“Химик без знания физики подобен

человеку, который всего должен искать

ощупом. И сии две науки так соединены

между собой, что одна без другой в

совершенстве быть не могут”

М.В. Ломоносов.

Эти слова подтверждаются делом учителями-методистами, когда первые химические понятия строятся на тех знаниях учеников, которые они получают на уроках физики.

8 класс.

При изучении темы “Первоначальные химические понятия” можно использовать знания учащихся важных понятий, сформированных в курсе физики 7 класса. К ним относятся: тело, вещество, атом, молекула, физические и химические явления, внутренняя энергия, температура. Из курса физики учащимся известны также общие сведения о строении твердых тел, жидкостей и газов, положения молекулярно кинетической теории.

Необходимо учитывать, что большинство физических понятий находятся в процессе формирования, а поэтому на данном этапе обучения учащихся эти понятия сформированы еще недостаточно строго. Это относится и к таким изначальным понятиям, как тело и вещество. Под физическим телом учащиеся понимают каждое из окружающих тел, а под веществом – один из видов материи.

Достаточно полное представление получили учащиеся в 7 классе на уроках физики о молекулах. Они узнали, что молекулы – мельчайшие частицы вещества, кроме того им известно, что молекулы одного вещества одинаковы, что они находятся в непрерывном движении. На уроках химии это понятие углубляется, расширяется.

На уроках физики учащиеся знакомятся с понятием массы вещества, которое вводится в процессе анализа опыта по взаимодействию тележек. Этот опыт исключает в дальнейшем путаницу в понятиях вес тел, их масса.

В 7 классе начинается формирование первых представлений об энергии. Учащиеся узнают, что энергию, определяемую взаимным расположением тел, называют потенциальной, а энергию движущихся тел – кинетической. Каждое тело, состоящее из большого числа частиц (атомов и молекул) обладает внутренней энергией, характеризующейся суммой кинетической и потенциальной энергий всех частиц.

Углубленное изучение энергетики химических реакций осуществляется по учебнику Ахметова “Химия, 8-9”.

Энергетика химических реакций.

Знание закономерностей химических реакций позволяет прогнозировать их протекание. Можно получать вещества с требуемыми свойствами.

Для изучения данной темы необходимо повторить с учащимися материал из курса физики, касающийся закона сохранения и превращения энергии.

При химическом превращении, т.е. в период протекания химической реакции происходит перестройка электронных структур атомов, ионов, молекул. Поэтому химическая реакция всегда сопровождается энергетическими изменениями.

Тепловые эффекты реакций можно определить и экспериментально, и с помощью термохимических расчетов.

В основе данных расчетов лежит закон, сформулированный Г.И. Гессом. Даем формулировку данного закона и приводим пример, давая пояснения: “Тепловой эффект реакции зависит от вида и состояния исходных веществ и конечных продуктов и не зависит от пути процесса”. В качестве примера возьмем реакцию полного сгорания угля:

C(k) + O2(r) ® CO2(r); DH1 = -393,5 кДж

Предлагаем учащимся допустить, что данный химический процесс протекает в две стадии.

I стадия – при горении угля образуется оксид углерода (II) CO:

C(k) + 1/2 O2(r) ® CO(r); DH2 = -110,5 кДж

II стадия – при сгорании CO образуется оксид углерода (IV) CO2:

CO2(r) + 1/2 O2(r) ® CO2(r); DH3 = -283,0 кДж

Суммируем эти две стадии:

C(k) + 1/2 O2(r) ® CO(r); DH2 = -110,5 кДж

CO2(r) + 1/2 O2(r) ® CO2(r); DH3 = -283,0 кДж

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

C(k) + O2(r) ® CO2(r)

DH2 + DH3 ® -110,5 кДж + (-283,0 кДж) = -393,5 кДж

Исходя из закона Гесса тепловые эффекты образования CO2 и из простых веществ и через промежуточную стадию образования и сгорания CO равны:

DH1 = DH2 + DH3 = -393,5 кДж

Если бы тепловые эффекты не были бы равны, то нарушался бы закон сохранения энергии. В качестве подтверждения наших рассуждений приводим диаграмму на рис. 4.

E

C(k) + O2(r)

DH2 = -110,5 кДж

CO(r) + 1/2 O2(r)