, при этом образуется одна молекула углекислого газа и две молекулы воды.
2-й пример. Восстановление железа водородом из его оксида:
Fe2O3 + H2 Fe + H2O (схема),
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2О (уравнение).
Схема химической реакции показывает, что (1) при взаимодействии оксида железа(Fe2O3) с водородом (которое происходит при нагревании) образуются железо и вода.
Уравнение добавляет к этому, что (2) число формульных единиц оксида железа, вступившего в реакцию, относится к числу вступивших в реакцию молекул водорода, как 1 к 3, и так далее. То есть:
Кроме того уравнение показывает, что одна формульная единица оксида железа реагирует с тремя молекулами водорода, при этом образуется два атома железа и три молекулы воды.
Как вы узнаете в дальнейшем, уравнения реакций дают нам и другую количественную информацию.
Глава 2. К изучению закономерностей химических реакций в VIII классе
Изучение закономерностей химических реакций имеет важнейшее значение для формирования у учащихся системы понятий о химическом превращении веществ, развития диалектико-материалистического мировоззрения, активного и глубокого овладения знаниями о многообразных химических явлениях, а также понимания способов управления течением химических процессов в производственных условиях, необходимого для их политехнической подготовки.
Закономерности химических реакций в обучении химии понимаются узко, только как относящиеся к влиянию условий на скорость реакций и химическое равновесие. Мало внимания уделяется в школьном курсе энергетическим закономерностям химических превращений. Это наиболее существенные причины знаний учащихся о закономерностях химических реакций.
Рассмотрение этих вопросов должно органически входить в систему химических знаний, определяемых программой, и способствовать более глубокому, прочному и действенному усвоению курса.
В программе для одиннадцатилетней школы определено новое место для важнейшей теоретической темы «Основные закономерности химических реакций. Производство серной кислоты». Она перенесена на второй год изучения неорганической химии и тем самым приближена к учебным темам, посвященным ознакомлению со многими химическими превращениями азота, фосфора, углерода, кремния, металлов и их соединений. Рассмотрим наиболее важные вопросы темы «Подгруппа азота», при выяснении которых на уроках происходят конкретизация и совершенствование знаний учащихся о закономерностях химических реакций.
При изучении свойств азота знакомим учащихся с характеристикой его молекулы, обращаем внимание на то, что она самая прочная всех известных двухатомных молекул простых веществ. Большая прочность химической связи NsN подтверждается высоким значением теплового эффекта образования молекул азота из атомов: 2N=N2+945,6 кДж.
Затем обсуждаем: какие еще условия нужно изменить для смещения данного химического равновесия вправо? Учащиеся уже знают о влиянии на смещение химического равновесия изменения концентраций реагирующих веществ. Они предлагают увеличить концентрации азота и водорода. В связи с этим отмечаем, что увеличение концентрации газообразных веществ достигается повышением давления. Для подтверждения влияния давления на реакцию синтеза аммиака привлекаем данные табл. 2 на с. 34 учебника. Убеждаемся, что повышение давления влияет на смещение химического равновесия в данном процессе: продукта реакции образуется больше. Понижение давления способствует образованию исходных веществ.
Выясняем: для всех ли химических реакций, протекающих с участием газообразных веществ, это закономерно? Обращаем внимание учащихся на то, что синтез аммиака идет с уменьшением объемов газов в реагирующей смеси, так как из 4 объемов исходных веществ (азота и водорода) образуется 2 объема аммиака. В этом случае повышение давления способствует смещению равновесия в сторону образования аммиака. Если же рассматривать реакцию разложения аммиака, идущую с увеличением объемов газов, то повышение давления способствует смещению химического равновесия в сторону образования исходного вещества. Такие закономерности влияния изменения давления на смещение химического равновесия объясняем тем, что при повышении давления увеличиваются концентрации исходных веществ и растет скорость той реакции, в- которой участвует большее число молекул газообразных веществ. В случае синтеза аммиака увеличивается скорость прямой реакции. Это приводит к неравенству скоростей двух обратных превращений (скорость образования аммиака становится больше скорости его разложения). Затем скорости прямой и обратной реакций выравниваются, возникает состояние химического равновесия, но состав реагирующей смеси уже оказывается другим: в ней содержится больше аммиака.
Учащимся предлагаем рассмотреть реакции с участием газообразных веществ, на химическое равновесие в которых не влияло бы изменение давления. Подчеркиваем, что это возможно тогда, когда при химическом превращении объем газообразной реагирующей смеси не изменяется, так как число молекул исходных газообразных веществ равно числу молекул газообразных продуктов реакций. К таким процессам относится, например, взаимодействие азота с кислородом: N2+02 2NO.
При подробном изучении взаимодействия азота с кислородом следует обратить внимание учащихся на то, что это взаимодействие представляет собой редкий случай реакции соединения, идущей с поглощением теплоты: N2+02=2NO-Q.
При обычных условиях азот и кислород не реагируют друг с другом. Лишь при очень высокой температуре (в несколько тысяч градусов Цельсия) или при электрических разрядах идет взаимодействие данных веществ; химическое равновесие системы смещается при этих условиях в сторону образования оксида азота» (II) в связи с эндотермичностью этого процесса.
Рассматривая взаимодействие аммиака с кислородом (без катализатора и с катализатором -- платиной), сравниваем продукты реакции, получаемые в первом и втором случае. В результате химической реакции, идущей без катализатора, образуются азот и водяной пар, а окисление аммиака в присутствии катализатора приводит к образованию оксида азота (II), водяного пара и небольших количеств азота. Это сравнение указывает, что в данном случае применение катализатора влияет на изменение направления необратимой химической реакции, что объясняется ускорением в присутствии катализатора только одного из возможных взаимодействий аммиака с кислородом.
