Деятельность учителя |
Деятельность ученика |
На предыдущих уроках мы знакомились с химическими явлениями или химическими реакциями, с условной записью уравнений химических реакций на основании закона сохранения массы веществ. Сегодня мы попытаемся дать первую классификацию химическим процессам на основе имеющихся знаний. |
|
I. Давайте вспомним опыт, проведенный на прошлом уроке – горение магния. Опишите признаки этой химической реакции. |
Один из учащихся описывает признаки химической реакции горения магния: |
На экране появляется видеофрагмент проведения опыта (Приложение 3). |
|
Сколько веществ вступило в химическую реакцию? |
Два. |
А образовалось? |
Одно. |
Давайте представим схему реакции. Запишите уравнение химической реакции в тетради. Проверим (Слайд). 2Mg + O2 = 2MgO |
Учащиеся составляют уравнение реакции горения магния в тетради и проверяют по слайду (Приложение 1) 2Mg + O2 = 2MgO |
| Итак, в химическую реакцию вступило, соединилось два вещества, а образовалось одно вещество. Как вы думаете, к какому типу относится данная реакция? | Соединения. |
Правильно. Запишите, пожалуйста, определение данного типа реакции со стр. 36 в учебнике. Повторим еще раз. |
Один из учащихся дает определение реакции соединения. |
II. Давайте рассмотрим следующий тип химических реакций. Для этого необходимо провести лабораторный опыт. Работать будем со спиртовкой, поэтому вспомните, пожалуйста, как работают со спиртовкой, как закрепляют пробирку в лапке штатива, как прогревают пробирку в пламени спиртовки. | Ученик 1. Спиртовку зажигают спичкой, сняв колпачок. Горящая спиртовка должна стоять на платформе штатива, переносить ее с места на место нельзя. Погасить пламя спиртовки можно следующим образом: поднести колпачок сбоку к пламени и накрыть пламя. Ученик 2. Пробирку укрепляют в лапке штатива на расстоянии 1-1,5 см от отверстия. Пробирка должна быть укреплена достаточно плотно, но так, чтобы ее можно было вращать. Слишком сильное сжатие пробирки может привести к тому, что она лопнет. Пробирку с веществом прогревают всю два-три раза, а затем нагревают только ту часть, где находится вещество. |
Запишите название лабораторного опыта в тетради. |
Учащиеся записывают название опыта и приступают к его выполнению. |
Лабораторный опыт «Разложение основного карбоната меди (II)». |
|
Укрепите пробирку в штативе. В пробирке находится вещество основной карбонат меди (II). Опишите его физические свойства. Нагрейте вещество. По каким признакам вы можете определить, что прошла химическая реакция? |
Ученик 1. Вещество тврдое, бледно-зеленого цвета. В процессе реакции изменило цвет с бледно-зеленого на черный. Ученик 2. На стенках пробирки появились капли воды. |
Приведите рабочее место в порядок. Погасите пламя спиртовки. Ответьте на вопросы. Сколько веществ первоначально вступило в реакцию? |
Одно. |
Сколько веществ образовалось? | Мы заметили два вещества: черный порошок и вода. |
Посмотрите, как записывается уравнение данной химической реакции на слайде и объясните, почему вы не увидели еще одно вещество? (Приложение 1) |
Третьим получившимся веществом в этой реакции является углекислый газ. Он не имеет цвета и запаха. |
Проверьте записанное вами уравнение химической реакции и определите тип данного процесса, используя стр.36, запишите определение в тетрадь. (CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O |
Учащиеся записывают уравнение реакции и определение реакции разложения. Затем один из учащихся повторяет записанное определение. Химические реакции, когда из одного более сложного вещества получается несколько более простых веществ, называются реакциями разложения. |
III. С помощью следующего лабораторного опыта рассмотрим еще один тип химических реакций. Работать будем капельным методом. Одно из веществ, участвующих в реакции, – кислота. Работают с кислотами аккуратно и осторожно. Запишите название опыта. |
Учащиеся записывают название опыта в тетрадь. |
Лабораторный опыт «Взаимодействие цинка с соляной кислотой». |
|
Возьмите планшет для проведения реакций капельным методом. В одной из ячеек планшета находится гранула цинка. Рассмотрите металл. Добавьте в ячейку небольшое количество соляной кислоты. Какие признаки химической реакции вы наблюдаете? |
Учащиеся выполняют опыт под руководством учителя. Описывают наблюдения. Ученик. Наблюдается выделение газа. Это признак химической реакции. |
Правильно. Давайте запишем уравнение химической реакции в тетрадь, проверим его. (Приложение 1) Рассмотрим с точки зрения состава веществ, какие вещества вступили в реакцию, а заодно еще раз проверите задание 2 на своей карточке. |
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Ученик 1. Цинк состоит из атомов одного вида, следовательно, цинк – простое вещество. Ученик 2. Молекула соляной кислоты состоит из атомов разного вида, следовательно, соляная кислота – сложное вещество. |
Т.е. в данную реакцию вступили простое вещество и сложное вещество. А получились? |
Получились два вещества. Одно простое – водород. Одно сложное. |
Это сложное вещество называется хлорид цинка. Подпишите название вещества под его формулой. Найдите определение данного типа реакций в учебнике на стр. 36, запишите его в тетрадь. Проверим.
