Сегодня: 29.03.2024
6+
Регистрация
Вход на сайт


Главная » Методическая копилка » Химия » Уроки, конспекты


Конспект и презентация к уроку химии по теме "Углерод" для 9 класса

СКАЧАТЬ (1.34 Mb) 09.12.2012, 15:02
Автор: http://ya-uchitel.ru/stuff/0-0-504-0-17
Андреева Наталья Петровна
учитель, ОГБОУ «Смоленская специальная(коррекционная)общеобразовательная школа 1 и 2 видов»(Центр дистанцион
ОГБОУ «Смоленская специальная(коррекционная) общеобразовательная школа 1 и 2 видов»(Центр дистанционного образования)

Конспект урока по химии в 9 классе
«Углерод,его строение, свойства и применение»

подготовила
учитель химии
Андреева Наталья Петровна

г.Смоленск
2012



Цель урока: Дать характеристику химическому элементу углероду и его аллотропным модификациям .
Задачи урока:
Образовательные:
Закрепить знания о строении и свойствах атома, о зависимости свойств веществ от их строения;
Закрепить умение выстраивать логическую цепочку:строение-свойства-применение;
Дать сравнительную характеристику аллотропным модификациям углерода;
Дать представление об адсорбции;
Рассмотреть химические свойства углерода с точки зрения окислительно-восстановительных реакций.
Рассмотреть круговорот углерода в природе.
Развивающие:
Развить у учащихся умения сравнивать, обобщать, делать выводы;
Используя дополнительный материал, способствовать возрастанию познавательной активности учащихся.
Воспитательные:
Воспитывать культуру общения, дисциплину, наблюдательность;
Воспитывать гордость за свою страну - родину многих химических открытий.
Продолжить формирование научной картины мира.
Тип урока: изучение нового материала
Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, мультимедийная презентация.
Ход урока
1.Вводная часть,приветствие учителя.
Учитель:Загадка поможет вам определить тему сегодняшнего урока(Слайд 2):
"Людям я совсем как брат.
Много тысяч лет назад,
Освещая интерьер
Первобытных их пещер,
Я уже пылал в костре.
И украсить был я рад
Дам и рыцарей наряд,
Что блистали при дворе…
Если мягким быть решу,
То в тетради я пишу,
Такова друзья природа
Элемента…
Ответ(углерода)
Тема сегодняшнего урока «Углерод».Помогите мне сформулировать цель урока.Учитель вместе с классом формулирует цель и задачи урока.
2.История открытия элемента углерода(Слайд 3).
Как вы думаете, когда стал известен людям этот элемент?”
История знакомства человека с этим веществом уходит далеко вглубь веков. Неизвестно имя того, кто открыл углерод. Неизвестно, какая из форм чистого углерода – графит или алмаз – была открыта раньше. В XVII – XVIII вв., в период расцвета теории флагистона, считали, что уголь полностью состоит из этого таинственного вещества: ведь при горении угля почти не образуется твердого остатка. И только А.Л. Лавуазье, изучая горение угля на воздухе и в кислороде, пришел к выводу, что уголь – всего лишь простое вещество. А.Л. Лавуазье назвал новый элемент Carboneum вместо старого латинского названия carbone pur – «чистый уголь», которым долгое время пользовались химики.

