Уроки Хімії / Старовойтова І. Ю. Хімія. Розробки уроків для 9 класу

І семестр	Клас	Дата проведення уроку

Урок 28

Тема уроку. Складання найпростіших окисно-відновних реакцій, підбір коефіцієнтів; хімічні реакції.

Цілі уроку: розвивати навички складання окисно-відновних реакцій; закріпити навички складання хімічних рівнянь на прикладі найпростіших окисно-відновних реакцій; узагальнити й систематизувати знання учнів про хімічні реакції, кінетику й термодинаміку хімічних реакцій; ознайомити учнів з основами хімічних виробництв.

Тип уроку: узагальнення й систематизації знань, умінь і навичок. Форми роботи: виконаннятренувальнихвправ,груповаробота;фронтальна

бесіда, самостійна робота.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, таблиця розчинності, картки-завдання; схеми виробництва сульфатної кислоти й амоніаку, матеріали для підготовки відповідей.

Хід уроку

І. Організація класу

II. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань

Перевіряємо домашнє завдання, коментуємо помилки.

III. Самостійна робота за індивідуальними завданнями

Учні отримують індивідуальне завдання — рівняння на картці, виконують його під керівництвом учителя. Через 3–5 хв учні, які виконали завдання, обмінюються картками й виконують наступне завдання. Учитель регулює рівень завдань відповідно до рівня навчальних досягнень учнів і ступеня засвоєння матеріалу. І так, по колу, кожен учень виконує три-чотири завдання, а потім учні звіряють відповіді. Кілька рівнянь, які викликали утруднення, записуються на дошці й коментуються вчителем.

Завдання 1. Розставте коефіцієнти в рівняннях реакцій методом електрон­

ного балансу, укажіть окисники й відновники:
1)  Co +HNO3 →Co(NO3 ) +N2 +H2O	2) P +HNO3 +H2O →H3PO4 +NO
2	4)  Mg +HNO3 →Mg(NO3 )
3) S +HNO3 →H2SO4 +NO2 +H2O		+N2O +H2O
	2
5) Cu +H2SO4 →CuSO4 +SO2 +H2O	6) KClO3 +HCl →KCl +Cl2	+H2O
7) CuS +HNO3 →CuSO4 +NO2 +H2O	8) NH3 +O2 →NO +H2O

IV. Виконання тренувальних вправ

Завдання 2. Запишіть у йонній формі рівняння ОВР, записані на дошці. Для виконання наступного завдання учні об’єднуються в малі групи. Для

наступної перевірки завдання в групах повторюються.

Завдання 3

1) Запишіть рівняння реакцій для здійснення перетворень, укажіть серед них рівняння ОВР.

2) Запишіть для них електронний баланс, укажіть окисник і відновник. 3) Запишіть рівняння б і в в йонній формі.

а) Cu(OH)2 1→CuO 2→CuCl2 3→Cu(OH)2 Cu

б) Ca 1→CaO 2→Ca(OH)2 3→Ca(NO3 )2 Ca3 (PO4 )2

51

в) Fe(OH)2 1→Fe2O3 2→FeCl3 3→Fe(OH)3

Fe

V. Мотивація навчальної діяльності

Пропонуємо класу відповісти на запитання:

1) З якими типами хімічних реакцій ми ознайомилися в 9 класі? 2) Які фактори впливають на швидкість хімічної реакції?

3) Наведіть приклади застосування принципу Ле Шательє для зсуву рівноваги в оборотних хімічних реакціях.

VІ. Використання знань, умінь і навичок для виконання тренувальних вправ

Учні об’єднуються в групи, кожна з яких отримує картку-завдання. Завдання для всіх груп: опишіть запропоновану хімічну реакцію, обґрун-

туйте вибір умов протікання, способів підвищення швидкості реакції та зсуву хімічної рівноваги.

Для виконання завдань групи отримують схему виробництва, план відповіді, матеріал з описом виробництва. У ході роботи вчитель проводить консультації й допомагає підготувати правильну відповідь. Схема виробництва проектується на дошці. (Доцільно організувати роботу груп заздалегідь як домашнє завдання до уроку.)

Групові завдання Група 1. Виробництво сульфатної кислоти починається з випалу піриту

FeS2 — це перша стадія виробництва. 1) Складіть рівняння випалу піриту.

2) Обґрунтуйте вибір вихідних речовин і умов здійснення реакції. 3) Укажіть тип реакції, фактори, що впливають на швидкість хімічної ре-

акції.

Група 2. Друга стадія виробництва сульфатної кислоти — окиснення сульфур(IV) оксиду до сульфур(VI) оксиду.

1) Запишіть рівняння реакції, укажіть її тип. 2) Виберіть умови здійснення хімічної реакції.

3) Обґрунтуйте вибір умов зсуву хімічної рівноваги в системі. Група 3. Третя стадія — одержання сульфатної кислоти. 1) Запишіть рівняння хімічної реакції, укажіть її тип. 2) Укажіть умови здійснення реакції одержання олеуму. Група 4. Виробництво амоніаку.

1) Запишіть рівняння хімічної реакції, укажіть її тип. 2) Обґрунтуйте вибір реагентів і умов здійснення реакції. 3) Укажіть умови зсуву хімічної рівноваги.

4) Обґрунтуйте застосування принципу рециркуляції для збільшення виходу амоніаку.

VII. Домашнє завдання

52

І семестр	Клас	Дата проведення уроку

Урок 30

Тема уроку. Контроль рівня навчальних досягнень з теми «Хімічні реакції»

Цілі уроку: узагальнититаскоригуватизнанняучнівзтеми«Хімічніреакції»; з’ясувати рівень навчальних досягнень учнів з теми, розуміння основних понять, уміння використовувати їх на практиці.

Тип уроку: контролю й коригування знань, умінь і навичок. Форми роботи: письмова контрольна робота за варіантами.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва.

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Письмова контрольна робота

Учитель розподіляє варіанти, нагадує учням зміст завдань, час виконання, ключові моменти оформлення відповідей і систему оцінювання:

yy завдання 1–6 — тестові, кожне завдання оцінюється в 0,5 бала, у сумі перші шість завдань дають 3 бали;

yy завдання 7–9 оцінюються по 2 бали, разом за дев’ять правильно виконаних завдань — 9 балів;

yy завдання 10 пропонується виконувати учням, які претендують на оцінку 12 балів (оцінюється в 3 бали).

Таким чином, максимальна оцінка за правильно виконану роботу становить 12 балів.

Час на виконання роботи — 40 хв.

Варіант І
1. Установіть відповідність.
1.  CuSO4 +2NaOH →Cu(OH)2 +Na2SO4	А. Розклад
2. 2Ca +O2 →2CaO	Б. Сполучення
3. 2KClO3 →2KCl +3O2	В. Заміщення
4.  CuSO4 +Fe →FeSO4 +Cu	Г. Обмін

2. Укажіть рівняння ендотермічних реакцій:

а) CH4 +2O2 →CO2 +H2O; ∆H = −891 кДж б) CaCO3 →CaO +CO2; ∆H = +178 кДж

в) MnO2 +2C →Mn +2CO; ∆H = +293 кДж г) S +Fe →FeS; ∆H = −95,3 кДж

3. Виберіть сполуку, в якій Нітроген проявляє лише окисні властивості:

а) NH3;

б) HNO3;

в) HNO2;

г) NO2.

4. Речовина, що приєднує електрони в окисно-відновній реакції, називається: а) відновником; б) ізотопом; в) окисником; г) приймачем.

5. Теплота, що виділяється або поглинається в процесі хімічної реакції, називається…

6. Дано систему:

H2 +Cl2 ↔2HCl

Збільшення концентрації водню в системі:

53

а) змістить рівновагу вліво; б) змістить рівновагу вправо; в) не вплине на зсув рівноваги.

7. Розставте коефіцієнти в рівнянні реакції методом електронного балансу, укажіть окисник і відновник:

Ca +HNO3 →Ca(NO3 )2 +N2 +H2O

8. Обчисліть, у скільки разів збільшиться швидкість реакції внаслідок підвищення температури на 30 °С, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.

