Оксиды углерода - разработка урока с использованием технологии критического мышления

Разработка урока химии в 9-м классе с использованием технологии критического мышления по теме "Оксиды углерода"

Цели:

продолжить формирование системы знаний о химических элементах и простых веществах неметаллах на примере углерода; сформировать понятие адсорбции; познакомить с использованием аллотропных модификаций углерода и адсорбцией в промышленности и быту; развивать умение составлять электронный баланс;

На примере углерода сформировать общую характеристику элементам IV группы главной подгруппы. Дать общую характеристику элементу углерода, исходя из положения в периодической системе и строения атома.

Рассмотреть строение, физические свойства, химические свойства, получение и применение угарного и углекислого газов.

Продолжить формирование критического мышления, умение проводить сравнение, анализ, умение работать с учебником.

Способствовать дальнейшему развитию диалектико-материалистического учения: установлению причинно-следственной зависимости между составом, строением, свойствами данных веществ.

Тип урока: Взаимообучение.

Используемые приемы и стратегии:

Объяснение с элементами демонстрации, беседы, рассказа, постановка проблемного вопроса, актуализация Приемы “Верите ли Вы?”, “Сравнительная таблица”, стратегия “Зигзаг”

Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, мультимедийная презентация, компьютер. проектор, интерактивная доска, модели кристаллических решеток алмаза и графита, мел, мрамор, ракушки, древесный уголь, активированный уголь, коллекция углеродсодержащих минералов, минеральная вода, жемчуг, простой карандаш, яйцо.

Ход урока

I. Организационный момент.

Учитель:

Добрый день!

Первым делом гоним лень,

На уроке не молчать,

Всем работать, отвечать!

В мире много интересного,

Нам порою неизвестного.

Миру знаний нет предела.

Так скорей друзья за дело!

II. Эммоциональный настрой.

Этап подготовки учащихся к активному сознательному усвоению знаний.

Учитель выразительно читает стихотворение:

(слайд №1)

У меня достоинств много есть 
“Людям я совсем как брат. 
Много тысяч лет назад, 
Освещая интерьер 
Первобытных их пещер, 
Я уже пылал в костре. 
И украсить был я рад 

Дам и рыцарей наряд, 
Что блистали при дворе… 
Если мягким быть решу, 
То в тетради я пишу, 
Такова друзья природа 
Элемента…(углерода)

Угадывая название элемента, учащиеся называют тему урока. (слайд №2) Определяя, о каких простых веществах шла речь в стихотворении Учитель говорит о практической значимости нового материала, чем мотивирует учащихся к его усвоению.

1.Углерод является четвертым самым распространенным элементом во Вселенной.

2. Углерод может создавать связь с самим собой и многими другими химическими элементами, образующими почти десять миллионов соединений.

3. Посмотрите основные области применения углерода и его соединений (слайд №3 применение углерода).

- Что позволило так широко использовать углерод в нашей жизни (знание его химических свойств).

- А что может объяснить эти свойства (строение атома).

Учащиеся вместе с учителем формулируют цели урока. (слайд №4)

Цели урока:

1. Изучить строение атома углерода, опираясь на положение в таблице Менделеева;

2. Изучить аллотропные модификации углерода;

3. Изучить химические свойства и применение углерода;

4. Изучить строение, свойства, получение и применение оксидов углерода II, IV;

5. Изучить строение, свойства и применение угольной кислоты.

Согласно этим целям в течение урока вы будете заполнять учебные модули и в конце урока оцените на сколько вы усвоили новый материал.

Учитель раздает учащимся модули и листы учета.

3. Обобщение и систематизация знаний.

Учитель: Обратите внимание на предметы, которые лежат на демонстрационном столе. Как вы думаете, что объединяет эти предметы и как они связаны с темой нашего сегодняшнего урока?

(Во всех этих веществах содержится элемент углерод).

Учитель:

И какова же тема нашего сегодняшнего урока?

Учащиеся предлагают тему урока. "Углерод и его соединения".

Учитель: Правильно, но я хочу назвать наш урок "Великий углерод!" (Слайд1)

1.Организационный момент.

