Сущность и признаки
химических реакций

8 класс

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.

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.

В а р и а н т  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

В а р и а н т  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.

Учащийся школы № 50 г. Калининграда

• Когда металл в крутые формы льем,
Мне верится, что оживут в металле
Горячие полдневные поля.
Кипит металл, и ждут его поля.

А.Кравцов

К р и т е р и и  о ц е н и в а н и я. 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).

Схема 1

Разложение воды электрическим током

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.

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.

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

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).

Схема 2

Экзо- и эндотермические реакции

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.

Л и т е р а т у р а

Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю. Химия. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. М.: Вентана-Граф, 2004; Аршанский Е.Я. Методика обучения химии в классах гуманитарного профиля. М.: Вентана-Граф, 2003; Гин А.А. Приемы педагогической техники. М.: Вита-пресс, 2003, с. 17, 20, 21, 30, 47, 49, 62, 64; Титова И.М. Уроки химии. 8 класс. Система личностного развития учащихся. CПб: Каро, 2002, с. 96–101; Кульневич С.В., Лакоценина Т.П. Совсем необычный урок: Практическое пособие для учителей и классных руководителей, студентов средних и высших педагогических учебных заведений, слушателей ИПК. Ростов-на-Дону: Учитель, 2001.

И.Г.ГАГАНОВА,
учитель химии средней школы № 33;
Н.Б.Левичева,
учитель-методист КОИПК и ПРО
(г. Калининград)