9. Обчисліть середню швидкість реакції, якщо за 5 хвилин концентрація однієї з вихідних речовин змінилася з 0,068 до 0,064 моль/л.

10.Обчисліть об’єм вуглекислого газу, що утвориться в результаті дії сульфатної кислоти на розчин калій карбонату масою 110 г з масовою часткою солі

25 %.

Варіант ІІ
1. Установіть відповідність.
1.  Fe2O3 +3H2 →2Fe +3H2O		а. Розклад
2.  FeSO4 +2KOH →K2SO4 +Fe(OH)2		Б. Сполучення
3. 2Fe(OH)3	→Fe2O3 +3H2O	В. Заміщення
4. 2Mg +O2	→2MgO	Г. Обмін

2. Укажіть рівняння ендотермічної реакції:

а) 2KNO3 →2KNO2 +3O2; ∆H = +255 кДж б) 2Mg +CO2 →2MgO +O2; ∆H = −829 кДж в) 4P +5O2 →2P2O5; ∆H = −3010 кДж

г) C2H4 +H2 →C2H6; ∆H = −137,8 кДж

3. Виберіть сполуку, в якій Сульфур проявляє тільки відновні властивості:

а) H2SO4;

б) SO3;

в) SO2;

г) H2S.

4. До факторів, що прискорюють хімічну реакцію, належать: а) підвищення температури; б) зміна забарвлення; в) подрібнення; г) поява запаху.

5. Реакція, у результаті якої тепло виділяється, називається… 6. Дано систему:

3H2 +N2 ↔2H3N

Зменшення тиску в системі: а) змістить рівновагу вліво; б) змістить рівновагу вправо; в) не вплине на зсув рівноваги.

7. Розставте коефіцієнти в рівнянні реакції методом електронного балансу, укажіть окисник і відновник:

Mg +H2SO4 →Mg2SO4 +S +H2O

8. Обчисліть, на скільки градусів потрібно підвищити температуру, щоб швидкість реакції зросла в чотири рази, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.

9. Через 25 с після початку реакції концентрація однієї з вихідних речовин становила 0,5 моль/л, а через 50 с стала 0,1 моль/л. Обчисліть середню швидкість реакції.

10.Обчисліть масу осаду, що утвориться внаслідок дії достатньої кількості аргентум нітрату на 200 г розчину кальцій хлориду з масовою часткою 15 %.

54

І семестр	Клас	Дата проведення уроку

Тема 3. Найважливіші органічні сполуки

Урок 31

Тема уроку. Загальні й відмітні ознаки органічних і неорганічних сполук Цілі уроку: показати подібність і відмінності органічних і неорганічних речовин;ознайомитизпредметомвивченняорганічноїхімії, розмаїттям органічних сполук; формувати уявлення про єдність живої та неживої природи; розкрити особливості органічних сполук порівняно з неорганічними; ознайомити

учнів з короткою історією розвитку органічної хімії.

Тип уроку: комбінований урок засвоєння знань, умінь і навичок і творчого застосування їх на практиці.

Форми роботи: розповідьучителя,евристичнабесіда,демонстраційнийексперимент.

Обладнання: зразки органічних речовин.

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Аналіз тематичної контрольної роботи

Робота з класом з виявлення типових помилок, індивідуальна робота над помилками.

ІІІ. Актуалізація опорних знань. Мотивація навчальної діяльності

Евристична бесіда

yy Згадайте з історії, як давно відомі людям органічні сполуки.

yy Наведіть приклади органічних речовин природного походження. yy Чому ці речовини називають органічними?

IV. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя

1. Природні джерела органічних речовин

(Колекції: «Вугілля», «Нафта», «Пластмаси») Назвіть джерела органічних речовин.