3.Круговорот углерода в природе(Слайд 4).
Где встречается в природе,вспомните?
В земной коре углерода содержится примерно 0,35% по массе. В природе углерод встречается в свободном и связанном состоянии, главным образом в виде карбонатов (мел, известняк, мрамор), в каменных и бурых углях, торфе. Углерод входит в состав нефти, природного газа, воздуха, растений, организмов человека и животных. Его соединения составляют основу живой природы – флоры и фауны. Среди жизненно важных элементов углерод – один из важнейших: жизнь на нашей планете построена на углеродной основе. Почему? Ответ на этот вопрос находим в «Основах химии» Д.И. Менделеева:
«Углерод встречается в природе как в свободном состоянии, в весьма различных формах и видах… Способность атомов углерода соединяться между собой и давать сложные частицы проявляется во всех углеродистых соединениях… Ни в одном из элементов… способности к усложнению не развито в такой степени, как в углероде… Ни одна пара элементов не дает столько много соединений, как углерод с водородом».
Действительно, атомы углерода могут соединяться разнообразными способами между собой и с атомами многих других элементов, образуя огромное разнообразие веществ. Их химические связи могут возникать и разрушаться под действием природных факторов. Так возникает круговорот углерода в природе: из атмосферы – в растения, из растений – в животные организмы, из них – в неживую природу и т.д. Где углерод, там многообразие веществ, где углерод, там самые разнообразные по молекулярной архитектуре конструкции. Неоценимо значение соединений углерода в жизни человека – повсюду нас окружает связанный углерод: в атмосфере и литосфере, в растениях и животных, в нашей одежде и пище. Соединения углерода играют большую роль и в существовании самого человеческого организма.
Он повсюду на Земле –
В нефти, в газе и в угле.
А ещё без Углерода
Не живет совсем природа.
Все живые существа
Состоят из вещества,
В нем приятель Углерод
Обязательно живёт.
И внутри меня и мамы
Углерода килограммы!
Поэтому изучение этого химического элемента так важно!Для того чтобы знать свойства этих веществ что надо знать?
Теперь вспомните логическую цепочку на основании которой мы изучаем все химические элементы:строение-свойства-применение
Вспомним строение атома углерода,обратимся к ПС.
4.Положение в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева. Строение атома.
Учитель: Проведём небольшую самостоятельную работу, на 5минут(Слайд 5).Учащиеся сами выбирают уровень(1уровень-оценка3;2уровень-оценка4;3уровень-оценка5):
1уровень
Ответить на вопросы пользуясь ПС
1)Определите положение углерода в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева(Второй период, IV группа, главная подгруппа);
2)Определите число электронов на внешнем энергетическом уровне атома(4электрона);
3)Сколько электронов не хватает до завершения внешнего энергетического уровня(4 электрона)?
4)Может ли атом углерода отдавать или принимать электроны?(может и отдавать и принимать)
5)Как называются процессы отдачи и присоединения электронов?(окисление и восстановление)
2уровень
Изобразить строение атома углерода,к какому семейству элементов относится,записать электронную,графическую формулу.
3уровень
Исходя из строения атома,предположить чем будет являться углерод в ОВР,заполнить схемы.
С0 -...=С+4 С0-...=С+2
С0+...=С-4 С0+...=С-1
С-4-...=С0
Учащиеся сдают листочки или осуществляют самопроверку с помощью слайда 6.
Учитель вызывает учащегося соответствующего уровня.
Учитель:Определите положение углерода в периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева.
Учащиеся: Второй период, IV группа, главная подгруппа.
Учитель: Состав атома?
Учащиеся: 6 протонов, 6 электронов, 6 нейтронов.
Учитель: Вспомним схему строения атома. (Слайд 6) Вывод: Углерод – неметалл, относится к р – семейству.
Учитель:Какие степени окисления может принимать углерод?Ответ поясните.
Учащиеся:Углерод проявляет степени окисления от -4 до +4 так как на внешнем уровне у него 4 электрона,которые он может отдавать-процесс окисления и не хватает до завершения уровня тоже4 электрона,которые он может принимать-процесс восстановления.
Учитель:Какова степень окисления простого вещества – углерода?
Учащиеся:Степень окисления простого вещества углерода равна 0.
Учитель:Чем будет являться углерод в окислительно-восстановительных реакциях?
Учащиеся:Углерод может быть и окислителем и восстановителем.
Учитель: Углерод может проявлять любые степени окисления от -4 до +4. все соединения углерода делятся на два особых класса: органические соединения, в состав которых всегда входит углерод в степени окисления -4, и неорганические, к которым относят все остальные соединения.Строение определяет свойства простых веществ,рассмотрим простые вещества,которые образует углерод.