Необходимо напомнить учащимся, что с повышением температуры растворимость газа в воде уменьшается. Если нагревать водный раствор аммиака, то аммиак из него постепенно выделяется и его концентрация в растворе уменьшается. Прямая реакция замедляется, что вызывает смещение химического равновесия.
С повышением давления растворимость газов в воде увеличивается. Если повысить давление над поверхностью водного раствора аммиака, то находящиеся над раствором молекулы аммиака будут переходить в раствор, концентрация аммиака и скорость прямой реакции увеличиваются. Это приводит к смещению химического равновесия и, следовательно, к увеличению концентрации ионов NH+4 и ОН в растворе.
Чтобы привлечь внимание учащихся к обратимости взаимодействия аммиака с хлороводородом, демонстрируем опыт возгонки хлорида аммония и предлагаем объяснить это явление. Особенно подчеркиваем, что при нагревании идет разложение хлорида аммония, а при охлаждении -- его образование. Учащиеся записывают уравнение данной обратимой реакции, указывают ее энергетический эффект l+q или -Q).
При изучении оксидов азота и азотной кислоты рассматриваем ряд обратимых реакций. Так проводим закрепление знаний учащихся о закономерностях изменения скоростей реакции и смещения химического равновесия под влиянием условий.
Изучение производства аммиака и реакций, лежащих в основе производства азотной кислоты, очень важно не только для закрепления знаний о закономерностях химических реакций, но и, что особенно важно, показа практического значения этих знаний, а также выбора условий проведения реакций в соответствии с требованиями производства.
Учащиеся должны вспомнить условия проведения синтеза аммиака в лаборатории (пропускание смеси азота и водорода над нагретым катализатором), отметить, что при температуре 400 °С объемная доля аммиака в получаемой газовой смеси при атмосферном давлении не превышает 0,4 %. Обсуждаем вопрос: как же значительно увеличить эту долю? Учащиеся высказывают мнение, что желательно применять возможно более высокое давление. Обращаем их внимание на то, что при высоких давлениях нужны особенно прочные производственные аппараты, больше энергии должно затрачиваться на сжатие газовой смеси. Далее рассказываем о том, как можно осуществлять в производственных условиях отделение аммиака от азота и водорода, каково значение циркуляции азотоводородной смеси.
При обсуждении проблемы выбора температурных условий для синтеза аммиака полезно вспомнить, каковы они при производстве серной кислоты, и сопоставить реакции синтеза аммиака и окисления оксида серы (IV) кислородом. Обе реакции экзотермические, обратимые, каталитические. Поэтому, как и при получении S03, при синтезе аммиака сначала смесь исходных веществ подогревают до температуры начала реакции. За счет выделяющейся при реакции теплоты температура катализатора и газовой смеси резко повышается, а затем температуру продуктов реакции для смещения равновесия понижают.
Обстоятельно рассматриваем химические реакции, лежащие в основе производства азотной кислоты.
Первая реакция, идущая с участием катализатора,-- окисление аммиака: 4NH3+502. Главные условия ее течения в производственных условиях, о которых могут сказать учащиеся,-- тщательная очистка реагирующих газов от примесей, предварительное нагревание катализатора. Обращаем их внимание на то, что аммиака в аммиачно - воздушной смеси не должно быть более 11% по объему, так как при большем его содержании смесь становится взрывоопасной.
Следует подчеркнуть особенность этой реакции, отличающую ее от большинства других: увеличение ее скорости с понижением температуры. Реакция очень быстро и полно протекает при комнатной температуре и давлении от 0,3 до 1 МПа.
Третья реакция: взаимодействие NO2 с водой -- обратимая, экзотермическая, гетерогенная.
Составляем с учащимися обобщающую таблицу, в которой приведены примеры обративших химических реакций и указано, в какую 1 сторону смещается химическое равновесие при повышении температуры и увеличении давления.
Учащиеся делают выводы:
1. Химическое равновесие при повышении I температуры смещается в сторону эндотермической реакции, а при понижении температуры -- в сторону экзотермической реакции.
2. Химическое равновесие при повышении давления смещается в том направлении, в котором объем газообразной реагирующей смежен уменьшается, а при понижении давления --в том, при котором объем газов увеличивается.
Учащимся предлагаем рассмотреть данные таблицы и обратить внимание на то, что в ряде случаев как бы противодействуют друг другу. Чтобы объяснить это, напоминаем учащимся, что обратимость реакции, лежащая в основе возникновения состояния химического равновесия, вызывается влиянием двух противоборствующих факторов: течение реакции в одном направлении обусловливается экзотермичностью превращения, а в другом -- увеличением числа молекул газообразных веществ. Таким образом, при изучении неметаллов и их соединений учащиеся знакомятся с многочисленными химическими реакциями, уясняя, что они отличаются друг от друга исходными веществами и получаемыми продуктами, признаками, условиями. Однако у разных химических реакций имеются и общие черты, отраженные в общих закономерностях их протекания. При всех химических реакциях сохраняются химические элементы, масса веществ, происходит превращение энергии, но сохраняется ее количество. Наряду с этим происходят изменения химических связей: разрыв связей в исходных веществах и образование новых в продуктах реакций.
Глава 3. Методические разработки по теме: Сущность и признаки химических реакций
Тип урока. Изучение нового материала.
Вид урока. Беседа с использованием учебного химического эксперимента.
