Энтропия өзгерісі. Химия, 10 сынып, сабақ жоспары.

Ұзақ мерзімді жоспар бөлімі:

10.2B Термодинамикаға кіріспе

Мектеп:

Күні:

Мұғалімнің аты-жөні:

Сынып:

Қатысқандар саны:

Қатыспағандар саны:

Сабақ тақырыбы

Энтропия өзгерісі

Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме)

- жалғыз энтальпияның кенет өзгерісті түсіндіру үшін жеткіліксіз екендігін түсініп, энтропия ұғымын енгізу

 Сабақ мақсаттары

• • • •  Өздігінен жүретін (кенеттен немесе спонтанды) және өздігінен жүрмейтін (кенеттен жүрмейтін немесе спонтанды емес) процесстерге мысалдар келтіріп, оларды анықтау;
      •  Молекулалық деңгейдегі ретсіздік өлшемі ретіндегі энтропия ұғымымен және кейбір заттардың стандартты энтропия мәндерімен танысу;
      •  Энтропия өзгерісін физикалық және химиялық үрдістердің мысалдарын қарастыру арқылы болжау;
      •  Жүйе (химиялық реакция) мен қоршаған орта энтропияларының өзгерісін есептеу;
      •  Жалпы энтропияның өзгерісін есептеу; реакцияның спонтанды жүруін анықтау.

 Жетістік критерийлері

Барлық оқушылар:

• энтропия түсінігіне анықтама бере алады;
• нақты мысалдарда химиялық және физикалық процестерден туындаған энтропия өзгерістерін болжайды;
• реакциялардың стандартты энтропия өзгерістерін есептеу үшін стандартты энтропия мәндерін қолданады;

Көптеген оқушылар:

• энтальпия өзгерісі мен температураны қолданып, қоршаған ортадағы энтропия өзгерісін анықтайды;

Кейбір оқушылар:

• толық энтропия өзгерісін есептейді, есептелген мәнді қолданып, реакцияның спонтанды болу-болмауын алдын ала болжайды.

 Тілдік мақсаттар

• Жүйедегі ретсіздік туралы қорытынды жасай алу (физикалық және химиялық процестердің нақты мысалдары негізінде);
• Реакция энтропиясының өзгерісін анықтау теңдеуін қалай құратындығын түсіндіру; Толық энтропия өзгерісінің есептелген мәнін қолдану арқылы реакцияның спонтанды болу-болмауын алдын ала болжау.

Пәнге қатысты лексика және терминология

Диалогқа/жазылымға қажетті тіркестер

Қатты/сұйықтық/газтектес затты сұйықтыққа/газ/қатты күйге айналдырғанда энтропия артады/төмендейді.

Реакция басында қатты/сұйық/газ заттардың жалпы моль саны реакция нәтижесінде түзілген қатты/сұйық/газ заттардың жалпы моль санымен салыстырғанда көп/аз болғандықтан, энтропия мәні артады/кемиді.

Егер ... реакциясы үшін абсолютті стандартты энтропия мәндері сәйкесінше ... болса, қоршаған орта мен жүйенің жалпы энтропия өзгерістері ... тең болады.

Егер жалпы энтропия өзгерісі оң/теріс мәнді болса, реакция спонтанды/спонтанды емес, бірақ кері реакция спонтанды/спонтанды емес болады.

Құндылықтарды дарыту

Ынтымақтастық (жұпта жұмыс жасау барысында бір-бірінің жауаптарын тыңдай алу)

Өмір бойы білім алу (оқушылар мұғалім ұсынған энтропия өзгерісі жөнінде ақпаратты өздігінен түсінеді)

Пәнаралық байланыстар

Физика (термодинамиканың бірінші және екінші заңдарын, физикалық құбылыстарды, мысалы жылудың таралуы, қыздыру, т.с.с. орын алатын энтропия өзгерісінің мысалдарын қарастырғанда; бөлшектер деңгейінде реакцияларды түсіну үшін кинетикалық және термодинамикалық аспектілерді ескеру кезінде)

Математика (теңдеудегі коэффициенттерді ескере отырып, жүйе мен қоргаған орта энтропиясын дұрыс есептеу)

АКТ қолдану дағдылары

Интернет ресурстарымен, видео файлдармен жұмыс

Сабақ барысы

Сабақтағы жоспарланған іс-әрекет

1. Амандасу. Оқушыларды белгілеу.

2. Сабақ тақырыбына шығу (оқушыларға суреттер көрсетіледі; сұрақ қойылады: мына суреттерді байланыстыратын не? Оқушылар: «ретсіздік». Мұғалім: Жүйедегі ретсіздік деңгейінің өлшемі «энтропия» деп аталады, ендеше сабағымыздың тақырыбы энтропия жайлы болмақ). Оқушылар дәптерлеріне күн мен сабақ тақырыбын жазып алады.

