Физические и химические свойства кислорода. Понятие об оксидах
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся смогут различать физические и химические свойства кислорода, объяснять результаты наблюдений, составлять уравнения реакций кислорода с магнием и углеродом и определять оксиды среди предложенных веществ.
- Сформировать представление о физических свойствах кислорода и признаках его химических реакций с простыми веществами.
- Научить применять алгоритм составления формул оксидов и распознавать оксиды по составу.
- Развивать умение наблюдать химический эксперимент, выделять существенные признаки, работать с информацией и аргументировать выводы.
- Воспитывать ответственное отношение к соблюдению правил безопасности и понимание роли кислорода в жизни человека, медицине и промышленности.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к объяснению свойств веществ через строение и состав.
- Осознают значение кислорода для дыхания, горения, медицины и промышленности.
- Понимают личную ответственность за соблюдение правил безопасной работы с веществами и оборудованием.
- Оценивают собственный вклад в парную и групповую работу.
Метапредметные
- Извлекают информацию из демонстрации, таблицы, видеоматериала и формулируют вывод на основе наблюдений.
- Сравнивают физические и химические свойства, классифицируют вещества по составу.
- Планируют действия при выполнении учебного задания, осуществляют самопроверку по эталону.
- Аргументируют ответ в паре, распределяют роли и корректно учитывают мнение партнёра.
Предметные
- Знать физические свойства кислорода: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде и плотность относительно воздуха.
- Знать признаки химической реакции и понимать роль кислорода как окислителя.
- Уметь описывать взаимодействие кислорода с магнием и углеродом по наблюдениям.
- Уметь записывать уравнения реакций $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$ и $C + O_2 \rightarrow CO_2$.
- Уметь определять оксиды как сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Формируют ответственное отношение к безопасному обращению с кислородом и горючими веществами.
- Соотносят изучаемое явление с жизненными ситуациями: дыханием, горением топлива и медицинской практикой.
- Осознают смысл изучения химии для выбора будущей образовательной и профессиональной траектории.
- Проявляют самостоятельность при выборе уровня задания.
Регулятивные УУД
- Принимают и уточняют учебную цель, связанную с различением свойств кислорода.
- Планируют последовательность наблюдения, записи результата и формулировки вывода.
- Проверяют уравнения реакций по закону сохранения атомов.
- Находят и исправляют ошибки в формулах и коэффициентах.
- Оценивают степень достижения цели с помощью листа самооценки и «Светофора».
Познавательные УУД
- Выделяют признаки физических и химических свойств из текста и наблюдения.
- Устанавливают причинно-следственную связь между участием кислорода и усилением горения.
- Моделируют состав оксидов с помощью химических формул.
- Классифицируют вещества $MgO$, $CO_2$, $H_2O$, $NaCl$ по составу.
- Используют цифровую демонстрацию и таблицу как источники химической информации.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: наблюдатель, аналитик, докладчик.
- Формулируют уточняющие вопросы по результатам эксперимента.
- Обосновывают вывод о химическом свойстве кислорода признаками реакции.
- Согласуют общий ответ и корректно дополняют высказывания одноклассников.
- Участвуют в обсуждении межпредметных связей химии, биологии и физики.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить демонстрационный прибор для получения или показа кислорода, лучинку, пробирку, штатив, магниевую ленту, щипцы и спиртовку либо безопасную цифровую демонстрацию.
- Подготовить таблицу наблюдений с графами «Вещество», «Наблюдение», «Признак реакции», «Продукт». Распечатать по одному листу на пару.
- Подготовить карточки трёх уровней: распознавание физических свойств, составление формул оксидов, анализ ошибок в уравнениях; по одной карточке на пару.
- Вывести на экран изображения баллона с кислородом, горения магния и схемы состава оксида.
- Записать на доске тему, проблемный вопрос «Почему кислород поддерживает горение, но сам не горит?» и алгоритм проверки уравнения.
- Подготовить короткий видеок фрагмент о применении кислорода в медицине и промышленности без демонстрации опасных действий.
- Подготовить карточки для физкультминутки с обозначениями «физическое свойство» и «химическое свойство».