5. Аллотропия. Строение кристаллических решеток.
Учитель: Вспомните, что такое аллотропия, какие изученные вами элементы обладают этим свойством?
Учащиеся: Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ. Эти простые вещества называются – аллотропными видоизменениями или модификациями(Слайд 7).
Учитель:Прочитайте стихотворение и скажите о каких веществах идёт речь?(Слайд 8)
На вид я гладкий и прозрачный
А брат мой-жирный,мягкий,мрачный,
Он чёрный и слоистый.
А я в огранке ювелира
Изысканно лучистый.
Учащиеся:Алмаз и графит.
Учитель: Углерод образует аллотропные модификации : алмаз, графит, карбин, фуллерен. Причина этого явления состоит в разном строении кристаллических решеток ( демонстрирует модели решеток алмаза и графита). 1) алмаз имеет объемную тетраэдрическую атомную решетку; 2) графит – плоскостную атомную кристаллическую решетку; 3) карбин – линейную; 4) фуллерен – сферическую. (Слайд 9)Кроме того существует «аморфный углерод».
Рассмотрим физические свойства аллотропных модификаций углерода.
6. Физические свойства.
Учащиеся выступают с мини-сообщениями(2-3мин) о разных аллотропных модификациях углерода.
1). Алмаз. При слове «алмаз» сразу же вспоминаются окутанные завесой тайны истории, повествующие о поисках сокровищ. Когда-то люди, охотившиеся за алмазами, и не подозревали, что предметом их страсти является кристаллический углерод – тот самый углерод, который образует сажу, копоть и уголь. Впервые это доказал Лавуазье. Он поставил опыт по сжиганию алмаза, используя собранную специально для этой цели зажигательную машину. Оказалось, алмаз сгорает на воздухе при температуре 7000С, не оставляя твердого остатка, как и обычный уголь. В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей, которые расположены от него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь кристалл представляет собой единый трехмерный каркас. С этим связаны многие свойства алмаза, в частности его самая высокая среди минералов твердость. Кристаллы алмаза, особенно ограненные (бриллианты), очень сильно преломляют свет. Этим и обусловлена знаменитая «игра бриллиантов».
Часто алмазы имеют тот или иной оттенок. Известны алмазы оранжевого, голубого, розового, желтого, молочно-белого, синего, зеленого, черного цвета. Окраска связана как с дефектами в их кристаллической структуре, так и с замещением части атомов углерода на атомы бора, азота и даже алюминия. Серая и черная окраска алмазов обусловлена включениями графита.
Алмаз «Шах», знаменитый исторический алмаз с незначительным желтоватым цветом, но большой чистоты. На нем три надписи на персидском языке. Камень найден в центральной Индии в конце XVI в. До 1595 года хранился у властителей Ахмеднагары, после чего в результате войн, перешел к великим монголам, где в 1655 году известный путешественник Тавернье видел его висящим в качестве талисмана на троне Ауренг-Зеба. В 1739 году при разгроме Дели шахом Надиром алмаз вместе с другими камнями был увезен в Персию, а в 1829 году поднесен персидским шахом Николаю I как выкуп за убийство русского дипломата и писателя А.С. Грибоедова.
В России ювелирные алмазы вошли в моду в середине XVIII в. Ими украшали не только царские диадемы и скипетры, но также брелки, застежки, трости, табакерки и даже обувь! Собрание исторических бриллиантов и изделий из них хранится в Алмазном фонде Оружейной палаты Московского Кремля и золотых кладовых Санкт-петербургского Эрмитажа.
2). Графит. В древности графит считали одним из минералов свинца, возможно из-за того, что, подобно свинцу, он оставляет на бумаге след. В XVIII в. К.В.Шееле доказал, что графит представляет собой «особый минеральный уголь». Луи Бернар Гитон де Морво при осторожном нагревании алмаза без доступа воздуха получил порошок графита. Графит представляет собой темно-серое с металлическим блеском, мягкое, жирное на ощупь вещество. Хорошо проводит электрический ток. В графите атомы углерода расположены в параллельных слоях, образуя гексагональную сетку. Внутри слоя атомы связаны гораздо сильнее, чем один слой с другим, поэтому свойства графита сильно различаются по разным направлениям. Графит широко применяется в технике. Графитовый порошок используют для изготовления минеральных красок, а также в качестве смазочного материала – между отдельными слоями графита взаимодействие настолько слабое, что возникает скольжение. Графитовые стержни служат электродами во многих электрохимических процессах; из смеси графита с глиной изготавливают тигли для плавки металлов. Блоки из особо чистого графита являются основным материалом для создания атомных реакторов. В первом отечественном реакторе, например, было использовано 450 т графита.
Графе́н (graphene)— двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и хорошей теплопроводностью . Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в микросхемах.

