Кислород и воздух: от состава атмосферы до тайн горения
Цели и задачи
- Цель: Сформировать представление о кислороде как о химическом элементе и простом веществе, изучить состав воздуха и экологические проблемы атмосферы через исследовательскую деятельность.
- Предметная задача: Научить составлять уравнения реакций горения (окисления), различать экзо- и эндотермические процессы, понимать суть аллотропии на примере озона.
- Метапредметная задача: Развивать навыки смыслового чтения учебника (стр. 15–16, 23), умение проводить наблюдения и делать выводы на основе химического эксперимента.
- Воспитательная задача: Сформировать ответственное отношение к окружающей среде, понимая причины усиления парникового эффекта и разрушения озонового слоя.
Планируемые результаты
Личностные
- Готовность к осознанию глобальных экологических проблем (загрязнение воздуха).
- Уважение к вкладу отечественных учёных (М.В. Ломоносов) в развитие химии.
- Понимание ценности безопасного обращения с веществами в лаборатории и быту.
Метапредметные
- Познавательные: умение выделять главное в тексте параграфа, моделировать молекулы $O_2$ и $O_3$, анализировать термохимические уравнения.
- Регулятивные: планирование шагов химического эксперимента, самоконтроль при работе с лабораторным оборудованием.
- Коммуникативные: умение аргументированно отстаивать свою точку зрения в дискуссии о «хемофобии» и «хемофилии».
Предметные
- Знать состав воздуха (азот 78%, кислород 21% и др.).
- Уметь записывать формулы оксидов и уравнения реакций горения метана и угля.
- Различать физические и химические свойства кислорода, способы его получения в лаборатории (разложение пероксида водорода) и промышленности (фракционная дистилляция воздуха).
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование: связь между изучением темы и сохранением здоровья (чистый воздух).
- Нравственно-этическое оценивание экологических последствий деятельности человека.
Регулятивные УУД
- Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что еще неизвестно.
- Оценка — выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению.
Познавательные УУД
- Поиск и выделение необходимой информации из учебника (работа с рис. 7, 8, 21).
- Построение логической цепи рассуждений: состав воздуха -> свойства кислорода -> применение.
Коммуникативные УУД
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.
- Инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить оборудование для демонстрации горения свечи (Практическая работа №2, стр. 23): свеча, спички, стеклянный стакан, известковая вода.
- Распечатать рабочие листы с таблицей «Свойства кислорода и озона» для сравнительного анализа.
- Подготовить слайд-презентацию с диаграммой состава воздуха и фотографиями жидкого кислорода (синий цвет, магнитные свойства — стр. 16).
- Проверить наличие в лаборантской реактивов для получения кислорода: $H_2O_2$ и $MnO_2$.
- Открыть учебник на страницах 15, 16 и 23 для оперативной работы с классом.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: создание эмоционального настроя и актуализация интереса к теме «невидимого» вещества.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | "Здравствуйте! Сегодня мы начинаем изучение вещества, которое М.В. Ломоносов называл 'царственным'. Без него невозможна жизнь, но оно же виновато в лесных пожарах и ржавлении металлов. Посмотрите на страницу 6 учебника. Там сказано, что химия — это наука о превращениях. Сегодня мы увидим превращения самого важного газа на планете." | Проверяют готовность (тетрадь, учебник, ручка). Настраиваются на работу. |
2 мин | "Давайте проведем мини-эксперимент: задержите дыхание на столько, на сколько сможете. Что вы чувствуете? Почему наш организм так реагирует? Какое вещество нам необходимо каждую секунду? Правильно, кислород. Но знаете ли вы, что мы дышим не чистым кислородом, а смесью?" | Задерживают дыхание, делятся ощущениями. Отвечают: "Кислород". Выдвигают гипотезы о составе воздуха. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Итак, тема нашего урока — 'Воздух и кислород'. Мы узнаем, из чего состоит атмосфера и почему кислород — это не только газ для дыхания, но и мощный окислитель."
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 2. Актуализация знаний и открытие нового (10 мин)
Цель этапа: изучение состава воздуха и физических свойств кислорода с опорой на текст учебника.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | "Откройте учебник на странице 24. Найдите определение смеси. Воздух — это однородная (гомогенная) смесь газов. Посмотрите на диаграмму на слайде. Азота — 78%, кислорода — 21%. Какие еще газы входят в состав? Запишите в тетрадь состав воздуха." | Работают с учебником, записывают: $N_2$ (78%), $O_2$ (21%), благородные газы, углекислый газ. |
6 мин | "Теперь обратимся к странице 16. Посмотрите на рисунок 8. Какого цвета жидкий и твердый кислород? Это удивительно, но в жидком виде он не бесцветный, а светло-голубой и обладает магнитными свойствами! Давайте выпишем физические свойства $O_2$ при нормальных условиях (н.у. — см. стр. 15)." | Рассматривают рис. 8. Записывают: газ без цвета и запаха, плохо растворим в воде, тяжелее воздуха. Отмечают магнитные свойства жидкого $O_2$. |
Запись в тетрадях
Состав воздуха: Азот (78%), Кислород (21%), Аргон и др. (0,9%), Углекислый газ (0,03%).
