МОУ Ганусовская средняя общеобразовательная школа
Открытый урок по химии в 9 классе.
Учитель химии:
2008 г.
Задачи:
Обучающие: обобщить, систематизировать знания учащихся о кислороде как о химическом элементе и о простом веществе, его соединениях. Установить взаимосвязь между составом, свойствами, применением.
Воспитательные: формировать положительное отношение к учению, роль знаний в развитии личности, воспитание характера, преодоление трудностей, учить работать в группе, оценке и самооценке.
Развивающие: развивать интеллектуальные умения, навыки, делать выводы, обобщения, сравнения, конкретизировать умения, развивать мышление и память.
Методы: словесные (беседа, рассказ), наглядно-практические, информационные (использование ИКТ и сети Интернет).
Оформление: газеты «К уроку», «Вездесущий кислород», «Хочу всё знать!», рисунки учащихся.
План урока.
I. Вводное слово учителя (слайд 1)
По мнению людей религиозных, вездесущим, всемогущим и в то же время невидимым может быть только бог. Действительно, все три эпитета можно отнести у одному элементу, простому веществу. Что это за вещество вы узнаете, разгадав загадку.
В чём горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз
Дышит чем любой из нас?
Каждый миг и каждый час!
Без чего мертва природа?
Правильно, без … (кислорода)
II. Распространённость в природе (слайд 2).
III. Общая характеристика кислорода (слайд 3).
IV. Физические свойства (слайд 4).
Газ без цвета, вкуса и запаха. Растворим в воде, причём растворяется тем лучше, чем ниже её температура. Поэтому плотность живых организмов в холодных приполярных водах может быть значительно выше, чем в тёплых экваториальных.
V. Аллотропные изменения (слайд 5).
VI. Работа в группах (диагностика) (слайд 6).
Группа 1.
Кислород – самый распространённый … земной коры. В связанном виде он входит в состав … , минералов, горных пород и всех веществ, из которых построены … растений и животных. Кислород образует два аллотропных видоизменения: О2 - … и О3 - … (вода, элемент, кислород, озон, органы).
Группа 2.
Кислород – это … газ. Он … воздуха, … в воде, легко реагирует с другими …, при Этом образуются сложные вещества, которые называются … (малорастворим, вещества, тяжелее, бесцветный, оксиды).
Группа 3.
Озон – газ … цвета с запахом свежести, малорастворим в … Озон - … окислитель. Он убивает … в питьевой воде, сточных водах, … помещений (сильный, бактерии, воздух, вода, голубой).
VII. История открытия (слайд 7).
Многие учёные прошлого догадывались, что существует вещество со свойствами, которые, как мы теперь называем, присущи кислороду. Этот элемент вполне мог появиться уже в VIII в. Сведения о нём – косвенные, разумеется, - есть в трактате китайского алхимика Мао Хао. Китайцы знали «деятельное начало», входящее в состав воздуха, и называли его «йын». В XVв. следы кислорода можно обнаружить в трудах Леонардо да Винчи. Потом снова теряются – до XVII в., когда голландец Дреббель изобретает подводную лодку. Он использует селитру, чтобы её кислородом обогатить воздух в подводной лодке. Но этот факт остался незамеченным.
В 1758 году склонен был признать, что в процессе горения участвуют воздух, и на основании своих опытов доказал, что в состав воздуха входит вещество, окисляющее металл.
Открытие кислорода является одним из важнейших событий в истории элементов, но и химии вообще. В чистом виде кислород впервые был получен в 1772 г. Шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле.
Учитель проектирует на экран портрет Шееле с краткой справкой о нём.
Это имя стало широко известно учёному миру в 1777 г., когда К. Шееле опубликовал книгу «Химический трактат о воздухе и огне». Книга была написана в 1775г., и лишь по вине издателя публикация её задержалась на два года. Это досадное обстоятельство лишило К. Шееле права именоваться первооткрывателем кислорода, хотя он описал его ещё в 1772 г., причём полнее и чётче, чем это сделал Джозеф Пристли.
Учительпроецирует на экран портрет Пристли с краткой справкой о нём.
Официально считается, что кислород был открыт английским химиком Джозефом Пристли 1 августа 1774 путём разложения оксида ртути в герметично закрытом сосуде (Пристли направлял на это соединение солнечные лучи с помощью мощной линзы.)
2HgO (t) →2Hg + O2↑
Он проделал следующие опыты:
1. В сосуд с кислородом внёс горящую свечу. «Свеча горит блестящим (ярким) пламенем», - записал он. Пристли сделал вывод: «Кислород поддерживает горение».
2. Поместил мышей под два колокола – с воздухом и с кислородом. Вскоре под колоколом с воздухом мышь погибла, в то время как в кислороде мышь продолжала резвиться. Затем он сам пробовал дышать полученным газом и убедился, что им «дышится чрезвычайно свободно и легко».
