Урок по теме: «Углерод»
Автор: Королева Марина Борисовна
Организация: МБОУ «ООШ №27»
Населенный пункт: Республика Хакасия, г.Абакан
Интегрированный урок: химии и биологии
Тема урока: « Углерод»
Учебным планом на его изучение отведено 2 часа.
Тип урока: комбинированный
Цель: сформировать представление ребят об углероде, как простом веществе и его биохимическом цикле.
Задачи: 1. Образовательные: Рассмотреть строение, аллотропию, сравнительные свойства и применение углерода, на примере алмаза, графита, активированного угля. Познакомить учащихся с явлением адсорбция и его практическим значением. Разобрать химические свойства углерода, его применение и биохимический цикл.
Предметные. Познакомить учащихся с важнейшими соединениями углерода, их свойствами и значением для человека.
Метапредметные.
Освоение способов деятельности:
- умение наблюдать и делать выводы, объяснять наблюдения;
- умение извлекать, преобразовывать, анализировать информацию, представленную в различных формах;
- коммуникативные действия (монологическая речь, умение задавать вопросы).
Личностные. Убедить учащихся в важности полученных знаний для жизни и сохранения здоровья. Формировать валеологическую грамотность учащихся.
2. Воспитательные: Формирование мировоззрения через раскрытие причинно-следственных связей о строении атома; формирование политехнизма через применение углерода в различных отраслях производства; формирование экологической культуры, на примере влияния деятельности человека на биосферу.
3. Коррекционно - развивающие: Развитие химического и биологического языка, памяти, мышления, речи. Формирование умений и навыков анализа, сравнения, самостоятельной работы.
Планируемые результаты обучения:
Предметные:
Знают: общие химические свойства неметаллов, окислительные восстановительные свойства элементов.
Умеют: давать характеристику элемента на основе положения в ПСХЭ
Получат возможность научиться: характеризовать строение атома и химические свойства углерода; описывать аллотропные модификации углерода; экспериментально доказывать явление адсорбции.
Метапредметные:
Познавательные: освоение таких способов деятельности, как умение наблюдать и делать выводы, объяснять наблюдения;
Регулятивные: вырабатывать умение извлекать, преобразовывать, анализировать информацию, представленную в различных формах;
Коммуникативные: развивать коммуникативные действия (монологическая речь, умение участвовать в учебном диалоге, задавать вопросы); выражать свои мысли последовательно, четко, ясно.
Личностные: развитие умений давать оценку и самооценку.
Оборудование:
Раздаточные материалы, папки с канцтоварами, инструктивные материалы, дополнительный материал по теме; штатив с пробирками, химические стаканы с водой, воронки, фильтровальная бумага; раствор перманганата калия, таблетки активированного угля.
Методы:1. Словесные (объяснение, беседа, рассказ, опрос, самостоятельная работа)
- Наглядные (таблицы, рисунки, работа с учебником)
- Практические (демонстрационный опыт, работа за компьютером).
Используемые технологии: технология педагогики сотрудничества, личностно-ориентированного обучения (компетентностно-ориентированное обучение, индивидуальный и дифференцированный подход), информационно-коммуникационные технологии, системно - деятельностная технология.
Формы работы: фронтальная, групповая, индивидуальная работа, лабораторная работа.
УМК: Учебник: Габриелян О. С. Химия. 9 класс: учебник. — М.: Просвещение, 2019.
Оборудование: 1. Таблицы: «Периодическая система Д.И. Менделеева» и «Растворимости».
- Рисунки: «Звезда ордена Св. Андрея Первозванного», Алмаз «Шах», «Большая императорская корона», «Малая императорская корона», «Скипетр императорский», «Кристаллические решетки алмаза и графита», «Устройство противогаза», «Круговорот углерода в природе» и «Применение углерода».
- Уголь активированный, графит.
- Шкатулка; полезные ископаемые: каменный уголь, графит, мел, известняк, мрамор.
- Колба, штатив с пробирками, химические стаканы с водой, воронки, фильтровальная бумага; раствор перманганата калия, таблетки активированного угля.
Ход урока
I. Орг. момент
Здравствуйте ребята! Сегодня у нас необычный урок – урок химии и биологии.
III. Изучение новой темы
Вступительное слово учителя:
«Зовется он царем живой природы
м пишут, жгут его,
Хотя в земной коре и в воздухе его совсем не много.
Короны царей бывшей Российской Империи украшал его род,
А в химии он просто углерод!
Как вы поняли речь пойдет о химическом элементе углероде. Сегодня на уроке мы познакомимся со строением, физическими и химическими свойствами углерода, его биологической роли и его применением.
Тема урока: « Углерод» (запись на доске)
1 .Строение атома углерода.
(опрос, ученик у доски)
Химический элемент углерод находится во 2-ом периоде, 4-ой группе, главной подгруппе.