|
Учащиеся подписывают названия веществ, проверяя себя по слайду. Ученик. Реакции, в которых атомы простого вещества замещают атомы в сложном веществе, называются реакциями замещения. |
IV. Четвертый тип реакций – это реакции обмена. Более подробно мы познакомимся с ними позже, а сейчас посмотрим опыт, определим признаки реакции и запишем в тетрадь уравнение химической реакции и определение. Демонстрационный опыт: «Взаимодействие сульфата натрия и хлорида бария». |
Учащиеся записывают в тетрадь название опыта «Взаимодействие сульфата натрия и хлорида бария». |
В химическом стакане находится раствор вещества сульфата натрия. Опишите его видимые свойства. |
Ученик. Бесцветное вещество, хорошо растворимое в воде. |
Добавим в стакан раствор другого вещества – хлорида бария. По каким признакам можно судить, что прошла химическая реакция? |
Изменился цвет. Стал белый и непрозрачный. |
Говорят, выпал осадок, образовалось нерастворимое вещество. Давайте вместе запишем уравнение реакции. Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓ Обратите внимание, если вещество не растворяется в воде, то при написании уравнения химической реакции рядом с формулой вещества ставится стрелка вниз. Подпишем названия под формулами веществ: сульфат натрия, хлорид бария, хлорид натрия, сульфат бария (Приложение 1). |
Учащиеся записывают уравнение реакции в тетрадь Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓, подписывают названия веществ. |
Обратимся к составу веществ. В данную реакцию вступили два сложных вещества и образовались два сложных вещества. В процессе реакции они поменялись, обменялись составными частями, поэтому данный тип реакций называется реакциями обмена. Запишем определение в тетрадь. Реакции, в ходе которых сложные вещества обмениваются составными частями, называются реакциями обмена. |
Учащиеся записывают определение реакции обмена. Реакции, в ходе которых сложные вещества обмениваются составными частями, называются реакциями обмена. |
urok.1sept.ru
Классификация химических реакций по тепловому эффекту
- Войти
- Регистрация
- Схемы
- Биология
- География
- История
- Математика и алгебра
- Медицина
- Обществознание
- Педагогика
- Политология
- Право
- Психология
- Русский язык
- Социология
- Физика
- Философия
- Химия
- Экономика
- Прочее
- Книги
- Биология
- География
- История
- Математика и алгебра
- Медицина
- Обществознание
- Педагогика
- Политология
- Право
- Психология
- Русский язык
- Социология
- Физика
- Философия
- Химия
- Экономика
- Прочее
xn--e1aogju.xn--p1ai
числу и составу исходных и полученных веществ, изменению степеней окисления химических элементов, поглощению и выделению энергии – HIMI4KA
Классификацию химических реакций в неорганической и органической химии осуществляют на основании различных классифицирующих признаков.
По числу и составу исходных и полученных веществ различают реакции соединения, разложения, обмена и замещения.
Реакциями соединения называют химические реакции, в результате которых сложные молекулы получаются из двух и более простых, например:
Реакциями разложения называют химические реакции, в результате которых простые молекулы получаются из более сложных, например:
Реакциями замещения называют химические реакции, в результате которых атом или группа атомов в молекуле вещества замещается на другой атом или группу атомов, например:
Реакциями обмена называют химические реакции, протекающие без изменения степеней окисления элементов и приводящие к обмену составных частей реагентов, например:
По изменению степеней окисления химических элементов, входящих в состав реагирующих веществ, реакции делят на окислительно-восстановительные и не окислительно-восстановительные.
Окислительно-восстановительными называют реакции, сопровождающиеся изменением степеней окисления химических элементов, входящих в состав реагентов:
Не окислительно-восстановительными называют реакции, в которых степень окисления химических элементов, входящих в состав реагентов, не изменяется.
Окислительно-восстановительные реакции разделяют на следующие основные типы: реакции межмолекулярного окисления-восстановления, реакции внутримолекулярного окисления-восстановления, реакции диспропорционирования и реакции конмутации.
Реакциями межмолекулярного окисления-восстановления называют реакции, в которых обмен электронами происходит между различными атомами, молекулами или ионами, например:
(сера — окислитель, магний — восстановитель).
(бром — окислитель, водород — восстановитель).
(окислитель — азотистая кислота, восстановитель — сероводород).
Таким образом, атом-окислитель и атом-восстановитель в данных реакциях принадлежат разным веществам.
Реакциями внутримолекулярного окисления-восстановления называют реакции, в которых атом-окислитель и атом-восстановитель входят в состав одной и той же молекулы.
(окислитель — атом хлора в степени окисления +5, восстановитель — атом кислорода в степени окисления –2).
(окислитель — атом хрома в степени окисления +6, восстановитель — атом азота в степени окисления –3).
(окислители — атомы серебра в степени окисления +1 и азота в степени окисления +5, восстановитель — атом кислорода в степени окисления –2).
Реакциями диспропорционирования называют реакции, в которых молекулы или ионы одного и того же вещества реагируют друг с другом как окислитель и восстановитель. При этом содержащиеся в данном соединении атомы с переменной промежуточной степенью окисления переходят один в высшую, другой — в низшую степень окисления, например:
Реакциями конмутации называют реакции окисления-восстановления, в результате которых происходит выравнивание степеней окисления атомов одного и того же элемента, например:
(окислитель — атом азота в степени окисления +5, восстановитель — атом азота в степени окислителя –3).
(окислитель — атом азота в степени окисления +3, восстановитель — атом азота в степени окислителя –3).
По тепловому эффекту, сопровождающему химические реакции, их разделяют на экзотермические и эндотермические.
Экзотермическими называют химические реакции, идущие с выделением теплоты. Условное обозначение изменения энтальпии ΔH, а теплового эффекта реакции Q. Для экзотермических реакций Q > 0, а ΔH < 0.
Эндотермическими называют химические реакции, идущие с поглощением теплоты. Для эндотермических реакций Q < 0, а ΔH > 0.
В соответствии с агрегатным состоянием реагентов различают гомогенные и гетерогенные химические реакции.
Гомогенными называют реакции, протекающие в однородной среде.
