Урок Класифікація хімічних реакцій
Конспект уроку хімії
9 клас
КЛАСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ
Розробив вчитель хімії
ЗОШ №1 І-ІІІ ступенів
м. Нетішина
Машук Катерина Анатоліївна
Нетішин, 2021
Яскравий експеримент сам по собі
часто набагато цінніший,
ніж двадцять вивчених формул
Альберт Ейнштейн.
ТЕМА: Класифікація хімічних реакцій.
МЕТА:
1) Освітня: - закріпити знання учнів про вивчену раніше класифікацію хімічних реакцій за зміною числа реагентів і продуктів реакції;
- ознайомити учнів з новими класифікаціями хімічних реакцій: за зміною або відсутністю зміни ступеню окиснення елементів, які входять до складу речовин, що реагують; за виділенням або поглинанням енергії під час хімічної реакції; за оборотністю; за наявністю каталізатора;
- продовжувати вдосконалювати вміння записувати хімічні реакції та урівнювати рівняння хімічних реакцій;
- продовжувати формувати здоров’язберігаючу компетентність (правила техніки безпеки), комунікативну, інформаційну компетентності.
2) Виховна: - сприяти формуванню наукового світогляду учнів;
- виховувати вміння спостерігати явища, аналізувати їх, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки та робити висновки.
3) Розвиваюча: - розвивати уміння застосовувати знання про склад, будову речовин для розв’язання конкретних завдань, пов’язаних з перебігом хімічних реакцій;
- розвивати логічне мислення учнів, самостійність їх пізнавальної діяльності;
- пов’язати дану тему із раніше вивченим матеріалом про прості та складні речовини;
ТИП УРОКУ: комбінований (узагальнення вивченого матеріалу та одержання нових знань).
МЕТОДИ УРОКУ: словесний (бесіда); наочний (демонстрації);
інтерактивні методи: «Мікрофон», «Незакінчені речення», самоперевірка, взаємоперевірка, інтелектуальне змагання.
ОБЛАДНАННЯ: картки-завдання для індивідуальної роботи; набір речовин для демонстрації цікавих дослідів.
ХІД УРОКУ
І Організаційний момент.
ІІ Актуалізація опорних знань.
Фронтальне опитування.
- Що таке хімічна реакція? (Хімічна реакція – це процес, під час якого з одних речовин утворюються інші речовини, відмінні за хімічним складом).
- Які хімічні реакції називають реакціями сполучення? (Реакція сполучення – це хімічна реакція, внаслідок якої з двох, або кількох речовин утворюється одна нова речовина).
- Які хімічні реакції називають реакціями розкладу? (Реакція розкладу – це хімічна реакція, під час якої з однієї речовини утворюються дві або кілька нових речовин).
- Які хімічні реакції називають реакціями заміщення? (Реакція заміщення – це реакція між простою і складною речовинами, у процесі якої атоми простої речовини заміщують атоми одного з елементів у складній речовині).
- Які хімічні реакції називають реакціями обміну? (Реакція обміну – це реакція, у процесі якої дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами).
- Які елементи відносяться до лужних металів? Галогенів?
- Що таке ступінь окиснення? (Ступінь окиснення – це умовний заряд атома у речовині, який виник би на атомі за умови, що спільні електронні пари повністю змістилися б до більш електронегативного атома).
- Які значення можуть мати ступені окиснення? (Позитивні, негативні, нульові).
-
Які правила визначення ступенів окиснення ви знаєте?
- Алгебраїчна сума ступенів окиснення всіх атомів у сполуці дорівнює нулю.
- Ступені окиснення елементів у простих речовинах дорівнюють нулю.
- Ступені окиснення лужних металів завжди дорівнює +1.
- Ступінь окиснення Гідрогену із неметалами та у сполуках, що мають 3 і більше елементів завжди дорівнює +1, а у бінарних сполуках з металами дорівнює -1.
- Флуор в усіх сполуках має ступінь окиснення -1.
