Конспект урока по теме "Углерод" 9 класс
методическая разработка по химии (9 класс) на тему

Дата

27.11.07.

Тема

Углерод

Тип урока

Урок формирования новых знаний

Основная дидактическая цель

Обеспечить в ходе урока формирование знаний учащихся об углероде как химическом элементе и его аллотропных модификациях

Знания

Развиваемые

Аллотропия, аллотропные модификации, план характеристики химического элемента и простого вещества

Формируемые

углерод как химический элемент и его аллотропные модификации,

Умения

Развиваемые

характеризовать химические элементы на основе их положения в таблицы ПСХЭ Д.И.Менделеева и особенностей строения их атомов; определять окислительно-восстановительные свойства простых веществ по изменению значения степени окисления элемента

Формируемые

-

Химический эксперимент

-

Наглядность

Электронная презентация «Углерод»;  таблица ПСХЭ Д.И.Менделеева

Литература

1. Габриелян О.С. Химия. 9 класс: Учебн. для общеобразоват. учеб. заведений. –М.: Дрофа, 2001

2. Еремин В.В. Справочник школьника по химии: 8-11 кл./В.В. Ерёмин, Н.Е. Кузьменко, Е.А. Еремина.- М.: Дрофа,1996. – 208с.

3.Энциклопедический словарь юного химика /Сост. В.А. Крицман, В.В. Стацо.- М.: Педагогика,1982.-368с.

4. Габриелян, О.С. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений / О.С. Габриелян. - М.: Дрофа, 2007.- 78 с.

Этап

Вре-мя

Содержание этапа

Действия учителя

Действия учащихся

Орг. момент

1

Здравствуйте, садитесь. Кто сегодня отсутствует?

Приветствует учащихся, отмечает отсутствующих, проверяет готовность к уроку

Приветствуют учителя, дежурный называет отсутствующих

Актуализация опорных знаний

5

Ребята, прежде чем мы приступим к изучению новой темы давайте с вами вспомним:

1. Что такое химический элемент?  Химический элемент-это, определённый вид атомов с одинаковым положительным зарядом.
2. Какой состав атома? Атом состоит из положительно заряженного ядра (протоны и нейтроны) и отрицательно заряженных электронов.
3. Какую характеристику можно дать ХЭ на основании его положения в ПСХЭ? Химический знак, название; порядковый номер, номер периода, номер группы, относительную молекулярную массу.
4. Что такое аллотропия?  Это явление существования х.э. в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам.

Например:  молекулярный кислород и озон - аллотропные модификации кислорода. При определенных аллотропных модификаций могут переходить друг в друга.

5. Какие вы знаете аллотропные модификации углерода?

Аллотропные модификации углерода – алмаз и графит.

Задаёт вопросы

Отвечают на опросы

Мотивация и целеполагание

4

Сегодня нам с вами предстоит познакомиться с ещё одним неметаллом, углеродом.

Углерод играет особую роль в природе. Все без исключения живые организмы построены из соединений углерода.

Мы с вами узнаем, что это за элемент, а также рассмотрим его свойства.

Откройте тетради, запишите число 27 ноября, тему урока «Углерод» (слайд 3)

Сообщает цель урока

Записывают число, тему урока в тетрадях

Провер-ка домаш-него задания

Восприятие и первичное осознание нового материала

9

20

План.

I.Характеристика углерода как химического элемента по плану

1.Химический знак; порядковый номер;

2.номер периода, характер; номер группы, характер подгруппы; относительная атомная масса;

3.состав атома;

4.электронная формула; электронно-графическая формула, принадлежность к семейству; схема распределения электронов в атоме, характер элемента;

5.возможные степени окисления;

6.важнейшие соединения.

II.Характеристика углерода как простого вещества по плану.

1.Химическая формула;

2.относительная молекулярная масса;

3.формулы аллотропных модификаций;

4. тип химической связи;

5.тип строения кристаллической решётки;

6. физические свойства;

7.химические свойства;

8.применение (область применения и назначение);

9.получение (лабораторное и промышленное).

(Использование электронной презентации)

Проверка домашнего задания:

Что вам было задано на дом?

Углерод, характеристика по плану.

1.  Давайте посмотрим в ПСХЭ и перечислим информацию, которую мы можем из неё получить о химическом элементе углероде.

(номера группы и периода, к которым принадлежит элемент; атомный (порядковый) номер; относительная атомная масса).

    Давайте посмотрим с вами в таблицу ПСХЭ Д.И. Менделеева и найдём в ней углерод (слайд 4). Что можно сказать о нём по положению в п.с.х.э.? (Углерод – элемент с порядковым номером 6, находится в 2 малом периоде  и главной подгруппе IV группы. Относительная атомная масса углерода 12,011)  (слайд 4,5)

    А теперь давайте рассмотрим состав атома.

Как мы определяем число протонов, нейтронов, электронов? И сколько их содержится в атоме углерода? (Заряд ядра = порядковому  номеру элемента (6) = числу протонов (6) и числу электронов (6), число нейтронов (6)) (слайд 6) Проверьте у всех ли так записано в тетради.

