Нестандартное изучение химических реакций в 8 классе

Нестандартное изучение химических реакций в 8 классе

Жукова Елена Константиновна,

учитель химии и биологии,

МБОУ СОШ № 8

Основное содержание курса химии 8 класса составляют сведения о химическом элементе и формах его существования – атомах, изотопах, ионах; простых веществах и важнейших соединениях элементов (оксидах, основаниях, кислотах, солях); о строении вещества, некоторых закономерностях протекания реакций и их классификации.

Весь теоретический материал курса химии для основной школы рассматривается на первом году обучения, что позволяет учащимся более осознанно и глубоко изучить фактический материал - химию элементов и их соединений, уравнения химических реакций.

Изучение химии в основной школе направлено на достижение следующих целей:

·          овладение умениями наблюдать химические явления, проводить химический эксперимент, производить расчеты на основе химических формул веществ и уравнений химических реакций;

·          применение полученных знаний и умений для безопасного использования веществ и материалов в быту, сельском хозяйстве и на производстве, решения практических задач в повседневной жизни, предупреждения явлений, наносящих вред здоровью человека и окружающей среде.

Учитывая все вышеизложенное изучение темы «Химические реакции» является очень значимой для дальнейшего изучении материала и играет ведущую роль при изучении химии в старших классах.

Изучение химических реакций в 8 классе

Давайте кратко подытожим все, что мы знаем о химии. Изучили периодическую таблицу и можем предсказать, как твердые, жидкие и газообразные вещества будут себя вести, когда мы с ними экспериментируем.

Хотя мы и знаем уже достаточно много, но все еще не говорили о химических реакциях! Но, прежде чем рассматривать различные типы химических реакций, мы должны изучить условные обозначения и терминологию, которую используют в химических реакциях.

Химические вещества реагируют друг с другом! Многие об этом знают, здесь нет ничего удивительного. Но не многие могут сравнить химические реакции с приготовлением пищи. Здесь тоже, смешав все вместе, в конце концов мы получаем что – то совсем другое, новое и нужное.

Приготовление любимого блюда!

Рецепт «Шулюма»:

3 кг. рубленной курицы

2 кг. резанных помидоров

2 кг. резанных баклажанов

2 кг. резанного болгарского перца

2 кг. резанного кольцами лука

0,5 кг. зелени петрушки и базилика

1л светлого пива

Соль и специи по вкусу

Все ингредиенты выложить в кастрюлю слоями, залить пивом и готовить на медленном огне по крайней мере два часа.

Вы можете удивиться, почему я начала свой рассказ с рецепта. Все очень просто – приготовление пищи и химия это одно и то же, только в химии мы обычно не едим то, что готовим. Как вы уже догадались, я буду рассказывать о химических реакциях, связав их с приготовлением пищи.

1. Наши ингредиенты.

Как и для приготовлении пищи, для проведения химических реакций требуется список ингредиентов. Только форма записи этих ингредиентов немного отличается. Давайте посмотрим на список ингредиентов, необходимых, чтобы сделать серную кислоту:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Это утверждение дает нам очень много информации. Чтобы химическая реакция пошла, требуется все написанное перед равенством. Эти вещества называются реагентами или исходными веществами. Вещества, записанные после равенства, называются продуктами реакции, Вся строчка – это основа уравнения химической реакции, т.е. схема химической реакции.

Все химические изменения можно выразить в общей форме такими уравнениями. Количество реагирующих веществ и продуктов реакции может изменятся, но общая запись всегда останется такой же.

Запомни:

• В левой части уравнения пишутся формулы веществ, вступающих в реакцию (исходные вещества), в правой – формулы получившихся веществ (продукты реакции).

• Примеры : _{N2 + O2}(исходные в-ва) _{= 2NO(продукты реакции)}

_{Во всех хороших рецептах указано, сколько чего требуется.} Процесс определения, сколько каждого реагента потребуется для химической реакции, называют уравниванием реакции (нахождение баланса атомов, участвующих в реакции).

Давайте изучим нахождение баланса атомов на примере образования оксида азота(2): _{N2 + O2 = NO.}

_{Чтобы уравнять это уравнение, а также любые другие,} надо выполнить следующие действия.

Действие 1.

Никогда нельзя изменять химические формулы реагентов или продуктов реакции. Если изменить формулы, добавляя индексы или еще что то, то наше уравнение не будет правильным. Точно также и с приготовлением пищи. Если взять другие вещества, вместо тех что в рецепте, то блюдо получиться не такое как должно.

Действие 2.

Нарисуйте табличку, показывающую число атомов каждого элемента до и после равенства. Для нашей реакции табличка будет выглядеть так:

Элемент	До равенства	После равенства
N	2	1
О	2	1

Действие 3.

Затем на основании закона сохранения массы веществ начинаем уравнивать атомы. Число атомов каждого химического элемента в правой части должно равняться числу атомов этого же элемента в левой части.

Уравнивание атомов производится с помощью подбора коэффициентов – чисел, которые выставляют перед формулами. _{N2 + O2 = 2NO}

Действие 4.

Переделай таблицу, чтобы отразить изменения в уравнении. Если колонки совпадают, значит, уравнение уравнено, мы своего добились! Если нет. Нам надо вернуться к действию 3 и изменить другие числа. В нашем примере таблица изменилась следующим образом:

Элемент	До равенства	После равенства
N	2	2
О	2	2

Количество атомов азота и кислорода по обеим сторонам уравнения одинаково.

Составим уравнение реакции горения углерода:

1. С + О2 →

2. С + О2 →CO2

3. 1 атом С + 2 атома О → 1 атом С и 2 атома О

На заметку: лучший способ научиться составлять уравнения – делать это снова и снова.

Задания для первичного закрепления материала

1) Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций:
а) HgO = Hg + O₂(t);

б) Li₂O + SO₂ = Li₂SO₃;

в) Cu(OH)₂= CuO + H₂O (t);

г) Fe + Cl₂ =FeCl₃ (t); .

2. Разнообразное меню. Классификация химических реакций:

Чтобы быть превосходным поваром, надо уметь готовить много различных блюд и использовать разнообразные методы. Например, вы не можете быть хорошим поваром, если умеете только варить. Чтобы быть хорошим поваром, надо уметь тушить, жарить, запекать, печь и т. д.

Многие учебники по химии говорят, что реакции бывают шести типов. Хотя эта классификация произвольная и обычно такой концепции не учат. Поэтому я кратко опишу шесть типов реакций, чтобы знать о чем говорят другие.

Реакции горения.

Реакции горения имеют место, когда молекулы вещества соединяются с кислородом с образованием углекислого газа, водяного пара и большого количества тепла. Простым примером такой реакции является горение метана:

CH4 ( г) + 2O2(г) = CO2(u ) + 2H2O (г )

Реакции соединения.

Это реакции, в результате которых из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное.

а) получение оксида серы(IV): S + O₂ = SO₂ - из двух простых веществ образуется одно сложное,

б) получение оксида серы (VI): 2SO₂ + O₂ = 2SO₃ - из простого и сложного веществ образуется одно сложное,

в) получение серной кислоты: SO₃ + H₂O = H₂SO₄ - из двух сложных веществ образуется одно сложное.

Реакции разложения.

Это реакции, в результате которых из одного сложного вещества получается несколько новых простых или сложных веществ.

2HgO → 2Hg + O2 – образуется два простых вещества;

2КNO3 →2KNO2 + O2 - образуется простое и сложное вещества;

CaCO3 →CaO + CO2 – образуется два сложных вещества;

2KMnO4 →K2MnO4+ MnO2 + O2 – образуется два сложных вещества и одно простое.

Реакции замещения.

Это реакции между простым и сложным веществом, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из химических элементов в сложном веществе.

Zn +2HCl → ZnCl2 +H2 CuSO4 + Fe →Cu + FeSO4

Реакции обмена.

Это реакции, между двумя сложными веществами, при протекании которых их молекулы обмениваются своими составными частями.

CuSO4 + 2NaOH→Сu(OH)2↓+ Na2SO4

2HNO3 + Ba(OH)2→ Ba(NO3)2 + 2H2O

Реакции нейтрализации.

Реакции нейтрализации имеют место, когда объединяются ионы ОН и Н с образованием воды. Примером такой реакции является реакция между кислотой и щелочью

KOH + HCl = KCl + H2O

Задания для закрепления материала

1. Расставьте коэффициенты в следующих уравнениях реакций. Определите типы реакций:

1. СаСО3 → СаО + CO2

2. Na2SO4 + ВаСl2 → NaСl + ВаSO4

3. SO3 + H2O → H2SO4

4. Cu +HNO3(конц) →Cu(NO3)2 + NO2↑+ H2O

2. Напишите уравнения реакций по названиям исходных веществ и продуктов реакций. Определите типы реакций.

Хлорид калия + фторид серебра → фторид калия + хлорид серебра.

Железо + соляная кислота → хлорид железа (2) + водород.

На заметку!

