Понятие о химическом равновесии
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или запись на доске с реакциями $N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3$ и $H_2+I_2\rightleftharpoons2HI$.
- Подготовить схему-график: скорость прямой реакции уменьшается, скорость обратной реакции увеличивается, затем обе становятся равными.
- Распечатать карточки с двумя уровнями заданий формата ОГЭ — по одной на каждого ученика.
- Распечатать карточки для работы в парах с утверждениями о химическом равновесии — по одной на пару.
- Подготовить цветные стикеры или карточки трёх цветов для приёма «Светофор».
- Подготовить на доске памятку: «Химическое равновесие — равенство скоростей прямой и обратной реакций; концентрации веществ при постоянных условиях не изменяются».
- Подготовить таймер и лист самопроверки с правильными ответами.
- Обеспечить проектор или интерактивную доску, маркеры и тетради учащихся.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и показать практическую значимость понятия химического равновесия.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и говорит: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, наличие тетради, ручки и карточки для работы. Сегодня мы будем разбирать понятие, которое встречается в химическом производстве и проверяется в заданиях ОГЭ. Ваша задача — не запомнить длинное определение механически, а понять, что происходит в системе." | Проверяют готовность к уроку, записывают дату. |
2 мин | Учитель показывает на доске запись $N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3$ и спрашивает: "Почему в уравнении стоит не обычный знак равенства, а две противоположные стрелки? Может ли реакция идти одновременно в двух направлениях? Подумайте 30 секунд, обсудите ответ с соседом и поделитесь предположением." | Индивидуально формулируют предположение, обсуждают его в парах и отвечают: "Реакция может идти обратно", "Аммиак может разлагаться на исходные вещества". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Ваши предположения показывают, что в системе могут конкурировать два направления превращения. Сейчас выясним, что происходит с этими реакциями спустя некоторое время."
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: восстановить знания о скорости химической реакции, необходимых условиях её протекания и химических уравнениях.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает три утверждения: «Скорость реакции зависит от концентрации», «При реакции реагенты превращаются в продукты», «Любая химическая реакция необратима». Учитель говорит: "Отметьте верные утверждения и объясните выбор. Последнее утверждение специально содержит ошибку — найдите её." | Отмечают верные и неверные утверждения, отвечают: "Не все реакции необратимы; некоторые могут идти в обратном направлении". |
3 мин | Учитель обращается к классу: "Вспомните, что называют скоростью реакции. Какие частицы взаимодействуют в начале реакции? Что может происходить с продуктами реакции? Запишите краткие ответы и сравните их в паре." | Записывают: "скорость показывает изменение количества или концентрации вещества за время"; сравнивают ответы и дополняют их. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что вещества расходуются и образуются с определённой скоростью. Теперь определим, как сравнить скорости двух противоположных процессов."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: выявить затруднение и совместно сформулировать цель урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует схему: сначала скорость прямой реакции велика, а обратной мала, затем первая уменьшается, вторая возрастает. Учитель спрашивает: "Если реакции продолжаются, почему состав смеси через некоторое время может перестать заметно изменяться? Остановились ли реакции полностью?" | Рассматривают схему, выдвигают версии: "реакции стали очень медленными", "скорости сравнялись", "реакции прекратились". |
2 мин | Учитель уточняет: "Нам нужно выяснить, какая версия верна. Сформулируйте цель урока одним предложением. Какие действия помогут её достичь?" | Формулируют цель: "понять, что такое химическое равновесие и как его распознать"; называют действия: изучить определение, схему и решить задания. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема поставлена: внешне изменения могут прекратиться, хотя реакции продолжаются. Переходим к построению объяснения этого состояния."
