План - конспект урока по химии нп тему "Углерод"

Урок № 41

Дата: 11.02.2015г

Тема:  Углерод – химический элемент. Строение атома, элекроотрицательность и степени окисления. Углерод – простое вещество. Аллотропные модификации (алмаз, графит) и их свойства. Химические свойства: горение, восстановление оксидов металлов, взаимодействие с металлами и водородом.                                                                              Лабораторный опыт  № 11. Адсорбционные свойства  угля.

Цели урока.

Образовательная: дать уч-ся представление о положении  подгруппы углерода в ПСХЭ, особенностях строения атомов  элементов этой подгруппы, возможных степенях окисления углерода, его  аллотропных модификациях и их свойствах. Дать представление о химических свойствах  углерода: горении, восстановлении оксидов Ме, взаимодействии с Ме и водородом.

Развивающая: на примере аллотропных модификаций углерода показать уч-ся  многообразие природных соединений и  зависимость их свойств от строения.

Воспитательная:  продолжить развитие навыков у уч-ся самостоятельной работы с учебником, раздаточным материалом, умения  делать  выводы из полученной информации.

Тип урока: лекция  +  элементы самостоятельной  работы.

Оборудование:  СД «Наглядная химия. Неметаллы», СД «Химия 9 кл.  по учебнику О.С. Габриелян», таблица  «Аллотропные модификации углерода»,  уголь активированный,  лакмус, стакан, фильтр, воронка,

 учебник И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская «Химия 9 класс».

Ход урока: I. Организация класса.

II. Повторение:

Индивидуальные задания.

1)    Закончить уравнения реакций, назвать продукты реакций:

а)  P + O₂ à        P₂O₅ + H₂O à      H₃PO₄  +  Al à

            избыток

б)  P  +  O₂  à       P₂O₅ +  Na₂O à    H₃PO₄  +  CaO  à

          недостаток

в)  P  +  K  à       P₂O₅  +  NaOH à      H₃PO₄  +   LiOH à 

2)    Составить уравнения реакций по схеме:

P à      P₂O₅     à  H₃PO₄    à  Ca₃(PO₄)₂

 \               \

Ba₃P₂        Na₃PO₄  

III.           Новый материал.

1.     Углерод  - химический элемент:

1)    положение подгруппы  углерода  в ПСХЭ (уч-ся дают  сами)

Элементы IVA-группы.

С	неметаллы	Радиус атома растёт	Электроотри-цательность уменьшается	Металличес-кие свойства усиливаются	Степени окисления: + 4, +2, - 4(для неметаллов)
Si
Ge	металлы
Sn
Pb

2)    строение атома углерода (отвечает уч-ся кат. А)

3)    возможные степени окисления углерода (рассказ учителя).

Углерод может проявлять ст. ок  -4 , +2 , +4. Все соединения углерода делятся на 2 особые группы: органические и неорганические. Орг соединения все без исключения содержат углерод  (их более 12 млн в-в) 

2. Углерод -  простое вещество.                                                                                                                                          Имеет несколько аллотропных модификаций: алмаз, графит, карбин, фуллерен.                                (СД «Наглядная химия. Неметаллы)

Алмаз – кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло. Каждый атом углерода находится в состоянии sp³-гибридизации.

Алмаз.

Графит (от греч. «пишущий»)  – мягкое вещество серого цвета со слабым металлическим блеском, жирное на ощупь, проводит электрический ток. Атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации и связаны в плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольников, наподобие пчелиных сот.

Графит.

Графит – наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная модификация углерода. Самое тугоплавкое простое  вещество на Земле t плав. = 3500 ⁰С

Алмаз и графит взаимопревращаемы:  Алмаз –1000 ⁰С, б/возд. à Графит

                                                                  Графит --  1600 ⁰С, 10⁴ МПа à Алмаз

Карбин – мелкокристаллический порошок серого цвета, полупроводник. Его кристаллы состоят из линейных цепочек углеродных атомов, соединенных чередующимися тройными и одинарными связями, или двойными связями, углерод находится в состоянии sp-гибридизации:    -С≡С-С≡С-С≡С-С≡С-

По твердости карбин превосходит графит, но значительно уступает алмазу.

Фуллерен - искусственно полученная модификация углерода, состоящая из молекул C₆₀, C₇₀, …. C₁₀₂₀. Эти молекулы составлены из атомов углерода, объединенных в пяти и шести угольники с общими ребрами. Это черные вещества с металлическим блеском, обладающие свойствами полупроводников. При давлении порядка 2·10⁵ атм и комнатной температуре фуллерен превращается в алмаз.

Уголь:  древесный уголь, активированный уголь,  каменный уголь, кокс и их применение и образование.

Пиролиз  древесины – разложение при нагревании без доступа воздуха с образованием продуктов: древ уголь, орг кислоты,  метанол, метан, вода, орг смолы.

  Адсорбция и десорбция.

Лабораторный опыт№ 11.  Адсорбционные свойства  угля

Работа по плану учебника стр. 151.