- Ступені окиснення галогенів у сполуках з металами завжди дорівнюють -1.
- Ступінь окиснення Оксигену у сполуках, як правило дорівнює -2. Винятки:
+2 -1 +1 -1
оксиген флуорид ОF2; гідроген пероксид Н2О2.
- Які ви знаєте умови перебігу реакцій йонного обміну до кінця? (Утворення осаду, леткої речовини (газу), або слабкого електроліту (вода)).
- Що таке каталізатор? (Каталізатори – це речовини, які збільшують швидкість хімічних реакцій, але самі участі в них не беруть).
Вправа 1
Заповнити таблицю, виконуючи такі дії:
1) Поставити коефіцієнти у рівняннях хімічних реакцій та визначити тип хімічних реакцій. (Викликати до дошки двох учнів для урівнювання рівнянь хімічних реакцій та визначення типів хімічних реакцій. Клас розв’язує ці самі завдання у робочому зошиті).
2) Визначити ступені окиснення елементів у сполуках. (Викликати до дошки двох інших учнів для визначення ступенів окиснення елементів у сполуках. Клас розв’язує ці самі завдання у робочому зошиті).
3) Методом самоперевірки та взаємоперевірки оцінити виконані роботи.
Таблиця 1. Типи хімічних реакцій.
|
№ п/п |
Рівняння реакцій |
Тип реакції |
|
І варіант |
||
|
|
0 0 Fe -3 +1 N2 + 3H2 2NH3 + Q |
|
|
|
+1 +7 -2 +1 +6 -2 +4 -2 0 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 - Q |
|
|
|
0 +1 -2 +1 -2 +1 0 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 + Q |
|
|
|
+2 -1 +1 +6 -2 +2 +6 -2 +1 -1 BaCl2 + K2SO4 BaSO4 + 2KCl + Q |
|
Продовження Таблиці 1
|
№ п/п |
Рівняння реакцій |
Тип реакції |
|
ІІ варіант |
||
|
|
0 +1 +6 -2 +3 +6 -2 0 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 + Q |
|
|
|
+1 +5 -2 +1-1 +1-1 +1+5-2 AgNO3 + KJ AgJ + KNO3 + Q |
|
|
|
+1 -1 MnO2 +1 -2 0 2Н2О2 2Н2О + О2 + Q |
|
|
|
0 0 +2 -2 Mg + O2 2MgO + Q |
|
ІІІ Мотивація навчально-пізнавальної діяльності.
(розповідь із «Клеопатри» Г.Р. Хаггарда).
Стародавня легенда розповідає, що цариця Клеопатра виграла оригінальне парі, з’ївши дорогоцінний «сніданок», який коштував 100 000 систерцій (5 168 000 грн). Що з’їла вигадлива цариця?
Г.Р. Хаггард «Клеопатра».
«…Вона вийняла з вуха одну з тих величезних перлин… і … опустила перлину в оцет. Запанувала тиша, вражені гості, завмерши, спостерігали, як незрівнянна перлина повільно розчиняється в міцному оцті. Від неї не залишилося і сліду, і тоді Клеопатра підняла келих, покрутила його і випила весь до останньої краплі». Що сталося з перлиною?
Відповідь. Клеопатра розчинила у бокалі з оцтом свою коштовну перлину і випила розчин. Перли складаються переважно з кальцій карбонату СаСО3 і тому легко розчиняються в кислотах. Напій, який коштував 100000 систерцій (5 168 000 грн..), являв собою розчин кальцій ацетату:
СаСО3 + 2СН3СООН (СН3СОО)2Са + СО2 + Н2О
перлина
Запитання до класу: до якого типу можна віднести написану хімічну реакцію? (ОБМІНУ).
Розповідь учителя. А ще дану реакцію можна віднести до таких типів:
1) Без зміни ступенів окиснення хімічних елементів;
2) Екзотермічна (із виділенням теплоти);
3) Некаталітична;
4) Необоротна.
Ці типи хімічних реакцій ми будемо вивчати на сьогоднішньому уроці.
