Открытый урок по химии на тему "Углерод"

Филиал МБОУ Токаревской СОШ №2 в с.Гладышево

Разработка

открытого урока по химии

 в 9 классе на тему

Учитель химии

 Кузина Ирина Владимировна

2017 г

Цель урока:

продолжить формирование системы знаний о химических элементах и простых веществах неметаллах на примере углерода;  сформировать понятие адсорбции; познакомить с использованием аллотропных модификаций углерода и адсорбцией в промышленности и быту.

Задачи:

Образовательные. Охарактеризовать углерод: положение в ПС, простое вещество и углерод в составе соединений. Аллотропические модификации. Адсорбция.  При изучении химических свойств обратить внимание на окислительно-восстановительные реакции.

Развивающие. Развить логическое мышление учащихся, расширить кругозор.

Воспитательные. Способствовать экологическому воспитанию, аккуратности, умению работать самостоятельно, у доски.

Тип урока:  изучение нового материала

Раздаточный материал: таблица Д.И. Менделеева, карточки с планом положения элемента в ПСХЭ, таблицы.

Ход урока:

Организационный момент:  Здравствуйте ребята! Садитесь. Начинаем наш урок.

Изучение нового материала:  Мы продолжаем с вами изучение большого раздела - неметаллы. Я хочу начать урок  с загадки:

                                                                                       Удивить готов он нас —
                                                              Он и уголь, и алмаз,
                                                                             Он в карандашах сидит,
                                                                             Потому что он — графит.
                                                                             Грамотный народ поймет
То, что это... (углерод).                                

Тема нашего урока – Углерод.           

Портрет  элемента

На доске мы видим портрет нашего элемента, который включает в себя следующие разделы:  

	- Положение элемента в ПС. - Строение и свойства атомов. - Аллотропные модификации. - Адсорбция. - Химические свойства. - Круговорот углерода в природе.

 

Сегодня на уроке мы с вами постараемся дать полную характеристику новому «герою» - элементу углерод.  Для этого я раздам вам карточки, на которых дан план положения элемента в ПСХЭ. Открываем ПС, находим элемент углерод. Углерод является первым элементом своей группы. Все данные мы  с вами запишем на доске  и в тетрадь:

С, № 6, неметалл,4 группа, гл. подгруппа,  2 период, малый период, Аr=12,   высший оксид - СО_2,,  летучее водородное соединение- СН₄

А теперь переходим к изучению строения и свойств атомов. Составим электронную  схему строения атома углерода: 1S²2S²2P². Атом углерода содержат на внешнем энергетическом уровне 4 электрона, поэтому он может  принимать 4 электрона, приобретая степень окисления -4, т.е проявлять окислительные свойства и отдавать  свои электроны, т.е проявлять восстановительные свойства , приобретая степень окислении +4, но может отдавать и 2 электрона, приобретая степень окисления +2.  Углерод как простое вещество может иметь 0 с.о.

Задание: Определите степень окисления углерода в следующих соединениях: CО₂; СО; Al₄C₃, назовите их. (Работа у доски)

Переходим   к рубрике  Вопрос – ответ. Учитывая положение углерода в Периодической системе, ответьте на вопросы:

1.Чему равен заряд ядра атома углерода?

2. Сколько протонов в ядре атома?

3.Сколько нейтронов в ядре атома?

4. Сколько электронов в атоме углерода?

5. Как можно определить число энергетических уровней?

6. Как можно определить число электронов на внешнем уровне?

7. Чему равен заряд ядра?

8.Как меняется радиус атома в группе и подгруппе?

(Работа у доски). Сравните атомы элементов   C * Si                      C * N  по плану:

 А) Заряд ядра;

Б) Число энергетических уровней;

В) Число электронов на внешнем уровне;

Г)  Радиус атома;

Д)  Окислительные свойства.

Аллотропные модификации углерода:

Вы уже знаете, что углерод образует аллотропные  модификации – алмаз и углерод. По своим свойствам они сильно отличаются друг от друга. Причинами аллотропии являются:

- строение кристаллических решеток;

-  число атомов в молекулах;

Работа с учебником

Заполните таблицу «Сравнение графита и алмаза»

(раздаются таблицы для заполнения)

Характеристика	Графит	Алмаз
Цвет
Твердость
Кристаллическая решетка
Применение

Сообщение ученика «Алмазы» (приложение 1)

Кроме алмаза и графита есть ещё две аллотропные модификации, они  были  получены  сначала искусственно, а потом найдены в природе – это карбин, в котором атомы углерода соединены в длинные цепочки и  фуллерен, в котором 60 и более атомов углерода образуют такой шар, полый внутри. Эти вещества представляют большой интерес для нанотехнологий.

