урок по теме "Оксиды углерода"
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Конспект урока в 9 классе по теме «Оксиды углерода»

Цель урока: познакомить учащихся с оксидами углерода (II) и (IV), дать им    сравнительную характеристику

 Задачи:

-обучающие: расширить знания учащихся об оксидах углерода (II) и (IV), расширить представления о взаимосвязи количественных и качественных изменений при сравнении состава и свойств оксидов углерода, показать их физиологическое действие на организм человека.

-развивающие: развивать общеучебные умения анализировать, выделять главное; развивать навыки самостоятельной работы с учебным материалом;

-воспитательные: воспитывать чувство сопричастности общему делу, умение работать коллективно, развивать интеллектуальные качества личности.

 Тип урока: изучение нового материала.

 Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная, компьютерное тестирование.

 Оборудование: компьютер, презентация «Оксиды углерода»; тексты с заданиями.

Ход    урока

I.Организационный момент.

II.Объяснение новой темы. 

Сегодня нам предстоит познакомиться с двумя братьями: один- яд, а другой обеспечивает нас пищей; один способен гореть и поэтому является топливом, а другой- сам образуется в результате горения , но при этом используется для тушения пожаров; один постоянно образуется в каждой нашей клетке, а попадание другого в наш организм может закончится- смертью. Кто они эти столь непохожие друг на друга братья?

Вашему вниманию сейчас будут представлены две загадки. Отгадками будут являться вещества, о которых вы  слышали  и с которыми  неоднократно сталкивались в обычной жизни.( файлы №1 и №2)

1 Загадка.                                                                  2 Загадка.                                                                  

Чтоб появиться, я сумел,                                      Горю  я синим пламенем

Прокаливают белый мел.                                     Угаром угрожаю,

Меня дает огонь в печи                                         Когда совсем сгораю я,

И пламя маленькой свечи.                                    Из печки улетаю.

И нужно только сделать вдох,                                            

Чтоб я на свет явиться мог.                      (Угарный газ или оксид углерода(II))

Я в газированной воде,

Я в хлебе, в соде; я везде.

И фотосинтез без меня

И не туда и не сюда.

                 Уточняем «фамилии братьев»- оксиды углерода, добавляем личные имена каждого ( оксид углерода(II) и оксид углерода(IV ) и напоминаем их прозвища- угарный газ и углекислый газ. ( на доске записывается тема урока  - файл №№)

                 Учащиеся определяют цель урока, формируя вопрос, на который они хотели бы получить ответ: Каковы физические и химические свойства этих веществ? • Каково строение их молекул? • Где применяются эти вещества? • Как их можно получить? • Если мы назвали их братьями, то почему они такие разные? • Есть ли между ними сходство? • Что между ними больше: сходного или различного?

                 Уточняем, что в основе изучения материала будет логическая операция- сравнение.

 Уточняем цель: в ходе сравнения мы познакомимся с двумя веществами, но наша задача глубже: выяснить, что между ними больше - сходства или различий и попытаться найти причины, объясняющие сходство и различие.

Предварительно класс делится на группы. Учитель готовит информационный текст. Текст должен быть разработан на основе уровня знаний учащихся, с учетом их возрастных особенностей и познавательного интереса. Информационный текст разбивается на смысловые отрывки с целью дальнейшего их взаимоусвоения.

Первая стадия изучения темы – стадия вызова – определение темы урока по загадкам.

Вторая стадия - стадия осмысления содержания изучаемого материала. На этом этапе урока класс делится на группы и им выдаются информационные тексты, в которых рассказывается о физических, химических свойствах оксида углерода (II и IV). Каждая группа работает со своим текстом, отвечая на поставленные вопросы.

Третья стадия урока – рефлексия – совместное заполнение таблицы «Сравнительная характеристика оксидов углерода». ( файл №4)

III.Закрепление (файл №5)

                          Графический диктант:

1.Степень окисления углерода в угарном газе + 2.

2.Молекула угарного газа образована ковалентным неполярным типом связи.

3.Оксид углерода (II) всегда проявляет окислительные свойства.

4.Оксид углерода (IV) является кислотным оксидом.

5.Углекислый газ вызывает помутнение известковой воды.

6.СО2  не горит  инее  поддерживает горение (исключение магний).

7.СО2  очень ядовит и вызывает отравления, попадая в организм человека.

8.СО  используется в металлургии, с целью получения металлов из их сплавов

( при выплавке чугуна).

9.Лабораторным способом получения СО2   является взаимодействие солей   угольной кислоты с растворами кислот.

10.Из угарного газа и воды растения в процессе  фотосинтеза  образуют органические вещества.