Эпиграфом нашего урока будут следующие слова: «Все в природе взаимосвязано, и ничто не исчезает бесследно и не возникает ниоткуда». (Слайд2)

Цель нашего урока- обобщить знания об углероде и его соединениях.

Перед каждым из вас "Паспорт углерода", который нужно заполнить. На это задание я вам даю несколько минут. Пожалуйста, приступайте к его выполнению. (Слайд3)

(Один учащийся работает на интерактивной доске).

Паспорт углерода (Слайд4).

Имя: Углерод- русское название

Carboneum- латинское название.

Пол: мужской

Дата рождения- Элемент в свободном виде и его соединения известны с древнейших времен.

Место проживания: 2 период, IV А группа.

Некоторые дополнительные данные:

порядковый номер-6

относительная атомная масса-12

заряд ядра- +6

+6

666

Фото (схема строения атома):

2 4

Электронная конфигурация:

Сфера деятельности: восстановитель, окислитель.

Ближайшие родственники:

- метан

CO- оксид углерода(II)

СО2- оксид углерода (IV)

Н2СО3 - угольная кислота и ее соли.

УМ1 слайд №5-6

Учитывая положение углерода в Периодической системе, ответьте на вопросы: Каков химический знак углерода? Каков атомный номер и заряд ядра? Какова атомная масса? Сколько протонов в ядре атома? Сколько нейтронов в ядре атома? Сколько электронов в атоме углерода? Сколько валентных электронов? Чему равна низшая степень окисления? Чему равна высшая степень окисления? Правильные ответы на вопросы оцениваются по 1 баллу.

Выполняйте письменно, используя Периодическую систему. Пока весь класс выполняет задание один ученик составляет на доске схему строения атома и графическую формулу. После выполнения взаимопроверка. Результаты занесите в лист учета. (Максимум 9 баллов)

УМ3 слайд №14-18

Цель: Изучить химические свойства и применение углерода. Закончите уравнения реакций: C + O2(недост)= C + O2(изб) = C + H2 = C + Ca = C + Al = C + CuO = C + FeO = C + H2O =

Слушают объяснение учителя. Выполняют задание. Сверяют с алгоритмом ответов (взаимопроверка) Оцените себя. Результаты занесите в лист учета. (Максимум 8 баллов)

УМ4 слайд №19-22

Цель:  Изучить строение, свойства и применение оксидов углерода. Заполните таблицу, прослушав объяснение учителя (за каждый столбик 5 баллов). Сравнение строения и свойств оксидов углерода II и IV Признак сравнения Оксид углерода II Оксид углерода IV 1. Формула     2. Получение     3. Физические свойства     4. Химические свойства     5. Применение

Слушают объяснение учителя. Выполняют задание. Сверяют с алгоритмом ответов (взаимопроверка) Оцените себя. Результаты занесите в лист учета. (Максимум 10 баллов)

Учитель: Я хочу обратить ваше внимание на то, что CO- оксид углерода(II)

СО2- оксид углерода (IV)- это газообразные вещества, и с ними нужно обращаться осторожно. Сейчас мы с вами узнаем, какую опасность эти оксиды таят в себе. (Ученический проект " Оксиды углерода").

Учитель: В последнее в республике участились случаи отравления газом. В 2013 году в республике от угарного газа погиб 21 человек. С начала нового 2014 года от отравления угарным газом в Северной Осетии погибло восемь человек. Я надеюсь, что эта информация очень важна для каждого из присутствующих в этом классе.

УМ5 слайд №23-26

Цель: Изучить строение, свойства и применение угольной кислоты. Прослушайте объяснение учителя и выполните задание. С→СО→СО2 →Na2CO3→ NaHCO3→CO2 За каждую правильную реакцию 1 балл.

Слушают объяснение учителя. Выполняют задание. Сверяют с алгоритмом ответов (взаимопроверка) Оцените себя. Результаты занесите в лист учета.(Максимум 5 баллов)

Учитель :Следующий ближайший родственник углерода- это угольная кислота.