Гетерогенными называют реакции, протекающие в неоднородной среде, на поверхности соприкосновения реагирующих веществ, находящихся в разных фазах, например твёрдой и газообразной, жидкой и газообразной, в двух несмешивающихся жидкостях.
Тренировочные задания
1. Реакция 3CaО + P2O5 = Ca3(PO4)2 относится к реакциям
1) разложения
2) соединения
3) обмена
4) замещения
2. Реакция Na2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4 + 2NaOH относится к реакциям
1) разложения
2) соединения
3) обмена
4) замещения
3. Реакция H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 относится к реакциям
1) разложения
2) соединения
3) обмена
4) замещения
4. Реакция CaCO3 = CaO + CO2 относится к реакциям
1) разложения
2) соединения
3) обмена
4) замещения
5. Реакция разложения описана уравнением
1) Cu(OH)2 = CuO + H2O
2) BaO + H2O = Ba(OH)2
3) Na2SO4 + BaCl2 = ZnCl2 + BaSO4
4) FeO + H2 = Fe + H2O
6. Реакция соединения описана уравнением
1) Br2 + H2 = 2HBr
2) H2SO4+ 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
3) ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S
4) HI + NaOH = NaI + H2O
7. К каталитическим процессам относят реакцию между
1) калием и водой
2) серой и хлором
3) азотом и литием
4) азотом и водородом
8. К экзотермическим реакциям относится взаимодействие
1) азота с кислородом
2) углерода с углекислым газом
3) воды с углеродом
4) углерода с кислородом
9. К окислительно-восстановительным реакциям не относится взаимодействие
1) натрия и хлора
2) брома и водорода
3) гидроксида калия и уксусной кислоты
4) кальция и уксусной кислоты
10. К реакциям замещения относится взаимодействие
1) серной кислоты и гидроксида натрия
2) серной кислоты и железа
3) серной кислоты и оксида натрия
4) серной кислоты и хлорида бария
11. К экзотермическим реакциям относится
1) взаимодействие соляной кислоты и гидроксида калия
2) взаимодействие азота и кислорода
3) гидролиз сульфата меди
4) разложение карбоната натрия
12. К эндотермическим реакциям относится
1) взаимодействие азота и кислорода
2) взаимодействие азотной кислоты и гидроксида лития
3) взаимодействие кислорода и водорода
4) взаимодействие воды и оксида калия
13. К окислительно-восстановительным реакциям не относится взаимодействие
1) натрия и брома
2) натрия и кислорода
3) оксида калия и воды
4) натрия и уксусной кислоты
14. Взаимодействие брома с гидроксидом калия относится к реакциям
1) нейтрализации
2) межмолекулярного окисления-восстановления
3) диспропорционирования
4) обмена
15. Взаимодействие азота и кислорода относится к реакциям
1) соединения, эндотермическим
2) соединения, экзотермическим
3) разложения, эндотермическим
4) обмена, экзотермическим
16. К эндотермическим реакциям относится взаимодействие
1) азота и лития
2) азота и кислорода
3) кислорода и кальция
4) углерода и кислорода
17. Взаимодействие оксида кальция и воды относится к реакциям
1) каталитическим, экзотермическим
2) разложения, эндотермическим
3) соединения, экзотермическим
4) обмена, эндотермическим
18. К каталитическим экзотермическим реакциям относится
1) получение фосфорной кислоты из оксида фосфора (V) и воды
2) разложение карбоната кальция
3) синтез аммиака из простых веществ
4) получение соляной кислоты из хлора и водорода
19. При нагревании нитрата серебра происходит реакция
1) соединения
2) разложения
3) замещения
4) обмена
20. Реакция, протекающая по схеме: CaCO3 = CaO + CO2 − Q, является реакцией
1) экзотермического разложения
2) разложения
3) замещения
4) эндотермического разложения
Ответы
himi4ka.ru
| 1. Укажите схему реакции замещения: | |
| г) Zn + FeSO4 (р-р)→ | |
| 2. Укажите схемы реакций соединения, в которых степень окисления элементов не изменяется: | |
| б) KOH + CO2 → гидолкарбонат | |
| 3. Сколько моль HNO3 расходуется на солеобразование при окислении 1,5 моль Сu разбавленной азотной кислотой: | |
| 4. Выберите схемы реакций соединения: | |
| а) NaOH + CO2 → кислая соль | б) Ca(OH)2 + CO2 → средняя соль |
| 5. Сколько моль окислителя расходуется на окисление (без учета солеобразования) 2 моль меди в реакции с концентрированной азотной кислотой: | |
| 6. Как изменяется степень окисления элемента при окислении: | |
| б) остается без изменения | |
| в) может как повышаться, так и понижаться | |
| 7. При электролизе расплава СаCl2 на аноде выделяется: | |
| в) как Са, так и Cl2 | г) нет верного ответа |
| 8. Назовите самый сильный окислитель: | |
| 9. Охарактеризуйте реакцию, отражающую схемой СО + О2 → СО2 + Q: | |
| г) эндотермическая | |
| 10. Что представляет превращение NH3 + H+ → NH4+ : | |
| б) восстановление | |
| в) без изменения степени окисления | г) нет верного ответа |
himiy88.blogspot.com
Классификация химических реакций
Разделы: Химия
Тема: Классификация химических реакций. План-конспект занятия по химии в группе № 942, профессия: «Повар, кондитер».
Цели:
- Обучающие:
- изучить классификацию химических реакций;
- изучить признаки, лежащие в основе классификации химических реакций.
- Развивающие:
- развить логическое мышление;
- развить умения излагать и доказывать свое мнение;
- кратко излагать свою мысль.