Адсорбция

Сходное с графитом строение имею сажа и древесный уголь. Древесный уголь получают  при сухой перегонки древесины. Этот уголь благодаря своей пористой поверхности обладает способностью поглощать газы   растворенные в-ва. Такое св-во называется адсорбцией. Чем больше пористость древесного угля тем, тем эффективнее адсорбция.

Чтобы увеличить поглотительную способность древесный уголь обрабатывают  горячим водяным паром. Такой уголь называют активированным . В аптеке его продают в виде черных таблеток карболена.

Активированный уголь широко применяется в промышленности для очистки многих продуктов, например, спирта от сивушных масел, сахарного сиропа от окрашенных веществ, для улавливания бензина из природных  газов. Способность угля к адсорбции была использована Николаем Дмитриевичем  Зелинским в противогазе, изобретённом им впервые в Росси. Стр. 167

Химические свойства:

1.При нагревании углерод соединяется с кислородом, образуя оксид углерода  (IV), или углекислый газ:

С + O₂ = CO₂

При недостатке кислорода образуется оксид углерода (II), или угарный газ:

2С + О₂ = 2СО

2. С водородом углерод соединяется только при высоких температурах и в присутствии катализаторов.

С + 2H₂ = CH₄

3. Взаимодействие с металлами: составить уравнение реакции и назвать вещества.

4Аl+3C=Al₄C₃

Ca+2C=CaC₂ (куски серого цвета)

Применяют для получения ацетилена, газосварщики:

CaC₂ + 2H₂O = C₂H₂  + Ca(OH)₂

Al₄C₃₊12 H₂O=4Al(OH)₃ +3CH₄

- С оксидом меди, (какие свойства проявляет углерод в этой реакции)?

С+ 2СuО=2Cu + CO2

Решаем задачу

Рассчитайте объем  углекислого газа, который образуется при горении 120 г углерода.

Круговорот углерода в природе: (сообщение) приложение 2

Рефлексия

n  Какие ассоциации вызывает у вас слово «углерод»?

n  Дайте характеристику углерода с помощью двух прилагательных, трёх глаголов.

(твердый,  тугоплавкий,  прозрачный, мягкий, поглощает, пишет, отражает, принимает, отдает)

Закрепление

Тест №1. Выберите правильный ответ.

1. Электронная формула внешнего энергетического уровня атома углерода соответствует:

1)…2S²2P²;                             2)… 2S²2P¹;                             3)… 2S²2P⁴.

2. Аллотропия – это:

1)  условный заряд атомов химического элемента;

2)  способность атомов химического элемента образовывать несколько простых веществ;

3)  определенный вид атомов.

3. Причины аллотропии:

1) строение кристаллических решеток и число атомов в молекулах;

2) число атомов в молекулах и цвет веществ;

3) строение кристаллических решеток и агрегатное состояние.

4. Аллотропными модификациями углерода являются:

1)  кристаллическая и пластическая;

2)  алмаз и графит;

3)  красная и белая.

5. В каком агрегатном состоянии углерод встречается в природе:

1) в твердом;

2) в газообразном;

3) в жидком.

Таблица ответов.

№ вопроса	1	2	3	4	5
№ ответа
самооценка
оценка

Тест № 2. Выберите правильный ответ.

1.  Углерод   в химических реакциях может быть:

1) только окислителем;

2) только восстановителем;

3) окислителем и восстановителем.

2. Степень окисления углерода в угарном газе равна:

1)   -2                                  2)          +4                                3)         +2

3. Адсорбция – это:

1) способность поглощать вещества;

2) распадаться на ионы;

3) несмачиваемость.

4. Соединение Al₄C₃ называется:

а) карбонат алюминия;
б) нитрид алюминия;
в) карбид алюминия.

5. Сухой лед – это твердый

1)  СО₂;                                    2)       СО;                           3)   СН₄

Таблица ответов.

№ вопроса	1	2	3	4	5
№ ответа
оценка

1.     Выставление оценок за урок.

2.     Домашнее задание:-  п 29, упр. 6,8.