3. Мұғалім оқушыларды оқу мақсатымен таныстырады, проблемалық сұрақтар қою арқылы (Өздігінен жүретін (спонтанды), өздігінен жүрмейтін (спонтанды емес) процесстерді қалай анықтауға болады? Энтропия деген не? Химиялық реакциялардың, қоршаған ортаның және жалпы энтропияның өзгерісін қалай есептейді? Ол не үшін керек?) оқушылар сабақта күтілетін нәтижелерді атайды («бүгін мен...»), кезектесіп оқиды.

1. Өздігінен жүретін (спонтанды) және өздігінен жүрмейтін (спонтанды емес) процесстерге мысалдар келтіріп, оларды анықтау

Мұғалім өздігінен жүретін және өздігінен жүре алмайтын құбылыстар бар екендігі жайлы айтып, оқушылардан мысалдар келтірулерін сұрайды (оқушылардың жауаптары). Презентация слайды бойынша кері байланыс жасау (Өздігінен жүретін процесстер (спонтанды) – сыртқы күштің әсерінсіз жүретін үрдістер. Өздігінен жүрмейтін процесстер (спонтанды емес) – қандай да бір сыртқы күштің әсерінен, яғни сыртқы энергияның жұмсалуымен жүретін үрдістер).

Мұғалім сұрақ қояды: Процесстің спонтанды болатын/болмайтындығын қалай анықтауға болады?

Оқушылар ақпаратпен танысады, процесстердің өздігінен жүруі тек энергия, жылуға тәуелді емес, энтропиялық факторды ескеру керектігі жайлы қорытынды жасайды.

2. (Жұптық жұмыс). Энтропия түсінігі. Видео 1. Оқушылар энтропия түсінігі жайлы видео көреді, кейін мына кілтті сөздерді қолданып, бір-біріне видеоны түсіндіреді:

«Энтропия, реттілік/ретсіздіктің артуы/азаюы, ықтималдылық, қоршаған орта, жүйе, газ/сұйық/қатты заттардың энтропия мәні»

Кері байланыс: Энтропия деген не? Энтропия мен карта коллодасының арасындағы байланыс неде? Газ/сұйық/қатты заттардың энтропия мәні, яғни ретсіздік деңгейі қандай болады? Неліктен? (әр жұп бір-бірімен талқылап болған соң, жауаптарды тыңдау)

Мұғалім: сонымен, қандай өзгерістер спонтанды түрде жүреді? (оқушылар: Реттілігі жоғары күйден реттілігі төмен күйге ауыса жүретін физикалық немесе химиялық өзгерістер)

Видео 2. (G) Энтропияның өзгерісін болжау.

Мұғалім: Энтропия өзгерісін қалай болжауға болады? Әр оқушы жұбына мұғалім 3 түрлі видео көруді ұсынады (Видео 2. «Газ фазасындағы реакциялар»; Видео 2. «Еру»; Видео 2. «Фазалық ауысуларда болатын реакциялар»), кейін жұптар өзге жұптарға өз видеоларын түсіндіреді.

Кері байланыс: қай жағдайларда энтропия мәні артады? (слайд)

Тапсырмалар орындау. Бірін–бірі тексеру.

1-тапсырма.

Әрбір жұптан энтропиясы жоғары болатын жүйені анықтаңыз.

2-тапсырма.

(f) Төменде берілген реакциялардың жанына энтропияның өзгеру белгісін қойыңыз. Жауапты түсіндіріңіз.

a) CaCO₃(s)->CaO(s)+CO₂(g) + реакция нәтижесінде газ молекулалары түзіледі

b) NH₃(g) + HCl(g)=>NH₄Cl(s) ________________________

c) Na(s) => Na(g) ___________________________________

d) C₆H₁₂(l) + 9O₂(g)=>6CO₂(g) + 6H₂O(g) _______________

Кері байланыс: жүйеде энтропияның өзгергенін есептеусіз қалай анықтауға болады екен? (оқушылардың жауабы)

*жұмысты ерте аяқтаған оқушылар қосымша тапсырмаларды орындауларына болады

3. Стандартты энтропия.

Мұғалім: ал енді жүйе (химиялық реакция) энтропиясының өзгеруін қалай есептеуге болады? Алдымен «стандартты энтропия» түсінігімен танысып алайық. (ақпарат парағы және Видео 3. Стандартты энтропия)

(I) 3-тапсырма орындау (кесте толтыру)

Жүйе (химиялық реакция) энтропиясының өзгеруін есептеу. (оқушылар өздігінен химиялық реакцияның, яғни жүйенің ΔS есептеу жолымен танысады)

(I) (f) 4-тапсырма орындау

Кестеде берілген стандартты энтропия мәндерін қолдана отырып, келесі реакциялардағы энтропия өзгерістерін есептеңіз:

• 2CH₄(г) + 3O₂(г)⟶ 2CO₂(г) + 4H₂O(с)
• 2NH₄NO₃(қ) ⟶ 2N₂(г) + O₂(г) + 4H₂O(г)
• 6CO₂(g) + 6H₂O(l) ⟶ C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g)