2. Органічні речовини, їх відмінності від неорганічних, елементиорганогени

(Фронтальна робота з таблицею)

Види зв’язків	Усі типи зв’язку: ковалентний	Переважно ковалентний поляр-
	полярний і неполярний, йонний,	ний і неполярний типи зв’язку
	металевий
Будова речовини	Атомна, молекулярна, йонна	Переважно молекулярна
Кількість сполук	Сотні тисяч	Близько 20 мільйонів і постійно
		збільшується
Термостійкість	Різна	Переважно низька,
		за 300–400 °С — розкладаються

3. Предмет органічної хімії

Органічні сполуки крім атомів Карбону й Гідрогену можуть також містити атоми Оксигену, Сульфуру, Нітрогену, Фосфору та ін. Ці елементи називають елементами-органогенами.

yy Органічна хімія — це розділ хімічної науки, в якому вивчаються сполуки Карбону — їх будова, властивості, способи одержання й практичного використання.

55

yy Сполуки, до складу яких входить Карбон, називаються органічними. Часто використовується ще й інше визначення:

yy Органічні сполуки — це вуглеводні (сполуки Карбону з Гідрогеном) та їхні похідні.

Завдяки особливим властивостям елемента Карбону органічні сполуки дуже численні. Наразі відомо понад 20 мільйонів синтетичних і природних органічних речовин, і їх число постійно зростає.

Критерієм поділу сполук на органічні й неорганічні є їх елементний склад.

V. Підбиття підсумків уроку

Обговорення результатів уроку — дебати.

yy У чому полягає умовність терміна «органічна хімія»?

yy Роздивіться предмети, що знаходяться на вашому столі. Які з них виготовлено з органічних матеріалів?

yy Які особливості органічних речовин сприяли виділенню органічної хімії в окремий розділ науки?

yy У деяких підручниках з хімії відомості про органічні сполуки входять до розділу про елементи IV групи періодичної системи. Наскільки правомірно таке розташування матеріалу? Обґрунтуйте «за» і «проти».

yy Які речовини називаються органічними?

yy Обґрунтуйте аргументи «за» і «проти» такого визначення з погляду хіміків, біологів, істориків.

yy Як визначити приналежність речовини до органічних сполук?

yy Подумайте! Наведіть факти, що свідчать про матеріальну єдність органічних і неорганічних речовин.

VI. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.

Творче завдання. Подумайте! Обґрунтуйте аргументи «за» і «проти» розвитку сучасного органічного синтезу з погляду зростання потреб людства й законів екології.

56

І семестр	Клас	Дата проведення уроку

Урок 32

Тема уроку. Особливості будови атома Карбону в основному та збудженому станах. Утворення ковалентного зв’язку між атомами Карбону. Структурні формули органічних речовин

Цілі уроку: розширитизнанняучнівпровзаємозв’язокскладу,будовита властивостей речовин, про хімічний зв’язок на прикладі органічнихсполук;ознайомитиучнівзтеорієюхімічноїбудови О. М. Бутлерова; формувати уявлення учнів про структурні формули органічних речовин.

Тип уроку: комбінований урок засвоєння знань, умінь і навичок і творчого застосування їх на практиці.

Форми роботи: фронтальна робота, розповідь учителя, евристична бесіда. Обладнання: кристалічні ґратки алмаза, графіту, моделі молекул орга-

нічних речовин.

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань

Фронтальна робота за питаннями

yy Чому органічну хімію називають хімією сполук Карбону? yy Складіть схему будови атома Карбону.

yy Назвіть можливі валентності та ступені окиснення атома Карбону.

yy Чому атоми Карбону можуть утворювати хімічні зв’язки один з одним? Розглянемо будову зовнішнього електронного рівня атома Карбону.

		C						C*
		2s22p2						2s12p3
		↑	↑					↑	↑	↑
	↓↑						↓
Незбуджений стан						Збуджений стан

yy Який тип зв’язку називається ковалентним? Розглянемо кристалічні ґратки алмаза й графіту.

yy Чим відрізняються кристалічні ґратки алмаза й графіту?

yy Які хімічні елементи, крім Карбону, найчастіше перебувають у складі органічних сполук?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу. Теорія хімічної будови О. М. Бутлерова

Розповідь учителя

Багато вчених-хіміків вивчали органічні речовини. Але головною метою був пошук шляхів синтезу нових речовин. Для цього була необхідна теорія, що дозволила б пояснити вже відомі факти й нові відкриття. Такою теорією в органічній хімії є теорія хімічної будови, основні положення якої сформулював у своїх наукових працях О. М. Бутлеров.

