Интегрированный урок по химии: "Углерод"
план-конспект урока на тему

МБОУ         Отрадненская      СОШ

Урок по химии

(9 класс)

«Углерод»

                                                              Учитель химии Корбукова Н.М.

                                                       Учитель географии Ивашкина Т.И.

2015 – 2016 учебный год

Дидактическая цель: создать условия для восприятия, осознания и осмысления информации по углероду средствами интегрирования учебных курсов химии и географии.

Задачи:                                                                                                                                     образовательные: изучить особенности положения углерода в ПСХЭ, его свойства,  строения углерода; распространения углеродосодержащих полезных ископаемых на территории России;                                            

 развивающие: развивать умение логически мыслить, прогнозировать, находить и объяснять причинно-следственные связи, планировать свою деятельность; умение работать с картой;                                                                                                               воспитательные: выработать познавательную активность и интерес  к предмету; экологическое воспитание; формирование культуры речи и общения; воспитывать бережное отношение к своему здоровью, соблюдая санитарно-гигиенические нормы на уроке; патриотическое воспитание.

Вид урока: интегрированный (химия и география)

Тип урока: комбинированный

Технология: проблемного обучения

Методы обучения: частично-поисковый, беседа с использованием индивидуальных знаний учащихся; словесно-логический; наглядно-образный, картографический.

Дидактические материалы: коллекции «Топливо», «Горные породы», сода, активированный уголь, стеклорез, растворы карбоната натрия, соляной кислоты, пробирки, пробиркодержатель, кристаллические решётки алмаза и графита; компьютер, компьютерная презентация, проектор; карта «Топливная промышленность России, карта «Минеральные ресурсы России», раздаточный материал.

Литература:                                                                                                                              1.О.С.Габриелян, учебник «Химия 9 класс», Москва, Дрофа, 2009 год.                                     2.Научно-методические журналы «Химия». Всё для учителя, №5 2015 год, №7 2014 год; №92013год.                                                                                                                                  3.Энциклопедия для детей «Химия», том 17, Издательский центр «Аванта +.                                   4. Дронов В.П. География России. Население и хозяйство. 9 класс. – М. : Дрофа, 2009 год. 5.Карты атласа 9 класс.   6. Журнал «География в школе», №7 2005 год.

Интернет ресурсы:                                                                                                              www.catalogmineralov.ru – сайт содержит каталог минералов, большую коллекцию фотографий и описание минералов.                                                                          http://www.elementy. –сайт «Элементы великой науки», содержит каталоги и статьи научно-популярных журналов «Химия и жизнь», «Наука и жизнь», «Природа».                       http://alhimik.ru – сайт «Алхимик» содержит разнообразную информацию по химии.

http://easyen.ru/

http://www.prosv.ru

Ход урока

I этап. Организационный.

II этап. Мотивация познавательной деятельности.

Учитель химии:                                                                                                                                                       рассмотрите предметы на демонстрационном столе: коллекции «Топливо», «Горные породы», сода, активированный уголь, стеклорез.                                                                                              – Что объединяет эти предметы и вещества по составу?                                                                            – Какой химический элемент входит в состав каждого предмета, вещества?                                            – Как вы думаете, какую тему мы будем сегодня изучать?                                                                               – Что бы вы хотели узнать об этом химическом элементе?

«У элемента номер шесть достоинств очень много есть.                                                                        Людям я совсем как брат. Много тысяч лет назад я уже пылал в костре,                             Освещая интерьер первобытных их пещер.                                                                                          И украсить был я рад дам и рыцарей наряд, что блистали при дворе…                                                      Если мягким вдруг решу, то в тетради я пишу.                                                                                        Такова, друзья, природа элемента …. (углерода)

(учащиеся предполагают тему и задачи урока; учитель записывает тему на доске, а учащиеся - в тетрадях)  

 Вывод (учитель химии): сегодня мы будем изучать тему «Углерод». Узнаем его свойства,  строения углерода; размещение основных баз углеродосодержащих полезных ископаемых на территории России.

