Углерод. Оксиды углерода.
методическая разработка по химии (9 класс) по теме

Муниципальное Казенное Общеобразовательное учреждение

Ханты-Мансийского района

"Средняя общеобразовательная школа с. Елизарово".

учитель химии и биологии

первой квалификационной категории

Касьянова Ирина Алексеевна

Цель урока: Обобщить и систематизировать знания учащихся о химических свойствах неорганических веществ; закрепить умения записывать и решать уравнения химических реакций; развивать умения выделять главное, сравнивать и обобщать; выявлять и устанавливать взаимосвязи.

Девиз урока:

«Мало знать, надо и применять.

Мало хотеть, надо и делать».

(Гете)

Ход урока.

Сегодня мы с вами отправляемся в путешествие по континенту  Химия для того, чтобы обобщить наши знания, полученные в течение этого года. Мы посетим с вами некоторые станции, а так как путешествие у нас химическое, то на каждой станции вас будет ждать особый «проездной билет» с заданиями. Эти задания необходимо выполнить, чтобы отправиться в путешествие дальше.

    По мере выполнения заданий вам будут выдаваться оценочные жетоны: красный – 5 баллов, оранжевый – 4 балла, синий – 3 балла.

Известно: химия – наука                                     Все состоит из элементов,

О веществах, о веществах.                                  Все то, что окружает нас:

Прощай губительная скука                                 Вода, духи, стекло, пигменты,

Мы вспомним химию в стихах!                         И воздух, и угарный газ.

Химические элементы …                                    А сколько этих элементов?

Они основа вещества.                                         Немного их, чуть больше ста.

Весь мир из них, на сто процентов,                Их список сверху вниз, как лента,

Вплоть до живого существа.                             Займет примерно два листа.

И никого не удивляет:

Из знаков строятся слова.

Так и природа составляет

Из элементов – вещества.

Итак, начинаем наше путешествие.

Станция №1: «Составляй – ка». (слайд №1)

Составьте формулы различных соединений, используя фрагменты формул:

Na2,   Ca,   H2,   SO4,   Fe2,   CO3,   (OH)2,   O3.

Назвать образующиеся вещества.

Станция №2: «Классификационная». (слайд №2)

У каждого учащегося лист с изображением избушек и названиями: металлы, неметаллы, кислоты, соли, оксиды, основания. Распределите вещества в соответствующую избушку.

Cu,    HNO3,   CuO,   P,   NaOH,   P2O5,   N2,  Fe,  FeCl3,  O2,  CO2,  Zn,  HCl,  CaSO4,   KOH,  Ca(OH)2,  H2SO4,    NaNO3.

Станция №3: «Математическая». (карточки)

Определить какое вещество тяжелее и во сколько раз.

CO2  - CuO,       Na2O – KOH,       HCl – H2O,     N2O5 – HNO3,    K2O – Na2S,    P2O5 – CaCl2.

Станция №4: «Реакционная».

Закончить уравнения реакций, расставить коэффициенты.

HCl  +  Zn(OH)2  =

Al2O3  +  H2SO4  =

Fe(OH)3  =

FeCl3  +   KOH  =

Ca(NO3)2  +  Na2SO4  =

Станция №5: «Определительная». (слайд №3)

Напишите уравнения реакций, определив вещества: А, В, С, Д, Е.

Расставьте коэффициенты.

Ba   +    A                 B

B    +     C                Ba(OH)2

Ba(OH)2   +  D          BaCl2   +  C

B    +    D              BaCl2   +   C

BaCl2   +   E             BaSO4   +  D

Станция №6: «Отгадай - ка». (слайд №4)

Отгадайте загадки.

1. Если рядом ходит враг, надо дать ему …. (Мышьяк)
2. Элементов хоровод возглавляет …  (Водород)
3. Город, лес и медприбор – все это многоликий …  (Бор)
4. Открывает рыбка рот, ей очень нужен ….   (Кислород)
5. Душой за химию болея, создал таблицу ….  (Менделеев)
6. В любом скелете есть ребро, а средь металлов …   (Серебро)
7. Лечит он больной народ, ну, конечно, это ….   (Йод)

Станция №7: «Ошибочная». (слайд №5)

Определите, в каких реакциях коэффициенты расставлены неверно:

3CO  +   Fe2O3  =  2Fe   +   3CO2

5HCl  +  HClO3   =   5Cl2  +  3H2O

4NH3   +   O2  =   4NO  +  H2O

NH3  +  3O2   =  N2  +  H2O

6NaOH  +  P2O5  =  2Na3PO4   +  3H2O

Станция №8: «Финальная». (слайд №6)

Разгадайте анаграммы, шарады, метаграммы.

