В 1748 г. М. В. Ломоносов (Россия) и в 1789 г. А. Лавуазье (Франция) независимо друг от друга открыли закон сохранения массы веществ в химических реакциях. Этот закон формулируется так:

Масса всех веществ, которые вступают в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

СН 4 + О 2 = СО 2 + Н 2 О

По закону сохранения массы:

m (СН 4) + m (О 2) = m (СО 2) + m (Н 2 О),

где m (СН 4) и m (О 2) - массы метана и кислорода, которые вступили в реакцию; m (СО 2) и m (Н 2 О) - массы углекислого газа и воды, образовавшиеся в результате реакции.

Сохранение массы веществ в химических реакциях объясняется тем, что число атомов каждого элемента до и после реакции не изменяется. В ходе химической реакции происходит только перегруппировка атомов. В реакции, например, в исходных веществ - СН 4 и О 2 - атом углерода соединяется с атомами водорода, а атомы кислорода- друг с другом; в молекулах продуктов реакции - СО 2 и Н 2 О - и атом углерода, и атомы водорода соединяются с атомами кислорода. Легко посчитать, что для сохранения числа атомов каждого элемента в данную реакцию должны вступать 1 молекула СН 4 и 2 молекулы О 2 , а в результате реакции должны образоваться 1 молекула СО 2 и 2 молекулы Н 2 О:

СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О

Данное выражение является уравнением химической реакции, или химическим уравнением .

Числа перед формулами веществ в уравнении реакции называются коэффициентами . В уравнении коэффициенты перед формулами О 2 и Н 2 О равны 2; коэффициенты перед формулами СН 4 и СО 2 равны 1 (их обычно не записывают).

Химическое уравнение - это выражение химической реакции, в котором записаны формулы исходных веществ (реагентов) и продуктов реакции, а также коэффициенты, показывающие число молекул каждого вещества.

Если известна схема реакции, то для составления химического уравнения нужно найти коэффициенты.

Составим, например, уравнение реакции, которая выражается следующей схемой:

Al + НСl = AlCl 3 + H 2

В левой части схемы атомы и входят в состав молекулы HCl в соотношении 1: 1; в правой части схемы содержатся 3 атома хлора в составе молекулы AlC1 3 и 2 атома водорода в составе молекулы Н 2 . Наименьшее общее кратное чисел 3 и 2 равно 6.

Напишем коэффициент «6» перед формулой HCl, коэффициент «2» - перед формулой AlC1 3 и коэффициент «3» - перед формулой Н;

Аl+ 6HCl = 2AlCl 3 + 3Н 2

Так как теперь в правой части содержится 2 атома , напишем коэффициент «2» перед формулой Al в левой части схемы:

2Al + 6НС1 = 2AlC1 3 + 3H 2

В результате мы получили уравнение данной реакции. Коэффициенты в химическом уравнении показывают не только число молекул, но и число молей исходных веществ и продуктов реакции. Например, это уравнение показывает, что в реакцию вступают 2 моля алюминия Аl и 6 молей , а в результате реакции образуются 2 моля хлорида алюминия AlC1 3 и 3 моля водорода Н 2).

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

Тема урока: « Химические уравнения. Закон сохранения массы веществ»

Тип урока: Открытие новых знаний

Основные цели урока:

1) Познакомить учащихся с признаками и условиями протекания химических реакций

2) Опытным путем доказать и сформулировать закон сохранения массы вещества

3) Дать понятие о химическом уравнении как об условной записи химической реакции с помощью химических формул

4) Начать формирование навыков составления химических уравнений

Демонстрационный материал и оборудование: весы, химические стаканы, реактивы (растворы CuSO 4 , NaOH, HCl , СаСО 3 , фенолфталеин, Ва Сl 2 , Н 2 SO 4 ), компьютер, проектор,экран, презентация)

Ход урока

1. Самоопределение к учебной деятельности:

Цель:

Создать мотивацию к учебной деятельности посредством актуализации внутренних мотивов (могу и хочу)

Определить с учащимися содержательные рамки урока

Организация учебного процесса на этапе 1

1. Как нам уже известно, химия - это наука о веществах. Что мы уже знаем о веществах? Достаточно ли нам этих знаний, чтобы ответить на все интересующие нас вопросы? Можем ли мы ответить на вопрос как происходят превращения веществ? По каким законам протекают химические реакции? Подумайте, чему будет посвящен сегодняшний урок?
2. Верно! Сегодня мы отправимся с вами в удивительный мир химических превращений! А помогут нам в этом полученные ранее на уроках химии знания.

2. Актуализация знаний и фиксация индивидуального затруднения в пробном действии:

Цель:

Повторить материал, пройденный на прошлом уроке

Организовать самостоятельное выполнение пробного действия и зафиксировать возникшие затруднения

Организация учебного процесса на этапе 2

1. Ранее мы узнали с вами что все явления в природе можно разделить на две группы. Какие это группы? Давайте вспомним с вами чем одни явления отличаются от других и приведем примеры (слайд)

Один ученик у доски выполняет задание. Игра «Крестики - нолики». Следует указать выигрышный путь, который составляют только химические явления (слайд).

Как еще можно назвать химические явления? (Химические реакции)

А все ли мы знаем с вами о химических реакциях? (Нет)

1. Сегодня на уроке мы продолжим изучать химические реакции. Предлагаю начинать наше путешествие в мир химических превращений.
2. Как вы абсолютно верно заметили, отличительным признаком протекания химической реакции является образование нового вещества - продукта реакции - обладающего другими свойствами, которыми не обладали исходные вещества.
3. Чем всегда сопровождается образование нового вещества? (Признаками химической реакции)
4. Сейчас нам снова понадобятся полученные ранее знания. Давайте вспомним, какие признаки протекания химически реакций нам уже известны и попробуем их продемонстрировать.

Совместно с учениками учитель показывает опыты в пробирках. Ученики называют наблюдаемые признаки, которые одновременно появляются на слайде.

Образование осадка (CuSO 4 и NaOH)

Растворение осадка (Cu(OH) 2 и HCl)

Изменение окраски (NaOH и фенолфталеин)

Выделение газа (CaCO 3 и H 2 SO 4 )

Выделение тепла, света (реакция горения)

1. Какой вывод мы можем сделать из увиденного? (О протекании химической реакции можно судить по появлению внешних признаков).
2. Предлагаю вам отразить на листе бумаги одну из приведенных химических реакций. Опишите происходящее в пробирке с помощью химических формул и математических знаков.
3. Давайте посмотрим на ваши записи, рассмотрим полученные варианты. Почему получились разные варианты?

3. Выявление места и причины затруднения и постановка цели деятельности

Цель:

1. соотнести пробное действие с имеющимися знаниями, умениями и навыками учащихся
2. согласовать тему и индивидуальные цели урока

Организация учебного процесса на этапе 3

1. 1) Давайте разберемся, почему не всем удалось составить запись химической реакции? Чем это задание отличалось от тех, что вы выполняли ранее?
2. 2) Итак, Какие цели урока мы сегодня поставим?
3. А знаете ли вы как называется запись, отражающая суть химической реакции?
4. Как мы сформулируем тему сегодняшнего урока?

