him-2012-06-2499

Рис. 3. Сикстинская капелла

принять во внимание также тот факт, что жизнь, которая существует на нашей планете, удивительным образом приспособлена для существования именно в земных условиях, и если она возникла вне Земли или существует на других планетах, то они должны быть планетами земного типа.

Когда наша планета была юной, только что сформировавшейся, в ее атмосфере отсутствовал свободный кислород. Как утверждают ученые, первоначальная атмосфера Земли состояла из паров воды, углекислого газа, водорода, азота, аммиака, метанаициановодорода.

Рассмотрим получившую широкую известность

теорию происхождения жизни на Земле в результате эволюции соединений углерода выдающегося российского ученого академика А.И.Опарина (рис. 4).

Первый этап (согласно этой теории) состоял в образовании органических веществ из неорганических. Этот этап экспериментально подтвердили американские ученые С.Миллер и Г.Юри в 1953 г. Из веществ ранней атмосферыЗемлиони получили под действием электрических разрядов смесь из нескольких десятков различных органических соединений: органических

кислот (в том числе и аминокислот), азотистых оснований, углеводов и др. Более сильным, чем электрическиеразряды, фактором, стимулирующимсинтез органических веществ из неорганических, явилось ультрафиолетовое излучение. В результате всех этих реакций Мировой океан ранней Земли стал представлять собой «первичный бульон», т.е. раствор органических веществ в воде. Однако эти вещества – это еще не жизнь. Химическую основу жизни представляют биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и их производные), которые слагаются из аминокислот, нуклеотидов и моносахаридов. Для того, чтобы возникли биополимеры, необходимопротеканиепроцессов, идущих с поглощением энергии, а также катализаторы – ферменты, которые сами являются биополимерами.

Второй этап (по теории Опарина) – это этап возникновения жизни. В растворах органических соединений образуются коацерваты – маленькие капельки, ограниченные полупроницаемой оболочкой – первичной мембраной. В коацерватах могут концентрироваться органические вещества, в них быстрее идут реакциииобменвеществамисокружающейсредой. Они могутдажеделиться, какбактерии. Экспериментально это предположение Опарина было подтверждено американским исследователем У.Фоксом, который назвал эти капельки микросферами (рис. 5).

Третий этап состоял в том, что в коацерватах мог сформироватьсяпервичныйген, несущийинформацию о первом белке. Таким коацерватам могли быть присущи свойства наследственности. Возможно, они даже были подвержены естественному отбору, т.к. дальше существовали более «приспособленные и усовершенствованные» коацерваты. Жизнь на Земле выбрала

асимметричные органические молекулы аминокислот

исахаров. Такие молекулы, как вы знаете, называют также хиральными (от греч. hiros – рука), потому что они похожи друг на друга, как правая и левая руки человека (рис. 6, см. с. 32), т.е. являются зеркальными отражениями друг друга. Их так и назвали – правыми

илевыми. Но не в честь правой и левой рук, а из-за оптических свойств этих веществ – они поворачиваютплоскополяризованныйсветпоилипротивчасовой стрелки.

http://www.catalysis–ed.org.uk/asymmetric/asymm1.htm

Рис. 6. Хиральные молекулы аминокислот похожи друг на друга как правая и левая руки человека

Аминокислоты, слагающие белки всех земных организмов, всегда левые, а углеводы (рибоза и дезоксирибоза), входящиевсоставнуклеиновыхкислот, всегда правые. Экспериментально доказано, что микросферы, построенные из специально отобранных – только левых или только правых – асимметричных молекул, росли быстрее и вытесняли симметричные. Однако, как подчеркнул А.Эйнштейн, то, что аминокислоты у нас левые, а углеводы правые, можно объяснить простой случайностью.

На заключительном же этапе возник механизм биосинтезабелка, процесса, которыйимеетсяужеусамых примитивных микроорганизмов, а принцип его протекания не менялся за всю историю Земли.