Приложение 1

АЛМАЗЫ

Алмаз — наверное, самый популярный драгоценный камень в мире. Бриллиант — это алмаз в обработанном виде. Обычно он бесцветный или имеет слабые желтые, бурые, серые, зеленые, иногда розовые оттенки, редко — черные. Существует более 1000 сортов ювелирных алмазов.
Алмазы образуются в земной коре на глубине более 200 км. Только благодаря извержениям вулканов, алмазы переносятся на глубины, досягаемые человеком. Средний возраст любого бриллианта — около полутора миллиардов лет
Скорость звука в жидком гелии составляет всего 3,4 м/с, тогда как в алмазе звук распространяется в 6 раз быстрее, чем в воздухе
Алмаз является не только самым твердым веществом на Земле, но и рекордсменом по теплопроводности, превосходя серебро по этому показателю в 5 раз
Бриллианты горят. Сжечь бриллиант легче, чем его золотую или платиновую оправу. При температуре выше 900 °C алмазы сгорают, без следа. Алмаз - это кристаллическая модификация чистого углерода,. Алмазы   состоят из углерода, так же как и графит в карандашах или каменный уголь. При этом, алмаз имеет самую высокую твердость – 10 баллов по шкале Мосса, а графит – самую маленькую – 1.    Сейчас около 80% добываемых алмазов (около 100 миллионов карат), не говоря уже об искусственных камнях, используются для сверления, резки, полирования и других промышленных целей. Алмаз не растворяется в кислоте. Единственное, что может его разрушить — очень большая температура. Первые исторические свидетельства о бесцветных прозрачных камнях поразительной твердости пришли к нам из Индии, где по сей день добывается большая доля всех алмазов. Греки называли его «адамас» или «адамантос» — непобедимый, несокрушимый, непреодолимый; римляне — «диамонд»; арабы — «алмас», наитвердейший; древние евреи — «шамир»; индусы называли его «фарий». 4,5 тысячи лет назад древние китайцы использовали алмазы для полировки церемониальных топоров. Сами топоры делались из корунда (второй по твердости минерал, ненамного отстающий от алмаза). Конечно же, обрабатывать корунд можно лишь алмазами – и древние китайцы это использовали. Самый большой алмаз в мире - Cullian. Эта глыба была найдена в Южной Африке. До огранки ее взвесили и получили вес в 3000 каратов. Позже из него сделали бриллианты большая звезда Африки, малая звезда Африки и другие украшения. Бриллианты весили 530.2, 317.4 и 104 карата соответственно. Меньшие алмазы теперь являются частью королевских регалий британцев. Согласно утверждениям ученых, все алмазы были образованы от несколько миллиардов лет назад до ста миллионов лет назад! Алмаз является самым твердым природным материалом, однако человек создал нечто, еще более твердое. В 2005 году Наталья Дубровинская с коллегами из Университета Гейдельберга смогла создать вещество, на 11% превышающее по твердости алмаз. Новый материал получил название «гипералмаз». Алмазы издавна использовались в качестве самых изысканных ювелирных изделий.
 1 карат – 0,2 г

Приложение 2

КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА В ПРИРОДЕ

Вся земная жизнь основана на углероде. Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы (узкой оболочки Земли, где существует жизнь) в другую. Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного в Мировом океане диоксида углерода, то есть углекислого газа (CO2). Рассмотрим сначала молекулы углекислого газа, находящиеся в атмосфере. Растения поглощают эти молекулы, затем в процессе фотосинтеза атом углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом включается в структуру растений. Далее возможно несколько вариантов: углерод может оставаться в растениях, пока растения не погибнут. Тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам (организмам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений), таким как грибы и термиты. В конце концов углерод вернется в атмосферу в качестве CO2;растения могут быть съедены травоядными животными. В этом случае углерод либо вернется в атмосферу (в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти), либо травоядные животные будут съедены плотоядными (и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями);растения могут погибнуть и оказаться под землей. Тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо — например, в уголь.

Краткое описание документа:

Удивить готов он нас —

Он и уголь, и алмаз,

Он в карандашах сидит,

Потому что он — графит.

Грамотный народ поймет
То, что это... (углерод).

Данная тема посвящена одному из самых интересных элементов - неметаллов углероду. На уроке учащиеся дают характеристику этому элементу, согласна плану:

- Положение элемента в ПС.

- Строение и свойства атомов.

- Аллотропные модификации.

- Адсорбция.

- Химические свойства.

- Круговорот углерода в природе.