Ребята, как вы думаете, если выпить Н₂СО₃, то повлияет ли она на организм человека и если да, то как?

( Ребята приходят к выводу, что раствор H₂CO₃ входит в состав различных напитков.)

(Учитель открывает бутылочку с минеральной водой.)

Учитель: Что вы наблюдаете? Какой процесс происходит?

(Учащиеся составляют уравнение реакции).

Учитель: А что вы знаете о природных минеральных водах, которыми богата наша республика?

Учитель: Несмотря на то, что угольная кислота является слабой, она все-таки образует соли. Вспомните, какие соли образует угольная кислота и как они называются?

( Средние, кислые; карбонаты , гидрокарбонаты).

Учитель: А теперь проведем небольшой эксперимент. В трех пробирках находятся растворы сульфата натрия, хлорида натрия и карбоната натрия.

Определите, в какой пробирке находится карбонат натрия.(Учащиеся выполняют эксперимент). (Слайд6)

Учитель: Что вы наблюдаете и как называется эта реакция? Составьте уравнение реакции.

(Наблюдается выделение оксид углерода (IV). Это качественная реакция на карбонат-ион).

Учитель: Посмотрите на доску. Что видите?

(Слайд с изображением сталактитов и сталагмитов). (Слайд7)

Что за образования свисают со сводов пещеры?

Что за наросты на полу?

Прокомментируйте протекающие процессы, напишите уравнения реакций.

(Сталактиты и сталагмиты в подземных пещерах образованы известняком, выделяющимся из просачивающегося через трещины в сводах пещер раствора гидрокарбоната кальция. Гидрокарбонат кальция образуется при взаимодействии известняка с водой и углекислым газом по обратной реакции.

СаСО₃+ H₂О + СО₂ → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ → СаСО₃+ H₂О + СО₂)

Алмаз «Горняк»

Алмазы и бриллианты входят государственное собрание драгоценных камней и ювелирных изделий, имеющих историческую, художественную и материальную ценность.

Держава и
Большой бриллиантовый букет

Алмаз «Шах».
В 1829 году поднесен персидским шахом Хозрев-Мирзой Николаю I
как выкуп за убийство русского дипломата и писателя А.С.Грибоедова.

Колумбийский изумруд и Цейлонский сапфир

Портретный алмаз

Яйцевидный алмаз бриллиантовая подвеска

Закрепление. Тестовая работа по вариантам.

1. В IV группе главной подгруппы в периодической системе Д.И.Менделеева расположены следующие элементы:

Б) Бериллий, магний, кальций, стронций, барий;

В) Бор, алюминий, галлий, индий, таллий;

А) Литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций;

Г) углерод, кремний, германий, олово, свинец.

2. У элементов IV группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне расположено … электронов:

А) 1;

Б) 2;

В) 3;

Г) 4;

3. Высший оксид характерный для элементов IV группе главной подгруппы в периодической системе Д.И.Менделеева имеет общую формулу:

А) RO;

Б) R2O3;

В) RO2;

Г) R2O5.

4. Атом элемента имеет сокращенную электронную конфигурацию …ns2np2 (где n – номер периода). Формула водородного соединения этого элемента:

А) RH4;

Б) RH3;

В) H2R;

Г) HR.

5. Общими формулами высшего оксида и гидроксида элемента, электронная конфигурация внешнего энергетического слоя которого…2 s22p2. являются:

А) RO2, R(OH)2;

Б) RO2, H2RO3;

В) RO3, H2RO4;

Г) RO, R(OH)2.

6. Из аллотропных видоизменений углерода (sp3 гибридизация) наибольшую твердость проявляет:

А) Уголь;

Б) Графит;

В) Алмаз;

Г) Карбин.

7. Мягкий, sp2 гибридизация, слоистая структура, большие расстояния и непрочные связи между слоями. Отметьте аллотропную модификацию углерода, соответствующую приведенным свойствам:

А) Уголь;

Б) Алмаз;

В) Графит;

Г) Карбин.

8. Адсорбция представляет собой:

А) Процесс разложения вещества;

Б) Процесс выделения адсорбируемых веществ;

В) Химическое взаимодействие угля с газами;

Г) Поглощение газов или растворенных веществ поверхностью твердого вещества.

9. Сортами аморфного углерода являются:

А) Алмазы и бриллианты;

Б) Каменный, бурый уголь;

В) Древесный уголь, кокс и сажа.

Г) Не знаю.

10. Назовите фамилию ученного - химика, который впервые разработал противогаз:

А) Д.И. Менделеев;

Б) Н.Д. Зелинский;

В) Н.Н.Бекетов;

Г) Генри Кавендиш.

4. Рефлексия. (Слайд9).

Учитель: Предлагаю вам составить синквейн. Синквейн происходит от французского “пять”. Это нерифмованное стихотворение из пяти строк, которые строятся по правилам. Правила составления синквейна:

Первая строка — тема синквейна, заключает в себе одно слово (обычно существительное или местоимение), которое обозначает объект или предмет, о котором пойдет речь.

Вторая строка — два слова (чаще всего прилагательные или причастия), они дают описание признаков и свойств выбранного в синквейне предмета или объекта.

Третья строка — образована тремя глаголами или деепричастиями, описывающими характерные действия объекта.

Четвертая строка — фраза из четырёх слов, выражающая личное отношение автора синквейна к описываемому предмету или объекту.

Пятая строка — одно слово-резюме, характеризующее суть предмета или объекта.

Углерод;

жизнеутверждающий, адсорбирующий;

украшает, строит, рисует;

образует аллотропные видоизменения;

великий.

Учитель: В качестве домашнего задания я вам предлагаю осуществить цепочку превращений . (Слай10).

C → CH₄ → CO₂ → Na₂CO₃ →NaHCO₃ → CO₂ → CaCO₃ →CO₂

Учитель: За активную и плодотворную работу вам в награждение этот салют. (Опыт "Звездный дождь" В фарфоровой чашечке тщательно смешайте шпателем равные количества (по 5-7 г) порошков железа, древесного угля и перманганата калия. Полученную смесь перенести в железный или фарфоровый тигель, закрепленный в фарфоровом треугольнике, который находится на кольце штатива. Нагрейте тигель в пламени газовой горелки. Через 3-5 минут из тигля начнут разлетаться раскаленные частицы железа в виде снопа искр.)

№ этапа, длитель- ность, мин ( общее время)	Характеристика этапа	Деятельность учителя	Деятельность учеников	Примечание
1. 2 мин (2)	Организационный	Приветствие: Здравствуйте, я очень рада видеть вас. У нас сегодня гости, и я думаю, что они тоже узнают много нового и интересного. А как наше настроение? Я надеюсь, оно хорошее, но в конце урока будет ещё более оптимистичным – его поднимут и хорошие оценки, и новые знания. Давайте оценим его хлопком в ладоши и послушаем, как будет звучать наш общий хлопок, запомним, и сравним с тем, что будет в конце урока.	Слушают учителя, настраиваются на работу. Хлопают
2. 3 мин (5)	Формули-ровка темы урока, его цели и задач, актуализа-ция субъектного опыта учащихся	Мы продолжаем с вами изучение темы неметаллы. И химический элемент, о котором будем говорить сегодня, у меня вот здесь, в чёрном ящике. Здесь кусок вещества, которое составляет главное богатство нашей области – это? Конечно, уголь. А химический элемент, которого здесь 95 % - углерод. Какие ассоциации вызывает у вас слово «углерод»? я запишу наиболее удачные, а в конце урока мы дополним этот ряд. На первом уроке мы познакомимся с химическим элементом и простыми веществами, которые он образует. Кстати, как называется это явление? А на втором поговорим о кислородных соединениях углерода – оксидах, гидроксиде и солях. Откройте ПСХЭ, какую информацию мы можем получить о х.э.? Положение – строение атома – степени окисления – окислительные или восстановительные свойства	Беседуют, отвечая на вопросы учителя Ассоциации к слову «углерод»	Учитель записывает на доске, дополнить ряд в конце урока
3. 7 мин (12)	Характе-ристика положения углерода и кремния в ПСХЭ	Вызывает к доске 2 учащихся, остальные работают в тетрадях. Откроем рабочие тетради, стр. задание № 1, выполнить у доски пойдут….., остальные работаем самостоятельно, если выполняете раньше, поднимите руку, я поставлю вам оценку. Анализируем выполненное задание. Следующие двое учеников заполняют схему окислитель – восстановитель.	Двое учащихся работает на доске, остальные в тетрадях. Сверяют выполненную работу. Двое учеников – у доски.
4. 6 мин (18)	Знакомство с аллотроп-ными модифика-циями углерода	А теперь мы познакомимся с аллотропными модификациями, которые образует химический элемент углерод. Я раздаю вам образцы, которые вы рассматриваете в течение 2-3 мин, и готовите ответ на вопрос. Работаем группами по 4 человека.	Рассматривают образцы графита, угля, изображения алмазов, обсуждаю полученные вопросы. Отвечают на вопросы.
5. 1 мин (19)	физминутка	«Руки – ноги» Один хлопок — команда рукам: их надо поднять или опустить; два хлопка — команда ногам: нужно встать или сесть
6. 2 мин (21)	Рассказ учителя о карбине и фуллерене	Кроме алмаза и графита есть ещё две аллотропные модификации, они были получены сначала искусственно, а потом найдены в природе – это карбин, в котором атомы углерода соединены в длинные цепочки и фуллерен, в котором 60 и более атомов углерода образуют такой шар, полый внутри. Эти вещества представляют большой интерес для нанотехнологий. Если они вас заинтересовали, то к следующему уроку можете приготовить сообщение о их получении или использовании, или истории открытия.
7. 2 мин (23)	Работа в тетрадях	Мы достаточно подробно разобрали с вами свойства аллотропных модификаций, поэтому сейчас самостоятельно выполняем задание № 4.	Работают самостоятельно
8. 5 мин (28)	Знакомство с адсорбцией	Отрывок из сказки В.Ф.Одоевского «Мороз Иванович». Объясните действия рукодельницы. Всё объясняют уникальные свойства мелкодисперсного графита – древесного угля. Посмотрите на рис. – кусочек весом в 1 г обладает площадью поверхности – 1500 кв.м и способен удерживать на своей поверхности молекулы газообразных или жидких веществ. Посмотрите – фильтрация окрашенной жидкости через уголь. Это явление называется адсорбция – найдём определение в учебнике, выполним задание № 5 А теперь посмотрим на демонстрационный стол – что объединяет эти предметы? Фильтр для воды, противогаз, таблетки активированного угля….для чего они нужны? Как, каким образом происходит очистка?, № 7	Беседуют с учителем. Объясняют опыт Задание в тетради № 5, 7
9. 5 мин (33)	Составление баланса	А теперь переходим к химическим свойствам углерода – задание № 8, посмотрите, с какими простыми веществами будет взаимодействовать углерод? В каких случаях он будет окислитель, а в каких – восстановитель? Закончить уравнения реакций и составить баланс – у доски	4 человека работают у доски, остальные – в тетрадях
10. 2 мин (35)	Оценка работы всех, кто был у доски, всего класса	Оценивает работу у доски, тех кто сделал самостоятельно, устные удачные ответы и вопросы, работу всего класса в целом
11. 1 мин (36)	физминутка	Встать по пальцам
12. 2 мин (38)	рефлексия	А теперь давайте дополним наш ассоциативный ряд: Какие из веществ и явлений вас заинтересовали больше всего?		Дополнить ассоциативный ряд, оценить эмоциональное состояние

Вопросы:

Почему алмаз твёрдый, а графит – мягкий?

Почему графит оставляет следы на бумаге, а алмаз может резать стекло?

Почему из графита делают электроды, а из алмазов – ювелирные изделия?

Как вы думаете, можно ли получить из графита алмаз, а из алмаза – графит? Почему?

Будет ли гореть графит? А алмаз? Почему?

6. Что общего у алмаза и графита?