Урок "Закон збереження маси речовин під час хімічних реакцій. Схема хімічної реакції. Хімічні рівняння."

Тема: Закон збереження маси речовин під час хімічних реакцій. Схема хімічної реакції. Хімічні рівняння.

Мета:

1) освітня – пояснити закон збереження маси речовини як один з основних законів; дати поняття про хімічні рівняння як підтвердження закону збереження маси речовин; почати формування вмінь складання рівнянь хімічних реакцій;

2) виховна – виховувати дбайливе ставлення до всього живого, інтерес до предмета;

3) розвиваюча – розвивати образне і логічне мислення учнів, навички індивідуальної та групової форми роботи.

Завдання:

1) показати роль учених-хіміків А. Лавуазьє, М.В. Ломоносова у відкритті цього закону;

2) пояснити значення закону збереження маси речовини в хімії як однієї з форм наукових знань про природу;

3) пояснити правила складання рівнянь хімічних реакцій, виробляти вміння розставляти коефіцієнти в рівняннях хімічних реакцій.

Тип уроку: комбінований

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, портрети А. Лавуазьє та М.В. Ломоносова, технохімічні терези з важками, проектор.

Хід уроку

І. Організація класу (1 хв.)

Перевірка готовності учнів до уроку.

Сьогоднішній урок я хочу розпочати словами з китайської народної мудрості «Не бійся, що не знаєш, бійся, що не навчишся». Тож я всім вам бажаю впевненості, сумлінної праці й успіхів на сьогоднішньому уроці.

ІІ. Перевірка домашнього завдання (9 хв.)

А зараз, закрийте очі, уявіть: середина XIII століття, старовинний замок, а в ньому розмістилася величезна хімічна лабораторія, в якій день і ніч працюють найвидатніші алхіміки того часу. І вони, дозволили нам попрацювати в цьому замку.  Але, перед тим як вирушити до замку й розпочати працювати там, ми повинні переконатися, чи вистачить у вас знань. Тож давайте згадаємо, що ми вивчали на минулих уроках. Світ  такий різноманітний й таємничий. А наука хімія розкриває деякі його таємниці. 

Бесіда

- Що таке хімічні та фізичні явища? Чим вони відрізняються?

(Явища, при яких змінюється форма предмета або агрегатний стан речовини, але не змінюється її склад, називають фізичними. Унаслідок перебігу фізичних явищ частинки в речовині не змінюються, отже, не змінюються і властивості речовин.

Явища, при яких одні речовини перетворюються на інші, називають хімічними).

- Перелічіть зовнішні ефекти хімічних реакцій.

(Зміна кольору, зміна запаху, випадання або розчинення осаду, виділення газу, виділення або поглинання теплоти).

Групова робота

1. Під час грози від блискавки загорілося дерево. Про які явища йде мова в цьому реченні? Поясніть свою відповідь. (Блискавка – електричний розряд між хмарами або між хмарою і землею. Під час грози можна спостерігати блискавку. Вона є різновидом потужного електричного струму. Звідки беруться заряджені частинки, що спричиняють блискавку? Грози здебільшого бувають улітку чи пізньої весни, коли тепле повітря піднімається високо вгору. Внаслідок тертя в хмарах шарів повітря і краплин води вони електризуються. Під час грози наелектризовані хмари можуть зблизитися настільки, що від цього виникає електричне явище - блискавка. Вона супроводжується гучним звуком – громом. А горіння дерева – це хімічне явища).

2. Порівняйте дії двох ремісників: коваля та металурга. Коваль бере залізний брусок, нагріває його, б’є по ньому молотком і в результаті отримує виріб, наприклад підкову. Чи змінюється в цьому випадку речовина, з якої складався брусок, – залізо? Металург бере залізну руду – бурий порошок або камені, які не проводять електричного струму й легко розсипаються внаслідок удару молотком, й перетворює її на блискучі бруски заліза – метал, який має металічний блиск, добре проводить електричний струм, унаслідок удару не розсипається, а розплющується. Чи змінилася за цих умов речовина? У якому випадку проходить фізичне явище, а в якому – хімічне? Поясніть.

3. Наведіть три приклади хімічних реакцій, які ви спостерігали в природі або побуті. (Гниття деревини і листя в лісі, парку; прокисання яблучного соку, гасіння соди оцтом)

Експрес-тестування

Серед перелічених явищ виберіть хімічні (підніміть жовту картку) та фізичні явища (підніміть зелену картку).

1. Узимку гілля дерев вкривається памороззю;

2. За зиму опале листя згниває;

3. Розлитий ацетон швидко випаровується;

4. Запах розлитих парфумів швидко поширюється по всій кімнаті;

5. З часом на стінках чайника утворюється накип;

6. У теплому місці молоко швидко скисає;

7. У вологому повітрі бронзові пам’ятники вкриваються зеленим нальотом;

8. Крапля бруду на черевику до ранку перетворюється на коричневу пляму;

9. Іржавий цвях очищується від іржі наждачним папером;

10. Танення снігу.