Однако Пристли первоначально не понял, что открыл новое простое вещество, он считал, что выделил одну из составных частей воздуха (и назвал этот газ «дефлогистированным воздухом»). О своём открытии Пристли сообщил выдающемуся французскому химику Антуану Лавуазье.
Литератор-поэт.
Когда-то в древней Англии
Великий Пристли жил.
Все соблюдая правила,
Оксид он разложил.
Под куполом сосуда
Бесцветный газ собрал.
Старательно исследуя,
Его он описал.
Не видим и безвкусен.
Всех запахов лишён.
В воде не растворяется
Свеча сгорает в нём.
Учёный в изумлении:
Ну что за чудеса?
Горят легко в нём многие
Простые вещества
Этот газ из колбы вышел
Никому он не знаком
Этим газом дышат мыши
Под стеклянным колпаком
Дрова лучистым пламенем
Сгорали в нём, понятно.
Сам пробовал дышать –
Легко дышать, приятно.
И всё-таки главная фигура в истории открытия кислорода – не Шееле и не Пристли. Они открыли новый газ – и только. Собственно открывшим кислород остаётся французский химик Антуан Лавуазье. В 1775 году он исследовал кислород и создал кислородную теорию горения, которая пришла на смену теории флогистона (теория огненной материи). Лавуазье дал название кислороду oxygenium – рождающий кислоту.
VIII. Появление на Земле. Круговорот кислорода в природе (слайд 8).
IX. Фотосинтез (слайд 9).
Из общего количества солнечного излучения, попадающего на нашу планету, лишь половина доходит до поверхности Земли, только ⅛имеет длину волны, подходящую для фотосинтеза, и лишь 0,4% таких лучей (около 1% от общего объёма энергии) используется растениями. Именно от этого одного процента зависит вся жизнь на Земле.
В процессе фотосинтеза углекислый газ в присутствии хлорофилла реагирует с водой; при этом образуется глюкоза и выделяется кислород:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Фотосинтез – это процесс, который происходит в зелёных растениях при солнечно свете:
В результате этого процесса содержание кислорода в воздухе постоянно пополняется. Установлено, что количество кислорода, выделяемогозелёными растениями в год, превышает все затраты, связанные с его использованием. Но всегда ли так будет? Мы должны ответить на главный вопрос – возможно ли уменьшение количества кислорода на нашей планете?
Исключительно важна роль кислорода в процессе дыхания человека и животных. Растения также поглощают атмосферный кислород. Но если в темноте идёт только процесс поглощения растениями кислорода, то на свету протекает ещё один противоположный ему процесс-фотосинтез, в результате которого растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Так как процесс фотосинтеза идёт более интенсивно, то в итоге на свету растения выделяют гораздо больше кислорода, чем поглощают его при дыхании. Таким образом, содержание свободного кислорода Земли сохраняется благодаря жизнедеятельности зелёных растений.
Благодаря солнечному свету и хлорофиллу углекислыйгаз поглощается растениями, выделяющими кислород, так необходимый человеку и животным. Самыми активными «производителями» кислорода являются не растения, которые мы видим на суше, а бесчисленные мелкие водоросли. Подсчитано, что сухопутные растения вырабатывают ежегодно 53 млрд. тонн кислорода, а водоросли – почти в 10 раз больше. Было определено также, что населению Земли и животным нужно две тысячи лет, чтобы исчерпать весь кислород атмосферы, а растениям и водорослям достаточно 600 лет, чтобы восстановить массу кислорода в воздухе, окружающем Землю.
о фотосинтезе «Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, сколько угодно солнечного света, целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил сахар, крахмал, жиры, зерно – он решит, что вы над ним смеётесь. То, что кажется фантастическим человеку, беспрепятственно совершается в лишь зелёных листьях растений».
X. Способы получения (слайд 10).
В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением около 15 МПа. Важнейшим лабораторным способом его получения служит электролиз водных растворов щелочей. Небольшие количества кислорода можно также получать взаимодействием раствора перманганата калия с подкисленным раствором пероксида водорода. Также хорошо известны и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной и азотной технологий.
XI. Химические свойства (слайд 11).
Химические: в реакциях со всеми элементами (кроме F) всегда окислитель. Реагирует со всеми элементами, кроме He, Ne, Ar, Au, Pt - соединения обычно получают косвенным путём.
Физические: бесцветный газ, без запаха. Ткип – 183˚С, тяжелее воздуха, в 1 л H2O растворяется 0,04 г O2. Парамагнитен – втягивается в магнитное поле.
XII. Химические опыты (слайд 12).
Опыт 1. Уголёк в кислороде не гаснет
Раскаляется он до бела.
Дым и пламя не выделяя
Углекислый газ.
Опыт 2. Горение серы.
Подмигнув лиловым глазом,
Сера быстро стала газом.
Ох, не радует он нас
Ядовит сернистый газ
Опыт 3.Горение железа (видеофрагмент).
Взяли в ложечке железо
Заискрилось и оно.
Магний, цинк или рубидий.