ІV Повідомлення теми уроку.
ТЕМА: КЛАСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ
План уроку.
- За числом вихідних та кінцевих речовин (сполучення, розкладу, заміщення, обміну) – повторюємо матеріал під час етапу уроку «Актуалізація опорних знань».
- За зміною ступенів окиснення (окисно-відновні, без зміни ступеню окиснення) – частково повторюємо матеріал під час етапу уроку «Актуалізація опорних знань».
- За виділенням або поглинанням енергії під час реакції (екзотермічні, ендотермічні).
- За перебігом реакції до кінця (оборотні, необоротні).
- За наявністю каталізатора (каталітичні, некаталітичні).
V Вивчення нового матеріалу.
Розповідь вчителя.
Ви вивчили багато хімічних реакцій. Вони мають спільні ознаки, які відрізняють їх від фізичних явищ. Зрозуміло, що кожна хімічна реакція індивідуальна, оскільки в ній беруть участь конкретні хімічні речовини із притаманними їм властивостями. Разом з тим, різні хімічні реакції мають багато спільних ознак, що дає змогу класифікувати їх на підставі тієї чи іншої ознаки.
Таблиця 2. Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками.
|
№ п/п |
Ознаки класифікації |
Типи реакцій |
|
|
Зміна числа і складу реагентів і продуктів реакції |
Сполучення Розкладу Заміщення Обміну |
|
|
Зміна або відсутність зміни ступенів окиснення елементів, які входять до складу речовин, що реагують. |
Окисно-відновні Без зміни ступенів окиснення елементів |
|
|
Виділення чи поглинання енергії під час реакції |
Екзотермічні (Q0) Ендотермічні (Q0) |
|
|
Перебіг реакції |
Оборотні ( ) Необоротні ( ) |
|
|
Наявність каталізатора |
Каталітичні Некаталітичні |
1. За числом вихідних та кінцевих речовин.
Починаємо заповнювати таблицю 1 у вправі 1, одночасно працюючи із Таблицею 2 «Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками».
Гра «Мовчанка»
Мета гри: перевірити вміння всіх учнів визначати типи реакцій за кількістю і складом реагентів.
Вчитель записує 8 рівнянь, які записані у Таблиці 2.
Учні першого ряду піднімають руки, якщо дана реакція є реакцією сполучення,
другого ряду, якщо – розкладу,
третього ряду, якщо – заміщення,
всі разом, якщо – обміну.
Інтерактивній метод «Мікрофон». Правила техніки безпеки.
Повторюємо правила техніки безпеки у кабінеті хімії.
Демонстрація 1. Горіння магнію.
Матеріали: штатив, спиртівка, сухий спирт, сірники, порошок магнію, ложка для спалювання речовин.
Спалюємо магній у полум’ї спиртівки:
Mg + O2 2MgO – реакція сполучення, екзотермічна, окисно-відновна, некаталітична, необоротна
Демонстрація 2. «Діючий вулкан».
Матеріали: порошок амоній дихромату, фарфоровий тигель, азбестовий лист, спиртівка, сірники, спирт, вата, металевий стержень.
Хід досліду. Заповнити розтертим амоній дихроматом фарфоровий тигель на 15-20 мл. Поставити його на азбестовий лист. Нагріти сіль із верхівки розпеченим у полум’ї спиртівки масивним металевим стержнем. Як тільки почнеться розклад солі, нагрівання припинити. Далі реакція відбувається за рахунок цього екзотермічного процесу (нагадує виверження вулкану).
|
(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O - оранжевий зелений |
Розкладу, екзотермічна, окисно-відновна, некаталітична, необоротна
|
Нагріти сіль можна іншим способом. Зробити у ній невеликий «кратер». Помістити у кратер жмутик вати, змоченої спиртом, потім підпалити вату. Від теплоти згоряння спирту розпочинається розклад солі.
Демонстрація 3. Взаємодія натрію з водою.