3).Карбин представляет собой мелкокристаллический порошок чёрного цвета (плотность 1,9÷2 г/см³), обладает полупроводниковыми свойствами. Получен в искусственных условиях из длинных цепочек атомов углерода, уложенных параллельно друг другу. Карбин— линейный полимер углерода. В молекуле карбина атомы углерода соединены в цепочки поочередно либо тройными и одинарными связями (полииновое строение), либо постоянно двойными связями (поликумуленовое строение). Это вещество впервые получено советскими химиками В.В.Коршаком, А.М.Сладковым, В.И.Касаточкиным и Ю.П.Кудрявцевым в начале 60-х гг.. Карбин обладает полупроводниковыми свойствами, причём под воздействием света его проводимость сильно увеличивается. На этом свойстве основано первое практическое применение— в фотоэлементах.

4). Фуллерены. (Букиболы). Получен в 1985г., имеет сферическую форму (как футбольный мяч), состоит из четного числа атомов углерода в молекуле (60,70, 72,74,76,…, 108, и др.). В 1996 году трое ученых – Гарольд Крото (Великобритания), Роберт Керл и Ричард Смелли ( США) были удостоены Нобелевской премии в области химии за открытие молекулярной формы углерода – фуллерена). Фуллерены представляют собой кристаллическое вещество черного цвета с металлическим блеском, обладающие свойствами полупроводников.
В 1992 году фуллерены обнаружены в природе – в минерале шунгите (аморфном углероде), названном в честь поселка Шуньга в Карелии. Неудивительно, что долгое время примесь фуллерена в шунгите не замечали: его там лишь около 0,001%.
Усилия многих ученых – физиков, химиков, материаловедов – направлены на развитие нанотехнологии – технологических процессов, осуществляемых на молекулярном уровне. В 1991 году японские ученые на стенках прибора, в котором проводили синтез фуллеренов, обнаружили наночастицы углерода – полые углеродные трубки диаметром 3-10 нм, их стенки состоят всего из нескольких слоев атомов. С одной стороны каждая такая трубка закрывается «крышкой», которая является не чем иным, как фрагментом структуры фуллерена.
Идеальная нанотрубка – это цилиндр, полученный при свёртывании плоской гексагональной сетки графита без швов.Нанотрубки, являются на редкость прочным материалом, как на растяжение, так и на изгиб. Более того, под действием механических напряжений, превышающих критические, нанотрубки не "рвутся", а перестраиваются.
Французскими и российскими исследователями было открыто такое свойство нанотрубок, как сверхпроводимость, а также резкое изменение проводимости при небольшом изгибе однослойной нанотрубки. Нанотрубка оказывается готовым высокочувствительным преобразователем механических колебаний в электрический сигнал и обратно и практически готовым датчиком мельчайших деформаций. Он мог бы найти применение в устройствах, контролирующих состояние механических узлов и деталей, от которых зависит безопасность людей.
Открытая нанотрубка обладает капиллярными свойствами. Чтобы открыть нанотрубку, надо удалить верхнюю часть – крышечку. Это можно сделать путем отжига нанотрубок при температуре 8500 C в течение нескольких часов в потоке углекислого газа или путем выдержки в концентрированной азотной кислоте в течение 4,5 часов при температуре 2400 C. В результате такой обработки 80% нанотрубок становятся открытыми. Для ввода каких-либо веществ внутрь нанотрубок используют растворители, имеющие низкое поверхностное натяжение. Таким образом были получены нанотрубки, содержащие никель, кобальт и железо. Они могут заполняться и газообразными веществами. Это открывает возможность безопасного хранения водорода.
5).Технический углерод (Carbon black) — высокодисперсный аморфный углерод продукт, производимый в промышленных масштабах.«Аморфный углерод» - как было установлено исследованиями, не является еще одним аллотропным видоизменением углерода, а представляет собой мелкокристаллический графит. Сортами этого углерода являются древесный уголь, кокс и сажа. Древесный уголь получается при нагревании без доступа воздуха древесины. Он применяется в качестве топлива в кузнечных горнах, жаровнях, используется в металлургии при выплавке некоторых цветных металлов и особо чистых сортов чугуна.
7. Адсорбция.
Однако больше известно применение древесного угля, основанное на его способности к адсорбции – способности поглощать (адсорбировать) различные вещества (газы, растворенные в воде краски и т.д.). Открытое русским химиком Ловицем явление адсорбции широко используется для очистки сахара на рафинадных заводах от веществ, придающих ему желтый цвет; для очистки спирта. Н.Д. Зелинский на основе адсорбционных свойств древесного угля разработал фильтрующий противогаз. (Слайд 10)
8.Химические свойства углерода.
Учитель:Теперь перейдём к изучению химических свойств углерода(Слайд 11).
"Химические свойства"
С – восстановитель
С0 – 4 е-→ С+4 или С0 – 2 е-→ С+2
С – окислитель
С0 + 4 е-→ С-4
1) с кислородом
C0 + O2 t˚C → CO2 углекислый газ
Опыт
при недостатке кислорода наблюдается неполное сгорание образуется угарный газ:
2C0 + O2 t˚C → 2C+2O
2) со фтором
С + 2F2 → CF4
3) с водяным паром
C0 + H2O t˚C → С+2O + H2 водяной газ
4) с оксидами металлов
С + MexOy = CO2 + Me
C0 + 2CuO t˚C → 2Cu + C+4O2
5) с кислотами – окислителями:
C0 + 2H2SO4(конц.) → С+4O2+ 2SO2+ 2H2O
С0 + 4HNO3(конц.) → С+4O2+ 4NO2+ 2H2O