XIII. Работа в группах – диагностика (слайд 13).
Кислород - самый распространённый на Земле элемент, на его долю (в составе различных соединений, главным образом силикатов) приходится около 47,4% массы твёрдой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода – 88,8% (по массе), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 20,95% (по объёму), в воздухе массовая доля кислорода составляет 23,12:.Элемент кислород входит в состав более 1500 соединений земной коры.
1 группа Закончите уравнение реакций, расставьте коэффициенты. Для первого уранения составьте электронный баланс: ? + O2 → Al2O3 Li + O2 → ? Mg + ? → MgO | 2 группа Закончите уравнение реакций, расставьте коэффициенты. Для первого уранения составьте электронный баланс: S + ? → SO2 ? + O2 → NO P + O2→ ? | 3 группа Закончите уравнение реакций, расставьте коэффициенты. Для первого уранения составьте электронный баланс: C + ? → CO2 ? + O2 →Al2O3 Li + O2 → ? |
XIV. Озон. Озоновые дыры (слайд 14).
XV. Применение. Охрана воздуха от загрязнения (слайд 15).
Широкое промышленое применение кислорода началось в середине XX века, после изобретения турбодетандеров – устройств для сжижения и разделения жидкого воздуха.
· Металлургия – конвертерный способ производства стали связан с применением кислорода.
· Сварка и резка металлов – кислород в баллонах широко используется для газопламенной резки и сварки металлов.
· Ракетное топливо – в качестве окислителя для ракетного топлива применяется жидкий кислород, пероксид водорода, азотная кислота и другие богатые кислородом соединения. Смесь жидкого кислорода и жидкого озона – один из самых мощных окислителей ракетного топлива (удельный импульс смеси водород – озон превышает удельный импульс для пары водород-фтор и водород-фторид кислорода).
· Медицина – кислород используется для обогащеня дыхательных смесей при нарушении дыхания, для лечения астмы, в виде кислородных коктейлей.
· Пищевая промышленность кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е941, как пропеллент и упаковочный газ. При сердечнососудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене.
· Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном.
· Радиоактивный изотоп кислорода 15О применяется для исследований скорости кровотока, лёгочной вентиляции.
А сейчас мы перейдём к одной из самых важных проблем не только для нашего города, страны, но и для всей планеты. Это охрана воздуха от загрязнения.
Планета когда-то
Прекрасной была.
И реки струились,
Прозрачней стекла.
Был снег белоснежным
И дождь как слеза,
Сияла на солнце
Небес бирюза.
Планету
Природы искусный резец
Миллионами лет
Превращал в образец.
Но истыкали трубы
Просторы небес.
Отравлены воды,
Испакощен лес.
Плывут облака,
Точно чёрная ночь.
Серьёзной проблемой для нашего края и для всей планеты, является загрязнение окружающей среды. Исчезает в городах чистый воздух, реки превращаются в сточные канавы, повсюду груды мусора, свалки, искалеченная природа – такова бросающаяся в глаза картина безумной индустриализации мира.
Загрязняют атмосферу транспорт, промышленные предприятия, тепловые электростанции. В состав выхлопных газов автомобилей входят оксиды C, N, S от каждой тысячи машин за день в воздух поступает более 3000 кг оксида углерода (II) – очень токсичного вещества. ТЭЦ средней мощности, работающие на угле, только за один час сжигают более 80 тонн угля и выбрасывают в атмосферу примерно 5 тонн SO2 и 16-17 тонн золы.
Промышленность выбрасывает в атмосферу значительное количество твёрдых частиц (сажа, зола, пыль, копоть) и вредных газов (SO2, CO2, CO, NO, NO2) образующиеся при неполном сгорании топлива, на котором работают предприятия. В 1 см3 городского воздуха содержится 100 тыс. пылинок. Промышленность всех стран мира выбрасывают в атмосферу 6 млрд. тонн CO2 ежегодно.
Высокая концентрация оксидов серы обостряет хронические респираторные и сердечно-сосудистые заболевания, вызывает бронхиты, астму.
Атмосферу необходимо охранять от загрязнения, бороться с загрязнением. Для этого надо правильно сжигать топливо, строить очистные сооружения, совершенствовать технологии производства и модернизацию транспорта, улучшать планировку городов и сёл, расширять площади земных насаждений.
XVI. Экологический калейдоскоп пос. Рылеево (слайд 16).
XVII. Заключение (слайд 17).
Карта оценивания ответов учащихся
Класс______________ Группа №______________
№ п/п | Ф. И. учащегося | Индивидуаль-ный ответ (оценка учителя) | Самооценка | Работа в группе | Дополнительный ответ | Тестовая работа | Итог |
1. | |||||||
2. | |||||||
3. | |||||||
4. | |||||||
5. | |||||||
6. | |||||||
7. |
XVIII. Вывод (слайд 18)
Впечатления об уроке
«Сегодня на уроке я…»
«Самым интересным на уроке было …»
«Самым сложным было …»
Домашнее задание: составить кроссворд из 10 химических терминов.