Нетрудно заметить, что первые этапы возникновения жизни на Земле, согласно теории Опарина, доказаны экспериментально, а вот последний этап носит гипотетический характер.

По мнению ученых, наша планета образовалась около 5 млрд лет назад. На возникновение жизни на ней потребовалось около 1 млрд лет. За это время появились первые земные микроорганизмы прокариоты (т.е. одноклеточные организмы, не имеющие ядра, – бактерии и синезеленые водоросли), от которых берет начало все многообразие флоры и фауны нашей планеты.

А возможна ли жизнь на других планетах? ГипотезыосуществованиижизнивнеЗемлинадругих небесных телах, например на планетах, обращающихся вокруг других звезд, вне Солнечной системы, восходят к глубокой древности. Они нашли отражение в древнеиндийской философии, в учениях греческих и римских философов. Страстным проповедником идеи множественности обитаемых миров был великий итальянец Джордано Бруно. Убежденными сторонниками гипотезы о жизни на других планетах были И.Ньютон, М.В.Ломоносов, П.Лаплас, К.Э.Циолковский и многие другие.

В настоящее время исследования жизни и разума во Вселенной становятся мировой научной проблемой: поиски жизни вне Земли имеют логическое на-

учное обоснование. Ведь повсюду во Вселенной действуют одни и те же физические законы, небесные тела состоят из одних и тех же химических элементов, а наше Солнце – обычная рядовая звезда, расположенная далеко от центра нашей Галактики (которая насчитывает более 100 млрд звезд, рис. 7). В наблюдаемой части Вселенной находится более миллиарда галактик. Трудно себе представить, что в этой невообразимо огромной Вселенной среди многих миллиардов похожих звезд только на планете, вращающейся вокруг одной из них – Солнца, могла возникнуть жизнь. В космическом пространстве обнаружены сложные органические соединения, образующие химическую основу живой клетки. Теория происхождения жизни на Земле, с которой вы познакомились, является аргументом в пользу множественности обитаемых миров. Нередко высказываются предположения о том, что высокоразвитыевнеземныецивилизациипосещалинашу планету в прошлом.

Рис. 7. Во Вселенной миллиарды звезд: трудно себе представить, что ни на одной из планет, вращающихся вокруг этих звезд, нет жизни

Сторонники присутствия инопланетян в околоземном пространстве оформили даже целое учение – уфологию, и также аргументируют свою точку зрения фактами: зафиксировано множество случаев наблюдения неопознанных летающих объектов (НЛО), из разведывательных центров США и Великобритании просочилисьсведенияобисследованиинайденныхтел инопланетян с разбившегося НЛО. Однако необходима тщательная и терпеливая проверка, а также анализ таких аргументов и фактов, т.к. непроверенные и скороспелыевыводынаносятнаучнымпредположениямо внеземных цивилизациях только вред.

1.В чем суть первого начала термодина-

?мики?

2.Какиепроцессыназываютнеобратимыми? Из разных областей естествознания (физики, химии, биологии) приведите примеры необратимых и обратимых процессов.

3.Приведите формулировку второго начала

?термодинамики.

4.Что такое энтропия? Приведите формулировку второго начала термодинамики с использованием этого понятия.

5.Что отличает живое от неживого?

6.Раскройтепризнакиживогосточкизрения химии, физики, биологии.

7.Теория панспермии – внеземного происхождения жизни – имеет много сторонников среди авторитетных ученых. Используя дополнительную литературу, попытайтесь аргументировать, что это серьезная и имеющая право на существование естественно-научная теория.

8.Почему противники теории происхождения жизни на Земле А.И.Опарина утверждают, что она имеет статус гипотезы?

9.В чем суть теории происхождения жизни на Земле А.И.Опарина? Какие ее положения получили экспериментальное подтверждение?

10.Какую роль асимметрия играет в организации живой материи? Как организованы белки

иполисахариды с точки зрения асимметрии? Почему?