- Воспитывающие:
- воспитывать самосознание и настойчивость в овладении профессией;
- показать значимость химических реакций для человека.
Оборудование: компьютер, проектор; презентация, проверочный тест, лабораторное оборудование (согласно описанию).
Тип занятия: объяснение нового материала, время проведения 80 минут.
Основные этапы:
- Организационный момент (2 мин.)
- Актуализация опорных знаний (8 мин.)
- Изучение нового материала (40 мин.)
- Закрепление новой темы. Лабораторная работа (15 мин.)
- Самостоятельная работа (10 мин.)
- Домашнее задание (2 мин.)
- Подведение итогов (2 мин.)
- Рефлексия (1 мин.)
ХОД ЗАНЯТИЯ
I. Организационный момент
Приветствие, настрой деятельности на успех
II. Актуализация опорных знаний
Преподаватель (П): Все, что нас окружает, состоит из веществ. Кажется, что они живут своей жизнью, таинственной и непостижимой. Взаимодействуя, они изменяют свои свойства и состав. И задача человека, изучив этот таинственный мир, постараться использовать полученные знания во благо. Сегодня мы продолжим знакомство с этим удивительным и волшебным миром химических реакций.
III. Запишите тему сегодняшнего
занятия: «Классификация химических реакций» (Презентация, слайд 1)
Цели нашего занятия: (Презентация,
слайд 2)
1. Расширить и углубить знания о химических
реакциях, их признаках и условиях протекания
2. Научиться выделять существенные признаки,
которые могут быть положены в основу
классификации химических реакций
3. Рассмотреть классификацию химических
реакций по различным признакам
Преподаватель: Что называется
химической реакцией?
Студент (С): Химическая реакция- это
явление, сопровождающееся получением новых
веществ. (Презентация,
слайд 3)
П: По каким признакам можно судить о том,
что произошла химическая реакция?
С: Изменение цвета, выпадение или
растворение осадка, выделение запаха, выделение
или поглощение энергии, выделение газа. (Презентация, слайд 4)
П: Как вы думаете, какое количество
химических реакций может протекать в живой
природе?
Ежесекундно в организме человека происходят
сотни и тысячи всевозможных реакций. В печени
человека протекает около 20 000 000 химических
реакций. Из курса биологии вы знакомы процессом
фотосинтеза, в клетках растений на свету из
углекислого газа и воды образуется кислород, в
темное время растения дышат. (Презентация,
слайд 5)
Вы убедились в том, что химических реакций
огромное количество.
В химии, как и в других естественных науках
(ботаника, зоология) по мере накопления фактов
возникает необходимость в их классификации.
Вот по этой причине и создали классификацию
химических реакций, которую рассмотрим на
занятии.
Работа в парах обсуждение вопросов:
П: Как вы думаете, можно ли выделить
признак, по которому эти реакции, возможно
разделить на группы?
П: Различаются ли между собой реакции
одной группы?
В ходе обсуждения учащиеся приходят к выводу, что одним из признаков, по которому можно классифицировать химические реакции является число и состав реагентов и продуктов реакции. (Презентация, слайды 6-7)
Реакции между двумя или несколькими простыми или сложными веществами, в результате которых образуется только одно сложное вещество, называется реакциями соединения. (Презентация, слайд 8)
Записывается определение в тетради.
Примером реакции соединения служит опыт взаимодействия алюминия с бромом. (Презентация, слайд 9)
2 Al + 3Br2 = 2 Al Br3
Студенты записывают примеры этой и других реакций соединения (Презентация, слайд 10)
CaO + h3O = Ca(OH)
П: Что объединяет все эти реакции?
– В чём их отличие?
– Как одним словом мы можем назвать процесс,
который протекает?
Учащиеся приходят к выводу, что идет процесс
соединения веществ (реакции соединения), но в
первом случае вступают в реакцию простые
вещества, во втором – сложные вещества. Во всех
реакциях образуется одно сложное вещество.
Студентам предлагается вывести определение
этого типа реакций, используя буквы А, В, С
A + B ––> AB AB + CB ––> AB2C
По такой же схеме, как и реакции соединения, изучаются все остальные типы реакций (Презентация, слайды 11-22).
Реакции, в результате которых из одного сложного вещества получается несколько простых или сложных веществ, называется реакциями разложения. (Презентация, слайд 11)
Студенты записывают определение в тетради.
Демонстрируется опыт разложения гидроксида меди (П)
Cu(OH)2 = CuO + H2O
туденты записывают примеры этой и других реакций разложения (Презентация, слайд 12)
2 HgO = 2 Hg + O2
Студентам предлагается вывести определение этого типа реакций, используя буквы А, В, С
АВ = А + В
П: Что объединяет все эти реакции?
– В чём их отличие?
– Как одним словом мы можем назвать процесс,
который протекает?
Учащиеся приходят к выводу, что идет процесс разложения веществ (реакции разложения), но в первом случае образуются сложные вещества, а во втором – простые. В реакциях разложения продуктами могут быть как простые, так и сложные вещества.
Реакции замещения – это реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе. (Презентация, слайд 13)
Студенты записывают определение в тетради.
Примером реакции замещения является реакция взаимодействия сульфата меди (П) с цинком. (Презентация, слайд 14)
CuSО4 + Zn = Cu + ZnSО4
Студенты записывают примеры этой и других реакций замещения (Презентация, слайд 15)
CuSО4 + Fe = Cu + FeSО4
Студентам предлагается вывести определение этого типа реакций, используя буквы А, В, С
АВ + С = А + СВ
Реакции обмена – это реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями. (Презентация, слайд 16)
Студенты записывают определение в тетради.
Демонстрирую опыт взаимодействия хлорида меди (П) с гидроксидом натрия.