19 вересня 1861 року на з’їзді німецьких натуралістів і лікарів О. М. Бутлеров доповідав про нові теорії в органічній хімії. Він висунув нове поняття — «структура», що відбивало послідовність будови атомів у молекулі. Так народилася структурна теорія, або теорія хімічної будови.

У різних джерелах називають різну кількість положень теорії хімічної будови. Наведемо основні:

1. Умолекулахречовиніснуєчіткапослідовністьхімічногоз’єднанняатомів відповідно до їх валентності, що називається хімічною структурою (будовою).

57

Для зображення послідовності з’єднання атомів у молекулі Бутлеров запропонував використати валентні штрихи (риски) між атомами. Так, з урахуванням того, що в органічних сполуках атом Карбону завжди чотиривалентний, а Гідроген одновалентний, можна записати формулу найпростішої органічної сполуки, причому така формула може бути лише одна:

yy молекулярна формула: CH4 (метан); yy структурна формула:

2. Хімічні властивості речовин визначаються природою елементарних складових, їх кількістю й порядком з’єднання (хімічною будовою).

Тобто хімічні властивості речовини залежать не лише від того, які атоми входять до складу речовини (що відбиває молекулярна формула), а й від того, у якій послідовності ці атоми з’єднані один з одним (що відбиває структурна формула).

3. Існування речовин з однаковим складом і молекулярною масою, але різною будовою, зумовлене явищем ізомерії.

Ізомерія — явище, за якого можуть існувати кілька речовин, що мають той самий склад і ту саму молекулярну масу, але відрізняються хімічною будовою і властивостями.

Речовини, що мають однаковий склад молекул, але різну хімічну будову, і тому мають різні властивості, називаються ізомерами.

Наприклад: C4H10 — 2 ізомери, C10H22 — 74 ізомери, C14H30 — 1 858 ізомерів.

4. Оскільки в конкретних реакціях змінюються лише деякі частини молекули, то дослідження будови продукту реакції допомагає визначити будову вихідної молекули.

5. Хімічна природа (реакційна здатність) окремих атомів молекули змінюється залежно від оточення, тобто від того, з якими атомами інших елементів вони з’єднані.

Теорія хімічної будови, основні положення якої були сформульовані в роботах російського вченого-хіміка О. М. Бутлерова, дає принципову можливість визначення геометрії молекули через з’ясування хімічних властивостей. Структурні формули в руках хіміків стали потужною зброєю. Вони дають можливість робити висновки про хімічні властивості сполук, систематизувати величезний матеріал органічної хімії, передбачати існування незліченної кількості нових сполук і знаходити шляхи їх синтезу.

IV. Підбиття підсумків уроку

Розвиток сучасної теорії хімічної будови

Теорія хімічної будови

Класична теорія хіміч-			Учення про просто-			Теорія електронної
ної будови О. М. Бут-			рову будову органіч-			будови атомів і мо-
лерова (вивчає поря-			них речовин (вивчає			лекул (вивчає пере-
док з’єднання атомів			форми й розміри			розподіл електронної
у молекулах)			молекул)			густини в молекулах)

V. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.

58

І семестр	Клас	Дата проведення уроку

Урок 33

Тема уроку. Метан. Молекулярна, електронна і структурна формули метану, поширення в природі

Цілі уроку: формувати знання учнів про молекулярну, електронну йструктурнуформулиметану;ознайомитиучнівз поняттям «гібридизація електронних орбіталей» на прикладі sp3 -гі- бридизації електронів у атомі Карбону; поглибити знання про поширення органічних сполук у природі на прикладі метану; ознайомити з фізичними властивостями метану, показати зв’язок будови та властивостей молекули метану.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Форми роботи: фронтальна робота, розповідь учителя, розв’язання задач. Обладнання: медіафільм про гібридизацію електронів у атомі Карбону,

моделі молекул органічних речовин.