11.Нобелевский лауреат Ф.Крик, который вместе с Дж.Уотсоном установил структуру молекулы ДНК, писал: «Мы не видим пути от “первичного бульона” до естественного отбора. Можно прийти к выводу, что происхождение жизни – чудо, но это свидетельствует только о нашем незнании». Дайте собственное толкование этому утверждению Крика.

12.Подготовьте сообщение на тему «Теории происхождения жизни: основные положения и их состоятельность», используя возможности Интернета.

13. Какого мнения вы придерживаетесь в отношении внеземных цивилизаций? Аргументируйте свою точку зрения, используя возможности Интернета.

§18. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Все живые существа на нашей планете «организованы» сходным образом: химический состав, строение молекул, клеток, устройство тела у животных. Это позволяет представить общую систему организации живой материи на Земле в виде усложняющихся уровней – от молекулярного до биосферного:

молекулярный → клеточный → тканевый →

→организменный → популяционно-видовой →

→биоценотический → биосферный.

Всоставе веществ, образующих клетки всех живых организмов (человека, животных, растений), обнаружено более 70 химических элементов. Эти элементы принято делить на макроэлементы и микроэлементы.

Макроэлементы содержатся в клетках в больших количествах. В первую очередь это углерод, кислород, азот и водород. В сумме они составляют почти 98 % всего содержимого клетки. Кроме названных к макроэлементам относят также магний, калий, кальций, натрий, фосфор, серу и хлор. Суммарное содержание этих элементов составляет 1,9 %. На долю остальных химических элементов приходится около 0,1 %. Это микроэлементы – железо, цинк, марганец, бор, медь, йод, кобальт, бром, фтор и др.

Как можно заметить, в клетке нет каких-либо особенных химических элементов, характерных только для живой природы, т.е. на атомном уровне различий между живой и неживой природой нет. Эти различия появляются лишь на уровне сложных веществ – на мо-

лекулярном уровне.

Молекулярный уровень

Наряду с неорганическими веществами (водой и минеральными солями) клетки живых организмов содержат вещества, характерные только для них – органические соединения: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, витамины, ферменты и др.

Повторим основные сведения об этих веществах из курсабиологииосновнойшколы, расширимиуглубимих.

Белки – это полимеры, построенные из остатков аминокислот.

Биологические функции белков.

1.Структурнаяфункция. Белки– этостроительный материал всех без исключения клеток: бактериальных, растительных, животных. Инетолько. Оболочкатаких неклеточных форм жизни, как вирусы, построена также из белков.

2.Ферментативная функция. Большинство хими-

ческих реакций в организме протекает в присутствии биологических катализаторов – ферментов, имеющих белковую природу. По сравнению с неорганическими катализаторами ферменты обладают уникальной активностью (если первые увеличивают скорости реакций в десятки раз, то ферменты – в тысячи раз) и селективностью (каждый фермент катализирует одну реакцию или один тип превращений). В организме человека обнаружено более 2000 ферментов.

3.Транспортная функция. Белковые молекулы осу-

ществляютпереносдругихмолекулилиионовпотканям. Важнейшим транспортным белком является гемоглобин крови, которыйпереноситкислород(рис. 8, см. с. 34).

4.Защитная функция. Особые белки: антитела

(своеобразные «наручники» для проникающих в клетку«преступников» – бактерий) иантитоксины(белки, которые нейтрализуют яды бактерий, образующиеся в результате их жизнедеятельности) определяют такое защитное свойство организмов, как иммунитет.

5.Сигнальная функция. Белки-рецепторы воспринимаютипередаютсигналы, поступившиеотсоседних

Рис. 8. Модель молекулы гемоглобина

клеток или окружающей среды. Например, действие света на сетчатку глаза воспринимается фоторецептором родопсином, имеющим белковую природу.

6. Запасающая, или энергетическая функция. Эту функцию в клетках живых организмов несут особые белки. Они служат строительным материалом и обеспечивают энергией развитие новых организмов. Например, богаты белками семена бобовых растений и яйцеклетки животных организмов.