CuCI2 + 2NaOH = Cu(OH)2 +2NaCl
Студенты записывают примеры этой и других реакций обмена (Презентация, слайд 17)
KOH + HCI = KCI + H2O
Студентам предлагается вывести определение этого типа реакций, используя буквы А, В, С
АВ + С = А + СВ
П: По каким признакам можно еще классифицировать химические реакции? (По обратимости: обратимые, необратимые). (Презентация, слайд 18)
– Обратимые реакции при одинаковых условиях протекают в двух противоположных направлениях.
H2+ S H2S
– Необратимые реакции протекают только в одном направлении.
Ag2O + 2 HCI = 2 AgCI + H2O
Определение и примеры реакций записывают в тетради.
П: Используя популярную медицинскую энциклопедию, приводяться примеры, какое значение имеют обратимые химические реакции, протекающие в клетке для организма человека. (Приложение 1)
П: По каким признакам можно еще классифицировать химические реакции? (По тепловому эффекту: экзотермические и эндотермические)
– Экзотермические протекают с выделением энергии:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q
– Эндотермические протекают с поглощением энергии:
Mg(OH)2 = MgO + H2O – Q
– По каким признакам можно еще классифицировать химические реакции? (Реакции, идущие с участием катализатора и идущие без участия катализатора: каталитические и некаталитические)
– Каталитические (ферментативные) реакции, идущие с участием катализатора:
MnO2
2 KClO3 = 2 KCI + 3 O2
– Некаталитические реакции, идущие без участия катализатора
HgO = 2 Hg + O2
П: При недостатке в организме инсулина или снижении его активности печень и мышцы теряют способность превращать поступающий сахар в гликоген. В результате этого ткани не усваивают сахар и не могут использовать его в качестве энергии, что ведет к повышению уровня сахара в крови (гипергликемия) и выделение его с мочой, эти симптомы являются основными проявлениями сахарного диабета.
Работа с учебником с. 115.
П: По каким признакам можно еще классифицировать химические реакции? (По изменению степени окисления атомов элементов: окислительно-восстановительные, без изменения степени окисления атомов элементов; по фазовому составу: гетерогенные, гомогенные; по механизму: ионные, радикальные)
Студенты выписывают определения реакций данных типов в тетради.
IV. Закрепление изученного материала
Лабораторная работа (Приложение 2)
Сообщения студентов – опережающее домашнее задание (Приложение 3)
Студенты демонстрируют опыты и приводят примеры реакций, с которыми они сталкиваются в своей профессии:
а) гашение соды уксусной кислотой с образованием углекислого газа
NaHCO3 + CH3COOH ––> CH3COONa + H2O + CO2
б) основное применение питьевой соды –
кулинария, где она применяется, преимущественно,
в качестве основного или дополнительного
разрыхлителя при выпечке (так как при нагревании
выделяется углекислый газ), например, в
бисквитном и песочном тесте.
При температуре 60 °C гидрокарбонат натрия
распадается на карбонат
натрия, углекислый газ и воду (процесс
разложения наиболее эффективен при 200 C):
2NaHCO3 ––> Na2CO3 + H2O + CO2
в) приготовление кофе «Огонек» – пример экзотермической реакции (горение спирта) (Приложение 4)
V. Самостоятельная работа (Приложение 5)
VI. Домашнеее задание по учебнику Ю.М. Ерохин «Химия» : учить стр.4-7; упр. 5, стр. 7; по конспекту выучить определения типов химических реакций.
VII. Подведение итогов: подсчитывают средний балл отметок самостоятельно.
VIII. Рефлексия (Приложение 6)
Литература:
- О.С. Габриелян. Химия-11 – М.:Дрофа, 2004 г., 363 с.
- Ю.М. Ерохин, Химия-11, – М.: Мастерство, 2002 г., 377с.
- Популярная медицинская энциклопедия под редакцией Б.В. Петровского. Изд. «Советская энциклопедия». 1988; 704с.
11.03.2010
urok.1sept.ru
Технологическая классификация химических процессов (модели реакций)
Разработка любой химической технологии начинается с технологической классификации химического процесса, то есть с определения основных признаков, определяющих выбор объектов и инструментов его управления, конструкции реактора и т.д.
Существует ряд признаков, по которым можно классифицировать химические процессы.
Процессы могут быть простые и сложные.
Простые процессы описываются одним стехиометрическим уравнением.
А → С или А + В → С + D
В сложных процессах наряду с целевой реакцией протекают побочные реакции, и для описания процесса требуется несколько уравнений.
Сложные процессы могут быть:
— последовательные (консекутивные) А + В → R
R → S
— параллельные А + В → R
А + C → S
— смешанные А + В → R
А + R→ S
2) Процессы могут быть необратимые и обратимые.
Обратимые процессы в отличие от необратимых протекают одновременно в прямом и обратном направлении.
3) Процессы могут быть экзо— и эндотермические, то есть протекать соответственно, с выделением или поглощением тепла. Различают также процессы с большим тепловым эффектом и процессы с малым тепловым эффектом.
4) Процессы могут быть гомогенные и гетерогенные. В первом случае все участники реакции находятся в одной фазе; во втором — одной из стадий процесса является переход через границу раздела фаз.
5) Процессы бывают каталитические и некаталитические.
Совершенно очевидно, что каждая конкретный процесс обладает признаками разных классов. Например, процесс синтеза аммиака
N2(г) + 3 H2 (г) ↔ NH3 (г), ∆Н < 0
является простым, обратимым, экзотермическим, каталитическим (катализатор – металлическое железо), гомофазным, но гетерогенным, так как газообразные реагенты взаимодействуют между собой на поверхности твердого катализатора.
