"Химическое равновесие". Урок систематизации и углубления предметных знаний в аспекте требований ЕГЭ
Познание 21 век - все об образовании и школах

"Химическое равновесие". Урок систематизации и углубления предметных знаний в аспекте требований ЕГЭ


адреса школ

учебное

новости науки

реклама

Учебник: О.С.Габриелян Химия 11 класс базовый уровень, учебник для общеобразовательных учреждений 3-е издание, М.:Дрофа, 2008

Программа: Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений под редакцией О.С.Габриеляна

Учитель высшей квалификационной категории Смирнова Елена Александровна

Урок систематизации и углубления предметных знаний в аспекте требований ЕГЭ.

Цель урока: систематизировать и углубить знания учащихся о химическом равновесии в аспекте требований ЕГЭ

Задачи:

  1. Формирование предметных компетенций, основанных на знаниях, умениях и навыках в рамках раздела “Химическая реакция” при подготовке к ЕГЭ по химии.
  2. Формирование информационных компетенций, умение анализировать, сравнивать, делать выводы при работе с компьютерной программой.
  3. Развитие коммуникативных способностей учащихся (сотрудничество, обмен мнениями при выполнении виртуальной лабораторной работы и компьютерных тестов)

Межпредметные связи: химия, информатика

Девиз урока: “Границ познанию предвидеть невозможно” Д.И.Менделеев.

Оборудование и реактивы:

Компьютер, медиапроектор, экран, презентация учителя: “Химическое равновесие” презентация учащихся: “Применение принципа Ле Шателье в производстве аммиака”, Электронное издание “Химия 8-11. Виртуальная лаборатория”

На уроке присутствуют элементы новизны:

  1. Демонстрационный элемент “Получение амфотерного гидроксида алюминия” (при создании проблемной ситуации), представленный цифровым видео, сделанным учащимися совместно с учителем.
  2. Понятие о константе химического равновесия, зависимость ее от разных факторов.
  3. Виртуальная лабораторная работа с использованием ЭН “Виртуальная лаборатория”
  4. Заполнение учащимися экспериментального дневника, содержащего наблюдения и выводы по лабораторной работе, отработка коммуникативных навыков.
  5. Мультимедийная презентация ученика по теме “Применение принципа Ле-Шателье при изучении реакции синтеза аммиака”

На уроке используются эвристические методы организации учебно-познавательной деятельности учащихся.

Учащиеся в конце урока должны:

Знать: теоретические положения данного раздела общей химии в аспекте требований ЕГЭ

Уметь: применять знания компьютерных технологий к решению химических проблем

Обладать навыками работы в группах при выполнении виртуальной лабораторной работы

Вызов: (связь между изученным материалом и темой урока)

Учитель: В 8-м классе вы изучали тему “Химическое равновесие”. Какие термины из этой темы помните?

Ученик: Понятие о химическом равновесии, принцип смещения химического равновесия, обратимые реакции, необратимые реакции.

Учитель: Исходя из девиза урока, можно предположить, что тема урока, предусматривает расширение теоретических и практических знаний по данному разделу химии. На уроке вы узнаете: (конкретизация целей)

  1. Что такое константа равновесия
  2. От чего она зависит
  3. Практическое применение принципа Ле-Шателье:

а) в производстве
б) при выполнении лабораторных работ

Создание проблемной ситуации

Учитель: Могут ли находиться в одной пробирке вместе основание и кислота?

В реакции гидролиза хлорида алюминия (при растворении хлорида алюминия в воде) образуется мутный раствор амфотерного гидроксида алюминия (показывает опыт (видео)) Приложение 1.

2 AL Cl3 + 6 H2O; 2AL (OH)3 + 6HCl (1)

Учитель: Почему же могут сосуществовать основание AL(OH)3 и кислота HCl в одной пробирке?

Ученики: Потому что в той же пробирке есть еще избыток воды и хлорид алюминия, способные реагировать друг с другом.

Учитель: Одновременно идут с одинаковой скоростью реакции:

2 ALCl3 + 6H2O —> 2 AL (OH)3 + 6HCl (2)

6 HCl + 2AL (OH)3 <— 2 ALCl3 + 6H2O (3)

Реакция (1) – идет в двух противоположных направлениях, она обратима

Учитель: Дайте определение обратимой и необратимой реакции

Ученики: Обратимые реакции – химические реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях. Химические реакции, в результате которых исходные вещества практически полностью превращаются в конечные продукты, называются необратимыми.

Учитель: Вспоминаем правило К.Бертолле

Ученики: называют условия протекания реакций до конца

Учитель: (объясняет с использованием презентации) Приложение 2.

Пусть есть обратимая реакция: А + Б В (4)

А + Б —> В (прямая реакция)

V1 = K1 · СA · СБ (по закону действующих масс)

В —> А + Б (обратная реакция)

V2 = K2 · СB (по закону действующих масс)

По мере протекания прямой реакции концентрации исходных веществ снижаются, соответственно, уменьшается и скорость прямой реакции. Скорость обратной реакции, которая в начальный момент равна нулю (нет продуктов), постепенно увеличивается. Рано или поздно наступит момент, когда скорости прямой и обратной реакций сравняются. После этого концентрации всех реагентов А, Б, В не изменяются со временем. Это значит, что реакция достигла положения равновесия, а не изменяющиеся со временем концентрации называются равновесными. В отличие от механического равновесия, при котором всякое движение прекращается, при химическом равновесии обе реакции (прямая и обратная) продолжают идти, но скорости их равны и, поэтому, никаких изменений в системе не происходит.