    Каково же электронное строение атома?

Давайте проверим составленные вами дома электронную и электронно-графическую формулы. К какому семейству принадлежит углерод? ( р-элемент)

А теперь схему распределения электронов в атоме. Каков характер элемента? (слайд 7) ( неметалл)

   Для углерода возможны степени окисления -4,+2,+4. Как простое вещество углерод имеет степень окисления, равную нулю. Давайте посмотрим примеры соединений, в которых углерод проявляет различную степень окисления (слайд 8)

  Попробуем составить формулы важнейших соединений углерода.

Летучее водородное соединение будет иметь формулу СH4 - метан, высший оксид – СO2 – оксид углерода (IV); углерод- неметалл, значит высший гидроксид – кислота и будет иметь формулу H2СO3 – угольная кислота (слайд 9)

   Содержание углерода в земной коре 0,1 % по массе. Свободный углерод находится в природе в виде алмаза и графита. Основная масса углерода в виде природных карбонатов (известняки и доломиты), горючих ископаемых — антрацит (94—97 % С), бурые угли (64—80 % С), каменные угли (76—95 % С), горючие сланцы (56—78 % С), нефть (82—87 % С), горючих природных газов (до 99 % метана), торф (53—56 % С), а также битумы и др.

В атмосфере и гидросфере находится в виде диоксида углерода СО2, в воздухе 0,046 % СО2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60 раз больше. Углерод входит в состав растений, животных(~18 %) (слайд 10,11,12).

Первый алмаз в Сибири был найден неподалеку от города Енисейская в ноябре 1897 года на реке Мельничной. Размер алмаза составлял 2/3 карата. Из-за малого размера обнаруженного алмаза, и недостатка финансирования разведка алмазов не велась. Следующий алмаз был обнаружен в Сибири в 1948 году. Поиск алмазов в России велся почти полтора века, и только в середине 50-х годов были открыты богатейшие коренные месторождения алмазов в Якутии. На данный момент львиная доля добываемых в России алмазов приходится на якутские горнообрабатывающие комбинаты.

   Как же был открыт углерод?

Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз - как драгоценный камень. Значительно позднее стали применять графит для изготовления тиглей и карандашей.

  Углерод был признан химическим элементом в 1789 Лавуазье. Латинское название «Carboneum»  углерод получил от carbo – уголь (слайд 13,14,15).

 А теперь перейдём к углероду – простому веществу.

Мы с вами уже  вспомнили, что такое аллотропные модификации (видоизменения элемента)? Так углерод может существовать в виде двух аллотропных модификаций – графита и алмаза (слайд 16).  

Алмаз имеет атомную кубическую решетку, ковалентную неполярную связь,   Каждый атом углерода связан с 4 другими атомами. В пространстве эти атомы располагаются в центре и углах тетраэдров, соединённых своими вершинами. Это очень симметричная и плотная решётка. Алмаз самое твёрдое вещество на Земле.

 Графит - слоистое строение, внутри слоя – ковалентная неполярная связь, между слоями – межмолекулярное взаимодействие.

Рассмотрим физические свойства аллотропных модификаций углерода алмаза и графита в сравнении. Обратите внимание на таблицу (слайд 20)

 Главные отличительные черты алмаза — высочайшая среди минералов твёрдость, наиболее высокая теплопроводность среди всех твердых тел, большие показатель преломления и дисперсия. Последнее свойство, наряду с высокой прозрачностью и достаточной дисперсией показателя преломления (игра цвета) делает алмаз одним из самых дорогих драгоценных камней (наряду с изумрудом и рубином, которые соперничают с алмазом по цене). Алмаз в естественном виде не считается красивым. Красоту придаёт алмазу огранка, создающая условия для многократных внутренних отражений. Огранённый алмаз называется бриллиантом (слайд 21)

Графит хорошо проводит электрический ток, тугоплавкий, оказывает смазывающее действие. 

Сходное с графитом строение имеет древесный уголь, его получают при сухой перегонки древесины. Он имеет пористую поверхность, благодаря чему хорошо поглощает газы и растворенные вещества. Это свойство называется адсорбцией. Чем больше пористость древесного угля, тем эффективнее адсорбция. Чтобы увеличить поглотительную способность его обрабатывают горячим водяным паром. Обработанный таким образом уголь называют активированным. Вам это известно, мы с вами покупаем его в аптеках в виде чёрных таблетках (слайд 22)

Когда впервые были применены отравляющие газы, и какие?

В первую мировую войну, газ – иприт.

Какие средства защиты применялись? 

На поглотительной способности основано действие противогазов – устройство для защиты от вредных примесей, имеющихся в воздухе. Первый противогаз был изобретен выдающимся русским химиком Н.Д. Зелинским, который спас жизнь тысячам солдат в период первой мировой войны  (слайд 23)

    Перейдём к химическим свойствам.

 Углерод взаимодействует с металлами, образуя карбиды.

Составьте уравнения взаимодействия углерода с кальцием и алюминием и расставьте степени окисления. Давайте проверим. Окислительные или восстановительные свойства проявляет здесь углерод? (зд. углерод– о-ль)(слайд 25,26,27).

