Тепловой эффект реакции

8 класс

Этот урок является завершающим в теме «Кислород» и позволяет рассмотреть особенности кислорода как химического элемента и простого вещества. Учитель опирается на представления об основных компонентах воздуха, полученные на предыдущем уроке. Знание состава воздуха помогает ученикам понять взаимодействие кислорода с другими веществами. Понятия, рассмотренные на данном уроке, повторяются и усложняются в дальнейшем (при изучении темы «Химическое равновесие» в 9-м и 11-м классах). Урок является комбинированным, включает повторение, изучение нового материала и его закрепление.

Школьников класса, в котором проводился данный урок, можно охарактеризовать как учащихся со средними способностями в обучении. Они работают не в силу своих возможностей, обладают слабой мотивацией в получении знаний, не очень развитым вниманием и в целом не очень хорошей способностью к восприятию учебного материала. Повысить мотивацию к обучению, активизировать внимание учащихся предполагается за счет наблюдения за физическими и химическими явлениями окружающей действительности.

Цели урока.

Обучающие. Сформировать понятия об экзо- и эндотермических реакциях, о тепловом эффекте химической реакции; углубить знания о реакциях горения и медленного окисления; научить составлять термохимические уравнения и выполнять расчеты по ним.

Развивающие. Развитие логического мышления и умений сравнивать, обобщать, анализировать на примере решения задач с использованием понятия о тепловом эффекте реакции.

Воспитательные. Воспитание интереса к предмету, аккуратности в содержании рабочего места и при проведении химического эксперимента (соблюдение правил техники безопасности).

Главной задачей является формирование понятий «горение» и «медленное окисление». В начале занятия обращается внимание на особенности некоторых явлений, что приводит учеников к выводу о выделении или поглощении теплоты при протекании реакций – о существовании теплового эффекта реакции.

Для раскрытия нового материала были выбраны следующие методы обучения: наглядно-иллюстративный, репродуктивный, конструктивный, вербальный, дедуктивный, индуктивный, самостоятельная работа, закрепление изученного материала.

Средствами для раскрытия нового материала служат слово учителя, проблемная беседа, эксперимент.

Дифференцированный подход осуществляется при помощи индивидуальной работы по карточкам (актуализация знаний), которые дают возможность школьникам самостоятельно проявить активность мышления и систематизировать свои знания.

Полученные учащимися сведения целесообразно проверить в заключительной беседе и при решении задач.

На уроке проводится демонстрационный эксперимент для лучшего усвоения учебного материала.

Разнообразие форм и методов обучения обеспечивает высокую работоспособность в течение всего урока. Положительная психологическая атмосфера поддерживается за счет доступности материала.

Немаловажным также является доброжелательный тон учителя в общении с учениками, толерантность и коммуникабельность.

Постановка проблемы и ее решение вызывают повышенную активность, интерес учащихся и предупреждают усталость школьников. На случай непредвиденных ситуаций можно предложить творческое задание: составление задач и способов их решения.

Оборудование. Серная кислота, вода, спиртовой термометр.

П л а н  у р о к а

1. Организационный момент (3 мин.).

2. Актуализация знаний (10 мин.). Проверка домашнего задания в виде проблемной беседы, самостоятельная работа учащихся по карточкам.

3. Изучение нового материала (14 мин.).

4. Решение задач по термохимическим уравнениям (14 мин.).

5. Домашнее задание (2 мин.).

6. Подведение итогов (2 мин.).

ХОД УРОКА

1. Организационный момент (до сведения учащихся доводятся основные задачи урока).

2. Актуализация знаний.

а) Раздача карточек с индивидуальными заданиями.

К а р т о ч к а 1. Напишите уравнения реакций горения следующих веществ: ZnS, CH4, CuS.

 

К а р т о ч к а 2. Напишите уравнения реакций горения следующих веществ: MgS, Na2S, PH3.

 

К а р т о ч к а 3. Напишите уравнения химических реакций между кислородом и следующими веществами: железо, хлор, кремний, сера.

 

К а р т о ч к а 4. Найдите соответствие между исходными веществами и продуктами реакций.
1) P + O2 —> 2) Mg + O2 —> 3) PH3 + O2 —> 4) S + O2 —>	а) MgO б) SO2 в) P2O5 г) H3PO4

б) Проблемная беседа.

Учитель. Что такое горение?

Учащиеся. Это реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света.

Учитель. Какие условия необходимы, чтобы началось горение?

Учащиеся. Нагревание вещества до температуры воспламенения, доступ кислорода к веществу.

Учитель. Что необходимо сделать для прекращения процесса горения?

Учащиеся. Охладить вещество ниже температуры воспламенения, прекратить доступ кислорода.

Учитель. Какие вы знаете способы тушения огня?

Учащиеся. Огонь можно потушить водой, землей, специальным негорючим одеялом.

Учитель. Что такое медленное окисление?

Учащиеся. Если какое-то вещество медленно реагирует с кислородом, то теплота выделяется постепенно.