(тақтаға шығарту, бір-біріне сигналды карталар көмегімен кері байланыс беру)

4. Реакцияның спонтанды жүруін анықтау. Мұғалім: реакцияның спонтанды жүруін қалай анықтауға болады? Ол үшін қоршаған орта энтропиясының өзгеруін ескеріп, жалпы энтропияның өзгерісін есептеп алу керек. (оқуышлар ақпарат парағымен жұмыс істейді, видео 4,5 көреді)

Кері байланыс: химиялық немесе физикалық үрдістер спонтанды жүру үшін қандай шарттар орындалу керек? (оқушылардың жауабы: жүйе мен қоршаған ортаның жалпы энтропия өзгерісі оң мәнді болу керек); сонымен қатар, есептің шығарылу жолдары бойынша оқушылардан туындаған сұрақтарға бағыт бағдар беру арқылы көмектесу.

Онлайн түрде орындау

N₂O₄(г) пен NO₂(г) үшін абсолютті стандартты энтропия мәндері сәйкесінше 304 Дж/К моль және 240 Дж/К моль-ге тең. Жалпы стандартты энтальпия өзгерісін (жүйе+қоршаған орта) есептеп, 25 °C-та реакцияның спонтанды болу мүмкіндігін анықтаңыз. Температураны 100 °C-қа дейін арттыру берілген реакцияның спонтандылығына қалай әсер етеді? Барлық жауаптарыңызды ең жақын бүтін санға дейін жуықтаңыз.

N₂O₄(г)⟶2NO₂(г) ΔH⁰реак=+57кДж/K•моль

5-тапсырма орындау

(тақтаға шығарту, реакцияның спонтанды жүруін қалай анықтауға болатындығы жайлы қорытынды жасату)

Сабақты қорытындылау (энтропия деген не? Ол қай жағдайда өзгереді? берілген сурет пен графикті сипаттау)

Рефлексия:

Күтілетін нәтижелерге қайта оралу

БҮГІН МЕН ...

• Өздігінен жүретін (спонтанды) және өздігінен жүрмейтін (спонтанды емес) процесстерге мысалдар келтіріп, оларды анықтадым/анықтай алмадым;
• Энтропия ұғымымен және кейбір заттардың стандартты энтропия мәндерімен таныстым/ұққан жоқпын;
• Энтропия өзгерісін физикалық және химиялық үрдістердің мысалдарын қарастыру арқылы болжадым/қиын болды;
• *Жүйе (химиялық реакция) мен қоршаған орта энтропияларының өзгерісін есептеуді үйрендім/қиын болды;
• **Жалпы энтропияның өзгерісін есептеп, реакцияның спонтанды жүруін анықтадым/қиын болды.

Үй жұмысы: Тапсырма парағындағы қосымша тапсырмаларды орындау

Саралау – оқушыларға қалай көбірек қолдау көрсетуді жоспарлайсыз? Қабілеті жоғары оқушыларға қандай міндет қоюды жоспарлап отырсыз?

Бағалау – оқушылардың материалды меңгеру деңгейін қалай тексеруді жоспарлайсыз?

Барлық оқушылар:

• энтропия түсінігіне анықтама бере алады;
• нақты мысалдарда химиялық және физикалық процестерден туындаған энтропия өзгерістерін болжайды;
• реакциялардың стандартты энтропия өзгерістерін есептеу үшін стандартты энтропия мәндерін қолданады;

Көптеген оқушылар:

• энтальпия өзгерісі мен температураны қолданып, қоршаған ортадағы энтропия өзгерісін анықтайды;

Кейбір оқушылар:

толық энтропия өзгерісін есептейді, есептелген мәнді қолданып, реакцияның спонтанды болу-болмауын алдын ала болжайды.

Сонымен қатар,

Визуалдарға бейне фильдер көрсетіледі; қалауы бойынша кейбір оқушылар ақпарат парағын қолданады;

қабілеті жоғары оқушылар қосымша тапсырмаларды орындайды

Сабақ барысында үйренгенін бағалау үшін қолданылған әдіс-тәсілдер: оқушылар/мұғалімнің ауызша қойылған сұрақтарына жауап береді, жұптасымен басқа жұптастардың жұмыстарын тексереді; онлайн тапсырма орындайды

Сабақ бойынша рефлексия

Сабақ мақсаттары/оқу мақсаттары дұрыс қойылған ба? Оқушылардың барлығы ОМ қол жеткізді ме?

Жеткізбесе, неліктен?

Сабақта саралау дұрыс жүргізілді ме?

Сабақтың уақыттық кезеңдері сақталды ма?

Сабақ жоспарынан қандай ауытқулар болды, неліктен?

Жалпы баға

Сабақтың жақсы өткен екі аспектісі (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақты жақсартуға не ықпал ете алады (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақ барысында сынып туралы немесе жекелеген оқушылардың жетістік/қиындықтары туралы нені білдім, келесі сабақтарда неге көңіл бөлу қажет?