Цели. Обучающие: изучить сущность химических реакций; научить школьников отличать физические явления от химических по определенным признакам; изучить классификацию химических реакций по признаку выделения или поглощения энергии.
Развивающие: продолжить развитие интеллектуальных (умение анализировать, сравнивать, делать выводы) и практических умений учащихся; развивать познавательный интерес учащихся с помощью учебного химического эксперимента.
Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения учащихся - объяснить сущность химических явлений с позиций атомно-молекулярного учения; воспитывать культуру общения через работу в парах «ученик-ученик», «ученик-учитель», воспитывать у учащихся такие личностные качества, как наблюдательность, внимание, пытливость, инициатива, доброжелательность и требовательность друг к другу.
Методы и методические приемы. Беседа, демонстрация опытов, лабораторные опыты, домашний эксперимент, работа с таблицей.
Оборудование и реактивы. Кодоскоп с кодограммами; магнитная доска со статическими моделями; видеозапись опыта: разложение воды электрическим током; отрывок из книги А.Казанцева «Пылающий остров».
Для демонстрационного опыта: фильтровальная бумага с наклеенными на нее опилками магния.
Для лабораторных опытов:
лоток № 1: медная проволока, тигельные щипцы, спиртовка, спички;
лоток № 2: кусочки мела, раствор соляной кислоты, пробирка;
лоток № 3: растворы CuCl2 и NаОН, пробирка.
ХОД УРОКА
1. Введение в урок
УЧИТЕЛЬ. Здравствуйте, ребята! Я очень рада видеть вас на уроке. Сегодня мы начинаем изучать новую тему «Химические реакции, их сущность, признаки протекания, классификация». Этот раздел также включает в себя составление уравнений химических реакций на основе законов сохранения массы и энергии и выполнение расчетов по химическим уравнениям.
2. Актуализация знаний
УЧИТЕЛЬ (фронтальная беседа). В этом году мы с вами начали изучать очень интересный предмет, относящийся к естественно-научным предметам (вместе с физикой, биологией, географией), - химию. Вы знаете, что химия - это наука о веществах, их свойствах, о превращениях веществ и способах управления этими превращениями.
В природе, на производстве, в быту с веществами происходят различные изменения. Изменения еще называют явлениями.
Какие явления, происходящие с веществами, вам известны?
УЧЕНИК. Нам известны физические и химические явления.
УЧИТЕЛЬ. Какие явления называются физическими? Приведите примеры физических явлений.
УЧЕНИК. Физическими явлениями называются изменения, при которых новые вещества не образуются. Переход воды в пар при нагревании, вытягивание кусочка меди в проволоку относятся к физическим явлениям.
УЧИТЕЛЬ. Какие изменения происходят с веществами при физических явлениях?
УЧЕНИК. При физических явлениях происходит изменение агрегатного состояния вещества, формы, размера тел.
УЧИТЕЛЬ. Какие явления называются химическими? Приведите примеры химических явлений.
УЧЕНИК. Химическими называются явления, при которых исходные вещества (реагенты) превращаются в другие вещества (продукты реакции). К таким явлениям относятся: ржавление железа, скисание молока и множество других.
3. Химический диктант
УЧИТЕЛЬ. А теперь попробуем применить полученные знания для выполнения следующего задания: укажите, о каких явлениях, физических или химических, идет речь в высказываниях поэтов, ответ обоснуйте.
Вариант 1.
* Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса -
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и золото одетые леса!
А.С.Пушкин
* И трещат сухие сучья,
Разгораясь жарко,
Освещая тьму ночную
Далеко и ярко!
И.Суриков
* В декабре, в декабре
Все деревья в серебре,
Нашу речку, словно в сказке,
За ночь вымостил мороз...
С.Я.Маршак
*…А если медь в печи нагреть,
То станет тяжелее медь
С окалиною вместе.
Не верите - так взвесьте…
Е.Ефимовский
Вариант 2.
* Что за звездочки резные
На пальто и на платке?
Все сквозные, вырезные,
А возьмешь - вода в руке?
Е.Благинина
* На рукомойнике моем
Позеленела медь.
Но так играет луч на нем,
Что весело глядеть.
А.Ахматова
* Световых частиц поток
Падает на зеленый листок,
Листок кислород выделяет,
Углекислый газ поглощает.
* Когда металл в крутые формы льем,
Мне верится, что оживут в металле
Горячие полдневные поля.
Кипит металл, и ждут его поля.
А.Кравцов
Критерии оценивания. Максимально за химический диктант можно набрать 8 баллов (по одному баллу за правильно указанное явление и по одному баллу за обоснование ответа).
На «5»: 7-8 баллов;
на «4»: 5-6 баллов;
на «3»: 4 балла.
После выполнения задания учащиеся обмениваются работами. Происходит взаимная проверка с помощью кодоскопа и выставление отметок по вышеуказанным критериям.
УЧИТЕЛЬ. Ребята, поднимите руку, кто выполнил работу на «5», на «4»…
4. Изучение нового материала (Перед учащимися ставится исследовательская задача.)
УЧИТЕЛЬ. Тема сегодняшнего урока «Сущность и признаки химических реакций». Девизом урока могут стать слова Леонардо да Винчи: «Знания, не проверенные опытом, матерью всякой достоверности, бесплодны и полны ошибок». Эти слова раскрывают задачи нашего урока: с помощью эксперимента изучить сущность и признаки химических реакций, изучить классификацию реакций по принципу выделения или поглощения энергии.