1) с некоторыми металлами образует карбиды
4Al + 3C0 t˚C → Al4C3-4
Ca + 2C0t˚C → CaC2-1
2) с водородом
C0 + 2H2 t˚C → CH4

9.Домашнее задание(Слайд 12)
1.Обязательная часть домашнего задания.
Параграф 29 страницы164-172.Напишите уравнение реакции взаимодействия углерода с оксидом железа (III),составьте электронный баланс,укажите окислитель и восстановитель.
2.Необязательная часть(по желанию,на дополнительную оценку) Составьте сказку по теме «Углерод».


Категория: Уроки, конспекты | Добавил: andreevanp
Просмотров: 13704 | Загрузок: 2183 | Комментарии: 2 | Рейтинг: 3.0/2

Понравился материал? Оставьте свой комментарий ;)
Всего комментариев: 2
Наталья Петровна, добрый вечер! Материал к уроку подобран очень хороший и интересный. Спасибо.

1 Елена (ElenaM40)   (04.11.2013 21:23) [Материал]
Уважаемая Наталья Петровна, нет возможности открыть Ваш материал для ознакомления (презентацию!). С уважением, Елена.

Имя *:
Email *:
Код *:
Каталог

Я - Учитель!


Конкурсы
X Всероссийский творческий конкурс "Цветы родного края"
XIII Всероссийский творческий конкурс "Созвездие талантов"
VIII Всероссийский творческий конкурс "Весна идёт - Весне дорогу!"
III Всероссийский творческий конкурс "8 марта - праздник весны, цветов и любви"
VIII Всероссийский творческий конкурс "Моя мама - принцесса!"
XVI Всероссийский творческий конкурс "Животные - наши друзья"
Всероссийский педагогический конкурс "Профессиональные достижения педагога"
VIII Всероссийский творческий конкурс "Здравствуй, Масленица!"


© 2012 - 2024 Международное сообщество педагогов "Я - Учитель!"

Я - Учитель!
------------------------------
О проекте
.............................................
Обратная связь
.............................................
Отзывы о сообществе
.............................................
Баннеры, награды
.............................................
Образовательные сайты
.............................................
Реклама на сайте



Яндекс.Метрика

Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-54568 от 21.06.2013г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (РОСКОМНАДЗОР).
Соучредители: ИП Львова Е.С., Власова Н.В.
Главный редактор: Львова Елена Сергеевна
info@pochemu4ka.ru
Тел. 89277797310
Информация на сайте обновлена: 29.03.2024

Сайт для учителей, воспитателей и педагогических работников.

Все права на материалы сайта охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе законом РФ «Об авторском праве и смежных правах». Любое использование материалов с сайта запрещено без письменного разрешения администрации сайта.


Опубликовать разработку
................................................
Получить свидетельство
................................................
Создать портфолио
................................................
Создать блог
................................................

Партнеры сообщества:
---------------------------------
Конкурсы Рунета
.................................................
Детский портал "ПочемуЧка"
.................................................
Конкурсы "Любознайка"
.................................................
Мастерилкино
.................................................
ПедБлог