1. Горючий продукт я,                              2. Корабли меня обходят,

«Живу» на болотах.                                  Знает лоцман наизусть.

Но есть одна буква                                   Если л на д заменят.

В названье коротком:                              То металлом окажусь.

Прыжок ее быстрый –                                              (Мель – медь)

И все изменилось:

Я стал элементом.                                3.  Я металл, меня ты знаешь.

Так чудо свершилось.                               Мощь громадная во мне.

              (Торф – фтор)                              Если б ко мне добавишь,

                                                                        Небо скрою в снежной мгле.

                                                                                      (Уран – буран)

   4.  С «ка» - активный я металл,                

        С «ге» - я очень легкий газ.

        Чтобы ты нас разгадал,

        Глянь в систему еще раз.

                      (Калий – гелий)

5.  Отбросив три буквы подряд в названии млекопитающего отряда хищных, получите название химического элемента 1 группы.    (Медведь – медь)

Подведение итогов. Выставление оценок.

Урок химии в 9 классе.

Тема:  Углерод. Оксиды углерода.

Цель: Познакомить учащихся с углеродом и его свойствами, аллотропными видоизменениями, которые образует углерод. Совместно с учащимися рассказать о вредных и полезных  свойствах оксидов углерода.

Оборудование: компьютер, проектор,  переносная доска, слайдовые презентации.

Ход урока.

1. Новый материал.

1. Дать характеристику углероду по его положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

+6  С                      

        2е    4е

                                                         1s22s22p2

Из схемы видно, что у атома углерода два неспаренных электрона. Следовательно, углерод в этом случае имеет валентность равную двум и степень окисления +2. Например в оксиде С+2О-2. Но при  притоке энергии один из s-электронов может переходить на свободную  р-орбиталь. Тогда образуется 4 неспаренных электрона. Повышается валентность до 4 и степени окисления оказываются равными +4 и -4. Например в веществах С+4О2-2 и С-4Н4+.

                                                         1s22s12p3

2. Углерод в природе.

Углерод в природе находится как в свободном виде, так и в виде соединений. В свободном виде углерод встречается в виде графита и алмаза, а в виде соединений в живых организмах. Каменный уголь, торф, нефть содержат углерод. Он также входит в состав неорганических веществ: известняк, мел, мрамор, доломит и др. вещества.

3. Аллотропные видоизменения углерода.

Чистый углерод встречается в виде двух модификаций: алмаза и графита. Обе они известны человеку с давних времен. В 1797 г. Лавуазье доказал, что алмаз и графит представляют собой углерод. Через 10 лет Теннант обнаружил, что при сжигании одинаковых масс алмаза и графита выделяется одинаковое количество СО2.

Сообщения учащихся об алмазе и графите в сопровождении слайдовых презентаций.

Графит.

В природе графит встречается в кристаллическом виде. Наиболее известен чешуйчатый графит, кристаллы которого представляют собой мелкие чешуйки. Множество подобных мелких чешуек оставляет на листе бумаге грифель карандаша. Другая разновидность графита – скрытокристаллический или аморфный. Его кристаллы настолько малы, что их можно обнаружить только при помощи микроскопа.

     Графит – вещество темно-серого или черного цвета, имеет металлический блеск, плавится при температуре 3800 градусов, хорошо проводит тепло и электрический ток, в химическом отношении инертен.

    Графит имеет магматическое происхождение или образуется в результате метаморфизма углей и даже известняков под воздействием высоких температуры и давления.  Беря в руки карандаш, и не подумаешь, что его графитовый стержень родился из растения.

    Человек издревле применял графит в качестве красящего вещества, для изготовления огнеупорных сосудов, а с 16 века в качестве грифелей для карандашей. Сейчас спектр применения гранита значительно расширился: его используют не только для изготовления карандашей, но и в литейном деле, порошковой металлургии, электротехнике, производстве смазочных материалов, красок, замедлителей нейтронов для атомных реакторов. Из графита получают искусственные алмазы, полупроводники.

Алмаз.