Итак, в чем заключается сущность химической реакции? Разобраться в этом нам поможет опыт: действие электрического тока на воду. После демонстрации видеозаписи вам необходимо ответить на вопросы: что происходит с исходным веществом, что образуется в результате реакции?
Учитель демонстрирует видеозапись опыта разложения воды электрическим током, комментирует ее.
УЧИТЕЛЬ. Для опыта используется прибор Гофмана, состоящий из трех трубок, заполненных водой. В крайних трубках находятся электроды: один заряжен положительно, другой - отрицательно; к электродам подводится постоянный электрический ток. При пропускании тока вы наблюдаете появление пузырьков газа. В одной трубке газа набирается по объему в два раза больше, чем в другой. Газ, занимающий меньший объем, поддерживает горение, в нем тлеющая лучинка вспыхивает. Какой это газ?
УЧЕНИК. Газ, поддерживающий горение, - кислород.
УЧИТЕЛЬ. Газ, занимающий больший объем, вспыхивает при поднесении лучинки. Этот газ - водород.
После окончания демонстрации видеозаписи опыта учитель обращается к классу.
УЧИТЕЛЬ. Ответьте на вопрос: что же происходит с молекулами воды под действием постоянного электрического тока?
УЧЕНИК. Под действием постоянного электрического тока молекулы воды разрушаются.
УЧИТЕЛЬ. Точнее, разрушаются химические связи между атомами водорода и кислорода в молекулах воды. Какие вещества образуются при разложении воды?
УЧЕНИК. При разложении воды образуются газы водород и кислород.
УЧИТЕЛЬ. Атомы водорода, объединяясь попарно, образуют двухатомные молекулы водорода, атомы кислорода, объединяясь попарно, образуют двухатомные молекулы кислорода - т.е. в продуктах реакции образуются новые химические связи.
Понять сущность этой реакции нам поможет статическая модель.
Учитель демонстрирует с помощью магнитной доски и моделей атомов водорода и кислорода распад молекулы воды и образование молекул водорода и кислорода (схема 1).
УЧИТЕЛЬ. Каждая молекула воды состоит из атома кислорода, обозначим его большим кружочком, и двух атомов водорода - кружочки меньшего размера, т. к. атомы водорода меньше, чем атомы кислорода. При пропускании электрического тока через воду разрушаются химические связи между атомами водорода и кислорода, образуются одиночные атомы, которые объединяются попарно, образуя двухатомные молекулы водорода и кислорода с новыми химическими связями.
Итак, в рассмотренном опыте исходное вещество вода - жидкость, без цвета, вкуса и запаха, под действием электрического тока разлагается на бесцветные газы: водород и кислород. Продукты реакции отличаются от исходного вещества составом, строением, свойствами.
Сделаем вывод: согласно атомно-молекулярному учению при химических реакциях молекулы разрушаются, а атомы сохраняются; в процессе реакции происходит перегруппировка атомов.
(Учащиеся делают запись в тетрадях.)
В соответствии с теорией химической связи происходит разрыв химических связей в исходных веществах и образование новых в продуктах реакции.
Теперь мы можем уточнить определение понятия «химическая реакция». Прочитаем это определение вслух по учебнику. Дома вы его выучите наизусть.
Судить о протекании химических реакций можно по определенным признакам. На дом вы получили задание: выполнить домашний эксперимент, в котором вы наблюдали и анализировали некоторые химические явления, а с помощью дополнительной литературы и своих родителей заполняли таблицу (табл. 1). Проверим ее.
(По мере рассказа учащихся о результатах домашнего эксперимента таблица высвечивается на кодограмме.)
Таблица 1
Изучение химических явлений
|
Исходные вещества |
Полученные продукты реакции |
Признаки реакции |
|
|
Сода, уксусная кислота |
Углекислый газ, вода, соль |
Выделение газа |
|
|
Сахар |
Уголь, вода |
Изменение цвета |
|
|
Молоко, уксусная кислота |
Простокваша, вода |
Выпадение осадка |
|
|
Медь, кислород |
Оксид меди(II) |
Изменение цвета |
|
|
Мел, соляная кислота |
Углекислый газ, вода, соль |
Выделение газа |
|
|
Хлорид меди(II), гидроксид натрия |
Хлорид натрия, гидроксид меди(II) |
Выпадение осадка |
УЧИТЕЛЬ. Для того чтобы сделать вывод о том, по каким признакам мы будем отличать химические явления от физических, проделайте еще несколько опытов и результаты внесите в таблицу. Первый ряд выполняет опыт «Нагревание медной проволоки в пламени спиртовки» (описание опыта см. в учебнике). Какие правила необходимо соблюдать при работе со спиртовкой?
УЧЕНИК. Зажигать спиртовку следует горящей спичкой или лучинкой; ни в коем случае нельзя зажигать ее от другой спиртовки. Переносить горящую спиртовку с одного стола на другой запрещается; тушить пламя можно, только накрывая его колпачком.
УЧИТЕЛЬ. Второй ряд выполняет задание «Взаимодействие хлорида меди(II) с раствором щелочи». Третий ряд - «Взаимодействие мела с соляной кислотой». Вспомним, какие правила нужно соблюдать при работе с кислотами и щелочами.
УЧЕНИК. Работать с едкими веществами нужно осторожно, избегая их попадания в глаза, на кожу и одежду.
На выполнение работы отводится 5 минут. После окончания опытов трое учащихся представляют результаты своей работы и наблюдения, остальные заполняют таблицу до конца.
УЧИТЕЛЬ. Ребята! Вы закончили лабораторную работу, подошло время закончить таблицу (табл. 1), начатую вами дома, в нее вы вносите результаты не только того опыта, который выполняли сами, но и результаты опытов, сделанных вашими одноклассниками.