Белки могут превращаться в жиры и углеводы, но те, в свою очередь, превращаться в белки не могут, т.к. не содержат в составе своих молекул такого важнейшего химического элемента, как азот. Поэтому для живого организма особенно опасно белковое голодание.

Л а б о р а т о р н ы е о п ы т ы.

1)В пробирку прилейте 2 мл раствора белка и добавьте 2 мл раствора щелочи, а затем несколько капель раствора сульфата меди(II). Что наблюдаете?

2)В пробирку с 2 мл раствора белка добавьте несколькокапельконцентрированнойазотнойкислоты. Что наблюдаете? Нагрейте содержимое пробирки. Чтонаблюдаете? Охладитесмесьидобавьтекнейпо каплям 3–4 мл раствора аммиака. Что наблюдаете?

3)Подожгите несколько нитей шерстяной ткани. Охарактеризуйте запах горящей шерсти.

4)К 3–4 мл раствора белка в воде прилейте раствор сульфата меди(II). Что наблюдаете?

Жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот (рис. 9).

Жиры животного происхождения, как правило, имеют твердую консистенцию (исключение составляет жидкий рыбий жир). Жиры растительного происхождения часто называются маслáми, поскольку они имеютжидкуюконсистенцию(исключениесоставляет пальмовое масло).

Рис. 9. Модель молекулы жира

Биологические функции жиров.

1.Структурная функция. Вместе с белками и углеводами жиры образуют биологические мембраны.

2.Энергетическая функция. Жиры играют роль за-

пасного энергетического вещества. При окислении 1 г жира выделяется в два раза больше энергии, чем при окислении 1 г белка или углевода. При этом также образуется около 1,5 г воды, что позволяет некоторым живым организмам частично удовлетворять потребность в воде за счет внутренних ресурсов (вспомните верблюдов). Плоды и семена масличных растений (например, подсолнечника или оливы) богаты жирами

ипоэтому используются для получения соответствующего растительного масла.

3.Терморегулирущая функция. Из-за низкой тепло-

проводностижирыиграютважнуюрольвтеплорегуляции животных (вспомните китов, моржей, тюленей).

4.Защитная функция. Эту функцию выполняют жиры подкожной жировой клетчатки и сальников, окружающих внутренние органы животных.

Углеводы – это соединения, содержащие только углерод, водород и кислород, причем водород и кислороднаходятсяв них, какправило, в такомжесоотношении, как и в молекуле воды – 2:1.

Углеводы (сахариды) представляют собой конечные продукты процесса фотосинтеза. В результате этого уникального процесса аккумулируется солнечная энергия. Она преобразуется в энергию химических связей, разрыв которых служит затем источником энергии для процессов биосинтеза. Уравнение реакции фотосинтеза (так же, как и знаменитое уравнение А.Эйнштейна о взаимосвязи массы и энергии E = mc2) должен знать каждый образованный человек:

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2.

Углеводы содержатся в клетках всех живых организмов. В животных клетках содержание углеводов составляет 1–2 %, а в растительных – достигает в некоторых случаях 85–90 % от массы сухого вещества клетки.

Свое название углеводы получили по элементному составу их молекул.

Л а б о р а т о р н ы е о п ы т ы.

1)В пробирку с 3–4 каплями раствора сульфата меди(II) прилейте 2–3 мл раствора щелочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирку 3 мл раствора глюкозы и смесь взболтайте. Что наблюдаете? О чем говорит этот опыт?

Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете? О чем говорит этот опыт?

2)К 3 мл аммиачного раствора оксида серебра добавьте 1–2 мл раствора глюкозы и нагрейте смесь на пламени спиртовки. Старайтесь нагревать содержимое пробирки равномерно и медленно. Что наблюдаете? О чем говорит этот опыт?