- Распечатать лист самооценки и билет на выход — по одному экземпляру на каждого ученика.
- Проверить исправность проектора, ноутбука, интерактивной доски и обеспечить соблюдение инструкций по технике безопасности.
- Заранее назначить безопасные роли при демонстрации: наблюдатель, секретарь, контролёр правил безопасности.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и вызвать интерес к проблеме свойств кислорода.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, всё ли готово к работе: тетрадь, ручка, карточка наблюдений. Сегодня нам потребуется не только знание формул, но и внимательность исследователя. На экране вы видите медицинскую кислородную маску и пламя горелки. Как связаны эти изображения?" | Проверяют готовность, рассматривают изображения и предполагают: "Кислород нужен для дыхания и поддерживает горение". |
2 мин | Учитель показывает на экране вопрос: "Почему кислород поддерживает горение, но сам не горит? Какие свойства можно установить без реакции, а какие — только во время реакции? Запишите первое предположение, а затем обсудите его с соседом по приёму "Подумай — обсуди в паре — поделись"." | Индивидуально записывают гипотезу, обсуждают её в паре 1 минуту, предлагают варианты: "Кислород участвует в горении", "его физические свойства можно наблюдать без превращения вещества". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы проверим ваши предположения экспериментом и цифровой демонстрацией. Наша задача — отделить описание кислорода от объяснения его химического поведения."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: восстановить знания о простых и сложных веществах, химических реакциях и правилах составления формул.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выводит на экран формулы $O_2$, $Mg$, $MgO$, $CO_2$, $NaCl$ и говорит: "Разделите вещества на простые и сложные. Объясните, по какому признаку вы принимаете решение. Затем найдите формулы, в которых есть кислород." | В парах распределяют формулы в две группы, называют критерий: "Простые вещества состоят из атомов одного элемента, сложные — из разных"; выделяют $O_2$, $MgO$, $CO_2$. |
2 мин | Учитель спрашивает: "Что называют химической реакцией? Какие признаки реакции вы уже знаете? Почему при записи уравнения нельзя менять индексы в формулах?" | Формулируют ответы: "Химическая реакция — превращение одних веществ в другие"; называют выделение газа, изменение цвета, образование осадка, выделение теплоты или света; объясняют, что индексы отражают состав вещества. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили состав веществ и признаки превращений. Теперь выясним, какое затруднение возникает при описании кислорода и как его преодолеть."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать различие между физическими и химическими свойствами и определить план исследования.
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель демонстрирует закрытую ёмкость с кислородом и спрашивает: "Мы можем описать газ, не превращая его в другое вещество? Какие характеристики увидим или измерим? А что произойдёт, если внести в кислород раскалённую лучинку или магний?" | Предлагают: "Можно определить цвет, запах, агрегатное состояние и растворимость"; предполагают усиление горения и образование нового вещества. |
2 мин | Учитель фиксирует на доске две колонки «Физические свойства» и «Химические свойства» и говорит: "Сформулируйте цель урока одним предложением. План будет таким: наблюдаем физические свойства, исследуем химическое поведение, записываем уравнения, выясняем, что такое оксид." | Записывают цель: "Научиться различать физические и химические свойства кислорода и определять оксиды"; предлагают последовательность действий. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема поставлена: одно и то же вещество нужно описать до реакции и во время реакции. Переходим к исследованию и будем фиксировать только доказанные наблюдением выводы."
