Конспект открытого урока - соревнования "Что мы знаем о кислороде" 9 класс


Конспект открытого урока - соревнования
«Что мы знаем о кислороде»
Учитель Кострюков Сергей Федорович
Предмет химия
Класс 9
Тип урока: урок открытия нового знания.
Цели урока:
Личностные развитие любви к окружающему нас миру, формирование навыков бережного,
уважительного отношения к миру природы, воспитание чувства ответственности за охрану
окружающей среды.
Метапредметные формирование интереса к предмету, развитие умений проводить
эксперименты, работать с лабораторным оборудованием; обучение приемам анализа, умению
делать выводы; развитие образного и логического мышления через активизацию таких приемов
мышления, как сравнение и обобщение.
Предметные изучение свойств химических элементов; формирование умений устанавливать
причинно-следственные связи, работая с различными источниками информации; запись
уравнений реакций получения кислорода; уравнений взаимодействия кислорода с простыми
веществами; развитие целостных представлений о кислороде как необходимом элементе жизни
на Земле.
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, доска, учебник, прибор для
получения кислорода методом вытеснения воды, спиртовка, колбы, лучинка.
Химические реактивы: перманганат калия, известковая вода, уголек.
Ход урока
1. Мотивация и определение проблемы урока.
Формируемые на данном этапе УУД: смыслообразование (личностные); целеполагание,
планирование, саморегуляция (регулятивные); настрой на сотрудничество с учителем и
сверстниками (коммуникативные).
Сегодня на уроке мы будем учиться наблюдать и строить умозаключения. Эти умения
нужны в жизни каждому человеку.
Известный мудрец древности Конфуций утверждал: «Тремя путями мы познаем мудрость:
размышлением - самый благородный; подражанием - это самый легкий и третий опытный. Это
самый тяжелый». Сегодня на уроке мы отправимся в путь за знаниями и испробуем все три
предложенных мудрецом способа постижения истины. О чем же нам предстоит узнать?
Догадайтесь сами. На слайде – стихотворение, вставьте вместо пропуска название элемента.
Это знают все на свете:
Очень нужен он планете.
Это знают даже дети:
Без него не жить на свете.
И животные, и люди –
Все вдыхают ________,
Без него и у растений
Фотосинтез не идет.
Итак, тема урока «Что мы знаем о кислороде?» Сегодня мы устроим соревнование
команд на пути к знанию о кислороде (осуществляем формирование команд). Ответ каждого
ученика команды оценивается по привычной пятибалльной шкале, в конце урока подводятся
итоги и определяется команда-победитель.
2. Актуализация знаний и фиксация затруднения в пробном учебном действии.
Формируемые на данном этапе УУД: самоанализ, самоорганизация (регулятивные); способность
выстраивать аналогии, определять закономерности (познавательные); умение выражать свои
мысли, публично представлять информацию (коммуникативные).
Почему вы так легко справились с первой учебной задачей сегодняшнего урока и без
затруднений определили пропущенный термин? Потому что про кислород вы уже много знаете.
Вспомним, какие знания о кислороде вам уже известны?
Сообщение ученика 1 команды, подготовленное заранее, о нахождении кислорода в
природе, его роли и значении для живых организмов, общая характеристика:
Кислород самый распространённый химический элемент в природе. Его содержание в
земной коре составляет примерно 49% по массе. Содержание кислорода в воздухе составляет
20,9% по объёму или примерно 1/5. В гидросфере водах океанов, морей и т.д. - его
содержание составляет 89%. В состав живых организмов входит до 65%(по массе) кислорода. В
целом кислород составляет около 30% от массы земной коры.
В Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева кислород имеет
порядковый номер 8. Его химический знак - О.
Относительная атомная масса А(О) = 16.
Химическая формула — О
2
.
Относительная молекулярная масса М(О
2
) = 32.
В соединениях кислород обычно двухвалентен.
Сообщение ученика 2 команды о физических свойствах кислорода.
Кислород бесцветный газ, без вкуса и запаха, относительно мало растворим в воде
100 объёмах воды при температуре 20 градусов растворяется 3,1 объёма кислорода).