III. Актуализация знаний.

1-я часть.                                                                                                                                                             Учитель химии: чтобы познать углерод, вспомним слова                                                                               А.С.Пушкина:                                                                                                                                                     «О, сколько нам открытий чудных готовят просвещенья  дух.                                                                              И опыт – сын ошибок трудных. И гений, парадоксов друг.»                                  

Гений Д.И.Менделеев создал ПСХЭ с помощью, которой мы и начнём изучать углерод.

Задание (устно): дать характеристику х.э. углерода по положению в ПСХЭ (порядковый номер, заряд ядра; число протонов, нейтронов, электронов, период, ряд, группа, подгруппа, число электронов на внешнем уровне, строение атома, электронная формула, водородное соединение, высший оксид, свойства).                                                                                                                                 Ученик выводит электронную формулу углерода и кремния; а в это время остальные ребята дают характеристику углерода по плану; проверяют правильность составления электронных формул и делают записи в тетрадь.

Учитель химии: почему углерод и кремний находятся в  IV группе главной подгруппы (одинаковое число электронов на последнем уровне)

Вывод : ПСХЭ позволяет описать и предсказать свойства углерода.   

2-я часть

Учитель. Какие химические свойства проявляет углерод? (ученики предполагают химические свойства и записывают в тетради)

Химические свойства углерода

1. Взаимодействие с неметаллами

С + О2 → СО2

2. Взаимодействие с металлами

Са + 2С → СаС2

3. Взаимодействие с основными оксидами

CuO+ С → CuО + С

- Определить степени окисления химических элементов?

- Определить химическую связь в соединениях?

- Какие свойства проявляет углерод? Окислителя или восстановителя?

- Составить о-в баланс для одной из реакций

Вывод. Углерод проявляет свойства и окислителя и восстановителя.

3-я часть

Учитель. Выберите среди предметов углеродсодержащих вещество, которое вы применяете в домашних условиях (сода)

- Какая формула соды?

-К какому классу неорганических соединений она относится?

- Как распознать раствор соды?

- Какую химическую реакцию вы проводите с содой при приготовлении мучных изделий (оладий)?

- Назовите признак этой реакции? (выделение газа)

- Почему выделяется газ? (образуется угольная кислота в результате реакции, которая неустойчивая)

( ребята отвечают, проводят реакцию взаимодействия раствора карбоната натрия и соляной кислоты, записывают уравнение реакции в молекулярном виде, полное ионное и краткое ионное уравнение реакции.

                               Na2CO3 + 2HCI → 2NaCI + CO2↑ + H2O

            2Na+ + CO3 2- + 2H+ + 2CI- → 2Na+ + 2CI- + CO2 ↑+ H2O

                                      CO3 2- +2H+ → CO2↑ + H2O

Вывод. Качественной реакцией на карбонат ион является катион водорода.

4-я часть

Учитель(показывает из предметов, лежащих на столе карандаш и стеклорез)

- Какой химический элемент входит в состав стержня карандаша и алмаза стеклореза?

- Какие свойства алмаза и графита вы знаете? ( слушаются ответы ребят)

- Где  ходят применения алмаз и графит?

( выступления учащихся, показ презентации)

Физические              свойства

графита

1. Цвет:     тёмно-серый

2. Плотность, г/см3:   2, 26

3. Температура

возгорания, 0С:      600-700

4. Твёрдость:              2(вдоль слоёв);               5(поперёк)

5. Температура плавления, 0С:    3700 (сублимация)

6. Температура аллотропных переходов, 0С:       при 1500-3000 превращается в алмаз

7. Блеск: металловидный

8. Электропроводность: проводник

Физические              свойства

Алмаза

1. Цвет:     бесцветный

2. Плотность, г/см3:   3,5

3. Температура

возгорания, 0С:    850-1000

4. Твёрдость:            10

5. Температура плавления, 0С: свыше 3500(в вакууме)

6. Температура аллотропных переходов, 0С:  свыше 1000   - превращается в графит

7. Блеск: специфический «алмазный»

8. Электропроводность: диэлектрик (изолятор)

Проблема: почему алмаз и графит состоят из одного и того же химического элемента углерода, а проявляет различные свойства?