УЧИТЕЛЬ. Исходя из лабораторных опытов ответим на вопрос: по каким признакам мы будем отличать химические явления от физических?
УЧЕНИК. Отличительными признаками химических реакций являются: изменение цвета, выделение газа, выпадение осадка.
УЧИТЕЛЬ. Какие еще признаки могут указывать на протекание химических реакций? Ответ подскажет нам опыт «Горение магния».
На демонстрационном столе учителя приготовлена фильтровальная бумага, на которую наклеены опилки магния. С помощью лучины учитель поджигает исходное вещество, комментируя при этом.
УЧИТЕЛЬ. До реакции магний - порошок серебристого цвета с металлическим блеском. После реакции вещества изменили внешний вид: образуется оксид магния белого цвета, внешние признаки исходного вещества не сохраняются. Какие новые признаки реакций мы наблюдаем в данном опыте?
УЧЕНИК. При сгорании магния мы наблюдаем яркое свечение. Все реакции горения сопровождаются выделением света и тепла. Благодаря наблюдениям можно сделать вывод: признаками химических реакций являются также выделение тепла и света.
УЧИТЕЛЬ. Закончим таблицу и впишем в нее опыт «горение магния». (Отводится две минуты.)
УЧИТЕЛЬ. Еще Д.И.Менделеев указывал, что наиболее существенным признаком всех химических реакций является изменение энергии. Энергия затрачивается на разрушение одних веществ и выделяется при образовании других веществ. Количество теплоты, которое выделяется или поглощается в результате реакции, называется тепловым эффектом реакции. Реакции бывают экзо- или эндотермическими.
Найдите в учебнике определения, какие реакции называются экзотермическими и какие эндотермическими. Дома эти определения выучите. Рассмотрим в общем виде схему, поясняющую сущность экзо- и эндотермических реакций (схема 2).
УЧИТЕЛЬ. На данной схеме буквой Q обозначено количество теплоты, которое поглощается или выделяется в реакции, т.е. тепловой эффект реакции. Тепловой эффект реакции записывается в правой части уравнения со знаком «+», если теплота выделяется, и со знаком «-», если она поглощается. Тепловой эффект выражается в килоджоулях (кДж) и часто относится к одному моль вещества.
Область химической науки, занимающаяся изучением тепловых эффектов химических реакций, называется термохимией. Соответственно химические уравнения с указанием теплового эффекта называют термохимическими.
5. Заключительная часть
УЧИТЕЛЬ. Ребята, наш урок подходит к завершению. В начале урока перед вами были поставлены задачи: изучить сущность химических реакций; научиться классифицировать реакции по признаку выделения или поглощения энергии; научиться анализировать, сравнивать, делать выводы.
Настало время подвести итоги, что нового вы сегодня узнали? Чему научились?
УЧЕНИК. На уроке мы разобрались в сущности химических реакций, узнали, что в ходе реакции одни связи разрушаются, а другие образуются. С помощью лабораторных опытов мы изучили признаки химических реакций, познакомились с экзо- и эндотермическими реакциями.
УЧИТЕЛЬ. У вас на столах отрывок из произведения писателя-фантаста А.Казанцева «Пылающий остров».
«Люди мира! Воздух, которым вы дышите, состоит из смеси двух газов - азота и кислорода. Кислород - очень деятельный газ. При повышенной температуре он стремится соединиться со многими телами нашей Земли. Эта реакция хорошо известна нам как горение. Когда горит уголь, вещество его соединяется с кислородом, при этом выделяется тепло.
Соединение многих тел с кислородом сопровождается выделением тепла; выражаясь научно, является реакцией экзотермической. Но не все тела таковы. Есть соединения с кислородом, образование которых требует тепла извне, есть явления холодного горения - горения, не выделяющего, а поглощающего тепло. Таким холодным горением было до сих пор соединение двух газов нашего воздуха - азота и кислорода. Эта реакция эндотермическая, она требовала затраты значительной энергии и потому была редка на Земле. Она происходила в природе во время грозовых электрических разрядов - во время ударов молнии».
Прочтите этот текст и посмотрите, как в художественном произведении нашло отражение то, о чем шла речь сегодня на уроке химии. о каком признаке реакции автор говорит в этом отрывке?
УЧЕНИК. В тексте автор выделяет признак реакции горения - выделение тепла. В отрывке автор приводит примеры экзо- и эндотермических реакций.
УЧИТЕЛЬ. Ребята! Я надеюсь, что знания, полученные на уроке, пригодятся вам при дальнейшем изучении химии.
Осталось записать домашнее задание.
Учитель одновременно дает задание двух или трех уровней:
обязательный уровень: упражнения № 2, № 4, № 6, с. 62 по учебнику: Кузнецова Н.Е. и др. Химия. 8 класс., М.: Вентана-Граф, 2004;
тренировочный уровень: подберите примеры экзо- и эндотермических реакций, с которыми вы встречаете в повседневной жизни;
творческое задание: разработать плакаты - опорные конспекты по теме сегодняшнего урока.
Типы химических реакций
ИГРА-ПУТЕШЕСТВИЕ
Цель урока. Повторить классификацию веществ, типы химических реакций и признаки их классификации; научить учащихся применять полученные знания о типах химических реакций на практике - составлять уравнения химических реакций, определять типы химических реакций.