Этап 4. Открытие нового знания (10 мин)
Цель этапа: сформировать понятия обратимой реакции и динамического химического равновесия.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель записывает на доске: $H_2+I_2\rightleftharpoons2HI$ и объясняет: "Реакция слева направо называется прямой: из водорода и йода образуется йодоводород. Одновременно возможна обратная реакция: йодоводород распадается на водород и йод. Реакции, которые могут идти в обоих направлениях, называют обратимыми. Обратите внимание на знак $\rightleftharpoons$." | Записывают уравнение, стрелками надписывают «прямая» и «обратная», формулируют определение обратимой реакции. |
4 мин | Учитель показывает график и говорит: "В начале прямой реакции много исходных веществ, поэтому её скорость выше. По мере расходования исходных веществ скорость прямой реакции уменьшается. Продукты накапливаются, поэтому обратная реакция ускоряется. Наступает момент, когда скорости становятся равными. Это не остановка реакций: превращения продолжаются в обоих направлениях." | По графику определяют начальное и конечное соотношение скоростей, формулируют: "в равновесии скорость прямой реакции равна скорости обратной". |
3 мин | Учитель записывает памятку: "Химическое равновесие — состояние обратимой системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, а концентрации веществ при постоянных условиях не изменяются." Затем спрашивает: "Почему равновесие называют динамическим?" | Записывают определение и отвечают: "реакции не прекращаются, а идут одновременно с одинаковыми скоростями". |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Запись в тетрадях
- Обратимая реакция — реакция, протекающая одновременно в прямом и обратном направлениях.
- Химическое равновесие — состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной.
- Равновесие называют динамическим, потому что обе реакции продолжаются.
- При постоянных условиях концентрации веществ в состоянии равновесия не изменяются.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь у нас есть точное определение и признак равновесия — равенство скоростей. Проверим, умеем ли мы отличать равновесие от остановки реакции и от обычной необратимой реакции."
Этап 5. Первичное закрепление (7 мин)
Цель этапа: закрепить определение химического равновесия через обсуждение утверждений и применение алгоритма.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт парам карточку: 1) «В равновесии реакции прекращаются»; 2) «В равновесии скорости прямой и обратной реакций равны»; 3) «Равновесие возможно только в необратимой реакции»; 4) «При постоянных условиях концентрации веществ в равновесии не изменяются». Учитель говорит: "За две минуты распределите утверждения на верные и неверные, а к каждому неверному составьте исправление." | В парах распределяют утверждения и записывают исправления: «реакции не прекращаются»; «равновесие возможно в обратимой реакции». |
3 мин | Учитель организует проверку: "Каждая пара назовёт одно утверждение и объяснит решение. Остальные показывают зелёную карточку, если согласны, и жёлтую, если требуют уточнения." | Представляют ответы, используют карточки, аргументируют: "Утверждение 2 верно, потому что это основной признак равновесия". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы проверили определение на конкретных утверждениях. Следующий шаг — выполнить задание самостоятельно и убедиться, что алгоритм работает без подсказки пары."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (10 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание понятия химического равновесия и снизить тревожность перед заданиями ОГЭ через пошаговый алгоритм.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
6 мин | Учитель раздаёт карточки и говорит: "Выполните два задания самостоятельно. Алгоритм такой: сначала найдите знак обратимости, затем определите, сравниваются ли скорости прямой и обратной реакций, после этого выберите формулировку ответа. Не торопитесь: здесь проверяется логика, а не скорость." Задание 1: «Выберите верное утверждение о системе $N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3$: а) реакции прекращаются; б) скорость прямой реакции равна скорости обратной; в) исходные вещества полностью исчезают; г) равновесие невозможно». Задание 2: «Объясните, почему равновесие называют динамическим». | Решают задания индивидуально. В задании 1 выбирают ответ «б»; в задании 2 записывают: «прямая и обратная реакции продолжаются одновременно с равными скоростями». |
4 мин | Учитель выводит эталон на доску: "Сверьте не только букву ответа, но и объяснение. Если ответ отличается, найдите место, где нарушили алгоритм. Ошибка — это сигнал для коррекции, а не повод отказаться от решения." | Проверяют работу, подчёркивают ключевые слова, исправляют ошибки. Показывают цвет карточки: зелёная — всё понятно, жёлтая — нужна дополнительная тренировка, красная — требуется объяснение. |
Эталон решения
В системе есть знак $\rightleftharpoons$, значит, реакция обратимая. Химическое равновесие характеризуется равенством скоростей прямой и обратной реакций. Следовательно, в задании 1 верен ответ «б». В задании 2 необходимо указать, что реакции не прекращаются: они протекают одновременно, но с одинаковыми скоростями.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Большинство ошибок связано с подменой равенства скоростей остановкой реакций. Запомните: равновесие динамическое. В завершение применим это знание к промышленному процессу и сформулируем общий вывод."
