Конспект урока на тему "Химические свойства кислорода"

УРОК № ___

Дата «____» ______________ г.

  ХОД УРОКА

                               I.            Организационный этап

                            II.            ПРОВЕРКА ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

1.      Самостоятельная работа

             III.            АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ

Беседа

—    Какие свойства веществ называются химическими?

—    Какие свойства кислорода известны вам из повседневной жизни?

—    Как можно довести наличие кислорода?

—    Что необходимо для горения веществ?

             IV.            ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1.      Взаимодействие кислорода с простыми веществами.

Рассказ учителя

Кислород является одним из активнейших веществ. Со многими веществами кислород реагирует, как правило, при нагревании. Еще из курса природо­ведения вы знаете, что кислород поддерживает дыхание и горение. В чис­том кислороде ярко загорается тлеющая лучинка и могут загораться некоторые вещества, такие как бензин, спирт, машинное масло. В большинстве случаев в результате взаимодействия веществ с кислородом образуются бинарные соединения, в состав которых входят атомы Оксигена. Такие бинарные соединения называют оксидами.

Соединение, образованное двумя элементами, одним из которых является Оксиген, называют оксидом.

Общая формула оксидов: Е_nO_m

Кислород взаимодействует с неметаллами с образованием окислов.

Демонстрация опытов с использованием слайд-шоу «Химические свойства кислорода. Реакции соединения» (взаимодействие кислорода с серой, взаимодействие кислорода с фосфором, горение угля в кислороде, взаимодействие магния с кислородом, взаимодействие железа с кислородом)

2.      Реакции соединения.

Коллективное обсуждение

Учитель обращается к ученикам с просьбой посмотреть на уравнения реакций горения простых веществ, записанных, на уроке, и найти в них общие признаки. Эти реакции имеют два общих признака: 1) в левой части уравнения записаны два вещества, а в правой — одно; 2) в ре­зультате этих процессов выделяются оксиды.

Учитель делает выводы о том, что горение простых веществ принадлежит к реакциям соединения.

Реакции соединения — это химические про­цессы, во время которых из нескольких веществ образуется одна.

3.      Взаимодействие кислорода со сложными веществами.

Беседа

—    Какие вещества называют сложными?

—    Как вы считаете, какие продукты реакции должны образоваться при горении сложных веществ?

Рассказ учителя

Горение сложных веществ принципиально не отличается от горения простых веществ. Разница заключается в том, что при горении сложных веществ образуются несколько оксидов (в зависимости от того, сколько эле­ментов входит в состав вещества). Таким образом, при горении сложных веществ в большинстве случаев образуются оксиды всех элементов, которые входили в состав этого вещества.

Например, реакцию горения метана можно описать следующим уравнением реакции:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О

а горение сахара:

С₆Н₁₂О₆ + 12О₂ = 12 СО₂ + 11Н₂О

4.    ОКИСЛЕНИЕ.

Предоставление необходимой информации

Учитель напоминает, что в большинстве случаев в результате взаимодействия простых и бинарных веществ с кислородом образуются окислы, потому такие реакции называют окисление. Учитель приводит примеры и формулирует определение: взаимодействую простых и сложных веществ с кислородом называют окисление, а сам кислород — окислителем.

Как пример можно продемонстрировать взаимодействие кислорода с медью, рассказать об особенностях окисление алюминия, напомнить реакцию горения магния. Следует рассмотреть вопрос: чем отличаются эти реакции?

5.    Горение, медленное окисление, взрыв. Условия возникновения и прекращения горения. Средства пожаротушение.

Интерактивное упражнение

Изучения этого материала предлагаем провести по интерактивной технологии колективно-групового обучения «Ажурная пилочка» (или «Мозаика»).

Объединяем класс в пять «домашних» групп по три - пять учеников в каждой. Каждому ученику в группе раздаем отметки разных цветов. Группам предоставляется информация для усвоения, которое является частью общей информации. Задание «домашних» групп — овладеть информацией на уровне, необходимому для обмена этой информацией с другими. После завершения работы в группах ученики расходятся по цветных «экспертных» группах, где они становятся экспертами по своему вопросу. В каждой «экспертной» группе должен быть представитель каждой «домашней» группы, который докладывает о своей части общей информации. Каждая экспертная группа должна выслушать всех представителей «домашних» групп и проанализировать материал в целом. На это отводится определенное время. После анализа материала ученики возвращаются в «домашние» группы и обмениваются информацией, анализируют, обобщают, делают выводы.