 Углерод взаимодействует с неметаллами. Составьте уравнение взаимодействия  углерода с кислородом при избытке и недостатке. Теперь расставьте коэффициенты. Какие свойства проявляет здесь углерод –  восстановительные (слайд 28,29,30).

 Углерод взаимодействует и со сложными веществами.  Давайте составим уравнение реакции углерода с оксидом меди и концентрированной серной кислотой и также расставим значения степени окисления углерода. Здесь, как мы видим, углерод  проявляет восстановительные свойства (слайд 31,32,33)

Углерод химически инертен только при сравнительно низких температурах, а при высоких – это один из сильнейших восстановителей

Давайте подведём итог: в химических реакциях углерод чаще всего выступает в роли восстановителя – в реакциях со сложными веществами и с простыми веществами – неметаллами. Окислительные свойства углерода проявляются в реакциях с металлами.

  Применение углерода (слайд 34) Углерод играет огромную роль в жизни человека. Его применения столь же разнообразны, как сам этот многоликий элемент.

Углерод является основой всех органических веществ. Любой живой организм состоит в значительной степени из углерода. Углерод — основа жизни. Источником углерода для живых организмов обычно является СО2 из атмосферы или воды. В результате фотосинтеза он попадает в биологические пищевые цепи, в которых живые существа пожирают друг друга или останки друг друга и тем самым добывают углерод для строительства собственного тела. Биологический цикл углерода заканчивается либо окислением и возвращением в атмосферу, либо захоронением в виде угля или нефти.

Углерод в виде ископаемого топлива: угля и углеводородов (нефть, природный газ) — один из важнейших источников энергии для человечества.

Алмаз, благодаря исключительной твердости, незаменимый абразивный материал. Кроме этого, ограненные алмазы — бриллианты используются в качестве драгоценных камней в ювелирных украшениях. Благодаря редкости, высоким декоративным качествам и стечению исторических обстоятельств, алмаз неизменно является самым дорогим драгоценным камнем. Исключительно высокая теплопроводность алмаза (до 2000 Вт/м•К) делает его перспективным материалом для полупроводниковой техники в качестве подложек для процессоров. Но относительно высокая цена (около 50 долларов/грамм) и сложность обработки алмаза ограничивают его применение в этой области. В то же время определенные успехи в области выращивания алмазных пленок уже сейчас позволят говорить вполне серьёзно о смене «кремниевой эры» в микроэлектронике на «Алмазную эпоху» и в тысячи и десятки тысяч раз увеличить быстродействие ЭВМ, а в сочетании с нанотехнологиями и применением оптических способов управления такими процессорами поднять быстродействие от современного уровня свыше миллиарда раз (9—10 порядков!).
В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода — производные угольной кислоты и карбоновых кислот, различные гетероциклы, полимеры и другие соединения. Так активированный уголь применяется для абсорбции и выведения из организма различных токсинов; графит (в виде мазей) — для лечения кожных заболеваний; радиоактивные изотопы углерода — для научных медицинских исследований и т.д. Графит используется в карандашной промышленности. Также его используют в качестве смазки при особо высоких или низких температурах.

Промышленный способ получения углерода заключается в неполном сжигание метана:

      CH4=C+2H2
  метан

сухой перегонки древесины, каменного угля древесного угля, кокса, активированного угля (слайд 35).

Беседует с учащимися, задаёт им вопросы.

Кто ответит у доски?

Проверяет правильность составления формул с использованием электронной презентации

Проверяет

Рассказывает о распространении углерода в земной коре и в природе; об открытии углерода с использованием презентации

Задаёт вопросы

Задаёт вопросы, рассказывает

Рассказывает о применении углерода; о способах получения с использованием электронной презентации

Рассказывает о применение углерода

Отвечают на вопрос, пользуясь п.с.х.э.

Отвечают на вопрос у доски

Отвечают на вопросы. Проверяют правильность составления по слайду

Смотрят примеры алмаза, графита

Слушают

Отвечают на вопросы

Отвечают на вопросы, слушают

Записывают уравнения химических реакций в тетрадь, проверяют правильность составления по слайдам. Определяют окислительно-восстановительные свойства углерода.

Краткое обобщение

3,5

  Что нового вы узнали сегодня на уроке об углероде?

О каких аллотропиях говориться в стихотворении?

«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 быть решу, -

То в тетради я пишу.

Такова, друзья, природа

Элемента углерода!»

Какие свойства проявляет углерод в химических реакциях?

Задаёт вопросы, подводит итог

Рассказывают, что узнали нового об углероде

Рефлексивно-оценочный

1

Ребята, мы с вами хорошо поработали, все молодцы!

Оценивает работу учащихся на уроке

Объяснение Д/З

1

§ 28 (читать), вопросы 1-4 на странице 133 (устно),

задание 6-8 (письменно)

Объясняет домашнее задание

Записывают  домашнее задание

Орг. окончание урока

0,5

Всем спасибо за урок. До свидания!

Прощается с учениками

Прощаются с учителем