IV  Домашнее задание. (файл №5)

1)§§26-27

 2) Заполнить  таблицу: Положительная и отрицательная роль оксидов углерода в  природе и  жизни человека.

3) Найдите интересные сообщения о СО и  СО2.

   Информационный текст №1:

ОКСИД УГЛЕРОДА (II)(окись углерода, угарный газ — CO) — газ без цвета и запаха, немного легче воздуха; почти не поглощается активированным углем; горит синим пламенем с образованием CO2 и выделением тепла.

В молекуле СО атомы кислорода и углерода связаны тройной связью, из которых 2 связи образованы по обычной схеме, одна связь образована по донорно- акцепторному механизму. На доске схема образования молекулы СО:                            

Угарный газ образуется при сгорании органических видов топлива (древесина, уголь, бумага, масла, бензины, газы, взрывчатые вещества и др.) в условиях недостатка О2; при взаимодействии CO2 с раскаленным углем :

                 2С + О2 = 2СО, СО2 +С = 2СО

Углерода оксид(II) –это несолеобразующий оксид, он не реагирует с водой, СО - сильный восстановитель. Восстановительные свойства он проявляет при взаимодействии с кислородом и оксидами металлов:                    

                    2С+2О+О2=2С+4О2            С+2О+СuO=C+4O2+C

Восстановление оксидов металлов до металлов с помощью оксида углерода (II) имеет большое значение в металлургии.

При определенных условиях взаимодействует с щелочами с образованием формиата щелочного металла: СО + NaOH = HCOONa.

СО – как окислитель- реагирует с водородом с образованием метанола:

                       С+2О +  Н2 = Н4СО  (С-4Н3ОН) метанол

Угарный газ - калорийное топливо, одно из основных исходных веществ в органическом синтезе (при получении спиртов, альдегидов, кетонов, углеводородов, карбоновых кислот и др.), восстановитель в металлургии (напр., при выплавке чугуна и стали).

Задания для группы №1

1.     Запишите электронное строение оксида углерода (II), определите степень окисления, тип связи

2.     Опишите его физические свойства.

3.     Способы получения угарного газа.

4.     Запишите уравнения химических реакций, характерных для угарного газа

                        Информационный текст №2

Естественный уровень оксида углерода (II) в атмосфере 0,01—0,9 мг/м3 (в северном полушарии в 3 раза выше); 90% атмосферного угарного газа образуется в результате естественных процессов (вулканические и болотные газы, лесные и степные пожары, жизнедеятельность наземной и океанической флоры и фауны, окисление метана в тропосфере).

Сотни миллионов тонн оксида углерода (II) поступают в атмосферу ежегодно в результате деятельности человека: автотранспорт, железнодорожный и морской транспорт; неисправность газопроводов и газоаппаратуры; металлургия, химическая индустрия (крекинг-процесс, производство формалина, углеводородов, аммиака, соды, фосгена, метилового спирта, муравьиной и щавелевой кислот, метана и др., производство и переработка синтетических волокон), угледобывающая промышленность (добыча угля и углеподающие трассы, поверхностное окисление угля в шахтах, тление терриконов); производство табака, хлеба; светокопирование; переработка отходов; сжигание топлива в быту.

Угарный газ очень опасен, так как не имеет запаха и вызывает отравление и даже смерть. Признаки отравления: головная боль и головокружение; отмечается шум в ушах, одышка, сердцебиение, мерцание перед глазами, покраснение лица, общая слабость, тошнота, иногда рвота; в тяжёлых случаях судороги, потеря сознания, кома.

Угарный газ лишает возможности кровь нести кислород к жизненно важным органам, таким как сердце и мозг. Он связывается с гемоглобином крови прочнее и в 200—300 раз быстрее, чем кислород (при этом образуется карбоксигемоглобин), таким образом, блокируя процессы транспортировки кислорода и клеточного дыхания. В зависимости от вдыхаемого количества, угарный газ ухудшает координацию, обостряет сердечно-сосудистые заболевания и вызывает усталость, головную боль, слабость. Концентрация в воздухе более 0,1 % приводит к смерти в течение одного часа.

Оксид углерод (II) очень слабо поглощается активированным углём обычных фильтрующих противогазов, поэтому для защиты от него применяется специальный фильтрующий элемент (он может также подключаться дополнительно к основному) — гопкалитовый патрон. Гопкалит представляет собой катализатор, способствующий окислению CO в CO2 при нормальных температурах. Недостатком использования гопкалита является то, что при его применении приходится вдыхать нагретый в результате реакции воздух.

 Обычный способ защиты — использование изолирующего дыхательного аппарата.

Задания для группы № 2

1.     В результате чего образуется атмосферный угарный газ?

2.     Какая концентрация угарного газа в воздухе приводит к смерти?

