План-конспект урока по химии
Тема: Окислительно-восстановительные реакции
Класс: 8
Тип урока: Комбинированный (изучение нового материала с первичным закреплением)
УМК: любой базовый (Габриелян О.С., Рудзитис Г.Е. и др.)
Время: 45 минут
Цель урока: Сформировать у учащихся понятие об окислительно-восстановительных реакциях как о химических процессах, сопровождающихся изменением степеней окисления атомов.
Задачи:
- Образовательные: актуализировать знания о степени окисления; ввести понятия «окислительно-восстановительная реакция», «окисление», «восстановление», «окислитель», «восстановитель»; научить определять окислитель и восстановитель, составлять схемы перехода электронов и расставлять коэффициенты методом электронного баланса в простейших ОВР.
- Развивающие: развивать умение анализировать изменение степеней окисления, сравнивать химические процессы, работать с алгоритмом, делать выводы; формировать навыки самоконтроля.
- Воспитательные: воспитывать научное мировоззрение через понимание единства и борьбы противоположных процессов (окисление – восстановление); способствовать формированию коммуникативных навыков при работе в парах.
Планируемые результаты:
- Предметные: знает определения окисления, восстановления, окислителя, восстановителя; умеет находить степени окисления элементов в соединениях, выявлять элементы, изменяющие степень окисления в ходе реакции; составляет электронный баланс для простых реакций.
- Метапредметные: умеет работать по алгоритму, преобразовывать информацию из текстовой формы в схематическую, оценивать правильность выполнения заданий.
- Личностные: проявляет интерес к изучению химических превращений, осознает практическую значимость ОВР (горение, коррозия, получение металлов).
Оборудование и материалы: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева (настенная и в учебниках), мультимедийный проектор (при наличии) или заранее подготовленная запись на доске, дидактические карточки (Приложение).
Ход урока
- Организационный момент (1–2 мин.)
Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Позитивный настрой на работу.
- Актуализация опорных знаний (6–7 мин.)
Фронтальная беседа и выполнение задания.
- Вопросы классу:
- Что такое степень окисления?
- Какие значения может принимать степень окисления?
- Каковы основные правила вычисления степени окисления в бинарных соединениях? (Учащиеся вспоминают, что сумма степеней окисления в молекуле равна нулю, у фтора всегда -1, кислорода обычно -2, водорода +1 с неметаллами, щелочных металлов +1 и т.д.)
- Индивидуальное задание (письменно) – карточка «Актуализация» (Приложение 1): определить степени окисления элементов в соединениях: K₂O, H₂S, AlCl₃, Ca₃N₂, SO₂. Один ученик выполняет у доски, остальные в тетрадях. Быстрая проверка с комментированием. Учитель фиксирует баллы в листе оценивания (по желанию).
- Мотивация и целеполагание (3 мин.)
Учитель записывает на доске два уравнения реакций:
- CaO + H₂O = Ca(OH)₂
- Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
Вопрос: Чем принципиально отличаются эти две реакции с точки зрения степеней окисления?
Учащиеся с помощью учителя определяют, что в первой реакции степени окисления всех элементов не изменяются, а во второй – меняются у цинка (с 0 до +2) и водорода (с +1 до 0). Формулируется тема и цель урока: познакомиться с реакциями, идущими с изменением степеней окисления, и научиться описывать происходящие в них процессы.
- Изучение нового материала (15 мин.)
4.1. Основные понятия ОВР
- Окислительно-восстановительными реакциями (ОВР) называют реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов.
- Окисление – процесс отдачи электронов, при этом степень окисления элемента повышается.
- Восстановление – процесс присоединения электронов, степень окисления элемента понижается.
- Восстановитель – атом, ион или молекула, которые отдают электроны и повышают свою степень окисления. В ходе реакции восстановитель окисляется.
- Окислитель – атом, ион или молекула, которые принимают электроны и понижают свою степень окисления. В ходе реакции окислитель восстанавливается.
На доске и в тетрадях фиксируется схема:
Восстановитель – e⁻ → окисляется (степень окисления ↑)
Окислитель + e⁻ → восстанавливается (степень окисления ↓)
4.2. Разбор классического примера (работа у доски)
Рассматривается реакция Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑.