4. Построение проекта выхода из затруднения

Цель:

1. создать условия для осознанного выбора учениками нового способа получения знаний посредством проведения эксперимента

Организация учебного процесса на этапе 4

1. Итак, описать химическую реакцию с помощью химических формул и знаков мы сможем в том случае, если будем знать механизм превращения одних веществ в другие. Для решения данной задачи предлагаю совершить научное открытие! А для этого мы отправимся в далекий 18- й век, в лабораторию великого русского ученого М.В. Ломоносова (слайд), который как и мы с вами был озадачен тем же вопросом: « Как одни вещества превращаются в другие и что при этом происходит с массой веществ? Будет ли масса исходных веществ равна массе продуктов реакции?»
2. Скажите, как мы получали ранее новые знания?(Использовали учебник, таблицы, презентации и т.д.)
3. А можно ли провести эксперимент для получения новых знаний? (Да)

5. Реализация построенного проекта

Цель:

Провести эксперимент для открытия новых знаний

Обобщить наблюдения и сделать предварительные выводы

Организация учебного процесса на этапе 5

1. Предлагаю провести эксперимент: (учитель приглашает ученика к лабораторному столу)
2. На платформу весов поставим два стаканчика - один с раствором BaCl 2 , другой с раствором H 2 SO 4 . Отметим положение стрелки весов маркером. Сливаем растворы в один стаканчик, а пустой ставим рядом.
3. Прошла ли реакция при сливании двух растворов? (Да)
4. Что свидетельствует об этом? (Образование белого осадка)
5. Изменились ли показания стрелки прибора при этом? (Нет)
6. Какой вывод мы можем сделать? Отличается ли масса полученных продуктов реакции от массы исходных веществ? (Нет)
7. К такому выводу пришел и Ломоносов, который с 1748 по 1756 год проделал огромную работу и экспериментальным путем доказал что масса веществ до и после реакции остается неизменной. В основе его экспериментов лежала реакция взаимодействия металлов с кислородом из воздуха при прокаливании. Сейчас мы просмотрим видеоролик, иллюстрирующий подобный эксперимент. (слайд - ролик)

Ребята, какой вывод мы можем теперь сделать? (Масса веществ до реакции равна массе веществ после реакции)

Данное утверждение является законом сохранения массы веществ. (Формулировка на слайде). Теперь мы можем уточнить, как полностью будет звучать тема нашего сегодняшнего урока? (Химические уравнения. Закон сохранения массы веществ)

Обратимся к учебнику (с.139) и зачитаем формулировку закона сохранения массы веществ.

Что же происходит с веществами в ходе химической реакции? Образуются ли новые атомы химических элементов? (Нет, не образуются. Происходит лишь их перегруппировка!)

А если число атомов до и после реакции остается неизменным, то их общая масса тоже неизменна. Убедимся в справедливости данного заключения посмотрев видеоролик (слайд-анимация)

Теперь, зная закон сохранения массы веществ,мы с вами можем отражать суть химических реакций с помощью химических формул соединений.

Ребята, как принято называть условную запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков? (Химическим уравнением) (слайд)

Давайте попробуем описать просмотренный в видеоролике опыт с прокаливанием меди. (ученик у доски записывает уравнение реакции).

В левой части уравнения мы записываем исходные вещества (формулы веществ, вступивших в реакцию). Какие вещества вступали во взаимодействие? (Медь и кислород). Как мы помним союз «И» в математике заменяют знаком «плюс» (соединяем исходные вещества знаком «плюс») В правой части мы записываем продукты реакции. (Оксид меди II). Между частями ставим стрелку:

Cu + O 2 = СuO

Вот как просто и красиво. но... неуважительно по отношению к закону сохранения массы веществ. Соблюдается ли он в данном случае? (Нет!) Равны ли массы веществ до и после реакции? (Нет).

Сколько атомов кислорода в левой части? (2) , а в правой? (1). Поэтому перед формулой оксида меди мы должны поставить 2! - уравнять кислород.

Но.. Теперь нарушено равенство для меди. Очевидно, что перед формулой меди тоже надо поставить 2.

Мы уравняли число атомов каждого элемента в левой и правой частях? (Да!)