Учитель. В чем сходство и различия процессов горения и медленного окисления?

Учащиеся. Сходство в том, что выделяется теплота и образуются оксиды.

Различия – процесс горения протекает быстро, выделяется свет, а медленное окисление протекает длительно и свет обычно не выделяется.

Учитель. В огуречные грядки кладут навоз, перегной. Какой при этом протекает процесс?

Учащиеся. Это медленное окисление, теплота выделяется постепенно, в результате ускоряется процесс прорастания семян.

Учитель. Как вы считаете, почему нельзя накапливать в кучах промасленные тряпки после обтирки станков?

Учащиеся. Может произойти самовозгорание, если затруднен отвод теплоты, выделяемой при медленном окислении машинного масла.

3. Изучение нового материала.

Учитель. На прошлых уроках получали кислород. Вспомните, какое вещество мы использовали в ходе эксперимента?

Учащиеся. Перманганат калия.

Учитель. Выделяло оно или поглощало теплоту?

Учащиеся. Поглощало.

Учитель. Когда опускали тлеющую лучину в пробирку с кислородом, что наблюдали?

Учащиеся. Видели выделение света и теплоты.

Учитель. Реакции, протекающие с выделением теплоты, называют экзотермическими. Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называют эндотермическими.

Учащиеся делают записи в тетради.

Учитель показывает демонстрационный эксперимент: серную кислоту по каплям приливает к воде, опускает в воду спиртовой термометр.

Учитель. Что наблюдаем?

Учащиеся. Выделение теплоты, т.к. ртутный столбик поднимается вверх, что говорит о повышении температуры, нагревании раствора.

Учитель. Если прекратить подачу энергии, перестать нагревать перманганат калия, что произойдет?

Учащиеся. Химическая реакция прекращается, кислород перестает выделяться.

Учитель. Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называют тепловым эффектом реакции. Обозначают его буквой Q (ку). Тепловой эффект реакции измеряется в кДж или Дж.

Учащиеся делают записи в тетради.

Учитель. Химические уравнения, в которых указывается тепловой эффект реакции, носят название термохимические. Известно, что при реакции разложения оксида ртути теплота поглощается.

Учащиеся делают в тетради запись уравнения реакции:

2HgO = 2Hg + O₂ – 180 кДж.
_{эндотермическая реакция}

Учитель. Проделаем мысленно обратную реакцию: соединение ртути с кислородом. При этом выделяется такое же количество энергии, как то, что было затрачено на разложение.

Учащиеся делают в тетради запись уравнения реакции соединения:

2Hg + O₂ = 2HgO + 180 кДж.
_{экзотермическая реакция}

Учитель обращает внимание учащихся на знаки «+» и «–», объясняет их значение.

4. Решение задач по термохимическим уравнениям.

А л г о р и т м решения задач по термохимическим уравнениям.

а) Прочитать внимательно задачу.

б) Составить термохимическое уравнение.

в) Перенести данные из условия в уравнение.

г) Найти по уравнению массу или количество вещества.

д) Составить и решить пропорцию.

е) Записать ответ.

Задача 1. При взаимодействии 4,2 г железа с серой выделилось 7,5 кДж. На основании этих данных составьте термохимическое уравнение.

Дано:

m(Fe) = 4,2 г,

Q = 7,15 кДж.

Р е ш е н и е

Fe + S = FeS + Q.

M(Fe) = 56 г/моль.

Составляем пропорцию:

56 г Fe – x кДж,

4,2 г Fe – 7,5 кДж;

х = 100 кДж.

О т в е т. Fe + S = FeS + 100 кДж.

Задача 2 (самостоятельная работа учащихся). Сколько выделится теплоты на ведро (10 кг) угля, если известно, что тепловой эффект реакции горения угля выражается следующим термохимическим уравнением:

С + О₂ —> CO₂ + 394 кДж?

Дано:

m(C) = 10 кг, или 10⁴ г,

Q = 394 кДж.

Р е ш е н и е

M(С) = 12 г/моль.

Составляем пропорцию:

12 г С – 394 кДж,

10⁴ г С – х кДж;

х = 328 333,3 кДж.

О т в е т. При сгорании ведра угля
выделится 328 333,3 кДж теплоты.

Учитель. На какое время, как вы думаете, хватит этой теплоты для согревания дома?

5. Домашнее задание. § 4.8 учебника (Л.С.Гузей, В.В.Сорокин, Р.П.Суровцева. Химия-8. М.: Дрофа, 2003), задание № 4, повторить записи в тетради.

6. Подведение итогов.

Учитель. Какие термохимические уравнения вы узнали?

Учащиеся. Уравнения экзо- и эндотермических реакций.

Учитель. Почему люди кладут негашеную известь в огуречные грядки?

Учащиеся. Экзотермическая реакция, идет выделение теплоты.

Учитель выставляет оценки, хвалит ребят за совместную деятельность на уроке.

О.В.БУРЛУЦКАЯ,
учитель химии
(г. Прокопьевск, Кемеровская обл.)