Ничто не исчезает бесследно Методические рекомендации к уроку по теме “Закон сохранения массы и энергии. Вещества постоянного и переменного состава”

Цели: Обобщить и углубить знание закона сохранения массы и энергии, познакомить учеников с законом постоянства состава вещества.
План урока:
1. Проверка домашнего задания.
2. Формулирование закона сохранения массы и энергии.
3. Примеры действия закона сохранения и превращения энергии.
4. Выполнение тренировочных заданий и решение задач по данной теме.
5. Закон постоянства состава вещества.
6. Задание на дом.
Ход урока
При рассмотрении законов ребятам предлагается прослушать отрывки из произведений Тита Лукреция Карла “О природе вещей” и Антуана Лавуазье из “Начального учебника химии, изложенного в новом порядке, согласно современным открытиям” (отрывки можно найти в “Сборнике упражнений и заданий по химии” Журина А.А., М., “Аквариум”, 1997 г. с. 43-44).
Перед прочтением ученики знакомятся с вопросами, на которые им предстоит ответить позднее.
Вопрос 1. О каком законе идет речь в отрывках?
Вопрос 2. Объясните сущность этого закона, пользуясь приведенным текстом.
После прочтения ребята отвечают также на следующие вопросы:
Вопрос 3. Как формируется данный закон в современной химии?
Вопрос 4. Кто впервые сформулировал закон сохранения энергии?
Вопрос 5. Как можно связать массу и энергию воедино?
Если ученики затрудняются в ответах, следует направить их на рассмотрение материала учебника химии ╖ 2 с. 55-56.
Переход энергии из одной формы в другую можно рассматривать на примере превращений, происходящих в организме человека.

Вопрос 6. Какие превращения энергии происходят в ходе явлений: сжигание топлива в двигателе внутреннего сгорания, фотосинтеза, взрыва смеси ацетилена с воздухом, зажигания спички, зарядки аккумулятора, фотографирования, свечение светлячка и т.д.
Задание 1. На основании уравнения реакции Na2SO4 + ВаСl2 = ВаSO4+ 2NaCl подтвердите закон сохранения массы вещества соответствующими расчетами, используя количественные характеристики участвующих в реакции веществ.
Задание 2. Приведите примеры, которые на первый взгляд как будто противоречат закону сохранения массы веществ (можно привести результаты опытов английского химика Роберта Бойля по прокаливанию различных металлов).
Задание 3. Докажите справедливость закона сохранения массы веществ М.В.Ломоносова на следующих явлениях: а) при взаимодействии цинка с соляной кислотой масса образующегося хлорида цинка меньше массы цинка и кислоты, вступающих в реакцию; б) масса продуктов крекинга нефти не может быть больше массы взятой нефти, а масса продуктов сгорания нефти всегда больше массы сгоревшей нефти; в) превращение белого фосфора в красный и обратно не сопровождается изменением массы.
Задача 1. При прокаливании смеси цинка и серы образовался сульфид цинка массой 9,7 г, кроме этого, осталось 0,8 г серы. Рассчитайте массу каждого из веществ, взятых для реакции.
Задача 2. В толстостенной стеклянной запаянной ампуле нагрели смесь, состоящую из 2,17 г оксида ртути (II) и 0,64 г серы. Какие вещества и в каком количестве образовались в ампуле? Изменилась ли общая масса?
Решение:
2,17 г 0,64 г m▓ m m
2НgO + 3S = SO2 + 2HgS
434 г 96 г 64 г 466 г

m▓(S) = (2,17 г . 96 г) / 434 г = 0,48 г (0,64 г) сера дана в избытке
m(S) = 0,64 г – 0,48 г = 0,16 г
остаток