Я бачу, що ви готувалися до сьогоднішнього уроку й маєте певні знання. Тож, пропоную вам, вирушити на екскурсію до старовинного замку, в якому, ми відвідаємо хімічну лабораторію і, я сподіваюсь, добре там попрацюємо.

ІІІ. Повідомлення теми і мети уроку. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності (5 хв.)

Розгадування ребусу, в якому зашифрована тема уроку

(В робочому зошиті учні записують число, класну роботу і тему урока).

Сьогодні ми продовжимо вивчати хімічні явища і ви дізнаєтесь, що спостереження які ми описували на минулому уроці можна записати на хімічній мові, за допомогою хімічних формул і коефіцієнтів. Такі записи називають хімічними рівняннями. Щоб навчитись складати хімічні рівняння необхідно крім хімічних символів (які є в ПС, ми їх вивчили) і хімічних формул (ми їх навчились складати за валентністю) знати ще і закон збереження маси речовин.

Сьогодні ми дізнаємось:

1. Чи змінюється маса речовин під час хімічних перетворень?

2. Що відбувається з молекулами та атомами під час хімічної реакції?

ІV. Вивчення нового матеріалу (20 хв.)

Всі науки базуються на законах. Що таке закон? Закон – теоретично обґрунтоване та експериментально доведене наукове твердження. Закон з’являється після пояснення та узагальнення великої кількості фактів. Його відкриття є справжньою подією в науці. Вивчення законів хімії ми розпочнемо із закону збереження маси речовин.

Трішки історії. Відкриттю будь-якого закону передує величезна експериментальна праця. Багато учених проводили досліди із нагріванням речовин. Одним з них був Р. Бойль.

Знаменитий англійський фізик Роберт Бойль, прожарюючи у відкритій реторті різні метали та зважуючи їх до і після нагрівання, з’ясував, що маса металів збільшується. Він зробив висновок, що маса речовин у результаті хімічної реакції змінюється. Р. Бойль стверджував, що існує якась «вогняна матерія», що в разі нагрівання металу з’єднується з ним, збільшуючи його масу.

Як і всіх хіміків, Антуана Лавуазьє цікавив процес горіння. У 1772 році Лавуазьє спільно з іншими хіміками придбав алмаз. Він помістив його в закриту посудину і нагрівав доти, поки алмаз не зник. При цьому утворився вуглекислий газ. Але маса посудини з умістом не змінилася. Продовжуючи досліди, він нагрівав у закритих посудинах метали. Обмірковуючи результати дослідів, Лавуазьє дійшов висновку, що, якщо враховувати всі речовини, які беруть участь у хімічній реакції й утворюються в результаті реакції, то жодних змін не відбувається.

Аналогічні досліди проводив М.В. Ломоносов. Ще в 1748 році він сформулював результати своїх досліджень як закон збереження речовини – один з фундаментальних законів природи.

Успіхи Лавуазьє були настільки великими й очевидними, що цей закон було прийнято всіма хіміками.

Закон збереження маси ввійшов в історію як закон Ломоносова-Лавуазьє. Його сучасне формулювання знайдіть у підручнику с. 113 й запишіть його в зошит.

Як ми називаємо ці речовини (вихідні речовини та продукти реакції).

Короткий запис закону: m (вихідних речовин) = m (продуктів реакції)

(Перегляд відео, що демонструє збереження маси)

Дослід «Денатурація білка»

Більшість людей є великими любителями продукції компанії «Кока-Кола». І напевно більшість з них знають про те, що ця продукція далеко не корсна. Існує неймовірна кількість легенд про те, як «Кока-Кола» роз’їдає м’ясні продукти, відмиває накип і іржу, видаляє плями крові, очищає контакти батарейок, видаляє жирні плями з одягу, або навіть вбиває сперматозоїди. Більшість цих фактів вже перевірені руйнівниками легенд. Що ж насправді є ця «Кока-кола»? Чорна отрута або безпечний харчовий продукт? Хотілося б зауважити, що компонентами напою є:

- Цукор

- Барвник: Цукровий колер (Е150)

- Ортофосфатна кислота (E338)

- Кофеїн

- Натуральні ароматизатори

- Карбон(IV) оксид (E290)

Проведемо реакцію Сoca-Cola + молоко → …

Кофеїн і кислота у складі говорять про те, що кола – кисле середовище. Молекули ортофосфорної кислоти вступають в реакцію з молоком, відбувається денатурація білка, внаслідок чого кола стає прозорою рідиною. І ми можемо спостерігати плаваючі пластівці (осад).