На внешнем энергетическом уровне у него 4 электрона, поэтому углерод может отдавать их или принимать электроны, отсюда степень окисления равна +4;-4.
(запись на доске).
Учащиеся легко разбирают строение атома и прогнозируют окислительно-восстановительные свойства углерода:
(соответствующие уравнения учащиеся записывают самостоятельно).
2. Физические свойства углерода.
(рассказ учителя, фронтальный опрос)
Углерод имеет несколько аллотропных модификаций. Давайте вспомним: «Что такое аллотропия?»
(Аллотропия – это явление, когда один химический элемент образует несколько простых веществ)
(ученики рассказывают заранее подготовленный материал об алмазе, графите, саже и древесном угле).
Сообщение 1:
Алмаз — прозрачное кристаллическое вещество, самое твердое из всех природных веществ. Он служит эталоном твердости, которая по десятибалльной системе оценивается высшим баллом 10. Кристаллы алмаза обычно бесцветные, но бывают синего, голубого, красного и черного цветов. Они имеют очень сильный блеск благодаря высокой светопреломляющей и светоотражающей способности. Алмазы были известны еще в древности. Само слово «алмаз» происходит от арабского алмас, что означает «твердейший», или от греческого слова адамас, т. е. «несокрушимый, непреодолимый». Массу алмазов измеряют в каратах, 1 карат соответствует 0,2 г. Алмазы — это не только камни ювелиров. Благодаря исключительно высокой твердости алмазов они применяются для изготовления буров, сверл, шлифовальных инструментов, резки стекла. Ограненные прозрачные алмазы называются бриллиантами.
Собрание исторических бриллиантов и изделий из них хранится в Алмазном фонде Оружейной палаты Московском Кремля и золотых кладовых Санкт-Петербгского Эрмитажа.
(презентация с рисунками Звезды ордена Св. Андрея Первозванного, Алмаза «Шах, Большой императорской короны, Малой императорской короны, Скипетра императорского)
(рассказ учителя)
Звезда ордена Св. Андрея Первозванного. Золото, серебро бриллианты, сапфиры. 8,0x8,0 см. 1805 — 1815 гг.
Алмаз «Шах». На нем три надписи на персидском языке. Камень найден в Центральной Индии в конце XVI в. Алмаз «Щах» — один из семи исторических камней Алмазного фонда.
Большая императорская корона. Корона состоит из золота, серебра, бриллиантов, шпинели, жемчуга. Она сделана к коронации императрицы Екатерины II.
Малая императорская корона. Эта корона с превосходными индийскими бриллиантами не имеет себе равных в Европе. Одно из лучших произведений ювелирного искусства начала XIX в. (1801 г.).
Скипетр императорский сделан из золота, серебра, эмали, бриллиантов, алмаза «Орлов». Длина скипетра с орлом 59,5 см. Начало 70-х гг. XVIII в. Алмаз «Орлов» был подарен императрице Екатерине II графом Орловым в 1774 г. (см. Приложение 1)
Сообщение 2:
Графит — темно-серое, жирное на ощупь кристаллическое вещество с металлическим блеском. В отличие от алмаза графит мягкий (оставляет след на бумаге) и непрозрачный, хорошо проводит тепло и электрический ток.
Из графита изготовляют электроды, твердые смазки, замедлители нейтронов в ядерных реакторах, стержни для карандашей. При высоких температурах и давлениях из графита получают искусственные алмазы, которые широко применяются в технике.
( рассказ учителя, рисунки «Кристаллических решеток алмаза и графита)
Твердость алмаза обусловлена особой структурой его атомной кристаллической решетки. В ней каждый атом углерода окружен такими же атомами, расположенными в вершинах тетраэдра. Мягкость графита обусловлена слоистой структурой. В кристаллической решетке графита атомы углерода, лежащие в одной плоскости, прочно связаны в правильные шестиугольники. Связи между слоями малопрочны. (см. Приложение 2)
Сообщение 3:
Сходное с графитом строение имеют сажа и древесный уголь. Древесный уголь получают при сухой перегонке древесины. Этот уголь благодаря своей пористой поверхности обладает замечательной способностью поглощать газы и растворенные вещества. Это свойство называется адсорбцией. Чем больше пористость древесного угля, тем эффективнее адсорбция. Чтобы увеличить поглотительную способность, древесный уголь обрабатывают горячим водяным паром. Обработанный таким способом уголь называют активированным или активным. В аптеках его продают в виде черных таблеток карболена.
Задание для группы №1.
- Найдите сведения об аллотропной модификации углерода - алмазе, используя материал учебника §25 с.79 и дополнительную литературу.
- Подготовьте краткий рассказ по плану: вещество, его строение, свойства, применение (оформите в Таблице №1).
Вещество |
Строение
|
Свойства
|
Применение |
Алмаз |
|
|
|
Задание для группы №2.
- Найдите сведения об аллотропной модификации углерода - графите, используя материал учебника §25 с.79 и дополнительную литературу.
- Подготовьте краткий рассказ по плану: вещество, его строение, свойства, применение (оформите в Таблице №2).
Вещество |
Строение
|
Свойства
|
Применение |
Графит |
|
|
|
(рисунок «Устройство противогаза»)
На поглотительной способности активированного угля основано действие противогазов — устройство для защиты от вредных примесей, имеющихся в воздухе. Первый противогаз был изобретен выдающимся русским химиком Н. Д. Зелинским и спас жизнь тысячам солдат в период первой мировой войны (см. Приложение 3).
Активированный уголь широко применяется в промышленности для очистки многих продуктов, например спирта, от сивушных масел, сахарного сиропа от окрашенных веществ, для улавливания бензина из природных газов.
(запись в тетради)
Адсорбция - способность поглощать газы и растворенные вещества.
Лабораторный опыт «Адсорбция жидкостей»
Эксперимент №1. «Адсорбция активированным углем красящих веществ газировки»
При проведении данного эксперимента необходимо вспомнить ТБ
Эксперимент №2. «Способность активированного угля поглощать пахучие вещества»
Эксперимент №3. «Адсорбция кукурузными палочками паров пахучих веществ»
(см. Приложение 4).
3. Химические свойства углерода.
(объяснение учителя)
1. Сажа и уголь взаимодействуют с кислородом
С + 02 → С02
2. С металлами, при температуре
4А1 + ЗС → А14С3
3. При прокаливании черного порошка оксида свинца с порошком древесного угля, образуются корольки свинца.
С + 2PbО → 2Pb + С02
IV. Физминутка
(Упражнения на снятие напряжения мышц плечевого пояса и для расслабления напряжения глаз)
На зарядку солнышко поднимает нас (встаем)
Поднимаем руки мы по команде «раз» (руки вверх)
А над нами весело шелестит листва (движения руками)
Опускаем руки мы по команде «два» (руки вниз).
4. Биологическое значение углерода.
(рассказ учителя, с использованием рисунка «Углерод в природе»)
В природе углерод встречается в свободном состоянии (алмаз, графит – демонстрация) и в форме соединений, главным образом карбонатов. Основным карбонатным минералом является кальцит СаСО3 ,который образует известняк, мел и мрамор (демонстрация).
В атмосфере содержится оксид углерода – СО2 - углекислый газ.
На столе лежит волшебная шкатулка. Разгадайте загадку и вы узнаете, что в ней
«Черен как ворон, а греет как солнце». Правильно – каменный уголь.
Вспомните из курса биологии, какой период в истории Земли носит название каменноугольного. К какой эре принадлежит этот период?
Каково происхождение каменного угля?
Углерод – основная часть каменного угля. Углерод – «рождающий уголь»
Латинское название – карбонеум, в основе содержит корень карбо – уголь.
Нефть является смесью соединений углерода, главным образом с Н. Их так и называют – углеводороды. Они являются главной составной частью природного газа.
Все перечисленные источники С участвуют в круговороте его в природе. Демонстрация. Что происходит в процессе дыхания у живых организмов? (при дыхании высвобождается С в виде СО2)
- Что происходит с углекислым газом в процессе фотосинтеза? (превращается в органические соединения)
Из атмосферы и природных вод СО2 поглощается зелеными растениями (фотосинтез), а в результате процесса дыхания, брожения, гниения СО2 снова поступает в атмосферу и воды морей и океанов.
При разрушении горных пород содержащиеся в них металлы при действии атмосферного СО2 образуют осаждающиеся карбонаты. Большие количества СО2 выделяются при извержении вулканов.
В последнее время поступление С в атмосферу вследствие деятельности человека резко возросло. Что может привести к серьезным последствиям для биосферы (парниковый эффект) (см. Приложение 5).
5. Применение углерода.
(ученики по-очереди читают вслух по учебнику применение углерода, с.131. Используется рисунок, аналогичная схеме в учебнике «Применение углерода») (беседа)
Углерод применяется в качестве адсорбента, в производстве сахара, для приготовления черной краски, для очистки спирта, в производстве синтетического бензина, в качестве наполнителя при получении резины, для получения карбида кальция, для получения искусственных алмазов, в медицине, составная часть крема для обуви (см. Приложение 6).
V. Закрепление полученных знаний
(самостоятельная работа и кроссворд «Углерод»). Учитель проверяет с/р и выставляет оценки. (см. Приложение 7, 8)
- I. Вывод по уроку
Углерод – это особый химический элемент. Он основа многообразия органических соединений, из которых построены все живые организмы на нашей планете.
- I. Домашнее задание: Химия - п. 28, упр. № 8. Биология – с. 221-223.
Полный текст статьи см. приложение