Конспект по химии на тему "СО2"

Тема урока. Углекислый газ - компонент воздуха

Цели урока: А) дать сведения о составе углекислого газа, его физических и химических свойствах, возможных способах получения, о положительной и отрицательной роли этого газа природе и жизни человека

Б) развить навыки постановки школьных опытов и наблюдения за их результатами.

Задачи обучения:

Нужно знать: состав и строение углекислого газа, физические и химические свойства, способы получения, распространение в природе, положительную и отрицательную роль в природе и жизни человека, экологические проблемы, связанные с ним.

Нужно уметь: ставить опыты по получению, собиранию, доказательству наличия углекислого газа; ставить опыты по химическим свойствам углекислого газа; составлять уравнения реакций получения углекислого газа и его химических реакций с другими веществами.

Задачи развития: продолжить развитие у учащихся основных приемов мышления (умение анализировать, сравнивать и т.д.)

Задачи воспитания: продолжить работу по формированию научного мировоззрения.

План урока.

1.     Мотивационный этап. Сообщение темы, цели, задач урока.

2.     Реализация цели: изучение состава углекислого газа, его физических и химических свойств, возможных способов получения, положительной и отрицательной роли углекислого газа природе и жизни человека.

Демонстрационные опыты.

1.     Помутнение известковой воды от выдыхаемого углекислого газа

2.     Получение углекислого газа

3.     Горение лучинки и магниевых стружек в углекислом газе

Ход урока

IОрганизационный момент.

II.Где встречается углекислый газ. Строение молекулы углекислого газа.

CО₂ – формула, обозначающая молекулу оксида углерода (IV), или углекислого газа.

Процентное содержание углекислого газа в воздухе непостоянно.

Оно составляет около 0,03% по объему, но может быть и другим - в зависимости от конкретной местности.

Углекислый газ выделяют живые организмы.

Он также является продуктом горения различных веществ, таких как уголь, нефть или бензин.

Азот 78,09%

Кислород 20,95%

Аргон 0,93%

Углекислый газ 0,03%

Степень окисления углерода в молекуле СО₂ ровна +4. Молекула СО₂ имеет линейное строение, поэтому она неполярна.

О=С=О

Атом углерода связан с атомами кислорода 4 общими электронными парами. В химических реакциях СО₂ не может проявлять восстановительные свойства.

III. Обнаружение углекислого газа

Проведем простой эксперимент, доказывающий, что углекислый газ выделяется при дыхании.

Видеосюжет: Известковая вода мутнеет под действием оксида углерода (IV), который содержится в воздухе, выдыхаемом из легких. Оксид углерода (IV) реагирует с известковой водой и таким образом способствует образованию осадка.

GCH_1Ac11_01Nd.wav

Реакция, характерная для углекислого газа.

При реакции с углекислым газом  известковая вода становится мутной. Это характерная реакция  для углекислого газа, то есть она позволяет идентифицировать углекислый газ.

IV. Круговорот углекислого газа в природе

Круговорот углекислого газа в природе.

Глюкоза - одно из основных питательных веществ для человека и животных.

углекислый газ + вода -> глюкоза + кислород

солнечная энергия

хлорофилл

 Основную роль в процессах фотосинтеза играет хлорофилл, содержащийся в хлоропластах, которые находятся  под внешней оболочкой листьев. Реакция фотосинтеза имеет две фазы: световую и темновую. Во время световой фазы энергия света используется для разложения воды на кислород и водород - кислород выделяется как побочный продукт. Во время темновой фазы (не требующей света) образуется органическое вещество – глюкоза. По оценкам, в процессе фотосинтеза за год производится 150 миллиардов тонн глюкозы и 160 миллиардов тонн кислорода.

Это интересно: Фотосинтез

Фотосинтез - наиважнейший процесс для жизни на Земле.