Растворимость кислорода в воде, как и растворимость всех газов, с повышением температуры
уменьшается, а с понижением увеличивается. Например, при 0 градусов в 100 объёмах воды
растворяется 5 объёмов кислорода. С этим, в частности, связана большая рыбная продуктивность
северных морей по сравнению с тропическими. С повышением давления растворимость
кислорода увеличивается, а с понижением уменьшается. Она приблизительно прямо
пропорциональна давлению. Это используется, например, в методе уменьшения ржавления труб,
основанном на освобождении воды от растворённого в ней кислорода при уменьшении давления.
Кислород немного тяжелее воздуха: один литр его при нормальных условиях весит 1,43 г., а
воздуха 1,29 г. Температура кипения кислорода равна -183 градуса. При давлении 760 мм рт.
ст. и температуре минус 183 градуса по Цельсию кислород сжижается и приобретает голубой
цвет, а при снижении температуры до -218,8 градуса затвердевает и превращается в кристаллы
синего цвета.
На столе 3 колбы: в одной – воздух, в другой - вода, а в третьей - песок,
В колбе с воздухом есть кислород? В колбе с водой есть кислород? В колбе песком есть
кислород?
Представители команд по очереди объясняют, почему они ответили утвердительно на эти
вопросы.
Вывод, к которому должны прийти учащиеся в ходе беседы: кислород может быть в двух
видах: кислород как химический элемент и кислород как простое вещество.
Он повсюду и везде:
В земле, в воздухе, в воде.
Он и в утренней росе,
И в небес голубизне.
Кислород – наиболее распространенный элемент на земле химический элемент.
3. Открытие нового знания
Формируемые на данном этапе УУД: знаково-символические действия, сравнение, анализ,
выделение и осознание того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению (познавательные),
умение выражать свои мысли, владение монологической и диалогической формами речи в
соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами языка, использование
современных средств коммуникации (коммуникативные), саморазвитие, самосовершенствование
(личностные).
А что вы можете рассказать о химических свойствах кислорода? Чтобы найти необходимую
информацию, обратимся к учебнику.
Найдите ответ на вопросы: какая реакция называется реакцией окисления, какая
реакция называется реакцией горения?
Представитель от 1 команды должен записать на доске уравнение реакции горения
(учащиеся переносят запись в тетрадь).
Кислород энергично реагирует со многими веществами простыми и сложными.
Именно кислород обеспечивает протекание в воздушной среде многих химических процессов.
Наиболее известный из них горение. Менее заметно протекают другие реакции с участием
кислорода, такие как процессы дыхания в живых организмах, образование ржавчины на
металлах, гниение остатков растений и т.д.
Взаимодействие веществ с кислородом называется реакцией окисления этих веществ.
Реакции окисления, сопровождающиеся выделением теплоты и света, называются
реакциями горения. Например, в кислороде вспыхивает тлеющая лучинка, а уголёк раскаляется
добела и сгорает. В результате реакции образуется диоксид углерода, который легко обнаружить
по помутнению известковой воды. Уравнение реакции горения угля имеет следующий вид:
С+О
2
= СО
2
.
Просмотр учебного видеофрагмента с демонстрационным опытом горения веществ на
воздухе и в кислороде (http://www.youtube.com/watch?v=gRUEa07Ji5Y)
Расплавленная сера горит в кислороде ярким синим пламенем. При этом образуется газ с
резким запахом — диоксид серы [оксид серы(IV)]: S + O
2
= SO
2.
Внесённый в сосуд с кислородом горящий фосфор горит ослепительным пламенем с
образованием твёрдого белого вещества — оксида фосфора (V): 4P + 5O
2
= 2P
2
O
5.
Раскалённая стальная проволока при внесении её в сосуд с кислородом горит, разбрасывая
яркие искры. При этом образуется железная окалина:
3 Fe + 2O
2
= Fe
3
O
4
(Fe O · Fe
2
О
3
)
Это явление можно наблюдать при разливе жидких чугуна и стали на металлургических
заводах. Медная проволока при прокаливании в кислороде сравнительно медленно окисляется с
образованием оксида меди (II), но без горения:
2Cu + O
2
= 2CuO
Большое практическое значение имеют реакции горения сложных веществ. Например,
реакция горения ацетилена в специальной горелке используется для сварки и резки металлов,
т.к. сопровождается выделением большого количества теплоты:
2C
2
H
2
+ 5O
2
= 4CO
2
+ 2H
2
O
Все реакции с участием кислорода являются экзотермическими. Исключением является
реакция соединения кислорода с азотом. Эта реакция эндотермическая. Она сопровождается
поглощением большого количества теплоты:
N
2
+ O
2
= 2NO - Q
Кислород энергично окисляет и другие органические вещества, например:
CH
4
+ 2O
2
= CO
2
+ 2H
2
O
2H
2
S + 3O
2
= 2SO
2
+ 2H
2
O
Найдите в учебнике информацию об аллотропной форме кислорода озоне.
Отвечает ученик от команды 2.
Под воздействием солнечных лучей (его ультрафиолетовой части) или электрического
разряда могут происходить процессы: О
2
электрический разряд
2 O.
O
2
+ O = O
3,
в результате которых образуется озон. Это простое вещество, так как состоит из
атомов одного элемента — кислорода. Но оно отличается от обычного кислорода составом
молекулы: O
2
обычный кислород (его иногда называют дикислород). O
3
озон (трикислород).
Озон обладает запахом, который мы явственно ощущаем после грозы.
Само слово «озон» в переводе с греческого означает «пахнущий». Нам нравится запах
озона. Мы ощущаем приятную свежесть, но только потому, что содержание его в воздухе
ничтожно мало (около одной миллионной доли процента). Содержание в одну стотысячную
процента предельно допустимая норма в производственных помещениях; а при одной
тысячной процента запах становится невыносимым. Особенно много озона образуется в верхних
слоях атмосферы стратосфере), где под действием солнечного излучения происходит реакция
его образования. В ходе этой реакции поглощается та часть солнечного излучения, которая
является губительной для всего живого на Земле. Таким образом, озоновый слой толщиной 3 - 6
мм, образующийся на высоте около 30 км, создаёт защитный экран и не пропускает губительные
лучи на Землю. Разный состав молекул определяет разные свойства веществ. Молекула озона
очень непрочная и поэтому легко вступает в химические реакции. При этом она отщепляет один
атом кислорода, который взаимодействует с окисляемым веществом, и остаётся молекула
кислорода: O
3
= O + O
2.
Что химически активнее озон или кислород и почему? Найдите ответ в учебнике.
Отвечает ученик команды 1.
Кислород в атомарном состоянии чрезвычайно реакционноспособный, поэтому озон
химически активнее кислорода. Озон очень быстро разрушает резину, очень медленно
изменяющуюся в среде воздуха; он взаимодействует при комнатной температуре с серебром,
образуя оксид серебра (11) AqO: Aq + O
3
= AqO + O
2
( а с кислородом серебро не реагирует).
Озон обладает бактерицидными свойствами и потому так целебна атмосфера соснового
леса или морского побережья, где в некоторых реакциях окисления сосновой смолы или
морских водорослей образуется озон. На сильной окислительной способности озона основан
метод обеззараживания питьевой воды озонирование. Начинает находить озон применение и
в практике обеззараживания сточных вод.
А что вы знаете о способах получения кислорода?
Учащиеся представляют ответ, используя подготовленные ими презентации: получение
кислорода в промышленности, получение кислорода в лаборатории.
Существует несколько способов получения кислорода в лаборатории. Например, при
нагревании оксида ртути (II) образуются ртуть и кислород. Именно таким способом в 1774 году
впервые получил кислород Дж.Пристли: 2 HqO → 2 Hq + O
2
Кислород можно получить разложением воды под действием постоянного электрического
тока: 2H
2
O → 2H
2
+ O
2
,
разложением пероксида водорода: 2H
2
O
2
2H
2
O + O
2
,
разложением хлората калия: 2KClO
3
2KСl + 3O
2
,
а также разложением перманганата
калия: 2KMnO
4
K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
↑. Кислород, выделяющийся в этих реакциях,
можно собрать методом вытеснения воздуха или воды. (Представители команд демонстрируют
комментируют свои презентации, а остальные ученики по ходу знакомства с презентациями
делают в тетрадь краткую запись).
4. Лабораторный опыт
Формируемые на данном этапе УУД: рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка
процесса и результатов деятельности (познавательные).
В подтверждение полученных теоретических знаний учащиеся проделали лабораторный
опыт по получению кислорода разложением перманганата калия, а также опыт,
подтверждающий, что кислород поддерживает горение веществ.
5. Самостоятельная работа самопроверкой по эталону (задания, а затем решения
демонстрируем на слайде).
Формируемые на данном этапе УУД: выбор наиболее эффективных способов решения задач в
зависимости от конкретных условий (познавательные); коррекция, контроль (регулятивные).
Закончите уравнения реакции горения магния, серы, углерода, фосфора.
6. Включение в систему знаний и повторение
Формируемые на данном этапе УУД: умение структурировать знания (познавательные); умение с
достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями
коммуникации (коммуникативные).
А что вы знаете о круговороте кислорода в природе и его применении?
Ответ ученика от команды 2.
Применение кислорода основано на его химических свойствах. В больших количествах
кислород используют для ускорения химических реакций в разных отраслях химической
промышленности и в металлургии. Например, при выплавке чугуна для повышения
производительности доменных печей в них подают воздух, обогащённый кислородом. При
сжигании смеси ацетилена или водорода с кислородом в специальных горелках температура
пламени достигает 3000ºС. Такое пламя используется для сварки или резки этом случае
кислород берут в избытке) металлов. Жидкий кислород используют в ракетных двигателях. В
медицине кислород используют для облегчения затруднённого дыхания. Кислородные маски
необходимы в высотных полётах, в космосе и при работе под водой. Кислород расходуется в
громадных количествах для многих химических реакций, например при резке и сварке металлов.
Много его расходуется при сжигании топлива. Очень много кислорода расходуется на
разнообразные процессы жизнедеятельности различных организмов: на дыхание человека,
животных, растений, а также на процессы гниения. Но всё же общая масса кислорода в воздухе
заметно не изменяется. Это объясняется процессом фотосинтеза, происходящего в зелёных
растениях на свету. В результате масса кислорода в воздухе пополняется. Так в природе
происходит непрерывный круговорот кислорода. В целях сохранения кислорода в воздухе
вокруг городов и крупных промышленных центров создаются зоны зелёных насаждений.
Специальная служба систематически контролирует содержание кислорода в воздухе. При
необходимости применяют меры по устранению загрязнения воздуха.
6. Подведение итогов урока
Формируемые на данном этапе УУД: построение логической цепочки рассуждений, анализ
истинности утверждений, синтез составление целого из частей, доказательство
(познавательные); умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в
соответствии с задачами и условиями коммуникации (коммуникативные).
Подведем итог, ответив на вопрос: «Почему академик Вернадский назвал кислород
самым могущественным деятелем среди тел земной коры?»
Подведение итогов соревнования команд.
7. Домашнее задание
§21, «Укажите признаки сходства и различия в процессах дыхания и горения» (вопрос №5).
8. Рефлексия
Формируемые на данном этапе УУД: контроль, коррекция, оценка (регулятивные).
Продолжи фразы (начало фразы, которую следует продолжить, демонстрируем на
слайде):
Сегодня я узнал, что…
Мне показалось наиболее интересным…
Меня удивило…
Мне особенно запомнилось…
Мои затруднения вызвало…
Оцени свою работу на уроке, нарисовав в тетради один из следующих условных
символов:
1) «Звездочка» - я хорошо работал на уроке и изученная тема мне абсолютно понятна
2) «Квадрат» - я хорошо работал, но у меня остались вопросы, ответы на которые я найду
в учебнике самостоятельно
3) «Треугольник» - пока я работал не очень хорошо, но я буду стараться.
