Урок по теме ОВР для 11 класса

Методическая разработка урока химии в 11 классе в контексте подготовки к ЕГЭ по теме «Окислительно-восстановительные реакции»

Цель:

1.      Продолжить формирование понятий «степень окисления», «окислитель», «восстановитель», «окислительно-восстановительные реакции», «метод электронного баланса»;

2.      Напомнить учащимся правила написания уравнений окислительно-восстановительных реакций и расстановку коэффициентов баланса;

3.      Познакомить учащихся с особенностями протекания окислительно-восстановительных  реакций в различных средах

4.      Познакомить учащихся с заданиями ЕГЭ, рассматривающих данные вопросы;

Задачи:

1.      Повторить основные понятия об окислении и восстановлении, степени окисления, важнейшие  окислители и восстановители, рассмотреть  сущность окислительно-восстановительных реакций;

2.      Выработать умения по составлению уравнений химических реакций, протекающих в различных средах методом электронного баланса;

Тип урока: комбинированный

Этапы урока:

1.      Актуализация знаний

2.      Изучение нового материала

3.      Закрепление изученного материала

4.      Домашнее задание

Ход урока:

1.Актуализация знаний: беседа по материалу, изученному ранее. Вопросы к беседе:

1.      Какие реакции называются окислительно-восстановительными?

2.      Что такое окисление?

3.      Какой процесс называется восстановлением?

4.      Как называются вещества, отдающие электроны?

5.      Как называются вещества, принимающие электроны?

6.      Что такое «степень окисления»?

7.      Что происходит со степенью окисления элемента в процессе его восстановления?

8.      Что происходит со степенью окисления элемента в процессе его окисления?

9.      Как классифицируются ОВР?

10.  Какой элемент в ПС является самым сильным окислителем? восстановителем?

11.  Какие элементы в ПС имеют постоянные степени окисления?

12.  Приведите примеры соединений, содержащих в своем составе атомы серы, которые будут проявлять: а) только окислительные, б) только восстановительные; в) и окислительные, и восстановительные свойства?

2.Основная часть урока.

Данную тему можно поделить на несколько блоков:

1.      Повторение понятия степени окисления

2.      Классификация окислительно-восстановительных реакций, расстановка коэффициентов с помощью электронного баланса

3.      Методы написания уравнений окислительно-восстановительных реакций

1 блок Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна (условный заряд атома, который мы приписываем ему в случае принятия или отдачи электронов). Наиболее электроотрицательные элементы в соединении имеют отрицательные степени окисления, а атомы элементов с меньшей электроотрицательностью - положительные. Степень окисления - формальное понятие; в ряде случаев степень окисления не совпадает с валентностью N2H4 (гидразин)  степень окисления азота – -2; валентность азота – 3.  Задания для учащихся: определите степень окисления и валентность в соединениях FeS2, H2S, CS2, C2H2. Расчет степени окисления: для вычисления степени окисления элемента следует учитывать следующие положения: 1.      Степени окисления атомов в простых веществах равны нулю (Na0; H20). 2.      Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, входящих в состав молекулы, всегда равна нулю, а в сложном ионе эта сумма равна заряду иона.  3.      Постоянную степень окисления имеют атомы: щелочных металлов (+1), щелочноземельных металлов (+2), водорода (+1) (кроме гидридов NaH, CaH2 и др., где степень окисления водорода -1), кислорода (-2) (кроме F2-1O+2 и пероксидов, содержащих группу–O–O–, в которой степень окисления кислорода -1). 4.      Для элементов положительная степень окисления не может превышать величину, равную номеру группы периодической системы. Задания для учащихся: определите степени окисления каждого элемента в соединении V2O5;  Na2B4O7;  KClO4 ; NH3;  K2HPO4;  Na2Cr2O7