3)В пробирку с 3–4 каплями раствора сульфата меди(II) прилейте 2–3 мл раствора щелочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирку 3 мл раствора сахарозы и смесь взболтайте. Что наблюдаете?

Очем говорит этот опыт?

4)К раствору сахарозы в стаканчике добавляйте небольшими порциями известковое молоко, постоянно перемешивая жидкость. Что наблюдаете? Почему?

5)В пробирку насыпьте немного порошка крахмала. Прилейтеводыи взболтайте смесь. Чтоможно сказать о растворимости крахмала в воде?

6)Вылейте взвесь крахмала в воде в стаканчик с горячей водой и прокипятите ее. Что наблюдаете?

7)В пробирку с 2–3 мл полученного в предыдущем опыте крахмального клейстера добавьте каплю спиртового раствора йода. Что наблюдаете?

Много углеводов содержат фрукты и овощи. Почти целиком из углеводов состоит мед. Нельзя не упомянуть такие важнейшие полисахариды, как крахмал, который входит в состав многих продуктов, например картофель, злаки (пшеница, рис, кукуруза, рожь и др.) (рис. 10), и целлюлоза – основная часть древесины.

Рис.10. Картофель, кукуруза, рис – растения, содержащие много полисахарида – крахмала

Биологические функции углеводов.

1.Энергетическаяфункция. Хотяприокислении1 г

глюкозы выделяется в два раза меньше энергии, чем при окислении 1 г жира, именно она является основным источником энергии для жизнедеятельности живых организмов.

2.Структурная функция. В растительных клетках целлюлоза образует дополнительную клеточную оболочку.

3.Запасающая функция. В растительных клетках

еевыполняет крахмал, в клетках печени животных – гликоген.

4.Наследственная функция. Углеводы рибоза и де-

зоксирибозавходятвсоставсоответствующихнуклеиновых кислот – РНК и ДНК.

Нуклеиновые кислоты – это природные биопо-

лимеры, построенные из остатков нуклеотидов (полинуклеотиды).

Что представляет собой нуклеотид? Это трехзвенное соединение, состоящее из азотистого основания, связанного с углеводом и остатком фосфорной кислоты. Схематично строение нуклеотида можно представить так:

Схема

Различают два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК).

Свое название они получили от слова nucleus – ядро, т.к. входят в состав ядра клетки. Это важнейшие природные полимеры, обеспечивающие передачу наследственных свойств организмов, о которых так образно написал В.Шефнер:

Нас не обманешь божьим раем: Бессмертья нет – мы это знаем. Но все ль развеется в былом?

Наследственность бессмертной птицей Влюбленным на плечи садится И осеняет их крылом.

Клеточный уровень

Следующий после молекулярного уровня организации жизни на Земле – это уровень клеток (клетки бактерий, одноклеточные животные и водоросли, одноклеточные грибы, клетки многоклеточных организмов). Клетка – это структурная и функциональная единица живого. Клеточный уровень организации жизни будет более подробно рассмотрен в следующем параграфе.

Тканевый уровень

Многоклеточные организмы образованы не просто суммой клеток, а группами клеток, сходных по происхождению, строениюивыполняемымфункциям. Такие группы клеток называются тканями. Они возникли в ходе эволюционного развития. Как вы помните из курса биологии основной школы, у животных различают несколько типов тканей: эпителиальная (рис. 11, см. с. 36), соединительная (в том числе кровь и лимфа),

мышечная, нервная. Урастенийразличаютследующие типытканей: образовательную, покровную, основную, проводящую.

http://nedomedic.ru/klassifikaciya–epitelialnyx–tkanej.html

Рис. 11. Эпителиальная ткань:

1 – клетки поверхностного слоя; 2 – среднего слоя; 3 – базального слоя; 4 – базальная мембрана; 5 – соединительная ткань

Ткани образуют органы.

Орган (от греч. organon – орудие, инструмент) – часть животного или растительного организма, выполняющая определенную функцию и имеющая соответствующее этой функции строение и положение в организме.