Литература
1. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. – М: Дрофа, 2012.
2. Гузей Л.С., Сорокин В.В., Суровцева Р.П.Химия. 9 класс. – М: Дрофа, 2011.
3. Рудзитис Г.Е. Химия. 9 класс. М: Просвещение, 2009.
Карта урока
Основные
этапы урока
Формируемые
универсальные учебные
действия (УУД)
Деятельность
обучающихся
Приемы,
повышающих
интерес учащихся к
предмету
Мотивация
и определение
проблемы урока
Смыслообразование
(личностные); целеполагание,
планирование, саморегуляция
(регулятивные); настрой на
сотрудничество с учителем и
сверстниками
(коммуникативные)
Определяют тему
урока
Обращение к
афоризму мудреца
древности Конфуция,
стихотворение с
пропущенным
названием элемента
Актуализация
знаний и
фиксация
затруднения в
пробном учебном
действии.
Самоанализ, самоорганизация
(регулятивные); способность
выстраивать аналогии,
определять закономерности
(познавательные); умение
выражать свои мысли,
публично представлять
информацию
(коммуникативные).
Выясняют: что им
уже известно о
кислороде, а что
требуется узнать
(определяют
учебные задачи на
урок)
Организация работы
на уроке в форме
соревнования
команд
Открытие нового
знания.
Знаково-символические
действия, сравнение, анализ,
выделение и осознание того,
что уже усвоено и что еще
подлежит усвоению
(познавательные), умение
выражать свои мысли,
владение монологической и
диалогической формами речи в
соответствии с
грамматическими и
синтаксическими нормами
языка, использование
современных средств
коммуникации
(коммуникативные),
саморазвитие,
самосовершенствование
(личностные).
Представитель от
команды должен
записать на доске
уравнение реакции
горения (учащиеся
переносят запись в
тетрадь).
Представитель
команды выступает с
сообщением об
озоне. Учащиеся
наблюдают опыт
горения вещества.
Соревнование на
поиск информации в
учебнике, просмотр
учебного
видеофрагмента,
демонстрация опыта
горения веществ
Лабораторный
опыт
Рефлексия способов и условий
действия, контроль и оценка
процесса и результатов
деятельности
(познавательные).
Учащиеся
проделывают опыт
по получению
кислорода
разложением
перманганата калия,
а также опыт,
подтверждающий,
что кислород
поддерживает
горение веществ.
Лабораторные
опыты
Самостоятельная
работа
самопроверкой по
эталону
Выбор наиболее эффективных
способов решения задач в
зависимости от конкретных
условий (познавательные);
коррекция, контроль
(регулятивные).
Заканчивают
уравнения реакции
горения магния,
серы, углерода,
фосфора
Задания, а затем
решения
демонстрируются
на слайде
Включение в
систему знаний и
повторение
Умение структурировать
знания (познавательные);
умение с достаточной
полнотой и точностью
выражать свои мысли в
соответствии с задачами и
условиями коммуникации
(коммуникативные).
Представители
команд делают
сообщение о
применении
кислорода.
Выступление
с заранее
подготовленными
сообщениями, поиск
необходимой
информации в
справочной
литературе и в сети
Интернет
Подведение
итогов урока
Построение логической
цепочки рассуждений, анализ
истинности утверждений,
синтез составление целого из
частей, доказательство
(познавательные); умение с
достаточной полнотой и
точностью выражать свои
мысли в соответствии с
задачами и условиями
коммуникации
(коммуникативные).
Отвечают на
проблемный вопрос.
Делают выводы.
Проблемный вопрос:
«Почему академик
Вернадский назвал
кислород самым
могущественным
деятелем среди тел
земной коры?»
Итоги соревнования,
определение и
поощрение
победителей
Рефлексия
Контроль, коррекция, оценка
(регулятивные).
Оценивают свою
работу на уроке,
нарисовав в тетради
условный символ
Использование
условных знаков
(символов)