Закономерности управления простым необратимым гомогенным процессом
Характеристика модели:
1) Процесс простой – можно описать одним стехиометрическим уравнением
аА + bВ → cС + dD, где С – целевой продукт;
β = α, так как весь реагент превращается только в целевой продукт.
2) Процесс необратимый – αmax = 100%.
Величина конверсии реагента изменяется во времени α = f (τ), стремясь к максимальной величине 100%, так как текущая концентрация реагента «С» уменьшается во времени, стремясь к нулю.
Чем меньше время достижения 100%-ной конверсии, тем эффективнее протекает реакция. То есть эффективность зависит от скорости химической реакции r .
Процесс гомогенный – скорость процесса равна скорости химической реакции.
На основе приведенной характеристики модели видно, что эффективность проведения простого необратимого гомогенного процесса определяется величиной скорости химической реакции, то есть единственным объектом управления является скорость химической реакции.
Инструментами управления простым необратимым гомогенным процессом являются те технологические параметры, которые влияют на скорость химической реакции, то есть температура, давление, концентрация реагента, природа и концентрация катализатора.
r = f (t, p, C, kat)
1) Влияние концентрации
Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагентов выражается законом действующих масс:
,
где k – константа скорости, СА и СВ – текущие концентрации реагентов, nA и nB — порядок реакции по реагенту А и В соответственно.
Анализ уравнения закона действующих масс приводит к выводу, что:
1) скорость химической реакции увеличивается при увеличении концентрации реагентов;
2) скорость реакции в большей степени зависит от концентрации того реагента, порядок по которому выше;
3) скорость химической реакции уменьшается во времени, так как уменьшаются текущие концентрации реагирующих веществ.
Из уравнения закона действующих масс вытекает возможность использования двух технологических приемов, позволяющих увеличить скорость химической реакции:
работа с более концентрированным сырьем; при необходимости сырье предварительно обогащают, то есть тем или иным способом увеличивают в нем содержание основного компонента;
использование избытка одного из реагентов; что позволяет сохранять в ходе реакции высокие значения произведения
,
а, следовательно, и высокую скорость
процесса.
,
а, следовательно, и высокую скорость
процесса.В избытке берется тот реагент:
— порядок по которому выше;
— стоимость которого ниже;
— отделение которого от продуктов проще.
Избыток не должен сильно разбавлять реакционную смесь, нарушать теплофизические свойства реакционной смеси и тепловое регулирование реактора. Кроме того, слишком большой избыток реагента приводит к лишним экономическим затратам. Величину избытка определяют экспериментально; обычно берут избыток реагента 1,7 – 1,8 по сравнению со стехиометрией.
Вполне очевидно, что, чем выше скорость химической реакции, тем меньше время достижения одной и той же величины конверсии.
Поэтому при больших начальных, а, следовательно, и текущих концентрациях реагента время проведения химической реакции уменьшается.
Анализ кривой α = f (τ) также показывает, что скорость изменения конверсии уменьшается во времени, и при значениях α, близких к 100%, изменение конверсии очень незначительно. Поэтому всегда существует некоторое оптимальное значение конверсии (обычно 80-90%), при достижении которого вести процесс дальше экономически нецелесообразно. Время достижения этой величины конверсии называют оптимальным временем реакции τопт..
Влияние давления
Скорость реакции зависит от числа столкновений реагирующих веществ, а число столкновений зависит в свою очередь от числа молекул в единице объема, то есть от концентрации. С увеличением давления объем вещества уменьшается, и молекулы теснее располагаются в единице объема, то есть увеличение давление равнозначно увеличению концентрации. Особенно значителен этот эффект у газов. Жидкости и тем более твердые вещества малосжимаемы и эффект давления проявляется только в области сверхдавлений (1000 атм и выше).
В случае газофазных реакций концентрации реагентов в кинетическом уравнении можно заменить их парциальными давлениями.
Известно, что парциальные давления компонентов смеси пропорциональны их мольным долям.
где р – общее давление, NAи NB – мольные доли компонентов А и В.
Тогда , гдеn = nA + nB.
То есть скорость газофазной реакции пропорциональна давлению в степени, равной порядку реакции. Изменение давления наиболее сильно влияет на реакции высокого порядка.
Зависимость конверсии от давления при τ = const имеет следующий вид:
При увеличении давления конверсия увеличивается. Однако повышение давления имеет предел; выше некоторого оптимального значения давления ропт. увеличение его приводит к незначительному увеличению конверсии и выхода целевого продукта и поэтому становится нецелесообразным.
На практике использование давления в качестве фактора управления химической реакцией ограничено большими затратами на его реализацию и возможностями техники высокого давления.
Влияние температуры
Скорость реакции зависит не только от числа столкновений реагирующих молекул, но и от их энергии. Появление активных молекул, обладающих повышенной реакционной способностью, является результатом различных физических воздействий на вещество. При активации реагентов тем или иным способом передачи энергии увеличивается константа скорости реакции. Способы активации могут быть разные: фотохимическая, плазмохимическая, ультразвуковая и др. Наиболее часто используется термоактивация, то есть увеличение скорости реакции под воздействием температуры.
Скорость химической реакции возрастает при увеличении температуры на 100 в 2 — 4 раза. Это эмпирическое правило называется правилом Вант-Гоффа. Оно справедливо в области средних температур (до 4000С).
Более
точно влияние температуры можно описать
уравнением Аррениуса: 
,
где Еа – энергия активации, Т – температура, R – газовая постоянная, k0 – предэкспоненциальный множитель, зависящий только от природы реагирующих частиц.
Подставим это уравнение в уравнение закона действующих масс
и увидим, что скорость химической реакции при увеличении температуры возрастает по экспоненте. Степень влияния температуры зависит от величины энергии активации. Реакции с большей энергией активации более чувствительны к изменению температуры, реакции с малой энергией активации нечувствительны.