Несколько органов, совместно выполняющие общую функцию, образуют структурное и функциональное объединение – систему органов: сердечнососудистую, нервную, дыхательную, выделительную

ит.д. Система органов чувств вдохновила великого Авиценну на создание замечательных строчек:

Слух, зренье, нюх и вкус, и осязанья нить Охватывает все, что можно ощутить.

Мышечная система животных образована мышечной тканью, нервная – нервной, кожные покровы и железы – эпителиальной, кости и хрящи – соединительной.

Из образовательной ткани у растений построены растущие участки побегов, корней и стволов, из покровной – покровы различных органов растений (листья, побеги, цветки), из проводящей – сосуды и трубки, по которым движутся растворы органических

иминеральных веществ, из основной ткани – мякоть листа, зеленые стебли, клубни, плоды, семена.

Организационный уровень

Все системы органов гармонично взаимосвязаны друг с другом, обеспечивая тем самым целостность живого организма и режим наибольшего благоприятствования его взаимодействия с окружающей средой. Организмы могут быть как одноклеточные, так и многоклеточные.

Популяционно-видовой уровень

Организмы объединены в такие структурные единицы систематики, которые называются видом.

Вид – совокупность особей, имеющих сходные признаки.

Перечислим эти признаки:

–происхождение;

–число, размер и форма хромосом;

–строение;

–способность свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство;

–распространение на определенной территории или акватории (ареале);

–тип взаимоотношений с биотическими и абиоти-

ческими факторами среды.

Вид складывается из отдельных популяций – групп особей, занимающихобособленнуютерриториювпре-

делах ареала вида. Популяция – это элементарная единица эволюции, с которой более подробно вы познакомитесь далее, равно как и с понятием «биоценоз».

1.Какие элементы образуют вещества клет-

?ки? Какие из них относятся к макроэлементам и какие – к микроэлементам?

2.Из каких химических веществ построены клетки?

3.Что представляют собой белки? Какие биологические функции в живых организмах они выполняют?

4.Что представляют собой жиры? Какие биологические функции в живых организмах они выполняют?

5.Что представляют собой углеводы? Какие биологические функции в живых организмах они выполняют?

6.Как построены нуклеиновые кислоты? Какую роль в передаче наследственных свойств живых организмов они играют?

7.Чтотакоеткань? Какиетипырастительных

иживотных тканей вы знаете из курса основной школы? Какие признаки характеризуют каждый тип тканей?

8.Что такое орган? Система органов? Как взаимосвязаны ткани, органы и системы органов?

9.Что такое вид? Какие признаки его характеризуют? Проиллюстрируйте их примерами из курсов ботаники и зоологии.

10.Как называются структурные единицы: а) организации живого, б) систематики?

11.Подготовьте сообщения о тех органических соединениях, которые не были рассмотрены в этом параграфе – ферментах и гормонах, используя возможности Интернета. Если это задание вызовет у вас затруднение, не расстраивайтесь, т.к. они будут рассмотрены в курсе 11-го класса.

Ч а с т ь I. Установите реагент А. Запишите уравнения реакций в молекулярном и там, где это возможно (реакции, протекающие в растворах), в ионном видах.

2. С →+A СaC2:

а) Ca(OH)2; б) Ca;

в) CaCO3; г) CaSO4. 3. FeO +A → СO2:

а) Na2CO3; б) Al4C3; в) CuCO3; г) CO.

7. CO2 +A → CaCO3:

а) Ca(OH)2; б) Ca;

в) CaC2; г) CaH2. 8. CaCO3 +A → CO2:

а) Ca(OH)2; б) K;

в) HCl; г) CO.

14. C +A → NO2:

а) NH3; б) KNO2;

в) NO; г) HNO3. 15. C +A → SO2:

а) K2SO4; б) H2SO4;

в) CaSO4; г) H2S.

Ответы

Уравнения реакций

1.С + O2 = СO2

(500–700 °C, сгорание).

2.2С + Ca = СaC2 (550 °C).

3.FeO + CO = СO2 + Fe

(900 °C).

4.СO2 + C = 2СO

(700–1000 °C).

7.

Ответы

(уравнения реакций

иусловия их протекания)

1.1) С + O2 =t СO2

(500–700 °C, сгорание);

2)CO2(нед.)+Ca(OH)2(насыщ.)=

=CaCO3↓ + H2O;

3)CaCO3 + CO2 (изб.) + Н2O =

=Ca(HCO3)2;

4)Ca(HCO3)2 =t CaCO3↓ +

+CO2↑ + Н2O (кипячение).

2. 1) 3C + 4Al =t Al4C3

(1500–1700 °C);

2)Al4C3 + 12H2O =

=3CH4↑ + 4Al(OH)3↓;

3)CH4 + 2O2 =t

=CO2 + 2H2O (сгорание);

4)CO2 + C = 2CO

(700–1000 °C).

3.1) CO2 (изб.) + NaOH (разб.) =

=NaHCO3;

2)NaHCO3 + NaOH (конц.) =

=Na2CO3 + H2O;

3)Na2CO3 + H2SO4 =

=Na2SO4 + CO2↑ + H2O;

4)Na2SO4 + BaCl2 =

=2NaCl + BaSO4↓.

4.1) K2CO3 + CaCl2 =

=CaCO3↓ + 2KCl;

2)CaCO3 = CaO + CO2↑ (обжиг известняка, 900–1200 °C);

3)CaO + H2O = Ca(OН)2;

4)Ca(OН)2 (насыщ.) +

+CO2 (нед.) = CaСO3 + H2O.

5.1) 4HNO3 (конц.) + C =t

= CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O

(кипячение);

2)CO2 (нед.) + 2KOH (конц.) =

=K2CO3 + H2O;

3)2H2SO4 (конц.) + C =t CO2↑+ + 2SO2↑+ 2H2O (кипячение);

4)CO2 (изб.) + KOH (разб.) =

=KHCO3.

6.1) K2CO3 + BaCl2 =

=2KCl + BaCO3↓;

2)K2CO3 + 2HCl =

=2KCl + CO2↑ + H2O;

3)K2CO3 + CO2 (изб.) + H2O =

=2KHCO3;

4)KHCO3 + HCl (разб.) =

=KCl + CO2↑ + H2O.

7. 1) MgCO3 =t MgO + CO2↑

(нагревание);

2)MgCO3 + CO2 (изб.) + H2O =

=Mg(HCO3)2;

3)MgCO3 + H2SO4 =

=MgSO4 + CO2↑ + H2O;

4)MgCO3 + 2NH4Cl =

=MgCl2 + CO2↑ + 2NH3↑ +

+H2O (нагревание).

Ча с т ь III. Установите вещество, зашифрованное буквой Х.

1. C → X → CaCO3:

а) Ca(OH)2; б) CaO;

в) Ca(NO3)2; г) CO2.

2. Al4C3 → X → CO2:

Уравнения реакций

1. С + O2 =t СO2

(500–700°C, сгорание),

СO2(нед.) + Ca(OH)2 (насыщ.) =

= CaCO3↓ + H2O.

2. Al4C3 + 12H2O =

= 3CH4↑ + 4Al(OH)3↓,

CH4 + 2O2 =t CO2 + 2H2O (сгорание).

3. FeO + CO =t СO2 + Fe

(900 °C),

СO2 + C =t 2СO (700– 1000 °C).

4.CO2 (изб.) + NaOH (разб.) =

=NaHCO3,

NaHCO3 + NaOH (конц.) =

= Na2CO3 + H2O.

5.CaCO3 + CO2 (изб.) + Н2O =

=Ca(HCO3)2,

Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+ CO2↑+

+Н2O (кипячение).

6.CaCO3 = CaO + CO2↑(обжиг известняка, 900–1200 °C),

CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O.

7. CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

(сгорание),

CO2 (изб.) + KOH (разб.) = = KHCO3.

8.2HNO3 + CaCO3 =

=Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O,

CO2 (изб.) + NaOH (разб.) =

= NaHCO3.

9.MgCl2 + 2AgNO3 =

=2AgCl↓ + Mg(NO3)2,

Mg(NO3)2 + Na2CO3 =

= MgCO3↓ + 2NaNO3.

10.CO2 (нед.) + Ca(OH)2 (насыщ.) = = CaCO3↓ + H2O,

CaCO3 + CO2 (изб.) + Н2O =

= Ca(HCO3)2.

11.Ca(HCO3)2 + 2HCl =

=CaCl2 + CO2↑ + H2O,

CaCl2 + 2AgNO3 =

= 2AgCl↓ + Ca(NO3)2.

С.В.ЛАРИНА, учитель химии средней школы № 26 с углубленным

изучением отдельных предметов, г. Нижнекамск,

Республика Татарстан

Представлена методика проведения урока, посвященного химическому равновесию и условиям его смещения. Описаны виртуальный и реальный лабораторные эксперименты, иллюстрирующие смещение химического равновесия при внешнем воздействии.

Даны примеры применимости принципа Ле Шателье в экономике, медицине и т.п.

Статья сопровождается авторской презентацией, помещенной на прилагаемый к номеру компакт-диск.

Цели. Образовательные: ознакомитьобучающихся с особенностями протекания обратимых химических реакций; изучить факторы, влияющие на смещение их равновесия; расширить знания учащихся о закономерностях протекания химических реакций с использованием интернет-ресурсов.

Развивающие: развивать исследовательские способности учащихся, используя информационнокоммуникационные технологии (ИКТ), логическое мышление, память, внимание, умение сравнивать и анализировать, умение применять полученные знания и навыки при выполнении практических упражнений.

Воспитательные: показать учащимся значение теоретических знаний для объяснения химических явлений, раскрыть важные области применения знаний по химической кинетике; ознакомить учащихся с основными закономерностями протекания химических реакций; воспитывать трудолюбие, культуру речи и общения, самостоятельность в выборе решения проблемы.

Образовательная технология: обучение как учеб-

ное исследование.

Химический эксперимент проводится в реальной и виртуальной лаборатории.

Оборудование и реактивы. Компьютерная пре-

зентация, видеоролик, инструктивные карточки; пробирки или фильтровальная бумага; раствор йода в водном KI, крахмал, растворы щелочи, соляной кислоты

(разб.).

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Подготовка к основному этапу

Учитель. Эпиграфом нашего урока предлагаю цитату древнекитайского философа Лао-цзы:

«Бытие и небытие порождают друг друга, трудное и легкое создают друг друга, длинное и короткое взаимно соотносятся, высокое и низкое взаимно определяются, звуки, сливаясь, переходят в гармонию, предыдущее и последующее следуют друг за другом».

В толковом словаре С.И.Ожегова: «Равнове-

сие – это устойчивое соотношение между чем-либо». Равновесие мы встречаем в изобразительном искусстве, в музыке, в природе.

(Слайды 5–9.)

Приведите пожалуйста примеры динамического равновесия, известного вам из курса физики.

В а р и а н т ы ответов.

•Человек, идущий по эскалатору в сторону, противоположную движению эскалатора, соскоростью, равной скорости движения эскалатора. Результирующее положение человека не изменится, т.к. оба противоположно направленные движения сбалансированы.

•Рыба, плывущая вверх по течению реки со скоростью, равной скорости водного потока. Рыба кажется неподвижной.

Учитель. Фазовые равновесия (физические про-

цессы), например скорость испарения жидкости равна скорости конденсации, число частиц, покидающих жидкость, равно числу частиц, возвращающихся в нее. Уровень жидкости не изменяется.