Фізкультхвилинка

Після догоряння багаття залишається купка попелу набагато меншої маси, ніж була маса дров. Чи не суперечить це закону збереження маси речовин?

Під час хімічних реакцій молекули вихідних речовин руйнуються до атомів. Молекули нових речовин утворюються з тих же атомів, з яких складалися молекули вихідних речовин. Оскільки кожен атом має певну масу й атоми під час хімічних реакцій зберігаються, то загальні маси речовин до і після реакції теж будуть однаковими.

         С+О₂ → СО₂

Вих. р-ни -----Продукти

(реагенти)

Схема показує, які речовини прореагували та які утворилися після реакції. Щоб довести закон збереження маси речовини ми повинні підібрати коефіцієнти у схемах і перетворити їх на рівняння.

Робота з підручником. Знайти, прочитати і записати в зошити визначення - «Хімічне рівняння» с. 115.

Розставляючи коефіцієнти, слід пам'ятати такі правила:

1. Коефіцієнт велика цифра, яка ставиться перед формулою речовини.

2. Коефіцієнт належить всім хімічним елементам, які утворюють речовину.

3. Не можна ставити коефіцієнт всередину формули відповідної речовини.

4. Під час підбору коефіцієнтів перевіряють кількість атомів кожного елемента.

5. Коефіцієнт 1, як і індекс 1, не записується.  

6. Оксиген завжди зрівнюють останнім.

7. Якщо кількість атомів елементів у лівій частині відповідає кількості атомів елементів у правій частині заміни знак → у схемі рівняння на знак =.

Робота біля дошки

Розставте коефіцієнти в схемах хімічних рівнянь

Na + Сl₂ → NaСl

Аg + S → Аg₂S

Аl + О₂ → А1₂О₃

НgО → Нg + О₂

Na + О₂ → Nа₂О

Мg + HCl → МgCl₂  + H₂

Сa+ О₂ → СaО;

КNО₃ → КNО₂ + О_2;

АgВг → Аg+ Вг₂;

Li + Н₂О → LiОН + Н₂.

V. Узагальнення та систематизація знань (10 хв.)

Виконання завдань (усно)

1. Унаслідок взаємодії 10 г етану з 42 г кисню утворилося 34 г вуглекислого газу й вода. Обчисліть, яка маса води виділилась в результаті цієї реакції (18  г).

С₂Н₄ + О₂ → СО₂ + Н₂О

2. У виробництві негашеного вапна (CaO) використовують вапняк (CaCO₃). При розкладанні 1 т вапняку утворюється 560 кг негашеного вапна і вуглекислий газ (CO₂). Яка маса вуглекислого газу? (440 кг).

CaCO₃ → CaO + CO₂

3. Яка маса вуглекислого газу (СО₂) виділиться під час розкладання малахіту (СuOH)₂CO₃) масою 2,22 г, якщо при цьому утворилося 1,60 г купрум(ІІ)оксиду (СuO) та 0,18 г води?(0,44 г).

(СuOH)₂CO₃ = СuO + Н₂О

Робота з картками

4. Доберіть коефіцієнти:

1. N₂ + F₂ → NF₃

2. Al + Br₂ → AlBr₃

3. Li + O₂ → Li₂O

4. Fe + O₂ → Fe₂O₃

5. N₂O₅ → NO₂ + O₂

Взаємоперевірка!

VІ. Домашнє завдання (2 хв.)

§19, с. 118 №139-142. Додаткове завдання: підготувати повідомлення: коротку біографію, вклад в науку вчених М.В. Ломоносова і А.Лавуазьє.

VІІ. Підведення підсумків уроку, виставлення оцінок (3 хв.)

Вікторина «О, везунчинчик!»

1. Закон збереження маси називають ім’ям… (Ломоносова-Лавуазьє).

2. Для  того, щоб складена схема реакції не суперечила закону збереження маси, необхідно… (розставити коефіцієнти, тобто зрівняти число атомів всіх елементів).

3. Сучасне формулювання закону збереження маси… (маса речовин, що вступила в хімічну реакцію, дорівнює масі речовин, які утворилися в результаті реакції).

4. В чому різниця між коефіцієнтом і індексом? (коефіцієнт показує число молекул, а індекс – число атомів в молекулі).

5. Запис 8Н означає… (вісім атомів Гідрогену).

6. Як називаються речовини в лівій частині рівняння реакції? (вихідні речовини або реагенти)

7. В якій частині рівняння ставлять коефіцієнти? (перед хімічними формулами, які вказують число молекул в рівнянні реакції)

8. Як називаються речовини в правій частині рівняння реакції? (продукти реакції)

9. Чи виконується закон збереження маси при горінні речовин? (так)