Этап 4. Открытие нового знания: наблюдение и объяснение (12 мин)
Цель этапа: установить физические и химические свойства кислорода и вывести понятие об оксидах на основе наблюдений.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель показывает на экране таблицу и обращается к классу: "Рассмотрите кислород как объект наблюдения. Газ при обычных условиях бесцветный, без запаха, немного тяжелее воздуха и плохо растворим в воде. Эти признаки не создают нового вещества, поэтому относятся к физическим свойствам. Запишите их в первую колонку карточки." | Заполняют таблицу: «газ», «бесцветный», «без запаха», «немного тяжелее воздуха», «плохо растворяется в воде»; формулируют: "При описании физического свойства состав вещества не изменяется". |
4 мин | Учитель демонстрирует видео или опыт: "Сейчас наблюдаем внесение тлеющей лучинки в сосуд с кислородом. Не повторяйте опыт самостоятельно. Что произошло? Является ли это свойством кислорода или просто физическим признаком?" | Наблюдают, записывают: "Тлеющая лучинка вспыхивает"; делают вывод: "Кислород поддерживает горение, это химическое свойство, проявляющееся в реакции". |
4 мин | Учитель демонстрирует горение магниевой ленты: "Посмотрите на яркое свечение и белое твёрдое вещество после реакции. Запишем схему: магний плюс кислород образуют оксид магния. Расставьте коэффициенты. Как назвать продукт реакции? Сравните состав $MgO$ и определение на доске: оксиды — сложные вещества из двух элементов, один из которых кислород." | Наблюдают свет и образование белого вещества, записывают и уравнивают: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$. Определяют $MgO$ как оксид, формулируют определение и проверяют, что в составе два элемента, один — кислород. |
Запись в тетрадях
- Физические свойства кислорода: газ, бесцветный, без запаха, немного тяжелее воздуха, плохо растворяется в воде.
- Химическое свойство кислорода: поддерживает горение и реагирует с простыми веществами.
- Оксиды — сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.
- $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы установили, что физические свойства описывают вещество без превращения, а химические проявляются в реакции. В результате реакции магния с кислородом образовался оксид. Теперь проверим новое правило на других примерах."
Этап 5. Физкультминутка и межпредметная связь (3 мин)
Цель этапа: снять напряжение, закрепить различение свойств и связать химию с биологией и физикой.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит физкультминутку: "Если я называю физическое свойство, поднимите руки вверх; если химическое — выполните два лёгких приседания. Бесцветный газ; поддерживает горение; плохо растворяется в воде; реагирует с магнием. А теперь вспомним биологию: где кислород используется клетками? Из физики: почему газ распространяется по всему сосуду?" | Выполняют движения по инструкции, отвечают: "Кислород используется при клеточном дыхании"; "частицы газа движутся хаотично и заполняют доступный объём". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что одно химическое вещество объединяет знания химии, биологии и физики. Возвращаемся к формулам и проверяем, умеем ли мы распознавать оксиды."
Этап 6. Первичное закрепление в парах (8 мин)
Цель этапа: применить определение оксида и алгоритм составления уравнений в совместной работе.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточку: "Задание 1. Распределите вещества $CO_2$, $H_2O$, $CaO$, $NaCl$, $SO_2$ на оксиды и неоксиды. Объясните решение по формуле: два элемента, один — кислород. Задание 2. Составьте уравнение реакции углерода с кислородом." | В парах выделяют оксиды $CO_2$, $H_2O$, $CaO$, $SO_2$, исключают $NaCl$; записывают $C + O_2 \rightarrow CO_2$. |
4 мин | Учитель предлагает взаимопроверку: "Обменяйтесь карточками с соседней парой. Проверьте два критерия: правильно ли определён состав вещества и сохранено ли число атомов каждого элемента. Поставьте одну звезду за верную классификацию и одну — за верное уравнение." | Проверяют работу соседней пары, отмечают результат, исправляют ошибку и формулируют объяснение: "В $NaCl$ нет кислорода, а в остальных формулах есть два элемента, включая кислород". |
Эталон решения
$CO_2$, $H_2O$, $CaO$, $SO_2$ — оксиды, потому что состоят из двух элементов, один из которых кислород. $NaCl$ — сложное вещество, но не оксид: кислорода в составе нет. Для реакции углерода с кислородом записываем схему $C + O_2 \rightarrow CO_2$. Число атомов углерода и кислорода слева и справа одинаково, поэтому коэффициенты равны единице.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы применили определение оксида и проверили уравнение по атомам. Следующий шаг — самостоятельная работа, где каждый покажет, насколько уверенно может действовать без подсказки пары."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (7 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание физических и химических свойств кислорода и оксидов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней и говорит: "Выберите уровень по готовности. Минимальный: выпишите три физических свойства кислорода и два оксида из списка $O_2$, $MgO$, $CO_2$, $H_2$, $NaCl$. Базовый: составьте уравнение реакции магния с кислородом и объясните признак реакции. Повышенный: найдите ошибку в записи $Mg + O_2 \rightarrow MgO$ и исправьте её." | Индивидуально выполняют выбранный вариант. В повышенном задании находят ошибку в коэффициентах и записывают $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$. |
2 мин | Учитель открывает эталон на экране: физические свойства; $MgO$, $CO_2$; $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$. Просит выполнить самопроверку и отметить результат в листе самооценки. | Сверяют ответы, подчёркивают исправления, отмечают: «могу самостоятельно», «нужна тренировка» или «нужна помощь». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что определение оксида и проверка коэффициентов уже становятся алгоритмом. Осталось вернуться к проблемному вопросу и проверить, достигли ли мы цели урока."