Получили равенство? (Да)

Как называют такую запись? (Химическим уравнением)

6. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи:

Цель:

Создать условия для фиксации изученного материала во внешней речи

- Давайте потренируемся составлять уравнения химической реакции и попробуем составить алгоритм действий. (ученик у доски составляет уравнение химической реакции)

1. Напишем реакцию образования аммиака из молекулы водорода и азота.

1. В левой части уравнения записываем формулы веществ, вступивших в реакцию (реагентов). Затем ставим стрелку:

Н 2 + N 2 →

1. В правой части (после стрелки) записываем формулы веществ, образующихся в результате реакции (продуктов).

Н 2 + N 2 → NH 3

1. Уравнение реакции составляем на основе закона сохранения масс.
2. Определяем, у какого элемента число атомов меняется? находим наименьшее общее кратное (НОК), делим НОК на индексы - получаем коэффициенты.
3. Проставляем коэффициенты перед формулами соединений.
4. Пересчитываем количество атомов, при необходимости действия повторяем.

3Н 2 + N 2 → 2NH 3

6. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону:

Цель:

Организовать самостоятельное выполнение учащимися задания на новый способ действий с самопроверкой.

Организовать самооценку детьми правильности выполнения задания (при необходимости - коррекцию возможных ошибок)

Организация учебного процесса на этапе 6

1. Готовы попробовать свои силы? Тогда составьте самостоятельно уравнение химической реакции образования воды, расставив в уравнении недостающие коэффициенты

(слайд-анимация) - пример образования воды.

(на экране отображены исходные вещества - молекула водорода и молекула кислорода, затем появляется продукт реакции - молекула воды)

Проверьте (на экране появляются недостающие коэффициенты в уравнении реакции)

У кого возникли затруднения? Что осталось непонятным?

7. Рефлексия учебной деятельности на уроке

Цель:

Зафиксировать в речи новые термины (химическая реакция, химическое уравнение) и формулировку закона сохранения масс

Зафиксировать неразрешенные на уроке затруднения как направление будущей учебной деятельности

Оценить собственную активность на уроке

Согласовать домашнее задание

Организация учебного процесса на этапе 7

Чему был посвящен сегодняшний урок? Как звучала тема урока? Какие цели были нами поставлены и удалось ли их достигнуть?

Где мы сможем применить полученные сегодня знания?

Какие возникали затруднения? Удалось ли их преодолеть?Что осталось непонятным?

Чью работу на уроке вы бы отметили? Как оцениваете свою работу?

Домашнее задание:

П. 27, упр. 1, 2. Упражнения на карточках (на следующем занятии ученики делают самопроверку по слайду-эталону на экране).

Слайд 2

Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность.

Цели урока: Обучающие - экспериментально доказать закон сохранения массы веществ. На основе этого закона сформировать понятие о материальном балансе химической реакции. Сформировать понятие об уравнении химической реакции как об условной записи, отображающей превращения веществ. Развивающие- развивать умения ставить несложные проблемы, формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами; развивать способность к логическому мышлению. Воспитательные - продолжить формирование научного мировоззрения учащихся; воспитывать коммуникативную компетентность, а также наблюдательность, внимание, инициативу. На примере жизни и деятельности М. В. Ломоносова воспитывать интерес к изучению химии.

Слайд 3

Открытие закона сохранения массы веществ

1789г. Роберт Бойль 1673г. 1748г. М. В. Ломоносов Антуан Лавуазье

Слайд 4

Бойль проделал множество опытов по прокаливанию металлов в запаянных ретортах и всякий раз масса окалины оказывалась больше массы прокаливаемого металла.

Слайд 5

Слайд 6

Русский учёный М.В. Ломоносов предположил, что чувственный опыт обманывает нас. 5 июля 1748 года он написал в письме Леонарду Эйлеру:

Слайд 7

«Все перемены в натуре случающиеся такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько же присовокупится к другому. Так, ежели где убудетматерии, то умножится в другом месте; сколько часов положит кто на бдение, столько же сну отнимет...»