Информация для работы в группах

(Каждая группа получает и прорабатывает информацию из одной темы.)

Горение

Многие из реакций взаимодействия с кислородом происходят бурно, с выделением большого количества теплоты и света. Обычно мы называем такие реакции горением. Горение происходит быстро, с образованием пламени. Пламя возникает в результате свечения накаленных частиц веществ, которые сгорают или образуются во время реакции.

Быстрый процесс окисления вещества, которое сопровождается выделением большого количества теплоты и, как правило, света, называется горением.

Из всех газов, которые входят в состав воздуха, только кислород поддерживает горение. Причем, чем выше содержание кислорода в смеси газов, тем активнее происходит горение. Если бы в воздухе содержалось меньше 15 % кислорода, то горение было бы невозможным. А если бы содержимое кислорода превышал 30 %, то очень сложно было бы затушить огонь; все живое на нашей планете сгорело бы в результате всепоглощающих лесных пожаров, которые мог бы затушить только очень сильный ливень. В жизни мы очень часто встречаемся с горением. Мы разжигаем костер в лесу, сжигаем природный газ или дрова в печи. Горение:

—  происходят быстро;

— выделяет большое количество теплоты;

— чаще всего сопровождается пламенем.

Медленное окисление

Взаимодействие веществ с кислородом может происходить медленно, без заметного выделения теплоты. В этом случае огонь не наблюдается. Например, медь во время нагревания в кислороде (и на воздухе) не горит, а медленно превращается в черный порошок купрум(II) оксида. Медленное окисление — это процесс медленного взаимодействия веществ с кислородом без образования пламени и большого количества теплоты.

Медленное окисление отличается от горения отсутствием пламени и длительностью хода. Процессы медленного окисления не так заметны, но встречаются не менее редко. Железные предметы со временем укрываются ржавчиной — продуктом медленного окисления металла кислородом воздуха. Если залезть в свежий стог сена, то можно почувствовать теплоту и запах веществ, которые выделяются во время прения влажной травы. Скисания молока или сока также принадлежат к таким реакциям.

Медленное окисление способно при определенных условиях перейти в горение. Тлеющая спичка, брошенная в лесу, может стать причиной большого пожара. На предприятиях пропитанные машинным маслом тряпки после обтирания станков запрещено накапливать в кучах. Внутри такой кучи процессы медленного окисления с выделением теплоты настолько повышают температуру, что может состояться самовоспламенение.

Медленное окисление:

— происходят медленно;

— теплота выделяется постепенно;

— не сопровождается пламенем.

Взрыв

При некоторых условиях горения может происходить так быстро, что вещество взрывается. Обычно это происходит, если горючее вещество очень измельчено. Например, муку горючим веществом назвать сложно, но на мукомольных заводах происходили взрывы, когда очень измельченная мука, зависшая в воздухе, взрывалась от небольшой искры.

Взрываться могут смеси кислорода с некоторыми газами. Смесь кислорода с водородом в определенных соотношениях называют гремучим газом. Он взрывается от наименьшей искры с образованием воды:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

Взрываться могут смеси природного газа или угольной пыли с воздухом. Вот почему необходимо постоянно следить за исправностью газовых плит и газовых трубопроводов. Шахты постоянно проветриваются мощными насосами не только для того, чтобы у них легче дышалось, но и для того, чтобы развести к безопасным пределам рудниковый газ (метан), который выделяется из угольных слоев.

Обычные опилки, пропитанные жидким кислородом, становятся взрывчатым веществом. Поэтому смеси пористых горючих материалов с жидким кислородом применяют как взрывчатку во время прокладки тоннелей, строительства дамб, добычи руды.

Взрыв:

— происходят очень быстро;

— энергия, которая выделяется, приводит к разрушительным последствиям;

— сопровождается взрывной волной и иногда кратковременной вспышкой.

Условия возникновения и прекращения горения

Рассмотрим, от чего зависит ход реакции горения. В первую очередь, для возникновения горения необходим контакт горючего вещества с кислородом. Интенсивность горения зависит от содержимого кислорода в воздухе. Поэтому для того, чтобы увеличить температуру пламени, через пламя продувают воздух или подают чистый кислород. Этим приемом пользуются ковали, газосварщики, металлурги, стекловары. Возможно, вы также им пользовались. Вспомните, чтобы разжечь костер на пикнике, вы нагнетали воздух на дрова, которые горели.