( углерод обладает свойством аллотропии - свойство атома одного и того же химического элемента образовывать несколько простых веществ; графит и алмаз имеют разную кристаллическую решётку)

Учащиеся слушают, решают проблему, делают выводы

Вывод. Свойства алмаза и графита различны, потому что обладают различной кристаллической решёткой: у алмаза кристаллическая решётка состоит из правильных тетраэдров; а у графита слоистая кристаллическая решётка.

Учитель географии:

Графит издревле применялся человеком в качестве красящего вещества для изготовления огнеупорных сосудов, а с 16 века в качестве грифелей для карандашей. С 19 века графит добывали в России в Саянах и вывозили на карандашные фабрики Франции. Сейчас его применяют в литейном деле, в электромеханике, в ядерной технике, в ракетостроении. Месторождения графита есть и в России в Красноярском крае, на Урале, Мурманской области в Тунгусской провинции— Курейское месторождение  (рассказ сопровождается показом на карте).

По разведанным запасам алмазов Россия занимает первое место в мире, а по добыче –второе место после южноафриканской Ботсваны.  Первый алмаз на территории России был найден крепостным крестьянином по имени Павел менее 200 лет назад  в 1829 году в золотоносном прииске на Урале. За полукаратный драгоценный камень Павел получил вольную.

Но масштабные поиски начались 1937 году. Советские алмазы искали на Урале и в Сибири долго и упорно. В 1954 году пришла победа: в Якутии была найдена кимберлитовая трубка— первая в мире, находящаяся не в Южной Африке (сначала такую трубку обнаружили в южноафриканском городе Кимберли — оттуда и пошло название). Следующей стала трубка «Мир», что было символично после Великой Отечественной войны. Тогда геологи отправили в Москву зашифрованную телеграмму «Закурили трубку мира. Табак отличный». Такие открытия послужили началом промышленной добычи алмазов на территории СССР.  Сегодня огромная доля добываемых в России алмазов (95%) приходится на Республику Саха (Якутия). Кроме того, крупные месторождения этих камней находятся в Пермском крае и Архангельской областях. (рассказ сопровождается показом на карте)

Физминутка: сели свободно, ноги вытянули вперёд, руки заложили за спину и соединили кисти сзади за стульчиком и за спиной. Потянулись, вспомнив удивительное свойство аллотропию. Которое позволило нам познать алмазы и графит. А теперь положили руки на глаза и сделали вращательное движение глаз в одну и другую сторону, представив не только прозрачные алмазы. Но и алмазы голубого, синего, красного, чёрного цвета.

5-я часть

 Учитель химии (обращает внимание ребят на демонстрационный стол и предметы, расположенные на нём). Нефть – маслянистая жидкость тёмного цвета с характерным запахом, нерастворимая в воде. Её плотность меньше плотности воды, поэтому попадая в неё, она растекается по поверхности, препятствуя растворению кислорода и других газов в оде. Нефть вызывает гибель микроорганизмов и животных, приводя к экологическим бедствиям и даже катастрофам. Нефть – природная сложна смесь линейного и разветвлённого строения; она содержит от5 до 50 атомов углерода. Состав её зависит от места добычи, от месторождения.

Учитель географии:

Россия по праву считается одной из немногих стран, в которых добыча нефти имеет долгую и славную историю. Российские геологи и нефтяники ведут поиски, разведку и разработку нефтяных месторождений свыше 140 лет. А первый нефтяной фонтан забил в России в 1864 году из скважины, пробуренной у реки Кудако на Кубани. Российская Федерация занимает 2 место по разведанным запасам нефти (20 млрд.т, что составляет 13% общемировых запасов нефти) после Саудовской Аравии (35,8 млрд.т), и по добыче нефти Россия занимает 2 место в мире (в год добывается 350 млн т), после Саудовской Аравии.    Нефть – это сырьё, которое широко используется в промышленности с/х. (слайд)

Способы добычи: фонтанный и насосный.

География нефтяной промышленности

На территории Российской федерации находятся крупные нефтяные базы.