Матеріали: хімічний стакан, вода у колбі, розчин фенолфталеїну у крапельниці Шустера, тигельні щипці, скальпель, фільтрувальний папір, натрій металічний.
Кидаємо шматочок натрію (не більше горошини) у стакан з водою:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2 – реакція заміщення
Натрій плаває на поверхні, тому що легший за воду. Рухається на поверхні води під дією реактивного руху, джерелом якого є водень, що виділяється.
Демонстрація 4. Утворення кольорового осаду.
Матеріали: штатив для пробірок, пробірки, розчин КJ, розчин AgNO3, дві піпетки.
У пробірку з розчином AgNO3 наливаємо розчин КJ:
AgNO3 + KJ AgJ + KNO3 + Q
жовтий осад
2. За зміною ступенів окиснення.
Продовжуємо заповнювати таблицю 1 у вправі 1 (визначаємо ступені окиснення елементів).
Працюємо із Таблицею 2 «Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками».
Реакції, у процесі яких змінюються ступені окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин, називаються окисно-відновними.
Перебіг окисно-відновних реакцій і, отже, зміна ступенів окиснення атомів, зумовлені переходом електронів від одних атомів до інших.
Реакції обміну ніколи не бувають окисно-відновними.
Продовжуємо заповнювати таблицю 1 у вправі 1 (визначаємо тип хімічної реакції).
3. За виділенням або поглинанням енергії під час реакції.
При хімічних реакціях відбувається розрив одних хімічних зв’язків і утворення інших, а тому внутрішня енергія (Н – «аш») продуктів реакції відрізняється від внутрішньої енергії реагентів.
Працюємо із Таблицею 2 «Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками».
Екзотермічні реакції (з гр. екзо- – ззовні) супроводжуються виділенням теплоти (Q0).
Ендотермічні реакції (з гр. ендо- – всередині) супроводжуються поглинанням теплоти (Q0).
Продовжуємо заповнювати таблицю 1 у вправі 1 (визначаємо тип хімічної реакції).
Демонстрація 5. Розклад калій перманганату при нагріванні (ендотермічна реакція).
Матеріали: пробірка, пробка із газовідвідною трубкою, порошок калій перманганату, вата, конічна колба, дерев’яна скіпка, штатив, сухе пальне, сірники.
Хід досліду. Насипати у пробірку кристалічний порошок калій перманганату шаром 1,5-2 см. Помістити у неї, ближче до отвору, жмутик вати, щоб тверда речовина піл час досліду залишалась у пробірці. Закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою і закріпити її у штативі за допомогою лапки. Поставити біля приладу конічну колбу і опустити вільний кінець газовідвідної трубки майже до її дна. Нагріти вміст пробірки.
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 - Q
Наявність кисню перевіряють спалахуванням жевріючої скіпки.
4. За перебігом реакції до кінця.
Хімічні реакції, що за одних і тих самих умов відбуваються одночасно у протилежних напрямках, називаються оборотними.
пряма реакція
Вихідні речовини (реагенти) Продукти реакції
зворотна реакція
Учні дають відповідь на питання 10 (Актуалізація опорних знань).
Необоротні реакції відбуваються практично до кінця. До них належать ті реакції, під час перебігу яких: а) утворюється нерозчинна речовина (осад);
б) виділяється газ;
в) утворюється слабкий електроліт (Н2О).
Продовжуємо заповнювати таблицю 1 у вправі 1 (визначаємо тип хімічної реакції).
5. За наявністю каталізатора.
Працюємо із Таблицею 2 «Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками».
Шведський хімік Берцеліус вперше описав «чудодійні» речовини і дав їм назву – каталізатори. Мізерна кількість їх прискорювала хімічну реакцію у багато разів, а самі вони виходили з реакції недоторканими.
КАЗКА ПРО КАТАЛІЗАТОР.
В одного чоловіка було три сини. Перед смертю батько заповів, щоб сини поділили між собою спадок – 17 волів. А ділити необхідно так:
Першому сину: 1/2
Другому сину: 1/3
Третьому сину: 1/9.