2 блок Классификация окислительно-восстановительные реакции: А) Межмолекулярные окислительно-восстановительные реакции Окислитель и восстановитель находятся в разных веществах; обмен электронами в этих реакциях происходит между различными атомами или молекулами: Zn0 + 2H+1 Cl è  Zn+2Cl2 + H20 восстановитель  Zn0 -2е è  Zn+2            окислитель      2H+1 +2е è H20 Б) Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции Во внутримолекулярных реакциях окислитель и восстановитель находятся в одной и той же молекуле. Внутримолекулярные реакции протекают, как правило, при термическом разложении веществ, содержащих окислитель и восстановитель. 2KCl+5O3-2  è 2KCl-1 + 3O20 восстановитель 2 O3-2  - 12е è 3O20    окислитель         Cl+5 +6е è Cl-1  В) Реакции диспропорционирования  – это окислительно-восстановительные реакции, в которой один элемент одновременно повышает и понижает степень окисления. Cl20 + 2KOH è  KCl+1O + KCl-1 + H2O восстановитель Cl20 – 2е è  2Cl+1 окислитель       Cl20 + 2е è  2Cl-1

3 блок Типичные реакции окисления-восстановления  Реакции с участием перманганата калия в качестве окислителя: При взаимодействии перманганата калия с восстановителем образуются различные продукты восстановления в зависимости от pH среды. Реакции в кислой среде: 5K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + 3H2SO4 è  6K2S+6O4 + 2Mn+2SO4 + 3H2O  восстановитель         S+4 -2е è  S+6 окислитель Mn+7 +5е è Mn+2  Реакция в щелочной среде: K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + 2KOH è  K2S+6O4 +2K2Mn+6O4 + H2O восстановитель            S+4 -2е è  S+6  окислитетель Mn+7 +1е è  Mn+6 Реакции в нейтральной среде:  3K2S+4O3 + 2KMn+7O4 + H2O  è 3K2S+6O4 +2Mn+4O2 + 2KOH восстановитель S+4 – 2е èS+6 окислитель       Mn+7 +3е è Mn+4

3.Закрепление изученного материала

Учащимся предлагается самостоятельная работа.

Тест по теме: «Окислительно-восстановительные реакции»

Вариант 1.

А1. Какая из реакций, схемы которых приведены ниже, является окислительно-восстановительной:

1) 2Na + 2H₂O = 2 NaOH + H₂                              2) Na₂O + 2HCl = 2 NaCl + H₂O

3) ZnSO₄ + Na₂CO₃ = ZnCO₃ + Na₂SO₄               4) CaO + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O

А2. Окислительно – восстановительную двойственность проявляет вещество, формула которого:          1) KClO₄,  2) Cl₂O₃,  3) Cl₂O₇,  4) NaCl.

А3. Определите схему процесса восстановления:

1) Fe⁰  → Fe⁺²,     2) O^-2  → O⁺²,     3) Mn⁺⁷  → Mn⁺²,      4) 2Cl^-1  →  Cl₂⁰

А4. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

SО₂ + Сl₂ + Н₂О → Н₂SО₄ + HCl

Сумма коэффициентов в уравнении равна:   1) 11;       2) 13;       3) 7;        4) 10.

А5. Расставьте   коэффициенты   методом   электронного баланса:

SО₂ + Н₂О + NаIO₃ → Н₂SО₄ + NаI

Коэффициент перед формулой восстановителя равен: 1) 3;       2) 1;       3) 4;        4) 2.

А6. Вещество проявляет окислительно-восстановительные свойства, если атом, входящий в его сос­тав, может:

1) только отдавать электроны                                    2) только присоединять электроны

3) проявлять промежуточную степень окис­ления      4) иметь только постоянную степень окис­ления.

В1. Установите соответствие между схемой превращения веществ и изменением степени окисления окислителя в ней.

СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЯ	ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ                                                      ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ
А) C + K2Cr2O7 → Cr2O3 + K2CO3 + CO2           Б) NaNO2 + NH4Cl → N2 + NaCl  + H2O          В) KMnO4 + KOH →  K2MnO4 + O2 + H2O	1) Э+7  → Э+6       2) Э+6 → Э+3       3) Э+3 → Э0       4) Э0 → Э+4       5) Э-3 → Э0

Тест по теме: «Окислительно-восстановительные реакции»

Вариант 2.