Задачи. Образовательные: систематизировать знания учащихся о классификации веществ, типах химических реакций; продолжить формирование умений наблюдать, записывать уравнения и предвидеть продукты химических реакций; продолжить формирование умения при написании реакций обмена, применения условий течения реакций между растворами до конца; подготовить учащихся к пониманию обратимых и необратимых реакций, теории электролитической диссоциации.
Развивающие: совершенствовать умения школьников при составлении химических уравнений, при выполнении лабораторных опытов; совершенствовать умения учащихся сравнивать и обобщать; развивать память, устойчивое внимание, самостоятельное мышление, умение слушать и слышать другого человека; развивать аналитическое мышление.
Воспитательные: продолжить формирование диалектико-материалистического мышления учащихся.
Форма учебного процесса: классный урок.
Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний учащихся.
Вид урока: урок игра-путешествие.
Система оценивания. На каждом этапе учащимся, выполняющим задания у доски, а также активно работающим на своих местах, выдаются аурики (от лат. aurum - золото) - показатель работоспособности и активности учащихся на уроке, которые ребята подклеивают в свои «Наградные листы». К концу урока у учащихся накапливается определенное количество ауриков, по которым легко оценивать их работу на уроке: 3 аурика - оценка «5», 2 аурика - «4», 1 аурик - «3».
Оборудование и реактивы. Штатив с пробирками, таблица «Угадай слово», шифровки, специальное оформление маршрута путешествия (изображение горы, цветочная поляна, снежное облако), карточки с заданиями, лист ватмана для суперигры «Крестики-нолики», аурики;
на столах учащихся: схема-конспект урока с заданиями, условные знаки поездов (красный кружок и зеленый треугольник); наградные листы, анкеты для учащихся; разбавленные растворы серной кислоты, хлорида магния, карбоната натрия, гидроксида натрия, фенолфталеин.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
Приветствие.
II. Сообщение темы, цели урока, мотивация учащихся
Учитель.
Эти явления знаете вы,
В природе и в быту встречаются они,
А отличают эти явления взаимные превращения,
При которых образуются всегда новые вещества.
Что же это за явления?
Ученики. Химические реакции.
Учитель. Тема нашего урока «Типы химических реакций». Сегодня на уроке мы должны систематизировать все полученные вами знания о химических реакциях, их типах и условиях протекания, для того чтобы в дальнейшем вы могли правильно описывать химические свойства веществ, а также предсказывать возможности их получения, ведь нас с вами окружают вещества и постоянно происходящие с ними изменения. Кроме того, хорошо овладев этой темой, вы без труда сможете осуществлять цепочки химических превращений, решать всевозможные химические задачи. А для этого мы с вами совершим восхождение к вершине горы.
На горе вас ждет сюрприз,
Там еще и суперприз!
Чтобы гору перейти и к вершине нам дойти,
Нужно многое постичь, надо много сил вложить:
Не бояться отвечать и вопросы задавать,
Уравнения химических реакций писать,
Знать, как их отличать,
Все задания выполнять, друг у друга проверять.
Цель свою тогда достигнем -
О типах реакций все постигнем!
Девиз нашего урока - «Достичь вершины - не свалиться в пропасть!».
Итак, в путь! Желаю удачи! У каждого из вас на столе лежит наградной лист. По пути к вершине «химической горы» я вам буду давать аурики - показатель вашей активности. А вы эти аурики будете приклеивать в свои наградные листы (см. приложение).
Чтобы достичь цели, т.е. добраться до вершины горы, мы должны преодолеть 5 этапов:
1) «Шифровка»;
2) «Угадай слово»;
3) «Письмо»;
4) «Химический букет»;
5) «Химический снегопад».
III. Актуализация знаний, умений, навыков учащихся
Учитель. Прежде чем мы начнем путешествие по горам, нам надо добраться до их подножия. Предлагаю вам воспользоваться услугами химической железной дороги. В вашем распоряжении два вида поездов: скорый поезд (красный кружок); пассажирский поезд (зеленый треугольник). Ребята, какой из них быстрее?
Ученики. Скорый поезд.
Учитель. В зависимости от уверенности в своих знаниях по изученным ранее темам, вы должны сейчас выбрать удобный для себя поезд. Посмотрите внимательно задания, написанные в схеме-конспекте нашего урока, и сделайте свой выбор. На столах у вас лежат условные знаки поездов, прошу поднять знак выбранного вами вида поезда. Фигуры не опускайте, т.к. я должен выбрать машинистов и дать им «руль» управления. Они будут выполнять задание у доски. Все остальные также должны выполнить задания на своих рабочих местах. Напоминаю, эти задания находятся в схеме-конспекте нашего урока.
Учитель выбирает двух «машинистов» и приглашает их к доске.
Звучит фонограмма: «Из средней общеобразовательной школы № 20 отправляются скорый и пассажирский поезда до станции «Химические горы». Будьте внимательны и осторожны!».
Учитель. Можем ехать, т.е. выполнять задания.
Задание для пассажирского поезда. Запишите формулы веществ в соответствующие столбцы таблицы: H2, Na2S, Al, CuCl2, Mg, KI, S, Ca(OH) 2, O3, FeBr3 (табл. 1).
Задание для скорого поезда. Запишите формулы веществ в соответствующие столбцы таблицы: P2O5, I2, HNO3, Ca(OH)2, Na2O, K2SO4, Fe, H3PO4, N2, Na2SiO3, LiOH, Cu (табл. 2).
Проверка выполненных заданий осуществляется с использованием сигнальных карточек. За выполнение задания для пассажирского поезда - 2 аурика, скорого - 3 аурика.
Учитель. Ребята, давайте подведем итог нашей поездки и скажем, чем отличаются простые вещества от сложных, физические явления от химических.