Химическое равновесие – состояние системы, в котором скорость прямой реакции (V1) равна скорости обратной реакции (V2).

Состояние равновесия количественно характеризуется константой равновесия, представляющей собой отношение констант прямой (К1) и обратной (К2) реакций.

Для реакции (4) константа равновесия равна:

Рљ1 [ Р’ ]

К = К2 = [А] [Б] где [А], [Б], [В], – равновесные концентрации веществ А, Б, В в мол/л

Константа равновесия зависит от температуры и природы реагирующих веществ, но не зависит от давления. При К > 1 в равновесной системе преобладают продукты реакции

При К < 1 – исходные вещества

Учитель: В практике часто приходится выводить систему из состояния равновесия, рассмотрим

способы смещения равновесия под влиянием внешних факторов.

Ученик: показывает и комментирует презентацию “Применение принципа Ле Шателье к реакции синтеза аммиака” (См. Приложение 3)

Принцип Ле Шателье (французский физик, химик и металловед):

Если изменить одно из условий – температуру, давление или концентрацию веществ, при которых данная система находится в состоянии химического равновесия, то равновесие сместится в направлении, которое ослабляет это воздействие.

Реакция синтеза аммиака обратимая

3 Рќ2 + N2 img1.gif (908 bytes) 2 NH3 + Q

Согласно принципу Ле Шателье:

  1. Чтобы сместить равновесие в сторону образования аммиака, необходимо увеличить концентрацию исходных веществ (азота и водорода) и уменьшить концентрацию продукта, аммиака, то есть вывести его из сферы реакции. Это происходит потому, что прямая реакция идет с уменьшением числа молей реагирующих веществ.
  2. Изменение давления. Синтез аммиака сопровождается уменьшением объема: из 4 моль исходных веществ образуется только 2 моль аммиака.
  3. Р’ закрытом аппарате (колонна синтеза) продукты этой реакции создают меньшее давление, чем исходные вещества. Прямая реакция сопровождается уменьшением давления; обратная, наоборот – увеличением давления.  РџСЂРё увеличении давления (сжатии реакционной смеси) равновесие смещается вправо, РІ сторону образования аммиака, так как эта реакция РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє уменьшению давления. Уменьшение давления, наоборот, смещает равновесие влево, РІ сторону увеличения давления, РІ направлении разложения аммиака.

  4. Изменение температуры

Реакция образования аммиака – экзотермический процесс, а обратная реакция – эндотермическая.

При повышении температуры равновесие реакции сместиться влево, в направлении реакции разложения аммиака, происходящей с поглощением тепла.

Наоборот, охлаждение реакционной смеси смещает равновесие вправо, в сторону экзотермической реакции, которая противодействует охлаждению.

Но при производстве аммиака выбирают оптимальные условия: интервал температур 500-5500 С, при котором и равновесие не слишком смещено влево, и скорость реакции достаточно высока.

Принцип Ле Шателье позволяет управлять обратимой реакцией синтеза аммиака.

Синтез аммиака – реакция экзотермическая, и теплота, выходящих из колонны синтеза газов в теплообменнике используется на подогревание азотоводородной смеси до 400-5000С. Так осуществляется принцип теплообмена. При указанных условиях синтеза (400-5000С.) и давлении 30 МПА в состоянии равновесия выход аммиака составляет 0,1-0,4 объемных долей. Поэтому смесь охлаждают, а не вступившие в реакцию азот и водород, снова направляют в колонну синтеза (циркуляционный процесс)

Виртуальная лабораторная работа (проводится в парах) (осмысление)

Учитель: Изучим химическое равновесие в растворах на примере обратимой реакции хлорида железа (III) с роданидом калия.

Учитель дает инструктаж по проведению лабораторной работы.

На всех этапах выполнения лабораторной работы осуществляется контроль действий учащихся, даются комментарии и рекомендации, предусмотренные программой “Химия 8-11. Виртуальная лаборатория”

Результаты выполнения лабораторной работы учащихся хранятся в индивидуальном файле. Учитель через преподавательский компьютер оценивает результаты.

Закрепление изученного материала.

Контроль по изученной теме осуществляется с помощью компьютерного тестирования: ЭН “Химия 8-11. Виртуальная лаборатория”

1. Какое состояние означает понятие “равновесие”?

2. Какая реакция обратимая?

NaOH + HCl = NaCl + H2O

H2 + Y2 = 2HY

C + O2 = CO2

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

3. При каком условии сместится влево равновесие реакций

CH4 + 4S; CS2 + 2H2S + Q

При понижении давления
При понижении температуры
Дополнительном введении серы
Увеличении концентрации Н2S

Разбор домашнего задания

  1. По учебнику О.С.Габриелян “Химия 11 класс” базовый уровень §16; Ответить на вопросы после § 16: № 3,4,5,6 – письменно на оценку “4”
  2. Придумать десять тестовых вопросов (для каждого 4 варианта ответов) по теме “Химическая реакция” – на оценку “5”

На оценку “3” вопрос № 1 и № 2 после § письменно

Подведение итогов урока

В контексте девиза (вместе с учащимися) учитель делает выводы по уроку, обсуждает результаты лабораторной работы и презентации учащихся, благодарит за сотрудничество.

Оставьте свой отзыв с помощью аккаунта ВК:
Оставьте свой отзыв с помощью аккаунта FB:

 
Научно-популярный портал "Познание - XXI век".
111672, г. Москва, ул. Новокосинская, д. 15, корп. 7.
Для связи E-mail: . poznanie21@yandex.ru