Сини зажурилися, тому що не могли поділити спадок, адже число 17 не ділиться ні на 2, ні на 3, ні на 9. У цей час ішов якийсь чоловік і вів свого вола. Побачив, що хлопці затужили і каже: «Візьміть мого вола собі». Хлопці уже мали 18 волів. Тому вони змогли поділити свій спадок таким чином:
Першому сину: 18/2 = 9 волів.
Другому сину: 18/3 = 6 волів.
Третьому сину: 18/9 = 2 воли.
Хлопці поділили воли. А віл доброго незнайомця залишився, адже 9+6+2=17, а не 18.
Радісні брати віддали зайвого вола для незнайомця, що проходив знову.
Віл у даній казці виступає в якості каталізатора, оскільки він допомагає проходженню певного процесу, але сам при цьому не витрачається, не входить до складу продуктів.
Каталізатори – це речовини, які прискорюють хімічні реакції, але самі при цьому не витрачаються.
Реакції, які відбуваються за участю каталізатора, називаються каталітичними.
Демонстрація 6. Алюміній + йод кристалічний.
Матеріали: фарфорова ступка, порошок алюмінію, кристали йоду, азбестова сітка, колба з водою, піпетка.
Хід досліду. В сухій фарфоровій ступці розтерти однакові кількості алюмінієвого порошку та йоду. На азбестову сітку насипати суміш у вигляді невеликого конуса із заглибленням у верхній частині. Піпеткою капнути у заглиблення 1 краплю води (каталізатор). Через 2-3 хвилини почнеться енергійне окиснення алюмінію йодом. Це екзотермічна реакція. Відбувається сублімація йоду, і над «кратером вулкана» з’являються спочатку фіолетовий дим і окремі спалахи алюмінію. Дослід слід проводити під тягою.
|
Н2О 2Al + 3J2 2 AlJ3
|
Сполучення, екзотермічна, окисно-відновна, каталітична, необоротна
|
Демонстрація 7. Каталітичний розклад гідроген пероксиду.
Матеріали: розчин гідроген пероксиду H2O2, порошок манган діоксиду MnO2, хімічний стакан, мірна ложечка.
Хід досліду. Наливаємо 20 мл розчину H2O2 у стакан. Досипаємо мірну ложку порошку MnO2. Відбувається бурхлива реакція розкладу H2O2:
|
MnO2 2Н2О2 2Н2О + О2
|
Розкладу, екзотермічна, окисно-відновна, каталітична, необоротна
|
Продовжуємо заповнювати таблицю 1 у вправі 1 (визначаємо тип хімічної реакції).
VІ Закріплення вивченого матеріалу.
Закріплюємо матеріал впродовж усього уроку, заповнюючи таблицю 1 у вправі 1
(варіант 2).
Вправа 2 (Інтелектуальне змагання)
Дайте відповіді на запитання (учні середнього ряду дають запитання для учнів першого та третього рядів):
- Назвіть ознаки, за якими класифікують хімічні реакції.
- Дайте визначення реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну.
- Які реакції називають окисно-відновними?
- Що таке екзо- та ендотермічні реакції?
- Що таке оборотна реакція?
Чи знаєте ви, що…
- Символ медицини – чаша та змія, що її обвиває. У хімії існує щось подібне – змія, що кусає свій хвіст. Що означає такий символ? (Змія, що кусає свій хвіст, означає оборотну хімічну реакцію).
- Металевий натрій зберігають у гасі (керосині).
- Вони активні дуже всі,
Шар їх гасу зберігає.
Звуть їх лужними усі,
Бо лугам відповідають.
Вправа 3
Інтерактивний метод «Незакінчені речення».
Закінчити дані визначення:
- Процес, під час якого з одних речовин утворюються інші речовини, відмінні за хімічним складом – це … (Хімічна реакція).
- Реакція, внаслідок якої з двох, або кількох речовин утворюється одна нова речовина, називається … (Реакція сполучення).