m(SO2) = (2,17 г ∙ 64 г )/ 434 г = 0,32 г
m(НgS) = (2,17 г ∙ 466 г )/ 434 г = 2,33 г
2,17 г + 0,64 г = 0,32 г + 2,33 г + 0,16 г
2,81 г = 2,81 г
Итак, общая масса не изменилась, что не противоречит закону сохранения массы вещества.
Наряду с законом сохранения массы и энергии сегодня мы познакомимся с законом постоянства состава вещества.
Французский ученый Ж.Л.Пруст, обобщив большой экспериментальный материал о составе различных веществ, в 1799 году сформулировал закон постоянства состава.
Каждое химическое соединение имеет постоянный качественный и количественный состав независимо от способа его получения.
Например, вода может быть получена в результате следующих химических реакций
2Н2 + О2 = 2Н2О
Са(ОН)2 + Н2SO4 = СаSO4 + 2Н2О
Сu(ОН)2 = Н20 + СuО
Из этих уравнений видно, что молекула полученной различными способами воды всегда состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Следует оговориться, что этот закон строго выполняется только для веществ, структурными частицами которых являются молекулы. Вещества немолекулярного строения не обладают строго постоянным составом. Их состав зависит от условий получения.
Вопрос 7. Какие вещества называются дальтонидами, а какие – бертоллидами? (Ответ на с. 57 учебника химии).
Задача 3. Из 1,59 г оксида меди (II) (полученного прокаливанием меди в струе кислорода) при восстановлении водородом образовалось 0,36 г воды. Из 1,99 г оксида меди (II) (полученного при нагревании малахита) образовалось при восстановлении водородом 0,45 г воды. Подтверждают ли эти данные закон постоянства состава.
Решение:
1,59 г 0,36 г m1
СuО + Н2 = Cu + Н2О
80 г 18 г
m1(Н2О) = (1,59 г ∙ 18 г) / 80 г = 0,3570,36 г
1,99 г 0,45 г m2
CuO + Н2 = Cu + Н2О
80 г 18 г
m2(Н2О) = (1,99 г ∙ 18 г) / 80 г = 0,4470,45 г
Приведенные данные подтверждают закон постоянства состава.
Задание на дом: 1) ╖ 2, с. 55-57;
2) Сформулируйте и запишите в тетрадь значение изученных на уроке законов; 3) Не противоречит ли закону сохранения массы веществ тот факт, что масса горящей свечи со временем уменьшается? 4) Самостоятельно повторите классификацию неорганических веществ.
В начале следующего урока для проверки знаний учеников можно провести небольшой тест:
1. В работах какого ученого встречается наиболее точная формулировка закона сохранения массы вещества?
2. В работах какого ученого встречается наиболее точная формулировка закона сохранения энергии?
3. В работах какого ученого встречается наиболее точная формулировка закона постоянства состава вещества?
а) Р. Майера.
б) Ж.Л.Пруста.
в) А. Эйнштейна.
г) М.В.Ломоносова.
4. Какие вещества называются дальтонидами?
а) Постоянного состава.
б) Переменного состава.
в) Немолекулярного строения.
5. Относительные массы атомов в Периодической системе Д.И.Менделеева имеют дробные значения, так как
а) точно определить их массу невозможно;
б) атомы элемента имеют одинаковый заряд ядра, но разные массы;
в) атомы элемента имеют разный заряд ядра, но одинаковые массы.
6. Аллотропия – это явление, когда один и тот же химический элемент образует
а) несколько сложных веществ; б) одно сложное вещество; в) несколько простых веществ; г) одно простое вещество.
7. Аллотропное видоизменение углерода –
а) карбин; б) кристаллическая форма; в) черный; г) озон.
8. Выберите предложение, в котором идет речь о кислороде как о “простом веществе”.
а) В состав воды входит кислород.
б) Массовая доля кислорода в оксиде углерода (IV) – 73%.
в) В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород.
г) Кислород – самый распространенный на нашей планете.
9. При зажигании спички происходит переход энергии
а) механической в тепловую; б) химической в тепловую; в) механической в электрическую; г) химической в электрическую.
10. Массовая доля азота в аммиачной селитре
а) 48%; б) 28%; в) 80%; г) 35%
Ответы: 1 – г; 2 – а; 3 – б; 4 – а; 5 – б; 6 – в; 7 – а; 8 – в; 9 – б; 10 – г.

Ольга СОКОЛОВА