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Перевірка домашнього завдання. Актуалізація опорних знань

Фронтальна робота за питаннями

yy Яку валентність проявляє в органічних сполуках атом Карбону? yy Наведіть схему будови атома Карбону.

yy З якими особливостями будови атома Карбону пов’язане розмаїття органічних сполук?

Узагальнення вчителя

Карбон — особливий елемент. Жоден інший хімічний елемент не здатен утворювати таку кількість сполук. Причина цього розмаїття полягає в тому, що атоми Карбону здатні:

1) з’єднуватися один з одним у ланцюги різної будови — відкриті (нерозгалужені, розгалужені), замкнені;

2) утворювати не лише прості (одинарні), але й кратні (подвійні, потрійні) зв’язки:

H2C −CH3

H2C = CH2

H −C ≡ C −H

3) утворювати міцні зв’язки майже з будь-яким іншим елементом.

Ці унікальні властивості Карбону пояснюються сполученням двох факторів: yy наявністю на зовнішньому енергетичному рівні (2s і 2p) чотирьох електронів (тому атом Карбону не схильний ні віддавати, ні приєднувати вільні

електрони з утворенням йонів);

yy дрібний розмір атома (порівняно з іншими елементами IV групи). Унаслідок цього Карбон утворює переважно ковалентні, а не йонні зв’язки,

і проявляє валентність IV.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Метан, його молекулярна, електронна та структурна формули

Розповідь учителя

Найпростіша органічна сполука — метан, утворена одним атомом Карбону й чотирма атомами Гідрогену.

yy Молекулярна формула — CH4

yy Структурна формула —

59

yy У процесі утворення молекули метану в атомі Карбону відбувається sp3 -гі- бридизація електронних хмарин.

Гібридизація—цеявищезмішуваннярізнихзаформоюйенергієюелектрон­ них орбіталей з утворенням однакових за формою й енергією гібридних орбіталей.

У процесі sp3 -гібридизації відбувається цілковите змішування однієї s- і трьох р-орбіталей з утворенням чотирьох гібридних орбіталей.

Демонстрація фрагмента фільму про утворення гібридних орбіталей:

Утворені гібридні орбіталі асиметричні й дуже витягнуті в один бік від ядра. Вони відштовхуються одна від одної під кутом 109° 28′, тому молекула метану в просторі являє собою тетраедр.

Розглядаємо модель молекули метану:

У молекулі метану між атомами Карбону й Гідрогену утворюються чотири однакові за силою й довжиною ковалентні слабкополярні σ-зв’язки.

σ-зв’язок — це ковалентний зв’язок, утворений у результаті перекривання орбіталей уздовж лінії зв’язку (що єднає центри атомів).

σ-зв’язок міцний, має значну енергію.

σ C −H

IV. Первинне застосування одержаних знань

1) Зобразіть структурну формулу метану.

2) Подумайте, чим відрізняються структурна формула на рисунку й модель молекули метану?

3) Яку просторову форму має молекула метану? 4) Скільки загальних електронних пар у молекулі метану? 5) Зобразіть електронну формулу молекули метану. 6) Які фізичні властивості проявлятиме молекула метану?

Фізичні властивості метану

Метан—газ,безкольору,беззапаху,безсмаку,легшийзаповітря(Dповітря= =16/29,) практично не розчинний у воді, tкип = –161,6 °С, tпл = –182,5 °С, горю-

чий.

Розвиток сучасної теорії хімічної будови

7) Поширення метану в природі (евристична бесіда) yy Назвіть природні джерела метану.

Метан дуже поширений у природі. Він є головною складовою багатьох горючих газів, як природних (90–98 % природного газу), так і тих, що виділяються під час сухої перегонки деревини, торфу, кам’яного вугілля, а також у процесі крекінгу нафти.

Метан піднімається із дна боліт і кам’яновугільних шарів, де він утворюється в процесі повільного розкладання рослинних решток без доступу повітря, тому метан часто називають болотним, або рудничним, газом.

V. Домашнє завдання

60