Работа с картой: определите их с помощью карты «Топливная промышленность России»

1. Западно-Сибирская – 70 %, (месторождения Самотлор, Мегион и др)
2. Волго-Уральская (20%) (месторождения Ромашкинское, Ишимбаевское, Туймазин-
   ское)
3. Тимано-Печорская.

Большие запасы обнаружены на шельфе  Баренцева моря, Карского моря, моря Лаптевых, Воточно-Сибирского, Берингова и Охотского морей. Остальные базы дают не более 10% общероссийской добычи и имеют местное значение для регионов, в  которых находятся

Транспортировка нефти

Транспортировка нефти осуществляется по нефтепроводам. Общая протяженность – 50 тыс км. Основное направление потоков нефти - на запад, на НПЗ (нефтеперерабатывающие заводы) и за рубеж. Работа с картой:

• Укажите направления, по которым осуществляется транспортировка нефти.
  1. Нефтепровод «Дружба»:  от г. Альметьевска (Татарстан) - до г. Бреста и через границу Белоруссии в страны Европы:

2. Альметьевск — Кириши — Санкт-Петербург;

3. Альметьевск — Новороссийск.

• Найдите центры нефтепереработки. (Кириши, Ярославль, Пермь, Уфа, Рязань и др.)

Почему НПЗ чаще всего расположены не в местах добычи нефти, а в районах потребления продуктов ее переработки? (сырую нефть транспортировать легче, чем продукты ее переработки).

Поэтому НПЗ размещаются:

- на трассах нефтепроводов (Нижний Новгород,  Рязань, Москва, Кириши, Полоцк, Орск, Омск, Ангарск);

-  на водных путях (Волгоград, Саратов, Сызрань, Самара, Ярославль, Хабаровск);

-  в морских портах (Туапсе), куда сейчас проложены трубопроводы.

Учитель химии: переработка нефти влияет на окружающую среду и связана с экологическими проблемами, следствием которых является загрязнение воздуха, почв и водных ресурсов. Следствием этого является гибель живых организмов на Земле.

(показ слайдов, во время которых звучат стихи)

«Птицы, рыбы и звери в душу людям смотрят,

Вы их жалейте, люди, не убивайте зря.

Ведь небо без птиц, не небо; а море без рыб не море,

А Земля без зверей не Земля!»

6 – я часть

Учитель химии: Каменный уголь – это твёрдое горючее ископаемое, которое образовалось из мёртвых растений и планктона в результате жизнедеятельности. Уголь содержит органические и неорганические вещества, такие как вода, аммиак, сероводород и конечно же сам углерод. Каменный уголь подвергают коксованию, то есть прокаливают при температуре около 1000 градусов без доступа воздуха и получают, например, кокс, который используют в производстве чугуна и стали. Каменный уголь образуют мощные пласты в земных недрах, его разведанные запасы значительно превышают запасы нефти.

Учитель географии: Угольная промышленность

Угольная промышленность – одна из старейших отраслей ТЭК России. История добычи угля в России начинается с Петра 1. Пётр 1 впервые познакомился с углём в 1696 году, возвращаясь из первого Азовского похода. Во время отдыха на берегу Кальмиуса царю показали кусок чёрного, хорошо горящего минерала. «Сей минерал, если не нам, то потомкам нашим зело полезен будет», - сказал Пётр 1. Рудознавец, крепостной крестьянин Григорий Капустин, в 1721 году открыл каменный уголь близ притока Северского Донца – реки Кундрючьей и доказал его пригодность для использования в кузнечном и железоделательном производствах. В декабре 1722 Пётр 1 именным указом послал Капустина за пробами угля, а затем было предписано снаряжение специальных экспедиций для разведки угля. По запасам каменного угля  Россия занимает 2 место в мире, по добыче – 5-е.

 В России добывают два вида угля: каменный и бурый.

Многие века каменный уголь был и остается одним из основных видов технологического и энергетического топлива, а его значение как сырья для химической промышленности все более возрастает.
Уголь используют: (слайд)

 - на транспорте,

 - для отопления жилищ,

-  для производства электроэнергии,

- на тепловых электростанциях как топливо,

- как технологическое сырье и топливо в черной  металлургии и химической промышленности (коксующиеся угли).

Работа с учебником Определите по картосхеме «Основные районы добычи угля» в учебнике на стр 87  и рис.41. на стр. 33, какие угольные бассейны играют главную роль в промышленности страны и их долю в добыче.(Ответы учащихся)

Самый крупный угольный бассейн нашей страны – это Кузнецкий бассейн, или Кузбасс (кам. уголь). Второй по значимости – это Канско-Ачинский буроугольный бассейн, третий – Печорский (кам. уголь).

Уголь добывают двумя способами: закрытым (шахтным) и открытым (карьерным). Как вы считаете, какой способ добычи дешевле и безопаснее? (ответы детей).

Шахтный способ добычи используют в Донецком и Печорском бассейнах, частично в Кузнецком, Иркутском, Тунгусском, Подмосковном бассейнах.

Открытым способом добывают уголь в Канско-Ачинском, Южно-Якутском, Ленском, а также частично в Кузнецком, Иркутском, Тунгусском, Подмосковном бассейнах.

Вывод: углеродосодержащие полезные ископаемые широко распространены по территории России и являются основой экономической мощи нашей страны.

Учитель химии. Но их добыча связана с большим экологическим риском. (слайды)

IV. Применение нового знания.

Тест. Углерод                                                                                                                                                      Первый вариант

1. Что общего в строении атома углерода и кремния?

А) заряд ядра;                    Б) количество электронных слоёв;                                                          В) Количество электронов на внешнем электронном уровне.

2. Укажите формулы карбонатов:

А) СО2;        Б) ВаСО3;      B) Na2SiO3 ;       Г) NaOH;    

3. Соли угольной кислоты называются:

А) карбонаты и гидрокарбонаты;

Б) силикаты и сульфаты;

Г) сульфиты и силикаты.

4.  Угли Канско-Ачинского буроугольного бассейна невысокого качества, но объемы добычи здесь самые большие в стране потому, что:

        а) открытый способ добычи значительно снижет ее себестоимость;

б) наличие транспортных путей для его транспортировки;                                                                                                          в) бассейн выгодно расположен по отношению к потребителям.

5.    Основной район добычи алмазов:                                                                                                              а) Архангельская область; б)  Якутия; в) Пермский  край.

Ответы: 1-в;     2-б;   3-а;     4-а;      5-б.

Тест. Углерод Второй вариант

1. Атом углерода имеет:

А) заряд ядра – 12;     Б) шесть электронов;   Г)  три электронных слоя

2. Оксиды углерода (II) и (IV) имеют связь:

А) ковалентную;   Б) ионную;   В) ковалентную неполярную

3. Укажите степень окисления атома углерода в его высшем оксиде6

А)  0 ;                  Б) +2;                   В) +4.

4. Укажите главный район добычи нефти в России:                                                     а)Урало-Поволжье;                  б) Западная Сибирь;                                                   в) Северный Кавказ;                г) Европейский Север.

5. Выберите угольный бассейн, где добыча осуществляется только открытым способом:                                                                                                                  а)Тунгусский;                            б)Кузнецкий бассейн;                                                                                             в) Донецкий бассейн;               г)  Канско-Ачинский.

Ответы: 1-б;    2-а;    3-в;     4-б;       5-г

V. Рефлексия.

Учитель:                                                                                                                                - Вспомнить тему и цель урока?                                    

- Чему научились на уроке?  

- Что понравилось (не понравилось) на уроке?                                                                                                            - Что хотели бы услышать на следующем уроке?

VI. Домашнее задание

• П. 29, опорные слова (письменно).
• Вопросы 1-8:
•  «3» - 2 вопроса,
• «4» -  3 вопроса,
• «5» -  3 вопроса и упр. 8 (схема)
• На контурной карте обозначить основные нефтяные базы и угольные бассейны, нанести главные центры добычи углеродосодержащих полезных ископаемых.

Ход урока