Реакции соединения	Реакции разложения	Реакции замещения	Реакции обмена
Из нескольких веществ образуется одно новое вещество	Из одного вещества образуется несколько новых веществ	Атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе	Два сложных вещества обмениваются своими составными частями
S + O2 = SO2 где SO2 - оксид серы (IV)	где CaCO3 - карбонат кальция	Zn + 2HCl = = ZnCl2 + H2↑ где HCl – соляная кислота, ZnCl2 - хлорид цинка	NaOH + HCl = = NaCl + H2O где NaOH – гидроксид натрия, NaCl – хлорид натрия

Таблица самооценки учени____ 8 "___" класса ___________________________________________

Вопросы для самооценки	Самооценка (по 10-балльной шкале)
	в конце предыдущего урока	в начале этого урока	в конце этого урока
Я умею записывать схемы химической реакции	x	x	x
Я умею расставлять коэффициенты в схемах реакций	x	x	x
Я умею определять типы химических реакций	x	x	x
Я умею называть вещества	x	x	x

У меня вызывают затруднения: __________________________________________________________________

1. Определение продуктов реакции.

Когда мы готовим. Часто бывает полезно сказать заранее, что получиться, если смешать все ингредиенты вместе. Например, мы хотим сделать новый салат. У нас будет мало шансов получить что-нибудь вкусное и съедобное, если мы не знаем, какие ингредиенты сочетаются между собой и имеют наибольшие шансы на успех.

Так и у химиков часто возникает необходимость предсказывать, какая реакция будет происходить при соединении двух химических веществ. Например, мы смешиваем два вещества, не зная что образуется и … может произойти взрыв?

Простой способ предсказать, какая реакция будет иметь место при смешивании двух веществ, - это попытаться распознать тип реакции. Я приведу некоторые замечания, которые помогут определить тип реакции, зная только реагенты. Нужно помнить, что не всякая комбинация химических веществ приведет к химической реакции. Эти замечания помогут предсказать исход только в том случае, если реакция вообще будет протекать.

1) В случае взаимодействия двух ионных соединений можно смело сказать, что будет иметь место реакция обмена.

2) При смешивании кислорода и какого либо вещества, содержащего углерод, обычно происходит реакция разложения

3) Если есть только одно исходное химическое соединение, вероятнее всего пойдет реакция разложения. Чтобы определить продукты такой реакции, попробуйте разложить исходное вещество на простые, знакомые вещества, такие как углекислый газ, вода или любой газообразный элемент.

4) При соединении чистых элементов часто протекает реакция соединения

5) При взаимодействии чистого элемента с ионным соединением может иметь место только реакция замещения.

6)Если имеется соединение, содержащее гидрооксид – ион, проверьте другое соединение на наличие водорода. Если он есть, возможна реакция нейтрализации.

Внимание - заблуждения.

Есть две распространенные ошибки, совершаемые при определении продуктов реакции. Первая - это предсказание теоретически невозможных продуктов, таких как NaO3 или Ag4Cl. Вторая – неправильно посчитанные коэффициенты в уравнении с верно определенными продуктами реакции.

ЭТО НАДО ЗНАТЬ!

- Химические уравнения подобно рецептам, поскольку и те и другие говорят нам, как из основных ингредиентов получить что-то желаемое

- Важно правильно уравновешивать уравнения химических реакций, чтобы соблюдался закон сохранения массы.

- Общепринято, что существуют шесть типов химических реакций, для каждого из которых характерны свои свойства. В действительности же классифицировать химические реакции очень трудно.

- Как правило, можно предсказать, каковы будут продукты реакции, определив тип химической реакции, которая будет проходить при соединении реагентов.

4. Задания с проблемными вопросами для самостоятельной работы или работы на уроке для закрепления материала.

Задание 1. Запишите уравнение реакции окисления железа до вещества с химической формулой Fe₃О₄. Укажите тип химической реакции. Молекулярный кислород, требующийся для осуществления этой реакции, выделился в процессе происходящей на свету жизнедеятельности живых организмов растительного происхождения. Как называется этот процесс? Что же произошло с атомами железа и кислорода в указанных процессах? (Ответ. Реакция соединения:

3Fe + 2O₂ Fe₃O₄

Молекулярный кислород, требующийся для окисления железа, выделяется в процессе фотосинтеза. Химические связи между атомами разрушились и образовались новые.)

Задание 2. Составьте уравнение реакции получения аммиака, если известно, что исходными веществами служат водород и азот.

Укажите типы этих химических реакций. Сделайте вывод о том, какой тип химических реакций преобладал при образовании веществ – предшественников живого вещества. (Ответ.

реакция соединения: 3H₂ + N₂ = 2NH₃.

Это реакции соединения.)

Задание 3.

Для образования озона необходимы свободные атомы кислорода, которые возникают при разложении молекул кислорода. Запишите уравнения реакций:

а) образования атомов кислорода при разложении молекулы кислорода;

б) получения молекулы озона при взаимодействии атомарного кислорода с молекулярным кислородом. Укажите типы данных химических реакций.