Каждая реакция значительно более чувствительна к изменению температуры при низких температурах, чем при высоких.
Установим зависимость конверсии от температуры. Эта зависимость носит S-образный характер.
При низких температурах мала скорость процесса, поэтому невелик подъем кривой α = f (T). По мере повышения температуры скорость реакции увеличивается по экспоненте, что приводит к резкому подъему кривой. Но с увеличением степени превращения реагентов снижается их концентрация, а, следовательно, и скорость процесса, поэтому функциональная зависимость α = f (T) асимптотически приближается к единице.
Анализ кривой на графике приводит к выводу, что в данном случае тоже существует некоторое оптимальное значение задаваемого параметра – температуры, выше которого вести процесс экономически нецелесообразно из-за незначительного увеличения конверсии при высоких энергетических затратах.
Термический способ активации химической реакции очень часто используется в технологии (до 95% от общего числа промышленных синтезов). Недостатком этого способа является высокие энергетические затраты и низкая селективность (при повышении температуры ускоряются не только целевые реакции, но и побочные).
Обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что в случае простого необратимого гомогенного процесса конверсия реагентов и выход целевого продукта изменяются синхронно и стремятся к 100% с увеличением времени нахождения реагентов в зоне реакции. Время достижения нужного значения конверсии можно сократить, увеличивая скорость химической реакции. Таким образом, эффективность такого процесса определяется только величиной скорости химической реакции.
Для увеличения скорости реакции используют следующие технологические приемы:
работа с высококонцентрированным сырьем;
использование избытка одного из реагентов;
использование оптимального давления в случае газофазных реакций;
активация реакции, например, повышением температуры.
Однако следует помнить, что в технологической практике иногда избегают излишнего повышения скорости реакции. Обычно это связано с трудностями быстрого теплоотвода в случае сильноэкзотермических реакций. В таких процессах используют малоконцентрированное сырье или даже разбавляют реакционную массу, например, введением растворителя или инертного газа.
studfiles.net
Урок «Классификация химических реакций»
Департамент образования Ивановской области
Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Южский технологический колледж
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ОТКРЫТОГО УРОКА ПО ХИМИИ
На тему:
«Классификация химических реакций»
Преподаватель: Вдовин Ю.А.
Курс: I
Группа: 39-40
Южа – 2017 г.
Тема урока: | Классификация химических реакций |
Цели урока: | Расширить и углубить знания о химических реакциях, сравнить их с другими видами явлений. Научиться выделять существенные признаки, которые могут быть положены в основу классификации химических реакций. Рассмотреть классификацию химических реакций по различным признакам. |
Задачи урока: | 1. Образовательная — систематизировать, обобщить и углубить знания обучающихся о химических реакциях и их классификации, развить навыки самостоятельной работы, умения записывать уравнения реакций и расставлять коэффициенты, указывать типы реакций, делать выводы и обобщения. 2. Развивающая — развить культуру речи с применением химических терминов и формул, развитие познавательных способностей, мышления, внимания. 3. Воспитательная — воспитание самостоятельности, усидчивости, внимательности, толерантности. |
Тип урока: | Комбинированный |
Оборудование и реактивы: | Реактивы: Нитрат аммония, гидроксид натрия, гидроксид аммония, сульфат меди (II), карбонат натрия, соляная кислота, гексацианоферрат (III) калия, хлорид железа (III), перманганат калия, серная кислота, этанол. Оборудование: Пробирки, склянки с растворами, пипетки, штативы, чашка Петри, фарфоровая чашка для выпаривания, стеклянная палочка, вата, металлический противень. |
Методы обучения | Словесные (беседа, объяснение) Методы проблемного обучения, лабораторный опыт. |
Формы работы: | индивидуальная, фронтальная. |
План урока:
1. | Организационный момент | 1 мин |
2. | Мотивация | 2 мин |
3. | Актуализация знаний | 6 мин |
4. | Изучение нового материала | 15 мин |
5. | Применение и закрепление знаний | 15 мин |
6. | Рефлексия | 5 мин |
7. | Домашнее задание | 1 мин |
ИТОГО: | 45 мин |
Ход урока:
1. Организационный момент (1 мин)
А) Приветствие;
Б) Техника безопасности;
2. Мотивация (2 мин)
Вступительное слово:
В окружающем нас мире протекает огромное число реакций. Вот мы просто сидим, стоим, идем куда-либо, а в каждой клеточке нашего тела каждую секунду происходят десятки и сотни тысяч превращений одних веществ в другие.
Почти не уступает живому организму и неодушевленная материя. Где то сейчас, именно в данный момент, происходит химический круговорот: одни молекулы исчезают, другие возникают, и эти процессы никогда не останавливаются.
Если бы в одночасье все они прекратились, то мир стал бы безмолвным. Как же удержать в памяти многообразие химических процессов, как практически ориентироваться в них? Как биологам удается ориентироваться в многообразии живых организмов? (создание проблемной ситуации).
Предполагаемый ответ: В любой науке применяется прием классификации, позволяющий по общим признакам разделить все множество объектов на группы.
Сформулируем тему занятия: Классификация химических реакций.
Любой урок должен преследовать цели.
Давайте сформулируем цели сегодняшнего урока?
Что мы должны рассмотреть?
Чему стоит научиться?
Ответ:
Рассмотреть возможные классификации химических реакций.
Научиться выделять признаки, по которым производится классификация реакций.
А в чем польза классификации химических реакций?
Предполагаемый ответ: Она помогает обобщить, структурировать знания о химических процессах, выделить что-либо общее и предсказать на основе имеющихся знаний что-либо еще неведомое, но схожее с известным.