Этап 8. Рефлексия, итог и домашнее задание (3 мин)
Цель этапа: осмыслить результат, выявить затруднения и объяснить домашнюю работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает приём "Билет на выход": "Закончите три фразы: физическое свойство кислорода — это…; химическое свойство кислорода — это…; оксид — это… . Затем ответьте: почему кислород поддерживает горение, но сам не горит? Покажите цвет карточки: зелёная — могу объяснить, жёлтая — нужна тренировка, красная — нужна помощь." | Заполняют билет: "Кислород — бесцветный газ"; "поддерживает горение"; "сложное вещество из двух элементов, один из которых кислород"; поднимают карточку самооценки. |
1 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите уровень. В каждом варианте используйте сегодняшнее определение оксида и проверяйте уравнения по атомам. Перед выходом назовите партнёру один признак химической реакции." | Записывают выбранный уровень, называют партнёру признак реакции: "выделение света и образование нового вещества". |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно описаны не менее четырёх физических свойств кислорода, верно определены все предложенные оксиды, без ошибок записаны и уравнены два уравнения реакций, вывод аргументирован наблюдением.
- «4» — допущена одна содержательная ошибка в классификации или записи уравнения, но различие физических и химических свойств объяснено верно.
- «3» — названы не менее двух физических свойств, правильно определён хотя бы один оксид и записана схема одной реакции, однако требуется исправление коэффициентов или объяснения.
- Ниже «3» — отсутствует устойчивое различение физических и химических свойств; учитель организует индивидуальную консультацию и повторное выполнение базового задания.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о физических свойствах кислорода? | Выявление осознания конкретных характеристик вещества. |
Как доказать, что кислород обладает химическим свойством поддерживать горение? | Проверка умения связывать вывод с наблюдаемым признаком реакции. |
Как определить, является ли вещество оксидом? | Проверка понимания алгоритма классификации по составу. |
Какое задание оказалось самым сложным и какая помощь нужна? | Выявление точек затруднения и планирование коррекции. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы научились различать физические и химические свойства кислорода и доказали его способность поддерживать горение. Мы установили, что продукт взаимодействия кислорода с другим элементом может быть оксидом, и потренировались проверять уравнение по числу атомов. Типичная ошибка — менять индексы в формулах вместо расстановки коэффициентов. На следующем уроке мы рассмотрим свойства оксидов и способы их получения."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить краткую таблицу «Физические свойства кислорода — химические свойства кислорода» и выполнить 4 задания на распознавание оксидов среди формул простых и сложных веществ. | Закрепляет различение свойств и определение оксида; при проверке обратить внимание на объяснение выбора. |
Средний (повышающий) | Записать и уравнять 4 уравнения взаимодействия кислорода с предложенными простыми веществами, включая магний и углерод; для каждого указать продукт реакции. | Формирует навык составления уравнений и проверки закона сохранения атомов. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить мини-сообщение на 8–10 предложений о применении кислорода в медицине, металлургии или космонавтике с двумя примерами оксидов и объяснением их роли. | Развивает естественно-научную и читательскую грамотность, умение связывать химические знания с профессиями и реальными технологиями. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Назовите два физических свойства кислорода. Какое химическое свойство кислорода проявляется при внесении тлеющей лучинки? Что такое оксид? Почему уравнение $Mg + O_2 \rightarrow MgO$ необходимо уравнять?»