Слайд 8

«Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ в результате реакции» - современная формулировка закона сохранения массы веществ.

Слайд 9

Слайд 10

Лишь в 1756 году Ломоносову удалось проверить опытным путём теоретически открытый закон сохранения массы веществ. Подобно Бойлю русский учёный делал опыт в запаянных ретортах. Но, в отличие от Бойля, Ломоносов взвешивал сосуды как до, так и после прокаливания не вскрывая.

Слайд 11

Слайд 12

Значительно позже этот закон,независимо от М.В. Ломоносова,был открыт французским ученым А.Лавуазье.

Слайд 13

Слайд 14

Химическая формула – условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. Индекс показывает число атомов в формульной единице вещества. Коэффициент показывает число несоединенных друг с другом частиц 5Н2О Коэффициент Химическая формула Индекс На основании данного закона составляют уравнения химических реакций с помощью химических формул, коэффициентов и математических знаков.

Закон сохранения массы веществ один из важнейших законов химии. Его открыл М. В. Ломоносов, а позже экспериментально подтвердил А. Лавуазье. Так в чем же состоит суть этого закона?

История

Закон сохранения массы веществ впервые сформулировал М. В. Ломоносов в 1748 году, а экспериментально подтвердил его на примере обжига металлов в запаянных сосудах в 1756 году. Закон сохранения массы веществ Ломоносов связывал с законом сохранения энергии (количества движения). Он рассматривал эти законы в единстве как всеобщий закон природы.

Рис. 1. М. В. Ломоносов.

Но еще до Ломоносова более 20 веков назад древнегреческий ученый Демокрит предполагал, что все живое и неживое состоит из незримых частиц. позже в XVII веке эти догадки подтвердил Р. Бойль. Он проводил эксперименты с металлом и древесиной и выяснил, что вес металла после нагревания увеличился, а вес золы по сравнению с деревом, наоборот, уменьшился.

Независимо от М. В. Ломоносова закон сохранения массы вещества был установлен в 1789 году французским химиком А. Лавуазье, который показал, что при химических реакциях сохраняется не только общая масса веществ, но и масса каждого из элементов, входящих в состав взаимодействующих веществ.

Взгляды Ломоносова и Лавуазье были подтверждены современной наукой. В 1905 году А. Эйнштейн показал, что между массой тела (m) и его энергией (E) существует связь, выражаемая уравнением:

где c – скорость света в вакууме.

Рис. 2. Альберт Эйнштейн.

Таким образом, закон сохранения массы дает материальную основу для составления уравнений химических реакций.

Суть закона сохранения массы вещества

Закон сохранения массы вещества заключается в следующем: масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Рис. 3. Закон сохранения массы вещества.

При написании уравнений химических реакций надо следить за соблюдением этого закона. Число атомов элемента в левой и правой частях реакций должно быть одинаковым, так как атомные частицы в химических превращениях неделимы и никуда не исчезают, а лишь переходят из одного вещества в другое. Сущность химической реакции – разрыв одних связей и образование других связей. Поскольку эти процессы связаны с затратой и получением энергии, то знак равенства в реакциях можно ставить, если учтены энергетические факторы, условия реакции, агрегатные состояния веществ.

Очень часто знак равенства, особенно в неорганических реакциях, ставят и без учета необходимых факторов,производя упрощенную запись. При уравнивании коэффициентов вначале уравнивают число атомов металла, потом неметалла, затем водорода и в конце производят проверку по кислороду.

Что мы узнали?

Закон сохранения массы вещества изучают в школе по химии 8 класса, так как понимание его сути необходимо для правильного составления уравнений реакций. О том, что любая материя на земле состоит из невидимых частиц предположил еще древнегреческий ученый Демокрит, а его более современные последователи Ломоносов, Лавуазье, Эйнштейн доказали это экспериментально.

