Коліна А. | Типи хімічних реакцій. 8 клас

... Ми аж ніяк не пануємо над природою, все наше панування
полягає в тому, що ми ... на відміну від всіх інших істот,
вміємо пізнавати її закони і правильно їх застосовувати.

Ф.Енгельс

Мети. Дидактичні. Систематизувати відомості про типи хімічних реакцій за ознакою - числу вихідних і отриманих речовин, продовжити формування вмінь складати рівняння хімічних реакцій.

Розвиваючі. Продовжувати розвиток інтелектуальних умінь - аналіз, синтез, порівняння, індукція, дедукція; розвивати довільну увагу.

Виховні. Продовжувати формування: наукового світогляду на процеси перетворення речовин; моральної сфери особистості учнів; інтересу до предмета.

На дошці. Дата, тема уроку, епіграф, портрет В.І.Вернадського, демонстраційні малюнки моделей фрагментів молекул складних органічних речовин (вторинної структури білка, ДНК).

Методи і методичні прийоми. Бесіда, повідомлення учнів, письмова робота, фронтальне опитування, лабораторний експеримент.

Устаткування. На столах учнів: зразки натурального і синтетичного каучуку, гематиту; залізні цвяхи для завдання № 4; листи із завданнями.

ХІД УРОКУ

Вступне слово вчителя

Учитель. Наша планета, жителями якої є і ми з вами, сформована завдяки протіканню хімічних процесів. Розподіл речовин на Землі обумовлено конкретними хімічними реакціями. Знаючи типи хімічних реакцій, ми можемо використовувати ці процеси і керувати ними для власного блага. Протягом уроку ми спробуємо разом показати один одному такі можливості. Метою уроку є повторення і закріплення знань про типи хімічних реакцій. Ознака класифікації - число вихідних і отриманих речовин. А також ми
з вами продовжимо тренуватися в складанні рівнянь хімічних реакцій. Для того щоб досягти цієї мети, необхідно спочатку повторити те, що ви вже знаєте.

фронтальна бесіда

Стаття опублікована за підтримки компанії "Єдині Електронні Системи". У каталозі товарів Ви знайдете вуличні камери, відеокамери для приміщень, відеореєстратори для камер, муляжі відеокамер, відеосервери, програмне забезпечення. Доступні ціни, гарантія якості, консультації та монтаж. Дізнатися детальну інформацію, ціни та контакти Ви зможете на сайті компанії, який розташовується за адресою: http://tpcam.ru/catalog/ulichnye-kamery/ip-kamery/miniatyurnye/ .

Учитель. Отже, що відбувається з речовинами в процесі хімічної реакції?

Учень. У процесі хімічної реакції відбувається перетворення одних речовин в інші.

Учитель. Які типи хімічних реакцій вам відомі?

Учень. Нам відомі реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну.

Учитель. Дайте визначення названих типів хімічних реакцій.

Учень. Реакції розкладу - це такі реакції, при яких з одного складного речовини утворюються два і більше нових речовин більш простого складу.

Реакції з'єднання - це такі реакції, при яких два або кілька речовин утворюють одне більш складна речовина.

Реакції заміщення - це такі реакції, при яких атоми простої речовини заміщають атоми одного з елементів у складній речовині.

Реакції обміну - це такі реакції, при яких два складних речовини обмінюються своїми складовими частинами.

Учитель. Яка основа цієї класифікації?

Учень. Основою класифікації є число вихідних і утворилися речовин.

Учитель. Значить, знаючи типи хімічних реакцій, ми можемо прогнозувати по вихідним речовин продукти хімічних реакцій, і навпаки.

Хімічні реакції протікають в різних оболонках Землі. Назвіть ці оболонки.

Учень. Нам відомі такі оболонки Землі: атмосфера, біосфера, гідросфера і літосфера.

Основна частина уроку

Учитель. Відповідно до теорії В.І.Вернадського, основоположника біогеохімії, саме жива речовина за допомогою сонячного випромінювання залучає неорганічну (неживу) матерію в безперервний круговорот хімічних перетворень. Як ви думаєте, з якою оболонкою Землі ми будемо пов'язувати узагальнення знань про типи хімічних реакцій?

Учень. Узагальнення знань ми будемо пов'язувати з біосферою.

Учитель. Детальніше теорію Вернадського про біосферу ви розглянете в курсі загальної біології, а сьогодні тему уроку ми будемо іноді пов'язувати з біосферою.

Учень. Зіставлення багатьох наукових даних свідчить про те, що життя на Землі існувала майже стільки часу, скільки існувала сама планета.

Наявність окисленого заліза осадового походження дозволяє припустити, що вже в той час існували живі організми і процеси фотосинтезу. Формування біосфери, до якої належимо й ми з вами, пройшло довгий шлях, що складався з двох стадій: хімічної і біологічної.

Живе від неживого відрізняється на рівні молекул. Але загальне в них те, що ці молекули складаються з атомів. В основі живих організмів лежать складні молекули, що складаються з атомів вуглецю, водню, кисню, азоту, сірки і деяких інших хімічних елементів.

Учитель. У повідомленні згадувалося про наявність окисленого заліза. Виконавши завдання 1, ви зв'яжете своє знання про типи хімічних реакцій безпосередньо з реальним природним процесом.

Завдання 1. Запишіть рівняння реакції окислення заліза до речовини з хімічною формулою Fe3О4. Вкажіть тип хімічної реакції. Молекулярний кисень, потрібний для здійснення цієї реакції, виділився в процесі відбувається на світлі життєдіяльності живих організмів рослинного походження. Як називається цей процес?

(Відповідь. Реакція сполуки:

3Fe + 2O2 Fe3O4

Молекулярний кисень, потрібний для окислення заліза, виділяється в процесі фотосинтезу.)

Учитель. А що ж сталося з атомами заліза і кисню в зазначених процесах?

Учень. Хімічні зв'язку між атомами зруйнувалися і утворилися нові.

Учитель. Так як же могли перетворюватися сполуки, що містять атоми вуглецю, водню, кисню, азоту, сірки, щоб відбулося утворення речовин «живих» з «неживих»?

Послухаємо виступ учня з однією з гіпотез з цього приводу.

Учень. Найбільш близькою, хоча і нетотожні первинної атмосфері Землі, є атмосфера Венери, що складається переважно з вуглекислого газу. Тому вчені припустили, що одним з початкових речовин, що містять вуглець, був вуглекислий газ. Виходячи з наукових даних, можна припустити, що в ті часи з мантії Землі виділялися наступні гази: водяна пара (Н2О), вуглекислий газ (СО2), сірчистий газ (SО2), сірководень (Н2S), азот (N2). При температурі 500 К вони вступали в хімічні реакції. В результаті утворилася суміш газів: водню, метану, аміаку, - яка під дією ультрафіолетової частини сонячного випромінювання утворила органічні сполуки, що передують живої речовини.

Учитель. Запишіть рівняння реакцій, що ілюструють зазначені процеси. Для досягнення даної мети виконаєте завдання 2. Тим самим ви фактично запишете рівняння реакцій, які ймовірно були основою для утворення більш складних молекул, попередниць живих речовин.

Завдання 2. а) Складіть рівняння реакцій одержання метану з водню і вуглекислого газу, якщо відомо, що даний процес складається з двох стадій: при взаємодії вуглекислого газу з воднем утворюється вугілля і вода; а потім при взаємодії вугілля з воднем утворюється метан.

б) Складіть рівняння реакції отримання аміаку, якщо відомо, що вихідними речовинами служать водень і азот.

Вкажіть типи цих хімічних реакцій.

(Відповідь.

а) Реакція заміщення: CO2 + 2H2 = C + 2H2O,

реакція сполуки: C + 2H2 = СH4;

б) реакція сполуки: 3H2 + N2 = 2NH3.)

Учитель. Отже, перед вами рівняння реакцій. Зробіть висновок про те, який тип хімічних реакцій переважав при утворенні речовин - попередників живого речовини.

Учень. Це були реакції з'єднання.

Учитель. Розгляньте схему будови органічних речовин. (Демонстрація наочних зображень молекул ДНК, вторинної структури білка.)

Це молекули з дуже складною будовою, які поступово складалися з більш простих речовин. Що ж відбувалося далі з такими складними органічними речовинами? Про це важко сказати точно. Можливо, спираючись на знання біології і хімії, в тому числі на знання про типи хімічних реакцій, хтось створить нову теорію. А зараз послухайте виступ, пов'язане з однією з гіпотез про виникнення живих речовин. Відзначте при цьому, які відомі вам типи хімічних реакцій згадувалися, а які не згадувалися.

Учень. Відповідно до гіпотези А.И.Опарина, основною умовою виникнення живої речовини є утворення органічних речовин - сполук, побудованих на основі вуглецю, в яких атоми цього елемента пов'язані з іншими атомами різному.

Первинний океан був чимось на зразок «бульйону» з органічних речовин. В процесі їх співіснування з'являлися складні вуглецеві сполуки - молекули гігантських розмірів. Ці молекули відрізнялися тим, що для підтримки існування їм був необхідний постійний обмін речовиною з середовищем: ці молекули повинні були вибірково засвоювати з середовища нові речовини - добудовувати якісь частини і виділяти продукти розпаду інших своїх частин у зовнішнє середовище. Ці гігантські молекули були названі коацерватами, які володіли імовірно властивостями самовідтворюються, т. Е. Властивості живих речовин.

Учитель. Про які типи хімічних реакцій тут йшлося? Які реакції не згадувалися?

Учень. У цьому повідомленні йшлося про реакціях розкладання, з'єднання, обміну. Чи не йшлося про реакцію заміщення.

Учитель. А як вчені, на вашу думку, могли здогадатися, які речовини були вихідними в цих процесах?

Учень. Вони знали закономірності протікання хімічних реакцій і припустили складу вихідних речовин.

Учитель. Давайте уявимо, що жива речовина утворилося. Але ультрафіолетові промені Сонця не тільки допомогли виникнути, але і згубно впливали на зачатки життя на Землі. Скажіть, будь ласка, а шар якої речовини в атмосфері захищає від згаданих випромінювань?

Учень. Озоновий шар.

Учитель. Ви вже на попередніх заняттях познайомилися з озоном. Виконайте завдання 3, що стосується цієї речовини, при цьому ми будемо вважати, що кисень в молекулярному стані вже присутній в атмосфері.

Завдання 3.

Для утворення озону необхідні вільні атоми кисню, які виникають при розкладанні молекул кисню. Запишіть рівняння реакцій:

а) утворення атомів кисню при розкладанні молекули кисню;

б) отримання молекули озону при взаємодії атомарного кисню з молекулярним киснем.

Вкажіть типи даних хімічних реакцій.

(Відповідь.

а) Реакція розкладання: O2 = O + O;

б) реакція сполуки: O + O2 = O3.)

Учитель. Ми розглянули передбачувані реакції, що лежать в основі отримання речовин - попередників живої матерії, озону (їх «захисника»), а також деякі процеси, імовірно лежать в основі зародження життя на Землі.

Попередницею біологічної еволюції на Землі була хімічна. Потім почався і продовжився біологічний шлях еволюції. В результаті цих перетворень з'явилася біосфера. Ми не будемо зараз на уроці розглядати цей шлях, т. К. Це предмет інших наук. Однак ви повинні розуміти, що в основі багатьох біологічних процесів лежать процеси хімічні, пов'язані з переходом одних речовин в інші.

В результаті біологічної еволюції виникла сучасна людина, що відрізняється від інших живих істот розумом і активністю, т. Е. Здатністю впливати на стан Землі, в тому числі і на біосферу. Вернадський, розвиваючи вчення про біосферу, вперше глибоко обгрунтував єдність людини і біосфери.

Так як же може впливати людина на хімічні перетворення в навколишньому середовищі?

Учень. Людина може сам здійснювати хімічні перетворення.

Учитель. А навіщо це йому потрібно? Адже можна використовувати речовини природного походження? Для того, щоб відповісти на це питання, розгляньте зразки речовин, що знаходяться у вас на столах, і дайте відповідь на питання, що стосуються їх властивостей, виконавши завдання 4.

Завдання 4. Дайте відповідь на питання.

а) За яким з фізичних властивостей синтетичний (вироблений людиною) каучук перевершує натуральний?

б) Для отримання чистого заліза в якості вихідних речовин можуть використовувати оксид заліза (III), що міститься в гематит, і алюміній. Запишіть рівняння реакції заміщення, що ілюструє цей процес.

(Відповідь.

а) Синтетичний каучук більш еластичний, ніж натуральний.

б) Fe2O3 + 2Al AL2O3 + 2Fe - реакція заміщення.)

Учитель. Зробіть висновок про те, навіщо людині виробляти нові матеріали, яких немає в природі.

Учень. Чисельність людей на Землі збільшується, а це значить, що речовин природного походження просто не вистачає. Крім того, людина виробляє нові матеріали, які за своїми якостями перевершують природні.

Учитель. Позитивна чи негативною ця сторона використання знань хімічної науки?

Учень. Ця сторона позитивна.

Учитель. А які негативні сторони ви можете назвати?

Учні. В процесі хімічних реакцій можуть виділятися шкідливі для природи речовини.

Учитель. Спробуємо розглянути цю загальну проблему на приватному прикладі. Одним із способів отримання тепла є горіння деяких речовин. Розглянемо різні сторони цього процесу. Що в ньому позитивного?

Учень. Позитивним є те, що ми отримуємо тепло.

Учитель. А тепер розгляньте одну з негативних сторін горіння, прочитавши і виконавши завдання 5. Запропонуйте способи зменшення шкідливого впливу деяких речовин, вироблених людиною.

Завдання 5. а) Викопний вугілля, мазут (продукт переробки нафти) і природний газ, що використовуються на теплових електростанціях, містять (у вигляді домішок) велика кількість сірки. При її горінні утворюється сірчистий газ, який надає шкідливий вплив на живі організми. Запишіть рівняння реакції горіння сірки. Визначте тип цієї хімічної реакції.

б) Водень може служити в якості екологічно чистого палива. Запишіть рівняння реакції окислення водню. Визначте тип цієї хімічної реакції. Зробіть висновок, чому такий спосіб отримання енергії є екологічно безпечним.

в) Виділяється в процесі горіння сірчистий газ може вловлювати і зв'язуватися гашеним вапном (гідроксидом кальцію). В результаті цієї реакції утворюються сульфіт кальцію і вода. Запишіть рівняння реакції, знаючи, що вона відноситься до реакції обміну.

г) Запропонуйте (усно) способи зменшення кількості шкідливих речовин, що виробляються людиною.

(Відповідь.

а) Реакція сполуки: S + O2 SO2

б) реакція сполуки: H2 + O2 = 2H2O

в) реакція обміну: SO2 + Ca (OH) 2 = CaSO3 + H2O.)

Учень. Для зменшення кількості шкідливих речовин, що виробляються людиною, можна запропонувати заміну одних речовин і процесів на інші, менш небезпечні, або нейтралізацію вже утворилися шкідливих речовин.

Учитель. На завершення уроку зробіть висновок про те, що дають знання про типи хімічних реакцій. Ваша думка може спиратися на епіграф уроку з точки зору істинності чи хибності його. Відповідь мотивуйте. (Учні висловлюють різні думки з цього приводу.)

А зараз я пропоную вам здійснити взаємоперевірку виконаних вами в процесі уроку завдань і виставити один одному позначки, використовуючи зразок правильних відповідей.

Заключна частина

Учитель. Людина може створювати якісно нові речовини, які йому необхідні в житті. При створенні нових речовин і використанні різних хімічних перетворень він не повинен завдавати шкоди природі і собі самому. Це завдання складне, але посильне для людини, тому що людський розум є визначальним фактором розвитку, потужною силою взаємин природи і суспільства.

Сьогодні ви дуже близько підійшли до тих знань про типи хімічних реакцій, які пов'язані з реальними природними процесами і діяльністю людини в минулому та майбутньому.

Домашнє завдання. Учитель пропонує написати реферати за темами:

• Для чого потрібен кисень?

• Вода - найважливіше речовина на Землі.

• Автомобіль - найлютіший ворог природи.

• Нафта - небезпечний забруднювач.

• Чому природний газ як паливо привертає увагу екологів?

• Про що можуть розповісти жителі водойми?

• Як влаштувати сміттєзвалище?

• Що відбувається з озоновим екраном?

• Чим небезпечні аварії на атомних електростанціях?

Л і т е р а т у р а д л я у ч а щ и х з я

Гаврилов В.П. Чорне золото планети. М .: Недра, 1990; Куряча М.А. Хімія творить, хімія руйнує. М .: Знание, 1990; Матвєєв Л.В. Майже все про ядерному реакторі. М .: Вища школа, 1990; Павілейко Р.П. Катастрофа! М .: Недра, 1991; Чижевський А.Є. Я пізнаю світ. Екологія. М .: АСТ, 1998..

Л і т е р а т у р а д л я у ч і т е л я

Габрієлян О.С. Хімія. 8 клас. 3-е изд. М .: Дрофа, 2000; Ільченко В.Р. Формування природничо-наукового розуміння школярів. М .: Просвещение, 1993; Крицман В.А. Книга для читання з неорганічної хімії. М .: Просвещение, 1974; Опаловського А.А. Планета Земля очима хіміка. М .: Наука, 1990; Енциклопедичний словник юного хіміка. Упоряд. В.А.Кріцман, В.В.Станцо. М .: Педагогіка, 1982.

А.І.КОЛІНА,
учитель середньої школи № 3
(М Калінінград)