6. Обобщение знаний учащихся о химической реакции

Несмотря на ограниченное время, отведенное в программе на заключительный обзор химических элементов, часть его (3-4 часа) нужно выделить для обобщения и систематизации тех знаний о химическом превращении веществ, которые давались постепенно, в связи с изучением фактического материала химии. Мысль о необходимости такого обобщения возникает при теоретическом обсуждении путей формирования у учащихся понятия о химической реакции и подтверждается опытом .учителей химии.

Чтобы повторить с учащимися наиболее важные сведения о химической реакции и усовершенствовать знания, предлагают следующие вопросы:

1. Какое значение имеют химические реакции в природе, технике и быту?
2. Какое место среди других природных явлений занимают химические превращения? .
3. Какое влияние на химические реакции оказывают физические условия (температура, давление и др.)?
4. Что такое катализ и какую роль играет он в современной промышленности?
5. Какие превращения энергии происходят при химических реакциях и как эти превращения используют в современной технике?

Рассмотрение этих вопросов проводят так, чтобы активизировать мыслительную деятельность учащихся и вместе с тем обеспечить достаточное руководство со стороны учителя. Учащийся X класса дома должен подготовить сообщение, в котором на уроке осветит выбранный вопрос. Для направления и облегчения работы учитель дает учащимся планы сообщений, а в некоторых случаях указывает дополнительную литературу. Для сообщения о значении химических реакций в природе, технике и быту можно предложить следующий план:

1. Роль химических реакций в неживой природе: а) образование и выветривание горных пород; б) химические явления в воздухе (образование озона, окислов азота).
2. Роль химических реакций в возникновении и существовании жизни на земле: а) усложнение соединений углерода и образование белка; б) процессы обмена в растениях; в) процессы обмена в организмах животных и человека; г) гниение растительных и животных остатков.
3. Роль химических реакций в накоплении запасов энергии.
4. Использование химических реакций в промышленности, сельском хозяйстве и быту: а) получение на химических заводах разнообразных веществ; б) использование химических процессов в сельском хозяйстве; в) использование химических реакций в технике для получения тепловой, световой, электрической и механической энергии; г) применение химических реакций в быту.

В этом сообщении трудно раскрыть достаточно подробно и глубоко многообразное значение химических реакций в природе, технике и быту, но оно должно побудить учащихся к чтению дополнительной литературы, подбору соответствующего материала и систематизации накопленных знаний.

Основная цель вопроса о месте химических превращений среди других природных явлений - обобщение знаний о сущности химической реакции и об отличиях химического явления от других природных явлений. При подготовке сообщения на эту тему учащимся рекомендуют план:

1. Многообразие явлений, происходящих с веществами: а) изменение агрегатного состояния, поглощение и испускание света, намагничивание и размагничивание, электризация и др., б) химические превращения, в) ядерные реакции.
2. Сходство химических превращений с другими перечисленными явлениями.
3. Отличия химических превращений от других явлений, происходящих с веществами. Сущность химической реакции в свете теории строения атомов.

Подытоживая и дополняя сказанное, учитель особое внимание обращает на то, что, поскольку некоторые химические превращения сходны с физическими (молекулярными) явлениями, то и некоторые законы химических реакций (сохранения массы веществ) применимы и к физическим (молекулярным) явлениям. Общий закон, которому подчиняются все природные явления, а в частности химическая реакция,- закон сохранения материи и ее движения (энергии). Если при химической реакции выделяется (поглощается) энергия, то количество энергии, содержащейся в реагирующих веществах, уменьшается (увеличивается). Энергия и масса представляют собой свойства материи, связанные между собой следующим соотношением: чем больше энергия тела, тем больше его масса.

Когда при химической реакции выделяется или поглощается энергия, то масса реагирующих веществ уменьшается или увеличивается. Это должно привести к нарушению закона сохранения массы веществ, и это нарушение действительно происходит. Однако поскольку при химических реакциях количества выделяющейся или поглощаемой энергии невелики, то и изменения массы настолько малы, что не могут быть обнаружены с помощью весов. Закон сохранения массы неприменим к ядерным реакциям, где количества выделяющейся или поглощаемой энергии значительно больше.

Сообщение учащегося о влиянии условий на химические превращения рекомендуют подготовить по плану:

1. Условия возникновения и течения химических реакций: а) соприкосновение реагирующих веществ; б) энергетические условия, которые обеспечиваются нагреванием, действием света, электрического тока, механическими воздействиями (ударом, трением).
2. Условия, влияющие на скорость химических превращений: а) концентрация реагирующих веществ, б) степень измельчения, в) температура, г) катализаторы.

Условия, влияющие на смещение химического равновесия: а) концентрация реагирующих веществ (в растворе), б) температура, в) давление.

Для активизации учащихся, слушающих своего товарища, во время сообщения проводят опыты-вопросы. Например рассказав об условиях возникновения и течения химических реакций, ученик предлагает другим учащимся понаблюдать явления, которые будут демонстрировать, и ответить на вопросы: 1) Какой вид энергии вызывает химическое превращение в каждом из опытов? 2) Является ли действие энергии условием возникновения или течения химической реакции?

Какие опыты будут использованы в этом случае, зависит от учащегося, но учитель руководит его выбором, включая в демонстрации наиболее подходящие и интересные.

В предыдущем сообщении учащийся только касается катализа, но для более полного ответа на вопрос о катализе и его роли в. современной промышленности используют следующий план:

1. Широкое распространение каталитических явлений в природе и технике: а) роль ферментов в процессах, происходящих в живых организмах, б) использование катализаторов в практической деятельности людей; в производстве неорганических и органических веществ, в технике.
2. Понятие о катализаторе. Объяснение его действия в свете теории образования промежуточных соединений.
3. Положительные и отрицательные катализаторы. Катализ и химическое равновесие. Применение катализаторов для обеспечения нужного направления химической реакции.
4. Условия, способствующие оптимальному действию катализаторов в химическом производстве. Влияние на активность катализаторов состояния их поверхности, температуры, примесей к реагирующим веществам.
5. Некоторые задачи в области применения катализа в химическом производстве. Замена дорогих катализаторов более дешевыми, применение органических катализаторов - ферментов.

Как и в предыдущем сообщении, при рассмотрении вопроса о катализе и его роли в современной промышленности необходимо включить опыты-вопросы, а кроме того, использовать наглядные пособия - таблицы, модели химических производств.

Вопрос о превращении энергии при химических реакциях подготавливают по плану:

1. Химическая реакция - явление, подчиняющееся общему закону превращения и сохранения энергии.
2. Выделение и поглощение энергии при химической реакции и соответствующие изменения запасов химической энергии в веществах.
3. Виды превращений энергии при химических реакциях; выделение и поглощение теплоты и света; использование электрического тока; выделение электрической энергии при химической реакции.
4. Использование в технике энергии, выделяющейся при химических превращениях. Дальнейшие перспективы этого использования.