Этап 7. Включение в систему знаний и рефлексия (5 мин)
Цель этапа: связать новое понятие с практическим контекстом и оценить достижение цели урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает уравнение синтеза аммиака $N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3$ и говорит: "Синтез аммиака имеет большое значение для производства удобрений. Почему химикам важно понимать состояние равновесия? Ответьте по формуле ПОПС: «Я считаю..., потому что..., например..., следовательно...»." | Формулируют ответ: «Важно понимать равновесие, потому что реакция обратима; например, часть аммиака снова разлагается; следовательно, условия процесса нужно подбирать для получения нужного количества продукта». |
2 мин | Учитель организует приём «Билет на выход»: "На стикере допишите два предложения: «Химическое равновесие — это...», «Чтобы распознать равновесие, я проверю...». Перед выходом прикрепите стикер к доске." | Записывают определение и признак, прикрепляют стикеры, оценивают своё понимание. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнены оба задания, использованы понятия «обратимая реакция», «равенство скоростей», «динамическое равновесие», объяснение полное и химически корректное.
- «4» — верно выполнено основное задание и дано в целом правильное объяснение, но допущена одна неточность в формулировке или пропущено слово «одновременно».
- «3» — выбран верный вариант в первом задании, но объяснение химического равновесия неполное либо смешаны понятия равновесия и остановки реакции.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что такое химическое равновесие и чем оно отличается от прекращения реакции? | Проверка осознания ключевого определения и типичной ошибки. |
Как по уравнению реакции понять, что она может быть обратимой? | Проверка умения работать с химической символикой. |
Какое слово или действие помогло решить задание формата ОГЭ? | Выявление эффективного алгоритма решения. |
Что осталось непонятным: знак обратимости, скорости реакций или динамичность равновесия? | Выявление индивидуальных точек затруднения. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы установили, что химическое равновесие — это не остановка реакции, а динамическое состояние, в котором скорости прямого и обратного процессов равны. При выполнении задания сначала ищите признак обратимости, затем вспоминайте равенство скоростей. Если вы допустили ошибку, спокойно вернитесь к алгоритму и проверьте каждое слово. На следующем уроке мы рассмотрим, как изменение условий влияет на положение химического равновесия."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выучить определения обратимой реакции и химического равновесия; составить по два примера обратимых и необратимых реакций; выполнить 3 задания на выбор верного утверждения о равенстве скоростей. | Закрепляет терминологию и умение распознавать главный признак равновесия; при проверке обратить внимание на слова «одновременно» и «равны». |
Средний (повышающий) | Выполнить 4 задания на анализ уравнений с символом $\rightleftharpoons$: определить прямую и обратную реакции и объяснить, почему система может прийти к равновесию. | Развивает умение извлекать информацию из химического уравнения и строить причинное объяснение. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое сообщение о промышленном применении обратимых реакций, например при синтезе аммиака, с объяснением роли химического равновесия в 5–7 предложениях. | Формирует функциональную и естественно-научную грамотность; при проверке оценить корректность связи между равновесием и выходом продукта. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Какие реакции называют обратимыми?», «Что происходит со скоростями прямой и обратной реакций в равновесии?», «Почему химическое равновесие называют динамическим?»