А где знание классификации химических реакций может быть применено в вашей практике?
Предполагаемый ответ: некоторые классы химических реакций могут быть полезны нам в практической деятельности. Например, на окислительно-восстановительных процессах основано такое важное для вас явление, как гальванотехника. Думаю, понятие «Гальванические элементы» вам до боли знакомы!
Кроме того, знание класса химической реакции того или иного процесса может помочь в управлении этим процессом.
3. Актуализация знаний (6 мин)
А) Задание с карточками на отличие физических процессов от химических реакций (2 мин).
Задание выполняется студентом на магнитной доске и параллельно группой с презентацией.
Вглядитесь в эти известные всем Вам явления. Разделите их на группы. Укажите название группам и дайте определение каждой группе.
Название группы | ||
Процессы | ||
Определение |
Б) Повтор техники безопасности
Проведение лабораторных опытов (3 мин)
А как можно узнать, что у нас идет химическая реакция?
Предполагаемый ответ №1: по критериям.
Предполагаемый ответ №2: По выпадению осадка, выделению газа и т.д.
А теперь я предлагаю Вам погрузиться в атмосферу эмпиризма и побыть экспериментаторами. Перед Вами стоят пробирки и склянки с реактивами. В рабочем поле, в задании №2 указаны методики опыта. Проделайте эти опыты. Результаты ваших экспериментов занесите в таблицу «Признаки протекания химических реакций».
Признак протекания | Схема реакции | |
А | Появление запаха | |
Б | Выпадение осадка | |
В | Растворение осадка | |
Г | Выделение газа | |
Д | Изменение цвета | |
Е | Излучение света | |
Ж | Выделение или поглощение тепла |
4. Изучение нового материала (15 мин)
Мы увидели, что химические реакции зачастую сопровождаются эффектами. Некоторые подобные эффекты берутся за основу различным типам классификации…
Да, химические реакции классифицируются по разным типам, поэтому одну и ту же химическую реакцию можно рассматривать и классифицировать по разному.
А) Классификация по числу и составу реагентов и их продуктов:
— Соединения
— Разложния
— Замещения
— Обмена
На одном слайде представлены примеры химических реакций.
Ребята сравнивают уравнения реакций и формулируют определения классов на основе данного сравнительного анализа. Аналогично происходит и с другими типами.
Б) По тепловому эффекту
— Экзотермические
— Эндотермические
В) По изменению степени окисления
— Окислительно-восстановительные
— Без изменения степени окисления
Г) По фазовому составу
— Гомогенные
— Гетерогенные
Д) По использованию катализатора
— Каталитические
— Некаталитические
Е) По направлению:
— Обратимые
— Не обратимые
5. Применение и закрепление знаний (15 мин)
А теперь пришло время применить наши знания.
Ребята выполняют задания 3-5 рабочего поля.
3. Напротив каждого термина, относящегося к классу химических реакций, вклейте нужное определение.
Реакции соединения | Реакции, в результате которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество |
Реакции разложения | Реакции, в результате которых из сложного вещества образуется несколько новых веществ. |
Реакции замещения | Реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. |
Реакции обмена | Реакции, в которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями. |
Экзотермические реакции | Реакции, протекающие с выделением теплоты. |
Эндотермические реакции | Реакции, протекающие с поглощением теплоты. |
Каталитические реакции | Реакции, идущие с участием катализатора. |
Некаталитические реакции | Реакции, идущие без катализатора. |
Окислительно-восстановительные | Реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов, образующих вещества, участвующие в реакции. |
Обратимые реакции | Химические реакции, которые протекают одновременно в двух противоположных направлениях-прямом и обратном. |
Необратимые реакции | Химические реакции, в результате которых исходные вещества практически полностью превращаются в конечные продукты. |
Гомогенные реакции | Реакции, которые протекают в однородной среде, например в смеси газов или в растворах. |
Гетерогенные реакции | Реакции, которые протекают между веществами в неоднородной среде. |
Проверка работы происходит по слайду презентации.
4. Соотнесите химические реакции с их классом:
Реакции соединения | ||
Реакции разложения | ||
Реакции замещения | ||
Реакции обмена | ||
Экзотермические реакции | ||
Эндотермические реакции | ||
Каталитические реакции | ||
Окислительно-восстановительные | ||
Обратимые реакции | ||
Гетерогенные реакции |
Проверка работы происходит по слайду при обмене работами с соседом по парте.
5. Охарактеризуйте следующие химические реакции по их уравнению:
По завершению заданий следует еще раз вернуться к цели урока.
Давайте еще раз вспомним цели нашего урока?
Достигли ли мы целей?
6. Рефлексия (5 мин)
По итогам урока обучающимся предлагается выбрать на столах кружок, который отображает их усвоение материала:
| Зеленый — все понял, желтый – понял, но есть вопросы, красный – ничего не понял |
7. Оценивание работы
По итогам работы на уроке озвучиваем и выставляем оценки.
8. Домашнее задание
У В. Маяковского есть такая философская мысль: если звезды зажигаются в небе, значит, это кому-нибудь нужно. Если химики изучают классификацию химических реакций, то, следовательно, это кому – то нужно. И здесь у меня возникает желание предложить вам небольшое сообщение, в котором на примерах нужно показать значение всех типов реакции в реальной жизни, в ее богатстве и разнообразии.
Презентация к уроку
PPTX / 5.35 Мб
Раздаточные материалы
PDF / 369.77 Кб
Круги для рефлексии
DOCX / 48.67 Кб
Полоски с физическими явлениями и химическими реакциями
PDF / 56.95 Кб
xn--j1ahfl.xn--p1ai