Он включает в себя поглощение солнечной энергии и преобразование ее в энергию химических связей органических соединений, которые, в свою очередь, становятся источником энергии и строительным материалом для большинства живых организмов.

Зеленые растения поглощают солнечную энергию в процессе фотосинтеза.

Причем поглощается лишь несколько процентов всей солнечной энергии, достигающей Земли.

 Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, необходимый для дыхания живых организмов. В процессе дыхания люди, животные и растения выделяют углекислый газ, который попадает в атмосферу. Углекислый газ образуется также в процессах распада. Развитие цивилизации, связанное с ростом числа автомобилей и фабрик, увеличивает выброс углекислого газа в атмосферу. Естественные источники углекислого газа – вулканы – выбрасывают его в атмосферу во время извержений:

V. Получение углекислого газа

Углекислый газ получают, действуя на соли угольной кислоты- карбонаты растворами соляной, азотной и даже уксусной кислот.

В промышленности углекислый газ получают обжигом известняка:

                   CaCO₃ = CaO+CO₂                    

В лаборатории углекислый газ получают при действии на мел или мрамор соляной кислотой.

Получим небольшое количество углекислого газа для дальнейшего изучения его свойств. В качестве исходных веществ используем соляную кислоту и карбонат кальция.

Карбонат кальция реагирует с соляной кислотой с образованием газа. Помутнение известковой воды свидетельствует о том, что полученный газ - оксид углерода (IV), или углекислый газ - CО₂.

Ca CO₃ + 2 HCl = CaCl₂+ H₂O+CO₂

Видео сюжет : Нальем 10%-ный раствор хлористоводородной кислоты в делительную воронку и перельем ее по капле в пробирку с карбонатом кальция. Понаблюдаем за изменениями, происходящими в пробирке с известковой водой.

 GCH_1Ac11_02Nd.wav

VI. Свойства углекислого газа

Бесцветный, не имеющий запаха газ. Он примерно в полтора раза тяжелее воздуха. При обычных условиях в 1 объеме воды растворяется 1 объем углекислого газа.

При давлении примерно 60 атм углекислый газ превращается в бесцветную жидкость.

Углекислый газ не горит и не поддерживает горение

Рассмотрим поведение горящей лучинки и горящих магниевых стружек, помещенных в углекислый газ.

Горение лучинки прекращается в атмосфере углекислого газа. Это доказывает, что он не поддерживает горение. Однако горение магния в атмосфере углекислого газа усиливается. В результате чего образуются два новых вещества: черный осадок на стенках цилиндра - углерод в виде сажи, а белый - оксид магния. Произошла химическая реакция - из двух исходных веществ образовались два новых.

В этой реакции магний и углерод меняются местами.

Магний и оксид углерода (IV) реагируют с образованием углерода и оксида магния.

                                CO₂ + 2 Mg = 2 MgO+C

Реакция магния с углекислым газом - пример реакции замещения.

Видеосюжет: Наполним оксидом углерода (IV) два цилиндра для сжигания. Внесем в один из них тлеющую лучинку, а в другой – горящую магниевую стружку. Понаблюдаем за происходящими изменениями.

GCH_1Ac11_03Nd.avi

VII.Применение углекислого газа

Углекислый газ широко применяется, например:

при тушении огня,

в газированных напитках,

в виде сухого льда в холодильниках.

 У оксида углерода (IV), или углекислого газа, много практических применений. Он используется при производстве газированных напитков, а также (как вещество, не поддерживающее горение) используется для тушения огня (помимо всего остального, им можно тушить горящие электропровода). Охлажденный до –78,5 градусов Цельсия и отвердевший – так называемый сухой лед – он  используется в холодильниках для хранения замороженной пищи и в кондитерском производстве.

Это интересно: Парниковый эффект

Парниковый эффект - открыт в 1861 году ирландским физиком Джоном Тиндалем (1820-1893), который предсказал последствия повышения содержания углекислого газа в атмосфере: таяние ледников на полюсах и вечных снегов в горах и как результат - повышение уровня воды в морях и океанах.