Учитель совместно с учениками записывает степени окисления:
Zn⁰ + 2H⁺¹Cl⁻¹ = Zn⁺²Cl₂⁻¹ + H₂⁰
- Цинк: Zn⁰ → Zn⁺², отдал 2 электрона – восстановитель, процесс окисления.
- Водород: 2H⁺¹ → H₂⁰, принял 2 электрона (каждый ион H⁺ по одному электрону) – окислитель, процесс восстановления.
Записываем схемы перехода электронов (электронный баланс):
Zn⁰ – 2e⁻ → Zn⁺² | 2 | 1 – окисление
2H⁺ + 2e⁻ → H₂⁰ | 2 | 1 – восстановление
Вводится понятие метода электронного баланса: число отданных электронов всегда равно числу принятых.
4.3. Составление алгоритма
Учитель вместе с классом проговаривает и фиксирует в тетради алгоритм анализа ОВР (можно вывести на слайд или раздать как памятку – Приложение 2):
- Записать уравнение реакции.
- Расставить степени окисления всех элементов.
- Подчеркнуть символы элементов, изменивших степень окисления.
- Составить электронный баланс: записать процессы окисления и восстановления, указав число отданных и принятых электронов.
- Найти наименьшее общее кратное, расставить коэффициенты сначала для окислителя и восстановителя, затем для остальных веществ. Проверить.
Пример для самостоятельного проговаривания: 2Mg⁰ + O₂⁰ = 2Mg⁺²O⁻².
Учащиеся по цепочке комментируют: Mg – восстановитель, O₂ – окислитель.
- Физкультминутка (1–2 мин.)
Упражнения для снятия напряжения с глаз и плечевого пояса. Можно провести игру «Окисление–восстановление»: учитель называет частицу и её изменение (например, Na⁰ → Na⁺), если степень окисления повышается (окисление) – учащиеся встают, если понижается (восстановление) – приседают.
- Первичное закрепление материала (10 мин.)
Работа в парах с дидактическими карточками (Приложение 3). Каждая пара получает карточку с уравнениями реакций.
Задания:
– Вариант 1 (базовый уровень): S + O₂ = SO₂; Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O
– Вариант 2 (повышенный уровень): 2Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃; 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂
Для каждой реакции необходимо:
а) расставить степени окисления,
б) определить окислитель и восстановитель,
в) составить электронный баланс,
г) (для сильных учеников) объяснить, уравнены ли коэффициенты.
По окончании – выборочная проверка: представитель одной из пар записывает решение на доске, остальные комментируют и корректируют.
- Контроль усвоения (3–4 мин.)
Экспресс-тест «Верно/Неверно» (устно или письменно в тетради, с последующей взаимопроверкой – Приложение 4):
- Окисление – это процесс принятия электронов. (Нет)
- Окислитель в реакции всегда повышает свою степень окисления. (Нет)
- В реакции Ca + Cl₂ = CaCl₂ кальций является восстановителем. (Да)
- Если элемент принимает электроны, он окисляется. (Нет)
- Число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем. (Да)
Проверка по ключу, сигнальные карточки или поднятие руки. Похвала активно работавшим.
- Домашнее задание (2 мин.)
Обязательное: § учебника (тема «Окислительно-восстановительные реакции»), письменно выполнить упражнение (по выбору учителя из учебника: указать окислитель и восстановитель в 2–3 реакциях).
Дополнительное (по желанию): найти информацию о применении окислительно-восстановительных реакций в быту (горение газа, работа батареек, ржавление железа), подготовить короткое сообщение.
- Рефлексия (2 мин.)
Прием «Светофор» или «Лестница успеха». Учащиеся поднимают зеленую карточку (все понял, могу объяснить), желтую (понял, но нужно потренироваться) или красную (остались вопросы). При наличии времени – обсуждение, какие моменты оказались самыми трудными. Учитель благодарит за работу и завершает урок.
Приложение. Дидактические материалы к уроку
Приложение 1. Карточка «Актуализация знаний»
Задание: Определите степени окисления всех элементов в следующих соединениях. Запишите названия веществ и степени окисления.