Алмаз – самый твердый материал на Земле, недаром  в переводе с арабского это слово означает «твердый». По твердости он в 1000 раз превосходит кварц и в 150 раз – корунд, который занимает второе место в шкале твердости. Это свойство сочетается с высокой механической прочностью, устойчивостью к химическим реагентам: кислоты и щелочи на алмаз не действуют. Все эти особенности связаны с тем, что алмаз – чистейший углерод с особой кристаллической структурой.

   И еще одно качество этого камня – редкость. Среди природных алмазов преобладают мелкие, крупные – большая редкость, алмазы в сотни карат уникальны, поэтому им присваивают собственные имена.

   В витринах Алмазного фонда в Москве размещено более 500 крупных ювелирных алмазов: «Звезда Якутии» (232 карата) , «Большая Медведица» (114 карат), «Мария» (106 карат). А самый крупный алмаз «Имени 26 партсъезда», найденный в 1981 году, имеет массу 68,5г. здесь же хранится  известный во всем мире прозрачный с голубовато-зеленым оттенком бриллиант «Орлов». Еще один алмаз, оставивший заметный след в истории, носит название «Шах» (88,7 карата). Он прозрачный с желтоватым оттенком, по форме напоминает саркофаг.

  Говорят, что три главных достоинства настоящего драгоценного камня – это красота, долговечность, редкость. Луч света преломляется в алмазе и, отражаясь от многочисленных граней, радужно сверкает. Эта праздничная игра света и сделала его королем драгоценностей.

    Техника 21 века с ее высокими требованиями к качеству немыслима без алмазов. В технических целях для изготовления режущих инструментов используют мелкие и непрозрачные камни. Алмазными коронками бурят сверхглубокие скважины.

4. Химические свойства углерода. (слайд №)

Углерод проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства.

1. Восстановительные свойства.

С  +  О2          С+4 О2

С  +  О2          С+2 О (неполное сгорание)

С  + 2СuO          СО2  +  2Cu

C  +  H2O            CO  +  H2

                             Синтез газ

2. Окислительные свойства.

С  +  2Н2          С-4 Н4+

2С  +  Са            СаС2  карбид кальция

3С  +   4Al            Al4C3   карбид  алюминия

Но самой распространенной является реакция взаимодействия углерода с кислородом, в результате которой образуются два оксида СО – угарный газ и СО2 – углекислый газ. (Слайд №)

5.   Суд над оксидами.

Судья: Уважаемые присутствующие! Сегодня будет рассмотрено необычное дело о преступной деятельности двух оксидов углерода СО и СО2. В ходе судебного процесса мы должны выяснить степень виновности подсудимых. Прошу выйти первого обвиняемого.

Оксид углерода (СО): Я оксид углерода (2), химическая формула СО. Зовут меня также угарным газом. У меня нет цвета и запаха, малорастворим в воде и ядовит. Я попадаю в воздух при сжигании топлива в промышленных печах и двигателях автомобилей. Но ведь я тоже имею право на существование в атмосфере. (слайд)

Судья: Слово предоставляется прокурору.

Прокурор: Причина сегодняшней нашей встречи – поведение угарного газа. Этот газ убивал и продолжает убивать, не делая различий между детьми, молодыми и стариками. Этот газ соединяется с гемоглобином, в результате чего кровь теряет способность переносить кислород из легких к тканям. Так, при концентрации этого вещества в воздухе 7мг/л смерть может наступить через 1-2мин, а при концентрации 1,8 мг/л – через 2 часа. Присутствие угарного газа в атмосфере приводит к смерти большого числа людей, в частности водителей автомобилей, которые погибают из-за его образования в результате неполного сгорания бензина, особенно зимой, когда прогревают автомобили при закрытых окнах. Поэтому я выступаю против злоумышленника. (слайд)

Судья: Слово предоставляется министру здравоохранения.

Министр здравоохранения: В печах угарный газ образуется в результате неполного сгорания топлива при  засорении дымоходов или недостатке кислорода. Он получается также при взаимодействии образовавшегося углекислого газа с раскаленным улем:

СО2  +  С = 2СО

При закрытых окнах происходит отравление целых семей. Зимой 20% смертельных случаев обусловлено этой причиной.  Я выступаю за то, чтобы осудить угарный газ. (слайд)

Судья: Слово предоставляется защите.

Адвокат: Но ведь оксид углерода (!!) приносит много пользы. Без угарного газа не могут существовать многие отрасли промышленности. Он – ценное топливо, в металлургии его используют как восстановитель металлов. Прошу записать эти реакции:

3Fe2O3  +  CO = 2Fe3O4  +  CO2                        Fe3O4  +  CO  =  3FeO   +  CO2

                                      FeO   +  CO  =  Fe  +  CO2

Это свойство позволяет человечеству получать миллионы тонн чугуна и стали.

Оксид углерода (!!) выводится из организма с выдыхаемым воздухом. При поддержании его в определенных пределах он не представляет опасности для человека. Выхлопные газы автомобилей могут быть очищены от оксида углерода с помощью каталитических дожигателей, которые уже используются в некоторых странах. Поэтому в бедах, свалившихся на человечество, виноват не угарный газ, а люди, плохо знающие химию. (слайд)

Судья: Прошу выйти второго обвиняемого.

Оксид углерода (СО2): Моя химическая формула СО2, я кислотный оксид, вхожу в состав воздуха. Я бесцветен, в 1,5 раза тяжелее воздуха, сравнительно хорошо растворим в воде. Всем известна газированная вода – это раствор углекислого газа в воде. Непонятно, что вам от меня нужно? Я вообще безвреден для организма человека. (слайд)

Судья: Чем же опасно накопление углекислого газа в атмосфере?

Прокурор: Двуокись углерода оказывает вредное влияние на здоровье человека, так как она тяжелее воздуха и может накапливаться в слабо проветриваемых помещениях у пола. При этом снижается содержание кислорода в воздухе, что может вызвать явление кислородной недостаточности и удушья. Вдыхание СО2  в более высоких концентрациях ведёт к серьёзным расстройствам работы организма. При 10%-ной концентрации быстро наступает потеря сознания и смерть вследствие остановки дыхания, а 20%-ная концентрация вызывает паралич жизненных центров в течение нескольких секунд. Механизм воздействия на климат заключается в так называемом парниковом эффекте.     Уходящую от земной поверхности длинноволновую радиацию этот газ поглощает и излучает поглощённую энергию по всем направлениям. Вследствие этого эффекта увеличение концентрации атмосферного углекислого газа приводит к нагреву поверхности Земли и нижней атмосферы. Продолжающийся рост концентрации в атмосфере может привести к изменению глобального климата, поэтому прогноз будущих концентраций углекислого газа является важной задачей. (слайд)

Адвокат: Углекислый газ - это «одеяло» Земли. Он легко пропускает ультрафиолетовые лучи, которые обогревают нашу планету, и И если вдруг углекислый газ исчезнет из атмосферы, то это в первую очередь скажется на климате. На Земле станет гораздо прохладнее, дожди будут выпадать очень редко. Этот газ участвует в круговороте углерода в природе и его количество в атмосфере увеличивается медленно. Это объясняется тем, что углекислый газ участвует в фотосинтезе и атомы углерода снова переходят в состав органических веществ растений. Кроме того, этот оксид может реагировать с водой с образованием непрочной угольной кислоты, с основными оксидами и основаниями с образованием карбонатов и гидрокарбонатов.  Прошу записать эти реакции:

СО2  +  Н2О          Н2СО3                  СО2   +   СаО          СаСО3

СО2  +  NaOH          NaHCO3                      СО2  +  2NaOH        Na2CO3  +  H2O

А карбонаты и гидрокарбонаты используют в качестве удобрений, в производстве стекла, моющих средств, лекарств. И не забывайте, что углекислый газ используется для тушения пожаров. (слайд)

Судья: После тщательного ознакомления с делом обвиняемых суд постановил:

Оправдать оксиды углерода;

Запретить продажу автомобилей, не имеющих дожигателей;

Проводить контроль содержания оксидов углерода в воздухе предприятий.

Ознакомить население с возможными вредными воздействиями оксидов на организм человека и окружающую среду и мерами их предупреждения.

Заполнить схемы о воздействии оксидов углерода на атмосферу. (слайд)

3. Домашнее задание.

1. Параграфы  № 26, 27  учебника.
2. Заполнить схемы.
3. Осуществить превращение:

С          СО2          Н2СО3          Na2СО3          СаСО3         СО2         С

Угарный газ – один из основных загрязнителей атмосферы.

        СО

                                                                                                     Влияние

       Источники поступления

_________________________________________________________________

Почвенные организмы                                           Безвредное соединение СО2

Углекислый  газ – один из основных загрязнителей атмосферы

                       Дыхание                               СО2                      ?

             Источники поступления

Влияние

Фотосинтез