Учащиеся отвечают на вопросы.
Учитель. Мы прибыли к подножию «химической горы». А теперь, вперед - в горы! Прохождение каждого этапа маршрута я буду отмечать звездочкой.
IV. Обобщение и систематизация понятий
1-й этап «Шифровка»
Учитель. Поскольку мы только начинаем выполнять восхождение в горы, то этот этап пройдем парами. На каждой парте лежит шифровка (см. шифровки 1-3). Посмотрите на нее внимательно.
Задание. В левой части листа записаны уравнения химических реакций, в правой - беспорядочно расставлены точки с цифрами; каждой цифре соответствует сумма коэффициентов в написанных в левом столбце уравнениях реакций. Ваша задача: расшифровать замаскированный химический элемент. Для этого необходимо по порядку уравнивать химические реакции, подсчитывать сумму коэффициентов в уравнении, находить соответствующие точки и последовательно с помощью маркеров соединять их друг с другом. Если вы правильно выполните задание, то узнаете, какой химический элемент спрятался за цифрами.
За правильное выполнение задания выдаются аурики.
Учитель. Итак, 1-й этап позади, отмечаем звездочкой.
2-й этап «Угадай слово»
Учитель.
Ученики. Существует четыре типа химических реакций: реакции соединения, разложения, замещения, обмена.
Учитель. Что называется реакцией соединения, разложения, замещения, обмена?
Ученики отвечают на поставленные вопросы.
Учитель. Давайте выполним следующее задание.
Задание. К какому типу химических реакций нужно отнести уравнения, приведенные в таблице «Угадай слово»? Необходимо правильно определить тип химической реакции, найти соответствующую букву, из букв сложить слово (табл. 3).
Таблица 3
«Угадай слово»
|
Уравнения реакций |
Типы химических реакций |
||||
|
соединения |
разложения |
замещения |
обмена |
||
|
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 |
Б |
В |
П |
З |
|
|
2Fe(OH) 3 = Fe2O3 + 3H2O |
Г |
И |
К |
Д |
|
|
2Ca + O2 = 2CaO |
С |
Ж |
С |
Ф |
|
|
K3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 3KNO3 |
Н |
У |
Т |
Ь |
|
|
2HgO = 2Hg + O2 |
А |
М |
Р |
П |
|
|
Br2 + 2KI = 2KBr + I2 |
Ш |
Л |
О |
И |
Один человек работает у доски, остальные на своих местах.
Учитель. Ребята, у кого получилось слово «Письмо», поднимите сигнальные карточки - зеленые треугольники - вверх.
Друзья, вы правильно определили типы химических реакций, и мы получили название 3-го этапа нашего путешествия. А 2-й этап мы преодолели.
Учитель прикрепляет звездочку.
3-й этап «Письмо»
Учитель. Ребята, пока мы преодолевали этапы, нам по химической почте пришло видеописьмо. Давайте узнаем, что в нем.
Это письмо от одного из персонажей пьесы Н.В. Гоголя «Ревизор», от Аммоса Федоровича Ляпкина-Тяпкина. Все знают этого судью, но не все знают, что он очень увлекается химией. Вот что он сообщает.
Задание. С реактивами, полученными от Ляпкина-Тяпкина, давайте проведем лабораторные опыты, иллюстрирующие реакции обмена, и вы запишете соответствующие уравнения реакций с учетом правил написания реакций обмена в своих схемах-конспектах. И помните о правилах техники безопасности при выполнении лабораторных опытов - пробирки и склянки держим на уровне глаз, работаем аккуратно и с малым количеством реактивов.
Пробирка № 1. H2SO4 + Na2CO3 --> наблюдается выделение газа.
Пробирка № 2. Na2CO3 + MgCl2 --> наблюдается выделение осадка.
Пробирка № 3. NaOH + H2SO4 --> видимых изменений нет, образование воды.
Учащиеся выполняют лабораторные опыты и записывают соответствующие уравнения реакций в схеме-конспекте урока. Двое учащихся (по одному из каждой группы) выполняют задания у доски.
В схеме-конспекте (табл. 4) записано:
Таблица 4
|
Условия |
Уравнения реакций |
|
|
Выделение газа |
H2SO4 + Na2CO3 --> .......... |
|
|
Выделение осадка |
Na2CO3 + MgCl2 --> .......... |
|
|
Образование воды |
NaOH + H2SO4 --> .......... |
Учитель. Друзья, просигнализируйте мне карточками, у кого первое и второе уравнения получились такими же, как записано на доске?
Ребята, сейчас вы провели опыты, демонстрирующие условия протекания реакций обмена: выделение газа, осадка и образование воды. Однако в третьей пробирке вы ничего не наблюдали. Объясню, почему. Реакция между кислотами и основаниями - это частный случай реакции обмена, и называется она реакцией нейтрализации.
Основание и кислота -
Два непримиримых врага,
Сразу вступают в реакцию,
Название которой - нейтрализация.
Соль и Н2О нам получить дано.
Показ видеофрагмента «Хамелеон».
Учитель. Ребята, сейчас вы увидели животное. Вы узнали его? Что вы можете о нем рассказать?
Ученики. Это хамелеон. Он изменяет свою окраску в зависимости от внешних условий.
Учитель. А как вы думаете, почему я его вам сейчас показал? Какие химические вещества, подобно хамелеону, меняют свою окраску? Как они называются?
Ученики. Индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый.
