Тепловой эффект химических реакций

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: проблемно-поисковый с применением деятельностной и групповой технологий.

Цели урока:

• изучить классификацию химических реакций по тепловому эффекту на основе лабораторного эксперимента и самостоятельной работы с учебным текстом;
• познакомить с новым типом расчётных задач – по термохимическому уравнению реакции;
• повторить классификацию химических реакций по количеству и качеству веществ, участвующих в реакции.

Задачи урока:

• Обеспечить усвоение учащимися теоретических понятий «теплота», «энергия», «экзо- и эндотермические реакции», «тепловой эффект», «термохимическое уравнение», выделение и поглощение энергии.
• Совершенствовать умение решать расчетные задачи на примере термохимических уравнений реакций.
• Развивать у учащихся умение наблюдать, анализировать природные явления и проводимый химический эксперимент; совершенствовать навыки ведения наблюдений, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы и заключения.
• Воспитывать патриотизм на примере личности академика Г.И.Гесса, а так же способствовать воспитанию у учащихся коммуникативных навыков, чувства товарищества и взаимопомощи.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация, компьютер, устройство измерения и обработки данных (УИОД), система сбора данных, датчик температуры (от – 40^оС до + 135^оС); инструктивные карточки для проведения лабораторных опытов и осуществления самостоятельной работы.

Реактивы: на столах учащихся раствор соляной кислоты, пробирка с порошком магния, стаканчик (50 мл) с 20 мл воды, стеклянная палочка.

Домашнее задание: §§ 23, 24, с.69, з.2. (по учебнику Г.Е.Рудзитиса и Ф.Г.Фельдмана Химия 8); по желанию – объяснить изображения 1-4 из Презентации.

Виды деятельности учащихся на уроке:

• участие в обсуждении,
• проведение лабораторного эксперимента,
• самостоятельная работа с учебными текстами и по инструктивным карточкам в парах (осуществление деятельностного подхода).

Контроль знаний:

• оценка ответов при обсуждении материала урока;
• оценка самостоятельной работы и лабораторного эксперимента, записей в ходе работы с инструктивными карточками;
• использование опорных знаний при решении расчётных задач и составлении уравнений химических реакций.

План урока

Содержание урока

I. Организационно-мотивационный этап

Приветствие учащихся.
Урок начинается с создания проблемной ситуации. Учитель просит посмотреть на слайд и сформулировать тему урока. Демонстрируется слайд 1.

1/2.Учитель: Сегодня мы начнём урок не совсем обычно: я не буду называть тему урока, а покажу вам некоторые фотографии. Как вы думаете, что объединяет все эти изображения (слайд 1)?

Предположения учеников.

II. Операционно-исполнительский этап.

Учитель: Однозначного мнения ещё пока нет, поэтому проведём небольшой эксперимент (слайд 2). Работу выполняем по инструктивным карточкам. (Приложение 1). Когда закончите эксперимент – дайте мне сигнал – встаньте. Не забывайте наблюдения внести в таблицу, которую вам выдали.

Учитель: давайте обсудим ваши наблюдения и определимся, наконец, с темой урока.

Демонстрационный эксперимент с использованием УИОД:

1) исследование датчиком температуры взаимодействия магния с соляной кислотой;
2) растворение нитрата аммония в воде под контролем температурного датчика.

Обсуждение наблюдений и определение темы урока.

3. Запись темы урока в тетрадях – слайд 3.

Учитель: Некоторую информацию о тепловом эффекте химических реакций вы уже получили. Давайте продолжим разбирать эту тему. Работаем по инструктивным карточкам. (Приложение 2). Не забывайте делать необходимые записи в рабочей тетради. … Кто закончил работу встаньте, пожалуйста.

4. Обсуждение теоретического материала с визуальным сопровождением (слайды 4-10):

Учитель: И так мы теперь знаем, что различают реакции, идущие с выделение тепла и реакции, идущие с поглощением тепла (слайд 4).

Учащиеся дополняют: реакции, идущие с выделение тепла, называют экзотермическими, в уравнениях реакций это записывается + Q; реакции, идущие с поглощением тепла, называют эндотермическими и в уравнениях реакций записывают, как – Q.

Слайд 5: Названия реакций «экзо-» и «эндо-» от греческого соответственно «наружу» и «внутрь».