- Реакція, під час якої з однієї речовини утворюються дві або кілька нових речовин, називається … (Реакція розкладу).
- Реакція між простою і складною речовинами, у процесі якої атоми простої речовини заміщують атоми одного з елементів у складній речовині, називається … (Реакція заміщення).
- Реакція, у процесі якої дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами називається … (Реакція обміну).
- Літій, Натрій, Калій, Рубідій, Цезій, Францій відносяться до металів, які називаються … (Лужними).
- Умовний заряд атома у речовині, який виник би на атомі за умови, що спільні електронні пари повністю змістилися б до більш електронегативного атома – це … (Ступінь окиснення).
- Реакції, у процесі яких змінюються ступені окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин, називаються … (Окисно-відновними).
- Реакції, які супроводжуються виділенням теплоти, називаються … (Екзотермічними).
- Реакції, які супроводжуються поглинанням теплоти, називаються … (Ендотермічними).
- Реакції, що за одних і тих самих умов відбуваються одночасно у протилежних напрямках, називаються … (Оборотними).
- Реакції, які відбуваються практично до кінця (із утворенням газу, осаду чи слабкого електроліту), називаються … (Необоротними).
- Реакції, які відбуваються за участю каталізатора, називаються … (Каталітичними).
Робота з підручником.
(Учні розв’язують самостійно вказані вправи, два учні розв’язують ці самі вправи біля дошки).
Ст. 85, вправа 5
вправа 8
VІІ Підсумок уроку.
Коротко систематизую вивчений матеріал, здійснюю корекцію знань деяких учнів, виставляю оцінки, коментуючи кожний бал.
VІІІ Повідомлення домашнього завдання.
§ 13; вправа 4 на ст.85 (1-6 балів);
вправа 6 на ст.85 (7-9 балів);
вправа 7 на ст.85 (10-12 балів).
ДОДАТОК 1.
Таблиця. Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками.
|
№ п/п |
Ознаки класифікації |
Типи реакцій |
|
|
Зміна числа і складу реагентів і продуктів реакції |
Сполучення Розкладу Заміщення Обміну |
|
|
Зміна або відсутність зміни ступенів окиснення елементів, які входять до складу речовин, що реагують. |
Окисно-відновні Без зміни ступенів окиснення елементів |
|
|
Виділення чи поглинання енергії під час реакції |
Екзотермічні (Q0) Ендотермічні (Q0) |
|
|
Перебіг реакції |
Оборотні ( ) Необоротні ( ) |
|
|
Наявність каталізатора |
Каталітичні Некаталітичні |
Таблиця. Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками.
|
№ п/п |
Ознаки класифікації |
Типи реакцій |
|
|
Зміна числа і складу реагентів і продуктів реакції |
Сполучення Розкладу Заміщення Обміну |
|
|
Зміна або відсутність зміни ступенів окиснення елементів, які входять до складу речовин, що реагують. |
Окисно-відновні Без зміни ступенів окиснення елементів |
|
|
Виділення чи поглинання енергії під час реакції |
Екзотермічні (Q0) Ендотермічні (Q0) |
|
|
Перебіг реакції |
Оборотні ( ) Необоротні ( ) |
|
|
Наявність каталізатора |
Каталітичні Некаталітичні |
Таблиця. Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками.
|
№ п/п |
Ознаки класифікації |
Типи реакцій |
|
|
Зміна числа і складу реагентів і продуктів реакції |
Сполучення Розкладу Заміщення Обміну |
|
|
Зміна або відсутність зміни ступенів окиснення елементів, які входять до складу речовин, що реагують. |
Окисно-відновні Без зміни ступенів окиснення елементів |
|
|
Виділення чи поглинання енергії під час реакції |
Екзотермічні (Q0) Ендотермічні (Q0) |
|
|
Перебіг реакції |
Оборотні ( ) Необоротні ( ) |
|
|
Наявність каталізатора |
Каталітичні Некаталітичні |
1
про публікацію авторської розробки
Додати розробку