3.  Свойства углерода:

Как восстановитель. Взаимодействие с фтором: углерод обладает низкой реакционной способностью, из галогенов реагирует только с фтором.	С + 2F2 = CF4.
Как восстановитель. Взаимодействие с кислородом:	2С + О2(недост) = 2СО (угарный газ), С + О2(изб) = СО2(углекислый газ). С + 2S = CS2
Как окислитель. Взаимодействие с другими неметаллами: не взаимодействует с азотом и фосфором.	C + N2 à не идёт C + 2H2 –t, Nià CH4    C + P à не идёт Ca + 2C = CaC2 ЗС + 4Al =Al4С3
Взаимодействие с водой: при пропускании водяных паров через раскаленный уголь образуется оксид углерода (II) и водород:	C + H2O (пар) = t = CO + H2.
Восстановительные свойства: углерод способен восстанавливать многие металлы из их оксидов:	2ZnO + C –tà 2Zn + CO 4С + Fe3O4 –tà 3Fe + 4CO C  +  2CuO = 2Cu + CO2
Концентрированные серная и азотная кислоты при нагревании окисляют углерод до оксида углерода (IV):	C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O; C + 4HNO3 = CO2 + 4NO2 + 2H2O.

 Карбиды- это соединения углерода с металлами.

Ковалентные	Ионные, или солеобразные
SiC.  Имеют прочные ковалентные связи в атомной решетке, поэтому очень стабильны и химически инертны.	Карбиды, при гидролизе которых образуется метан – «метаниды»: Al4C3, Be2C Al4С3+12HCl =4AlCl3+ 3CH4	Карбиды, при гидролизе которых получается ацетилен – «ацетилениды»: Na2C2, Ag2C2, CaC2 СаС2+2Н2O=Са(OH)2+С2Н2 Ag2C2 + 2HCl = 2AgCl + C2H2

 

IV.            Закрепление.

Фронтальный опрос:

1)    Каково положение подгруппы углерода в ПСХЭ?

2)    Описать строение атома углерода по ПСХЭ.

3)    Описать строение атома кремния  при помощи ПСХЭ.

4)    Что общего в строении атомов этих элементов?

5)    В чём  заключаются различия?

6)    Какие степени окисления проявляют углерод и кремний?

7)    Какие закономерности в изменении свойств элементов данной подгруппы и их соединений прослеживаются по ПСХЭ?

8)    Какие аллотропные модификации    углерода?

9)    Описать физические свойства алмаза. Какую кристаллическую решётку имеет алмаз?

10)Описать физические свойства графита. Какова его кристаллическая решётка? Вчём отличие строения алмаза и графита?

11)Что собой представляет фуллерен?

12)Каково применение алмаза и графита?

13)Что такое адсорбция? Десорбция? Активированный уголь?

1.     Индивидуальные задания:

1)    Закончить уравнения реакций, назвать продукты реакций, указать условия реакций:

С  +  О₂ (недостаток) =    С  +  CuO =   - указать ок-ль и в-ль реакцйии.                

2)    Закончить уравнения реакций, назвать продукты реакций, указать условия реакций:

С  +  О₂ (избыток) =          С  +  Са  =  - указать ок-ль и в-ль реакцйии.                   

3)    Закончить уравнения реакций, назвать продукты реакций, указать условия реакций:

С  +  Н₂   =      С  +  Аl  =       - указать ок-ль и в-ль реакцйии.                                   

4)    Стр. 172   №5: закончить уравнения реакций:                                                                              Fe₂O₃  +  C  =            SnO₂  +  C =

Рассмотреть  окислительно – восстановительные процессы  реакций.               

5)    Стр. 172  №8:  составить урвнения реакций по схеме:                                                                         C  à  CaC2  à C2H2 à  CO2  à C                                                                                                                                   

Цифровой диктант по теме  «Аллотропия углерода».

1.     Аллотропия – это явление, при котором простое вещество образует несколько химических элементов

2.     Аллотропия – это явление , при котором химический элемент образует несколько простых веществ.

3.     прозрачное вещество

4.     по агрегатному  состоянию твёрдое вещество

5.     непрозрачное вещество

6.     диэлектрик

7.     полупроводник тока

8.     имеет металлический блеск

9.     нерастворим в воде

10.  легко расслаивается

11.  имеет серый цвет

12.  бесцветный, очень редко имеет розовый   или голубой оттенок

13.  имеет атомную кристаллическую решётку

14.  по  Мооса (шкала  твёрдости)  занимает первое место

15.  применяется для изготовления твёрдых смазок

16.  используется для изготовления буров, свёрл, шлифовальных инструментов

17.  из него изготавливают стержни для батареек, электроды

18.  используется для резки стекла

19.  применяют как замедлители нейтронов в ядерных реакторах

20.  используется в ювелирных изделиях.

Ответы.

I Вариант (графит):  2, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 15, 17, 19.

II Вариант (алмаз):  2, 3, 4, 9, 12, 13, 14, 16, 18, 20.

V.    Домашнее задание:  пар. 33, стр. 151  вопросы  1,2,3, № 4,5