Учитель: Как называют уравнения реакций, в которых указан тепловой эффект?

Ученик: Уравнение реакции, в котором указывается тепловой эффект называется термохимическим (ТХУ).

Учитель: Чего не хватает в данном (слайд 6) ТХУ?

Обсуждаются версии учащихся, и записывается в тетради и на доске правильная запись:

2 NaOH(ж) + H₂SO₄(ж) = Na₂SO₄(ж) + 2H₂O(ж) + 131 кДж

В термохимических уравнениях необходимо указывать агрегатные состояния веществ с помощью буквенных индексов, т.к. на тепловой эффект химических реакций влияют масса вещества, его агрегатное состояние, температура вещества в начале реакции (зависит от температуры окружающей среды), от природы вещества (например, металл – неметалл) и др. факторов.

Изучением теплового эффекта химических реакций  занимался наш соотечественник Герман Иванович Гесс.  Учёный сформулировал основной закон термохимии – «закон постоянства сумм теплот» в 1840г., который, впоследствии получил название закона Гесса, а Германа Ивановича считают основоположником термохимии. (Слайд 7)
Знание о тепловых эффектах химических реакций имеет большое практическое значение. (Слайд 8). Самая мощная в мире российская ракета "Энергия" перед стартом на космодроме Байконур. Двигатели одной из её ступеней работают на сжиженных газах - водороде и кислороде:

2 H₂(г) + O₂(г) = 2 H₂О(ж) + 572 кДж

Слайд 9: горение газа метана в бытовых плитах:

СH₄(г) + 2 O₂(г) = СO₂(г) + 2 H₂О(ж) + 890 кДж

Горение дров в костре:

С(тв) + O₂(г) = СO₂(г) + 394 кДж

Учитель: Иногда в заданиях указывают обычные уравнения реакций, а задание подразумевает определение типа химических реакций по тепловому эффекту. Как поступить в этом случае?

Обсуждаются версии учеников.

Учитель подводит итог: Используем знания изученных тем (Кислород. Горение и медленное окисление. Воздух. и др.) и логику. Например, вы уже должны знать, что практически все реакции горения являются экзотермическими, т.к. сопровождаются выделением тепла и света. А большинство реакций разложения являются эндотермическими: вспомните лабораторные способы получения кислорода.

– Давайте теперь вспомним 1 слайд сегодняшнего урока и попробуем объяснить некоторые изображения (слайд 10):

Световых частиц поток
Падает на зеленый листок,
Листок кислород выделяет,
Углекислый газ поглощает.

Учащийся школы № 50 г. Калининграда

5. Запись домашнего задания (слайды 11,12).

6. Учитель: На основании термохимического уравнения реакции можно рассчитать количество теплоты, выделяющейся или поглощаемой в процессе реакции. Сейчас вам предстоит этому научиться.

Самостоятельная работа по инструктивной карточке (Приложение 3) и выполнение теста (Приложение 4).

III. Рефлексивно-оценочный этап

7. Рефлексия (мишень). 1 мин.

8. Подведение итогов урока. 2-3 мин.

Использованная литература:

1. Богданова Н.Н. Химия. Лабораторные работы. 8 – 11 кл. – ООО «Издательство Астрель», 2001, с.35 – 37.
2. Боровских Т.А. Тесты по химии. Первоначальные химические понятия. Кислород. Водород. Вода, растворы. Основные классы неорганических соединений. 8 кл. – М.: Издательство «Экзамен», 2010, с. 57-66.
3. Дерябина Н.Е. Термохимия: деятельностный подход к методике преподавания. – М.: Чистые пруды, 2006, с.4-12.
4. Кузнецова Н.Е., Шаталов М.А. Обучение химии на основе межпредметной интеграции: 8 – 9 классы: учебно-методическое пособие. – М.: Вентана-Граф, 2004, с.82 – 85. Рис.8 Характеристика теплового эффекта химической реакции /для сам.раб.
5. Леенсон И.А. Почему и как идут химические реакции. – М.: МИРОС, 1994, с.10-11, 39-41.
6. Новошинский И.И. Типы химических задач и способы их решения. 8 – 11 кл. М.: ООО «Издательство Оникс», 2006,с.121-125.
7. Титова И.М. Уроки химии VIII класс. Система личностного развития учащихся. – СПб.: КАРО, 2002, с.146.