Список соединений:
- K₂O
- H₂S
- AlCl₃
- Ca₃N₂
- SO₂
Пример оформления (проверь себя):
K₂O: калий +1, кислород –2.
H₂S: водород +1, сера –2.
AlCl₃: алюминий +3, хлор –1.
Ca₃N₂: кальций +2, азот –3.
SO₂: сера +4, кислород –2.
Приложение 2. Памятка «Алгоритм анализа окислительно-восстановительной реакции и метод электронного баланса»
Шаг 1. Запиши уравнение химической реакции.
Шаг 2. Над символами элементов расставь степени окисления, пользуясь правилами.
Шаг 3. Подчеркни символы тех элементов, степень окисления которых изменилась в результате реакции.
Шаг 4. Выпиши отдельно процесс окисления (отдача электронов) и процесс восстановления (присоединение электронов). Помни:
- Окисление: X⁰ − n e⁻ → X⁺ⁿ (степень окисления растёт).
- Восстановление: Y⁺ⁿ + n e⁻ → Y⁰ (степень окисления уменьшается).
Шаг 5. Уравняй число отданных и принятых электронов. Для этого найди наименьшее общее кратное (НОК) чисел отданных и принятых электронов. Раздели НОК на число отданных и принятых электронов – это будут основные коэффициенты.
Шаг 6. Поставь полученные коэффициенты в уравнение реакции. Сначала перед окислителем и восстановителем, затем перед продуктами их превращения, потом уравняй остальные атомы.
Шаг 7. Проверь, сходится ли число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения.
Запомни!
- Окисление: отдача электронов, степень окисления повышается, вещество – восстановитель.
- Восстановление: присоединение электронов, степень окисления понижается, вещество – окислитель.
Приложение 3. Карточки для работы в парах (разноуровневые)
Вариант А (базовый уровень)
Для каждой реакции выполните задания:
а) расставьте степени окисления,
б) подчеркните элементы, изменившие степень окисления,
в) укажите окислитель и восстановитель,
г) запишите схемы перехода электронов.
- S + O₂ → SO₂
- Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
Образец записи для первой реакции:
S⁰ – 4e⁻ → S⁺⁴ (восстановитель, окисление)
O₂⁰ + 4e⁻ → 2O⁻² (окислитель, восстановление)
Коэффициенты: перед S – 1, перед O₂ – 1, перед SO₂ – 1.
Вариант Б (повышенный уровень)
- 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃
- 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
Дополнительное задание: во второй реакции выясните, какой элемент выступает одновременно и окислителем, и восстановителем? Обратите внимание на кислород и хлор.
Приложение 4. Экспресс-тест «Верно или неверно?»
Прочитайте утверждение и поставьте знак «+» (верно) или «–» (неверно).
- Окисление – это процесс отдачи электронов.
- Окислитель – это вещество, которое отдаёт электроны.
- Восстановление сопровождается понижением степени окисления.
- В реакции Zn + Cl₂ = ZnCl₂ хлор является восстановителем.
- В окислительно-восстановительной реакции обязательно изменяются степени окисления хотя бы двух элементов.
- Если степень окисления элемента увеличилась, значит, его атомы присоединили электроны.
- В реакции 2Na + S = Na₂S сера играет роль окислителя.
- Электронный баланс составляется для того, чтобы уравнять количество отданных и принятых электронов.
Ключ для проверки: 1. +; 2. –; 3. +; 4. –; 5. + (допускается обсуждение реакций диспропорционирования, если они упоминались); 6. –; 7. +; 8. +.
Приложение 5. Карточка рефлексии «Лестница успеха»
Оцени свою работу на уроке, выбрав одну из ступеней (можно обвести или нарисовать человечка):
1-я ступень: Трудно, много непонятного. Нужна помощь.
2-я ступень: Понимаю основные понятия, но в схемах электронного баланса путаюсь.
3-я ступень: Уверенно определяю окислитель и восстановитель, составляю электронный баланс без ошибок.
4-я ступень: Всё понял, могу объяснить другому и решить задание повышенной сложности.