А1. Какая из реакций, схемы которых приведены ниже, является окислительно-восстановительной:

1) ZnCl₂ + H₂S = ZnS + 2HCl                                2) СаО + СО₂ = СаСО₃

3) 4HCl + MnO₂ = Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O               4) К₂O + 2HCl = 2 КCl + H₂O

А2. Окислительно – восстановительную двойственность проявляет вещество, формула которого:

1) HNO₃,   2) N₂O₅,   3) Mg₃N₂,   4) KNO₂.

А3. Определите схему процесса окисления:

1) Fe⁺³  → Fe⁺²,     2) O⁺²  → O^-2,     3) Mn⁺⁵  → Mn⁺²,      4) 2Cl^-1  →  Cl₂⁰

А4. Расставьте   коэффициенты   методом   электронного баланса:

S + НNО₃  → Н₂SО₄ + NO₂ + H₂O

Коэффициент перед формулой восстановителя равен: 1) 6;     2) 3;     3) 1;     4) 5.

А5. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса:

KClO₃ + HCl → Cl₂ + KCl + Н₂O

Сумма коэффициентов в уравнении равна: 1) 12;       2) 9;       3) 14;        4) 15.

А6. Вещество проявляет только восстановительные свойства, если атом, входящий в его сос­тав, может:

1) только отдавать электроны                                      2) только присоединять электроны

3) проявлять промежуточную степень окис­ления         4) иметь только постоянную степень окис­ления.

В1. Установите соответствие между схемой превращения веществ и изменением степени окисления окислителя в ней.

СХЕМА ПРЕВРАЩЕНИЯ	ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ                                                                              ОКИСЛЕНИЯ  ВОССТАНОВИТЕЛЯ
А) Fe2O3 + CO→ Fe + CO2                                           Б) Al2S3 + HNO3 → Al2(SO4)3 + NO2 + H2O      В) HNO2 + HJ→  J2 + NO + H2O	1) Э-1  → Э0       2) Э+3 → Э+2       3) Э+5 → Э+4       4) Э+2 → Э+4       5) Э-2 → Э+6

Ответы

Вариант 1	Вариант 2
А1. 1 А2. 2 А3. 3 А4. 3 А5. 1 А6. 3 В1. А-2, Б-3, В-1	А1. 3 А2. 4 А3. 4 А4. 3 А5. 3 А6. 1 В1. А-4, Б-5, В-1

4.Домашнее задание

            Задание №1

            Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции

P + HNO₃ → NO₂ + …

Определите окислитель и восстановитель.

            Задание №2

            Какой коэффициент в уравнении реакции будет стоять перед магнием?

Mg + HNO₃ → Mg(NO₃) ₂ + N₂O + H₂O

Определите окислитель и восстановитель.

Анализ проведенного урока.

            1.В результате проведения данного урока удалось достичь поставленных целей. Учащиеся повторили понятие «степень окисления», повторили расчет степени окисления, решение ОВР методом электронного баланса. А также познакомились с особенностями протекания окислительно-восстановительных реакций в различных средах.

            2.Урок получился достаточно насыщенным и объемным, поэтому я считаю целесообразно сдваивать уроки. На одном занятии даем понятие, на другом отрабатываем и закрепляем. Учащимся в конце урока была дана самостоятельная работа, содержащая задания ЕГЭ. С заданиями работы они справились хорошо. Я считаю, что за 1-2 урока нельзя отработать задание с предположением образовавшихся продуктов. В связи с подготовкой к сдаче ЕГЭ наверно было бы целесообразно немного изменить планирование уроков и на некоторые темы увеличить количество часов, а некоторые давать в ознакомительном плане. Поэтому данные задания мы отрабатываем на факультативных занятиях. Знания основных закономерностей и тренировка в выполнении различных заданий помогут в составлении окислительно-восстановительных реакций.