3.     Что происходит с оксидом углерода (II) при попадании в организм человека?

4.     Защита от угарного газа.

                        Информационный текст №3

Углекислый газ, бесцветный, без запаха, растворимость в воде - в 1V H2O растворяется 0,9V CO2 (при нормальных условиях); тяжелее воздуха; t°пл.= -78,5°C (твёрдый CO2называется "сухой лёд"); не поддерживает горение.

Атом углерода связан с атомами кислорода четырьмя общими электронными парами:

При растворении в воде образует слабую угольную кислоту, окрашивающую лакмусовую бумажку в красный цвет: СО2+Н2О=Н2СО3

 Угольная кислота улучшает вкусовые качества газированных напитков и предотвращает рост бактерий. Реагируя со гидроксидами щелочных и щелочноземельных металлов, реакция с гидроксидом кальция (известковое молоко)- является качественной реакцией на СО2, а также с аммиаком, СО2 образует карбонаты и бикарбонаты: СО2+2NaOH= Na2CO3+H2O

                                   СО2+Сa(OH)2= CaCO3↓+H2O

При повышении давления и охлаждении диоксид углерода легко сжижается и находится в жидком состоянии при температурах от +31 до –57° С (в зависимости от давления). Ниже –57° С переходит в твердое состояние (сухой лед). Давление, необходимое для сжижения, зависит от температуры: при +21° С оно составляет 60 атм, а при –18° С всего 20 атм. Жидкий СО2 хранят в герметичных емкостях под соответствующим давлением. При переходе в атмосферу часть его превращается в газ, а некоторое количество – в «углеродный снег», при этом его температура понижается до –84° С.

Поглощая тепло из окружающей среды, сухой лед переходит в газообразное состояние, минуя жидкую фазу, – сублимирует. Для уменьшения сублимационных потерь его хранят и транспортируют в герметичных контейнерах, достаточно прочных, чтобы выдержать увеличение давления при повышении температуры.

Углекислый газ получается в природе в результате  горения углеродсодержащих веществ, образуется в результате дыхания живых организмов, в результате разложения солей угольной кислоты: C+O2=CO2 ,  CaCO3=CaO+CO2

 В лаборатории его получают воздействием на соли угольной кислоты кислотами: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑+ H2O

В промышленности получают обжигом известняка: CaCO3= CO2+CaO

Задания для группы №3

1.     Запишите строение углекислого газа, определите степень окисления, тип связи.

2.     Какими физическими свойствами обладает оксид углерода (IV)?

3.     Запишите уравнения химических реакций, характерные для оксида углерода (IV).

4.Получение углекислого газа

                                       Информационный текст №4:

Углекислый газ — это «одеяло» Земли. Он легко пропускает ультрафиолетовые лучи, которые обогревают нашу планету, и отражает инфракрасные, излучаемые с ее поверхности в космическое пространство.

В повседневной практике углекислый газ используется достаточно широко. Например, газированная вода с добавками ароматных эссенций – прекрасный освежающий напиток. В пищевой промышленности диоксид углерода используется и как консервант — он обозначается на упаковке под кодом Е290, а также в качестве разрыхлителя теста.

Углекислотными огнетушителями пользуются при пожарах. Биохимики нашли, что удобрение... воздуха углекислым газом весьма эффективное средство для увеличения урожайности различных культур. Пожалуй, такое удобрение имеет единственный, но существенный недостаток: применять его можно только в оранжереях.   На заводах, производящих диоксид углерода, сжиженный газ расфасовывают в стальные баллоны и отправляют потребителям.

 Углекислый газ используется в качестве активной среды при сварке проволокой, так как при температуре дуги углекислота разлагается на угарный газ СО и кислород, который, в свою очередь, и входит во взаимодействие с жидким металлом, окисляя его.

Углекислота в баллончиках применяется в пневматическом оружии и в качестве источника энергии для двигателей в авиамоделировании.

В больших концентрациях углекислый газ токсичен, вызывает гипоксию. Длительное (до нескольких суток) вдыхание его даже при концентрации 1,5—3% вызывает головную боль, головокружение, тошноту. При концентрации выше 6% (так называемый критический уровень) теряется работоспособность, появляются сонливость, ослабление дыхания и сердечной деятельности, возникает опасность для жизни. Первая помощь: вынести пострадавшего на свежий воздух, провести искусственное дыхание. В воздухе жилых и общественных зданий накопление углекислого газа не достигает критических величин; его концентрация — один из санитарно-гигиенических показателей степени чистоты воздушной среды.

Задания для группы №4

1.     Применение углекислого газа.

2.     Физиологическое действие СО2.

3.     Первая помощь при отравлении углекислым газом.