Доля в повышении содержания углекислого газа:

вырубка лесов 23%

другие 16%

промышленность 16%

транспорт 22,5%

угольные электростанции 22,5%

 Температура поверхности Земли и воздуха постоянно растет. Землю окружает атмосфера, содержание углекислого газа в которой повышается. Вместе с другими парниковыми газами углекислый газ выполняет функцию двустороннего фильтра, прямо как стекло в теплице. Парниковые газы позволяют коротким волнам солнечного излучения проникать через атмосферу. Оно нагревает поверхность Земли, а нагретая Земля уже излучает длинные волны (инфракрасное излучение). Часть инфракрасного излучения задерживается парниковыми газами, особенно углекислым газом. Человеческая деятельность нарушает баланс между теплом, поступающим на Землю и теплом, излучаемым планетой, что, в свою очередь, приводит к постепенному потеплению атмосферы. Содержание углекислого газа в атмосфере повышается в результате вырубки лесов, сокращения площадей посевов, а также в результате производственных процессов, и особенно – процессов горения на энергостанциях, промышленных предприятиях и в моторном транспорте. Излишек углекислого газа не может быть переработан растениями и не может быть поглощен Мировым океаном. Из-за повышения температуры и таяния льдов уровень воды в океане за последние 110 лет, с 1880-го по 1990-й годы, повысился на 11 см. Это – предупреждение людям. Следует, не откладывая, изучить причины, по которым содержание углекислого газа неуклонно повышается.

VIII. Закрепление изученного материала.

 Запомните это

Содержание углекислого газа в воздухе может меняться.

Углекислый газ не горит и не поддерживает горение.

Углекислый газ может быть обнаружен с помощью известковой воды.

Работа на местах с раздаточным материалом.

Упражнения (1,2,3,4)

Какое свойство углекислого газа позволяет ему скапливаться в нижних слоях атмосферы?

Газообразное состояние

Отсутствие цвета и запаха

Слабая растворимость в воде

Плотность, которая в 1,5 раза больше, чем у воздуха

Что приводит к повышению содержания углекислого газа в атмосфере?

сжигание ископаемого топлива

распространение моторного транспорта

уменьшение площади лесов

Какой газ вызывает помутнение известковой воды?

кислород

углекислый газ

азот

Магний поместили в цилиндр с углекислым газом. Какие вещества образуются в результате реакции?

оксид магния и магний

оксид магния и углерод

углерод и магний

оксид магния и пар.

Упражнения (5,6) Работа у доски.

Дополните схемы реакций, вставив соответствующие названия элементов или соединений.

магний

оксид магния

углерод

оксид ртути (II)

оксид углерода (IV)

оксид углерода (IV)

оксид магния

кислород

кислород

ртуть

Сопоставьте данные понятия и относящиеся к ним сведения.

фотосинтез

сухой лед

реакция замещения

парниковый эффект

потепление атмосферы в результате поглощения энергии углекислым газом

исходное вещество - углекислый газ

затвердевший углекислый газ

реакция магния с оксидом углерода (IV)

IX Домашнее задание. Параграф 30 упр 1-4

Литература:

для учителя

1.     Химия 9 класс: Поурочные разработки к учебнику О.С.Габриеляна; Л.С.Гузея, В.В. Сорокина, Р.П.Суровцевой; Г.Е. Рудзитиса, Ф.Г. Фельдмана.-  М.: ВАКО, 2004.- 284с.-(Помощь школьному учителю)

2.     Химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/О.С.Габриелян.-14 –е изд., испр.- М.:Дрофа, 2008.- 270,(2)с.:ил

3.     Химия мультимедийное учебное пособие нового образца 8 класс

                                         Литература для учащихся

1.              Химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений/О.С.Габриелян.-14 –е изд., испр.- М.:Дрофа, 2008.- 270,(2)с.:ил