12.02.2015 5575 688 Хайрулина Лилия Евгеньевна

Цель урока: сформировать понятие закона сохранения масс, научить составлять уравнения реакций
Задачи урока:
Образовательная: опытным путём доказать и сформулировать закон сохранения массы веществ.
Развивающая: дать понятие о химическом уравнении как об условной записи химической реакции с помощью химических формул; начать формирование навыков составления химических уравнений
Воспитательная: привить интерес к химии, расширить кругозор

Ход урока
I. Орг.момент
II. Опрос фронтальный:
- Что такое физические явления?
- Что такое химические явления?
- Примеры физ и хим явлений
- Условия протекания химических реакций
III. Изучение нового материала

Формулировка закона сохранения массы: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ.
С точки зрения атомно-молекулярного учения этот закон объясняется тем, что при химических реакциях общее количество атомов не изменяется, а происходит лишь их перегруппировка.

Закон сохранения массы веществ является основным законом химии, все расчеты по химическим реакциям производятся на его основе. Именно с открытием этого закона связывают возникновение современной химии как точной науки.
Закон сохранения массы был теоретически открыт в 1748 году и экспериментально подтверждён в 1756 году русским ученым М.В. Ломоносовым.
Французский учёный Антуан Лавуазье в 1789 году окончательно убедил учёный мир в универсальности этого закона. Как Ломоносов, так и Лавуазье пользовались в своих экспериментах очень точными весами. Они нагревали металлы (свинец, олово, и ртуть) в запаянных сосудах и взвешивали исходные вещества и продукты реакции.

Химические уравнения
Закон сохранения массы веществ применяется при составлении уравнений химических реакций.
Химическое уравнение – это условная запись химической реакции посредством химических формул и коэффициентов.
Посмотрим видео - эксперимент: Нагревание смеси железа и серы.
В результате химического взаимодействия серы и железа получено вещество – сульфид железа (II) – оно отличается от исходной смеси. Ни железо, ни сера не могут быть визуально обнаружены в нем. Невозможно их разделить и с помощью магнита. Произошло химическое превращение.
Исходные вещества, принимающие участие в химических реакциях называются реагентами.
Новые вещества, образующиеся в результате химической реакции называются продуктами.
Запишем протекающую реакцию в виде уравнения химической реакции:
Fe + S = FeS
Алгоритм составления уравнения химической реакции
Составим уравнение химической реакции взаимодействия фосфора и кислорода
1. В левой части уравнения записываем химические формулы реагентов (веществ, вступающих в реакцию). Помните! Молекулы большинства простых газообразных веществ двухатомны – H2; N2; O2; F2; Cl2; Br2; I2. Между реагентами ставим знак «+», а затем стрелку:
P + O2 →
2. В правой части (после стрелки) пишем химическую формулу продукта (вещества, образующегося при взаимодействии). Помните! Химические формулы необходимо составлять, используя валентности атомов химических элементов:

P + O2 → P2O5

3. Согласно закону сохранения массы веществ число атомов до и после реакции должно быть одинаковым. Это достигается путём расстановки коэффициентов перед химическими формулами реагентов и продуктов химической реакции.
Вначале уравнивают число атомов, которых в реагирующих веществах (продуктах) содержится больше.
В данном случае это атомы кислорода.
Находим наименьшее общее кратное чисел атомов кислорода в левой и правой частях уравнения. Наименьшее кратное для атомов натрия –10:
Находим коэффициенты путём деления наименьшего кратного на число атомов данного вида, полученные цифры ставим в уравнение реакции:
Закон сохранения массы вещества не выполнен, так как число атомов фосфора в реагентах и продуктах реакции не равно, поступаем аналогично ситуации с кислородом:
Получаем окончательный вид уравнения химической реакции. Стрелку заменяем на знак равенства. Закон сохранения массы вещества выполнен:
4P + 5O2 = 2P2O5

IV. Закрепление
V. Д/з

Скачать материал

Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен только фрагмент материала.