Следующее условие хода горения: вещество для воспламенения должно быть нагрето к температуре воспламенения. Например, древесина загорается на воздухе в случае нагревания до 300 °С, а бензин нужно нагреть до 220 °С. Обычно для достижения температуры воспламенения вещество поджигают. Вещество, которое загорелось, продолжает гореть самостоятельно, поскольку в процессе горения выделяется большое количество теплоты, за счет которого постепенно нагревается следующая порция вещества.

Температура воспламенения некоторых веществ близка к комнатной. Такие вещества загораются на воздухе самостоятельно, без нагревания. Это явление называют самовоспламенением. К самовозгорающимся веществам принадлежит белый фосфор, потому его нельзя держать на воздухе, его хранят только под слоем жидкости.

Условия возникновения горения:

— доступ кислорода;

— достижение температуры воспламенения;

— наличие горючего вещества.

Средства пожаротушения.

 Для воспламенения предметов необходимы два условия: доступ кислорода и нагревание предмета к температуре воспламенения. Следовательно, для того, чтобы затушить предмет, который горит, необходимо или охладить его, или перекрыть доступ кислорода к нему.

Часто для гашения огня используют воду. Она препятствует доступу воздуха и охлаждает предмет за счет испарения. Но есть вещества, которые нельзя гасить водой. К ним принадлежат некоторые металлы (калий, натрий), которые активно взаимодействуют с водой, которая может только усилить пожар. Также нельзя гасить водой некоторые органические вещества, такие как бензин, керосин, петролейный.ефир. Они более легки воды, потому в случае попытки затушить их водой они всплывают на поверхность и продолжают гореть, распространяя пламя на соседние участки.

Самый эффективный способ гашения пламени, который используется в химических лабораториях, - это предотвращение доступа воздуха с помощью песка, огнетушителей или специальных асбестовых одеял. На прекращении доступа кислорода основывается действие большинства огнетушителей. В быту чаще используются кислотные или порошковые огнетушители. В домашних условиях, чтобы затушить предметы, которые горят, или одежду, которая загорелась на человеке, нужно накинуть на них одеяло, шубу, ковер или покрывало и плотно завернуть, чтобы прекратить доступ воздуха.

Обсуждение темы в группах                         

—   Что общего между процессами горения, дыхания и гниения?

—   Объясните, чем отличаются понятия «горение»,- «медленное окисление», «взрыв».

—   Какие условия необходимые для возникновения горения?

— Приведите примеры горения и медленного окисление из повседневной жизни.

—. Как вы думаете, почему на воздухе горения происходят медленнее, чем в чистом кислороде?

Во время общего обсуждения учителю следует обратить внимание учеников на то, что процессы горения и медленного окисления могут переходить один в другой: дрова в костре, который был перегоревшим, еще некоторое время продолжают тлеть.

Дополнительно необходимо объяснить действие огнетушителей, которое основывается на прекращении доступа кислорода. С открытием вентиля сжатый под давлением углекислый газ поступает в зону горения и перекрывает доступ кислорода к горючему веществу. Обычно углекислый газ быстро испаряющийся, но за это небольшое время вещество успевает охладиться и уже не загораеться опять. В кислотных огнетушителях углекислый газ образуется в результате химической реакции соды с кислотой, а порошковые огнетушители разбрасывают специальный порошок, который, попадая в пламя, раскладывается с образованием углекислого газа.

                V.            ОБОБЩЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ

Задания

1.      Из приведенных формул выпишите оксиды: НСl, NaОН, К₂O, SO₂, СaО, НI, Р₂O₃, Н₂SO₄, СО, ZnS. Дайте название каждому оксиду.

2.      Запишите уравнение реакций образования из простых веществ ок­сидов, что приведенные в предыдущем задании.

3.      Горит сероводород — газ с запахом тухлых яиц. Запишите уравнение реакции, если известно, что во время его горения образовывается сульфур(IV) оксид и вода.

4.      Составьте реакции горения газа силана SiН₄. Назовите оксиды, которые образуются.

5.      Расставьте коэффициенты в схемах реакций и укажите реакции соединения.

РЬ + O₂ = РbO;

К + O₂ = К₂O;

ZnS + O₂ = ZnO + SO₂;

КСlO₃ = КСl + О₂;

H₂S + SO₂ = S + H₂O;

P₂O₅ + H₂O = H₃PO₄.

6.      Составьте уравнение реакций, которые отвечают такой схеме превращений:

H₂O → O₂ → Al₂O₃. Укажите типы реакций.

             VI.            ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

·         читать §

·         выполнить задания

          VII.            ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА