В помощь ученику

В помощь ученику
Электронный конспект уроков по химии
Тема урока:
Химические реакции (7 класс)
Ранее, описывая химическую реакцию, мы обращали внимание на качественную
сторону этого процесса, т.е. на то, во что превращаются вещества. Но не менее важной
является количественная характеристика химической реакции.
Суть химической реакции заключается в перегруппировке атомов или структурных
единиц. То есть, вещества, которые образуются, состоят из тех же атомов или
структурных частиц, которые были и до начала реакции.
Задание 1. Раскрасить различными цветами исходные вещества, и
то, которое получилось в результате реакции, подписать их формулы.
Fe + S = FeS
Атомы простых веществ серы и частиц феррума перешли в состав сложного
вещества феррум (ІІ) сульфида (FeS). Мы уже знаем, что каждый атом имеет
определенную массу, значит масса исходных веществ и тех, которые образуются, должны
быть одинаковыми.
Это утверждение тождественно формулировке закона сохранения массы веществ
(познакомимся позднее).
Для того чтобы уметь пользоваться химическим языком, т.е., языком формул, а с
их помощью, учиться составлять химические уравнения, необходимо научиться
составлять химические формулы.
Для того, чтобы составить формулу вещества, необходимо последовательно
записать символы химических элементов и указать количество атомов в молекуле (или
структурной единице) вещества индексом.
О2
Н2О
Н2
Н3РО4
индексы - обозначают количество атомов
Вспомните: какие из приведенных формул обозначают простые вещества, а какие –
сложные?
Для простых веществ немолекулярного строения количество атомов в молекуле не
указывают.
Формулы простых веществ – неметаллов которые состоят из двух атомов
необходимо запомнить: Н2; О2; N2; F2; Cl2; Br2; I2.
При записи химических формул используются коэффициенты формулы – это
цифры, которые указывают количество молекул или отдельно взятых атомов
(частиц).
2О2
5Н2О
4Н2
8Н3РО4
Коэффициенты
Вид формул, которые мы рассматриваем на этом уроке, - брутто-формулы, они
показывают только качественный и количественный состав вещества, но не несут
информации о строении или форме молекул.
При записи формул химических веществ часто применяются скобки, в которые
заключаются группы атомов, например: Сu(NO3)2. В этом случае индекс «3» относится
только к атому оксигена, а индекс «2» относится ко всей группе NO3.
Следует отметить, смысл индекса в формулах веществ молекулярного и
немолекулярного строения:
- в формулах веществ с молекулярным строением индекс указывает на число атомов
химического элемента в каждой молекуле вещества;
- в формулах с немолекулярным строением индексы выражают соотношение числа
атомов каждого элемента в соединении.
Например: формула СО2 показывает, что каждая молекула углекислого газа
состоит из одного атома Карбона и двух атомов Оксигена, а формула
CuCl2 показывает, что на каждый атом меди приходится два атома Хлора.
Химическое уравнение – это условная запись химической реакции с помощью
химических формул и коэффициентов.
В левой части уравнения записывают формулы реагентов, в правой - продуктов
реакции. Между ними пишут стрелку.
реагенты → продукты реакции
Это схема химической реакции. Если вместо стрелки поставить знак равенства, то
получим химическое уравнение.
Словарик:
Вещества, вступающие в реакцию, называются реагентами.
Вещества, образующиеся в результате реакции, называются продуктами реакции.
Знак «=» записывается при условии, если количество атомов определенных
элементов в левой и правой части химической реакции одинаково.
Если в схеме реакции количество атомов в левой и правой части отличается,
подбираются соответствующие коэффициенты.
Коэффициенты в химических уравнениях показывают соотношение между
количеством атомов реагентов и продуктов реакции.
Проверь себя:
Задание 1. Запишите с помощью химических символов и цифр :
а) молекулу кислорода, состоящую из двух атомов;
б) молекулу азота, состоящую из двух атомов;
в) молекулу серы, состоящую из восьми атомов;
г0 молекулу фосфора, состоящую из четырех атомов.
Задание 2. Запишите с помощью химических символов и цифр:
а) молекулу вуглекислого газа, состоящую из одного атома Карбона и двух атомов
Оксигена;
б) молекулу гипса, состоящую из одного атома кальция, одного атома серы и четырех
атомов Оксигена;
в) молекулу глюкозы, состоящую из шести атомов Карбона, двенадцати атомов Гидрогена
и шести атомов Оксигена;
г) молекулу соды, которая состоит из двух атомов натрия, одного атома Карбона и трех
атомов Оксигена.
Задание 3. Запишите с помощью химических символов и цифр:
а) два атома водовода;
б) четыре молекулы воды;
в) пять молекул азота;
г) три молекулы сульфатной кислоты.
Задание 4. Запишите в клеточках цифры, которые отвечают:
1) Коэффициентам;
2) Индексам;
3) Реагентам;
4) Продуктам реакции
4Р +5О2 =2Р2О5
Задание 5. Составь схемы химических реакций при участии двух простых веществ,
в результате которых образовалось одно сложное вещество, формула которого: МgO;
NaH; СН4; Р2О5.
Електронний конспект уроку з теми « Закон сохранений массы веществ"
«Доводы,
до
которых
человек
додумался сам, обычно убеждают его
больше, нежели те, которые пришли в
голову другим».
Все явления, происходящие вокруг нас, все объекты живой и неживой природы
существуют по законам, которые вам предстоит узнать и постичь. Мир и природа едины,
поэтому существуют законы, общие для всех наук. Одним из таких законов является закон
сохранения массы веществ.
Нам предстоит сегодня на уроке: познакомится с трудами великих ученых Роберта Бойля,
Михаила Васильевича Ломоносова, Антуана Лорана Лавузье
Сегодня мы совершим научное открытие, а для этого перенесемся в 18-й век в
лабораторию великого русского ученого М.В. Ломоносова.
Он пытается понять, что происходит с массой веществ, вступающих в химические
реакции. В течение тысячелетий люди верили в то, что вещество может бесследно
исчезать, а также возникать из ничего. О природе материи задумывались философы
древней Греции Эмпидокл, Демокрит, Аристотель, Эпикур, более современные ученые,
такие как Роберт Бойль.
Бойль проделал множество опытов по прокаливанию металлов, и всякий раз масса
окалины оказывалась больше массы прокаливаемого металла. Вот что записал учёный
после одного из своих опытов в 1673 году:
«После двух часов нагревания был открыт запаянный кончик реторты, причём в
неё ворвался с шумом наружный воздух. По нашему наблюдению при этой операции была
значительная прибыль в весе …»
Ломоносов внимательно изучил труды ученого Роберта Бойля, который считал, что
масса веществ в результате химических реакций изменяется.
Но ученые, на то и ученые, что они ничего не принимают на веру, все подвергают
сомнению и проверке.
С 1748 по 1756 гг. Ломоносов проделал огромную работу. Он, в отличие от Р.
Бойля, прокаливал металлы не на открытом воздухе, а в запаянных ретортах, взвешивая
их до и после реакции.
Ломоносов доказал, что масса веществ до и после реакции остается
неизменной. Результаты своих опытов в 1748 году Ломоносов сформулировал в виде
закона:
«Все перемены в натуре случающиеся, такого суть состояния, что, сколько чего у
одного тела отнимется, столько присовокупится к другому».
На современном языке закон звучит так:
«Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся
веществ»
Какой закон отражает сущность превращений, происходящих в химической
реакции?
Все химические процессы, происходящие в природе, подчиняются закону
сохранения массы веществ, поэтому он является единым законом природы. В
результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их
перегруппировка. Так как число атомов до и после реакции остается неизменным, то
общая масса тоже не изменяется.
Закон сохранения массы веществ
масса исходных веществ реакции = массе конечных продуктов реакции
Сущность химических реакций выражается с помощью химических уравнений.
Что мы называем химическим уравнением?
Химическим уравнением называют условную запись химической реакции с
помощью химических формул веществ и коэффициентов перед ними.
Что является следствием закона сохранения массы веществ (коэффициенты в
уравнении реакции)
Мы уже знаем с вами, что химическую реакцию можно записать с помощью
химических формул и коэффициентов. Давайте рассмотрим алгоритм составления
уравнений химических реакций на примере горения угля.
Алгоритм.
1. Слева записываем формулы простых веществ угля и кислорода. Между ними
ставим знак «+».
2. Далее записываем формулу карбон (ІV) оксида.
3. Записываем схему химической реакции:
С + О2 → СО2
4. Проверяем количество атомов каждого элемента в левой и правой части. Так
как она одинакова, к стрелке дорисовываем знак равно и записываем
химическое уравнение.
С + О2 = СО2
Задание 2. Составить уравнение реакции горения лития.
1. Слева записываем формулу простых веществ лития и кислорода. Между ними
ставим знак «+».
2. Далее записываем формулу литий оксида.
3. Затем, составляем и записываем схему химической реакции:
Li +O2→ Li2O
4. Проверяем количество атомов. В левой и правой части схемы разное количество
атомов каждого элемента.
5. Следовательно, нужно подбирать коэффициенты. Начинаем с атомов Оксигена. В
левой части – два атома Оксигена, а в правой – один. Сначала находим наименьшее
общее кратное (НОК) чисел 2 и 1. Оно равно 2.
6. Сделаем так, чтобы в левой и правой части было по 2 атома Оксигена. Для этого
НОК 2 делим на количество атомов Оксигена в правой части (2:1=2), ставим 2 –
коэффициент перед формулой Li2O. Дальше НОК 2 делим на количество атомов
Оксигена в левой части (2:2=1). Получаем 1 – коэффициент перед формулой
простого вещества кислорода (который не записывается пред формулой):
Li +O2→ 2Li2O
7. Количество атомов Оксигена одинаково. Проверяем количество атомов Лития. В
правой части - 2∙2 = 4 атома Лития, а в левой – один. Поставим перед формулой
простого вещества Li, коэффициент 4, получим химическое уравнение.
4Li +O2= 2Li2O
Напоминаю: коэффициенты в уравнениях химических реакций показывают
соотношение между количеством атомов реагентов и продуктов реакции.
Задание 3. Расставить коэффициенты в схеме:
Na +H2O → NaOH + H2
1. Количество атомов Натрия и Оксигена в левой и правой частях одинаково,
количество атомов Гидрогена – разное. Слева – 2 парное количество), справа –
непарное, т.е. 3 (2+1=3).
2. Сделаем количество этих атомов парным справа. Для этого поставим коэффициент
2 перед формулой вещества с непарным количеством атомов Гидрогена, т.е. перед
NaOH:
Na +H2O → 2NaOH + H2
3. Теперь количество атомов Гидрогена справа равняется 4 (2+2=4), а слева -2.
Следовательно, перед формулой воды (H2O), которая содержит 2 атома Гидрогена,
нужно поставить коэффициент 2, получим 4 атома гидрогена в левой части:
Na +2H2O → 2NaOH + H2
4. Количество атомов Оксигена и количество атомов Гидрогена в левой и правой
частях одинаково. Осталось уравнять количество атомов Натрия. В правой части 2
атома Натрия, слева -1, следовательно, поставим коэффициент 2 перед формулой
простого вещества натрия:
2Na +2H2O = 2NaOH + H2
Вывод: сумма атомов каждого элемента, входящих в состав реагентов, должна
равняться сумме атомов элементов продуктов реакции.
Правильно найденные коэффициенты должны быть наименьшими целыми
числами.
Подбор коэффициентов нужно начинать с уравнения атомов элементов, которые
входят в состав лишь одного из реагентов и одного из продуктов реакции.
Проверь себя;
Задание 1. Масса золы, полученной при сжигании дров гораздо меньше массы исходных
веществ. Объясните, не противоречит ли этот факт закону сохранения массы веществ?
Дополнительная информация!
При сжигании дров органические вещества, входящие в состав дерева
превращаются в водяной пар и углекислый газ.
Задание 2. Можно ли при сжигании 100 кг угля (С) получить углекислого газа (СО 2)
больше, чем 100 кг? За счет чего масса углекислого газа больше массы использованного
угля?
Дополнительная информация!
При горении вещества присоединяют кислород.
Задание 3. Горящая свеча тает, оставляя лишь маленькую лужицу парафина. Объясните,
не противоречит ли это закону сохранения массы веществ.
Дополнительная информация!
При горении парафина образуются летучие водяные пары и углекислый газ.
Следует заповнить, что закон выполняется только в условиях замкнутой системы.
Електронный конспект уроков по теме "Тепловой эффект химической реакции"
Мы уже знаем, что при химических реакциях происходит выделение или поглощение
теплоты.
Откуда же берется теплота и куда она исчезает?
В химических реакциях разрушаются связи между одними атомами и образуются
между другими. При разрушении связей энергия выделяется, при образовании –
поглощается. Но количество энергии, выделенное при разрушении связей и поглощенное
при их образовании – неодинаковое.
Если энергии выделяется больше, чем поглощается, она рассеивается в виде
теплоты.
Если энергии для образования новых связей необходимо больше, чем для разрыва
старых, то протекание реакции требует дополнительного количества теплоты и
нагревания реагентов.
Теплота, которая выделяется или поглощается во время химической реакции,
называется тепловым эффектом.
Тепловой эффект химической реакции записывают буквой Q.
После формул продуктов реакции в уравнении записывают тепловой эффект с
определенным знаком: + Q – для экзотермической реакции и – Q – для
эндотермической реакции. Указанное количество теплоты рассчитано на определенное
стехиометрическое количество веществ – продуктов реакции и выражается в кДж/моль.
Уравнение
реакции,
где
записан
тепловой
эффект,
называется
термохимическим уравнением.
Н2 +Cl2 = 2HCl +186 кДж;
N2 + O2 = 2NO -181 кДж
Тип реакции
Тепловой эффект
Экзотермическая
+Q
Эндотермическая
–Q
Словарик:
Раздел химии, который изучает тепловые эффекты химических процессов,
называется термохимией.
Тепловой эффект химической реакции зависит от температуры и давления, поэтому
он приводится для стандартных условий: температуры 250С и давления р = 101,3 кПа.
В термохимических уравнениях так же указывается агрегатное состояние веществ:
кристаллическое (к); жидкое (ж); газообразное (г) и растворенное (р).
Для того, чтобы можно было сравнивать энергетические эффекты различных
процессов, термохимические расчеты обычно относят к 1 моль вещества. Поэтому
коэффициенты в термохимических уравнениях реакций могут быть дробными.
Демонстрация опытов:
1. Горение магниевой стружки. Наблюдаем яркую вспышку и горение магния.
Выделяется большое количество тепла.
Записываем термохимическое уравнение реакции:
2Mg +O2 = 2MgO + 1205 кДж – реакция экзотермическая
2. Разложение малахита при нагревании.
В пробирку помещаем зеленый порошок малахита, пробирку нагреваем.
Наблюдаем образование черного порошка меди (ІІ) оксид.
Как только прекращается нагревание малахита, химическая реакция
останавливается. Термохимическое уравнение реакции:
Cu2(OH)2CO3 = 2CuO + CO2 +H2O - 47кДж – реакция эндотермическая
Примеры решения задач по термохимическим уравнениям:
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
Решение:
Q = + 7,5 кДж.
Fe + S = FeS + Q
Написать уравнение
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. Термохимическое уравнение серы имеет вид:
S + O2 =SO2 + 297 кДж.
Вычислить, сколько теплоты выделяется при сжигании 12,8 г серы?
Дано:
Решение:
M(S) =12,8г
1. Запишем термохимическое уравнение реакции:
М(S) = 32 г/моль
Найти:
Q-?
S + O2 =SO2 + 297 кДж
2. Определяем по коэффициентам соотношения количества
вещества, о котором имеется информация в условии задачи
и тепловым эффектом. Запишем это соотношение:
n(S) : Q =1: 297.
3.Определим количество вещества серы по формуле:
𝑚
n = 𝑀 ; n(S) =
12,8 г
г
моль
32
= 0,4 моль;
4.Из соотношения в п.2 вычислим количество теплоты серы:
Q = n(S) ∙ 297: 1 = 0,4 ∙297 : 1 = 118 (кДж).
Ответ: при сгорании 12,8 г серы выделяется 118,8 кДж теплоты.