(Ответ.

а) Реакция разложения: O₂ = O + O;

б) реакция соединения: O + O₂ = O₃.)

Задание 4. а) Ископаемый уголь, мазут (продукт переработки нефти) и природный газ, используемые на тепловых электростанциях, содержат (в виде примесей) большое количество серы. При ее горении образуется сернистый газ, оказывающий вредное воздействие на живые организмы. Запишите уравнение реакции горения серы. Определите тип этой химической реакции.

б) Водород может служить в качестве экологически чистого топлива. Запишите уравнение реакции окисления водорода. Определите тип этой химической реакции. Сделайте вывод, почему такой способ получения энергии является экологически безопасным.

в) Выделяющийся в процессе горения сернистый газ может улавливаться и связываться гашеной известью (гидроксидом кальция). В результате этой реакции образуются сульфит кальция и вода. Запишите уравнения реакции, зная, что она относится к реакции обмена.

г) Предложите (устно) способы уменьшения количества вредных веществ, производимых человеком. (Ответ.

а) Реакция соединения: S + O₂ SO₂

б) реакция соединения: H₂ + O₂ = 2H₂O ( не образуется вредных веществ)

в) реакция обмена: SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₃ + H₂O.

Для уменьшения количества вредных веществ, производимых человеком, можно предложить замену одних веществ и процессов на другие, менее опасные, или нейтрализацию уже образовавшихся вредных веществ

Заключение

Курс химии первого года обучения содержит сведения о веществах и их превращениях, об использовании веществ и химических реакций, а также о сущности процесса познания. При изучении темы, «Химические реакции», учащиеся знакомятся с терминологией которую используют в химических реакциях, с классификацией химических реакций.

Химия в VIII классе изучается на уровне атомно-молекулярной теории. При изучении первой темы формируется первоначальные понятие о химической реакции как о процессе образования нового вещества из атомов, входивших в состав исходных веществ. Из этих представлений вытекает закон сохранения массы веществ. Доказательство закона проявляется при составлении уравнений химических реакций.

Нас с вами окружают многочисленные химические реакции. Многообразие веществ и явлений – всему этому мы обязаны химическим реакциям. Поэтому их изучение очень важно для дальнейшего изучения.

Представленный материал можно использовать при объяснении нового материала и проведении обобщающего урока по химии «Типы химических реакции». Отдельные фрагменты  - при проведении отдельных уроков: реакции соединения, разложения, обмена и замещения.

Материал можно применять с использованием современных информационных технологий - программы Microsoft Power Point. Презентация может происходит в виде сменяющихся слайдов на протяжении всего урока.. В ходе урока необходимо сочетать   фронтальную, групповую (работа в паре при выполнении виртуальных лабораторных опытов), индивидуальную работу (при работе с тестом). Материал в сочетании с ИКТ позволяет создать ситуацию успеха, комфортную обстановку в учебном процессе дает возможность, увидеть ученику свои сильные стороны, быть понятым. Личностно-ориентированный подход дает возможность строить учебный процесс на разных уровнях сложности, широко использовать нетрадиционные формы обучения.  Разнообразные формы контроля помогут учителю выявить уровень усвоения материала. Подготовить учеников к итоговой контрольной работе.

Список используемой литературы:

1. Настольная книга учителя химии. 8 класс. О.С. Габриелян и др.. Дрофа  2002.

2. Контрольные и проверочные работы. Химия 8 класс. О.С. Габриелян и др. Дрофа, 2003 г.

1. . Диск «Виртуальная лаборатория 8-11 класс»

4. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека - М.: Дрофа, 2004г.

5. Пиментел Д., КунролД. Возможности химии сегодня и завтра – М Мир, 1992г.

6. Макотрова Г.В.Школа как лаборатория-Химия и жизнь-21 век 2005 №5

8. Лисичкин Г.В., Коробейникова Л.А. Годитесь ли вы в химики? – М.: ИКЦ Академкнига, 2003г.

9. Гроссе Э., ВайсмантельХ. Химия для любознательных. – Л.: Химия, 1985г.

10.Ольгин О. Опыты без взрывов. – М.: Химия, 1986г.

1. Энциклопедия для детей «Аванта+». Химия. Т.17 – М.: Аванта+, 2004г.

2. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. – М.: Высшая школа, 1992г.

3. Макаров К.А. Химия и здоровье. – М.: Просвещение, 1985г.

4. Шульпин Г.Е. Эта увлекательная химия. М.: Химия, 1984г.

5. Легасов В.А. Проблемы химии сегодня и завтра. – Л, 2000г.