Учитель. Теперь вернемся к реакции нейтрализации. Я продемонстрирую ее вам. Для того чтобы наглядно была видна эта реакция, в реакционную смесь добавим несколько капель индикатора фенолфталеина. Фенолфталеин в нейтральной, а также в кислой среде - бесцветный, а в щелочной - малиновый.
Демонстрация:
NaOH + фенолфталеин + H2SO4 --> обесцвечивание раствора.
Ученики записывают третье уравнение реакции в схеме-конспекте.
Учитель. Итак, третий этап позади, мы помогли господину Ляпкину-Тяпкину разобраться в его проблеме, и я могу смело прикрепить звездочку, а также наградить вас ауриками. Но прежде чем мы перейдем к 4-му этапу, я предлагаю немного отдохнуть и устроить «стрельбу глазами».
Задание «Стрельба глазами».
1. В периодической системе найдите самый активный элемент-неметалл. (F.)
2. Переведите свой взгляд влево, на элемент, стоящий в том же периоде в III группе. (B.)
3. Переведите взгляд вниз и влево, на самый активный металл. (Fr.)
4. Переведите взгляд вверх и вправо, на элемент, атомы которого образуют вещество, поддерживающее горение. (O.)
5. Переведите взгляд вниз и влево, на элемент, атомы которого образуют металл, используемый в градусниках. (Hg.)
6. Переведите взгляд вверх и вправо, на элемент с относительной атомной массой 35,5. (Cl.)
7. Переведите взгляд вниз и влево, на элемент, давший группе элементов название «лантаноиды». (La.)
8. Переведите свой взгляд вверх и вправо, на самый электроотрицательный элемент. (F.)
9. Переведите свой взгляд вниз и влево, на элемент, атомы которого образуют драгоценный металл желтого цвета. (Au.)
Литература
1. В.Я. Вивюрский “Заключительные уроки по химии в средней школе”.
2. МГОНО, МГИУУ “Методика подготовки и проведение зачетных уроков по курсу химии”.
3. Н.И.Гаврусейко “Задание для самостоятельной работы учащихся по органической химии”.
4. Н.М Городова “Сборник тестовых заданий по химии 11 кл”.
5. З.М Потапов, И.Н.Чертиков “ Проверь свои знания по органической химии”.
6. Чертков И. Н. Методика формирован» у учащихся основных понятий органически химии.-- М.: Просвещение, 1979.t
7. Дроздов С. Н. Взаимосвязь гомологии изомерии.-- В сб.: Методические рекомендации по химии.-- М.: Высшая школа, 1979, вып.
8. Дроздов СН. К вопросу формирована понятий гомологии и изомерии.-- Химия школе, 1971, № 4, с. 49.
9. Дроздов С. Н. Использование таблиц при изучении гомологии.-- Химия в школе, 1974 № 4, с. 59.
10. Дроздов С. Н. Гомология и изомера ароматических углеводородов.-- Химия в школе, 1977, № 3, с. 59.
Подобные документы
Понятие "химическая реакция" и этапы его формирования. "Химическая реакция" как система. Основные методы, применяемые в разделах о химической реакции. Формирование знаний о типах химических реакций, реакциях ионного обмена, химической кинетике.
курсовая работа [222,1 K], добавлен 14.11.2007Закономерности течения химических реакций. Решение производственных задач по теме "Химическое равновесие". Особенности действия катализаторов. Скорость химической реакции и составление термохимических уравнений. Прикладные аспекты преподавания химии.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.12.2009Основные задачи школьного курса химии. Дидактические принципы химического содержания: научность, доступность, системность, систематичность. Возникновение химических теорий, анализ химических реакций. Характеристика программы курса химии для 7 класса.
курсовая работа [678,2 K], добавлен 17.03.2012Процесс преподавания химии в вечерней школе. Строение и классификация органических реакций. Химические реакции в органической химии. Строение атома. Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение вещества. Химические реакции.
дипломная работа [53,9 K], добавлен 16.01.2009Этапы формирования понятия "химическая реакция". Практическая ориентированность предметного знания как одна из самых актуальных проблем методики преподавания химии в школе. Формирование знаний о типах химических реакций. Разбор и закрепление материала.
курсовая работа [426,8 K], добавлен 27.12.2009Эмоции, переживаемые детьми в дошкольном возрасте. Эмоциональный процесс, виды эмоций. Фундаментальные эмоции и их комплексы. Потребность в эмоциональном насыщении. Влияние эмоций на познавательные процессы. Структура эмоциональных реакций дошкольника.
курсовая работа [156,2 K], добавлен 28.01.2011Психолого-педагогические основы изучения тригонометрического материала в школе. Разработка системы упражнений по теме "Тригонометрические уравнения". Методические рекомендации по решению задач, проведению уроков, контрольных и проверочных работ.
дипломная работа [371,9 K], добавлен 16.03.2012Опорные схемы-конспекты по химии. Основные этапы составления и применения опорных сигналов. Типы кристаллических решеток. Методические разработки по теме "Строение атома. Химическая связь". Основное содержание ОС в соответствии с программой VII класса.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 17.10.2010Физические свойства алкенов и алкинов. Реакции присоединения к алкинам: гидрирование, галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация, полимеризация. Способов получения ацетилена в промышленности. Методические разработки по теме "Методы добычи алкинов".
курсовая работа [477,4 K], добавлен 07.09.2011Тема "Железо и его соединения" в школьных программах по химии. Положение железа в периодической системе химических элементов и строение атома. Нахождение железа в природе, его получение и свойства. Причина токсичности соединений железа в щелочной среде.
курсовая работа [370,1 K], добавлен 24.12.2009