Физические свойства $O_2$: $T_{кип} = -183°C$, $T_{пл} = -219°C$. Жидкий кислород — голубой, притягивается магнитом.
Физические свойства $O_2$: $T_{кип} = -183°C$, $T_{пл} = -219°C$. Жидкий кислород — голубой, притягивается магнитом.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы узнали, как выглядит кислород в разных состояниях. Но самое интересное начинается, когда он вступает в химические реакции."
Этап 3. Химический эксперимент и термохимия (12 мин)
Цель этапа: исследование процесса горения и введение понятий «оксиды», «экзотермическая реакция».
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | "Проведем опыт со страницы 23: наблюдение за горящей свечой. Я накрываю горящую свечу стаканом. Что происходит? Почему она гаснет? Посмотрите на стенки стакана — они запотели. О чем это говорит?" | Наблюдают. Отвечают: "Свеча гаснет, так как израсходован кислород". Делают вывод: при горении образуется вода (запотевание) и углекислый газ. |
7 мин | "Горение — это химическая реакция окисления, протекающая с выделением света и тепла. Такие реакции называются экзотермическими (+Q). Если тепло поглощается — эндотермическими (-Q). Давайте запишем реакцию горения угля (углерода) и метана (природного газа). Продуктами являются оксиды." | Записывают уравнения: $C + O_2 = CO_2 + Q$ (оксид углерода IV), $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + Q$. Учатся расставлять коэффициенты. |
Эталон решения
Термохимическое уравнение горения метана:
$CH_4(г) + 2O_2(г) ightarrow CO_2(г) + 2H_2O(г) + 890 кДж$.
Реакция экзотермическая, так как энергия выделяется в окружающую среду.
$CH_4(г) + 2O_2(г) ightarrow CO_2(г) + 2H_2O(г) + 890 кДж$.
Реакция экзотермическая, так как энергия выделяется в окружающую среду.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Горение топлива дает нам энергию, но оно же приводит к накоплению $CO_2$. К чему это ведет в глобальном масштабе?"
Этап 4. Экология и аллотропия: Озон (8 мин)
Цель этапа: межпредметные связи с географией и биологией, изучение озона и экологических проблем.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | "Кислород может существовать в виде двух простых веществ: $O_2$ (кислород) и $O_3$ (озон). Это явление называется аллотропией. Вспомните из курса географии, где находится озоновый слой? Почему его разрушение опасно?" | Отвечают: "В стратосфере". Обсуждают защиту от УФ-излучения. Сравнивают по таблице свойства $O_2$ и $O_3$ (запах, цвет, активность). |
4 мин | "Посмотрите на страницу 10 учебника. Там описаны глобальные проблемы: парниковый эффект и кислотные дожди. Усиление парникового эффекта связано с избытком $CO_2$. Как мы можем уменьшить этот вред?" | Анализируют текст. Предлагают варианты: использование фильтров, переход на электромобили, высадка деревьев (фотосинтез — круговорот кислорода). |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Знание химии помогает нам не только использовать ресурсы, но и беречь планету. Перейдем к проверке того, как вы усвоили материал."
Этап 5. Первичное закрепление и рефлексия (12 мин)
Цель этапа: контроль усвоения и подведение итогов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
7 мин | "Выполним небольшое задание: классифицируйте явления. 1) Испарение жидкого кислорода. 2) Горение свечи. 3) Получение озона из кислорода под разрядом молнии. Какие из них физические, а какие химические? (Опора на стр. 19)." | Выполняют задание в тетрадях. Ответы: 1 — физическое, 2 — химическое, 3 — химическое. |
5 мин | "Заполним лист самооценки. Ответьте на вопросы: Что было самым сложным? Какой факт о кислороде вас удивил больше всего?" | Заполняют листы рефлексии, сдают учителю. |
Критерии оценивания практической работы
- "5" — Ученик верно объяснил причину гаснет свечи, правильно записал уравнения горения угля и метана, указал тепловой эффект.
- "4" — Допущены незначительные ошибки в коэффициентах уравнений или не полностью описаны физические свойства кислорода.
- "3" — Ученик понимает суть процесса горения, но затрудняется в записи формул оксидов и уравнений реакций.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Почему жидкий кислород притягивается к магниту? | Проверка усвоения необычных физических свойств вещества. |
В чем разница между экзо- и эндотермической реакцией? | Выявление понимания энергетических эффектов реакций. |
Как вы понимаете термин 'хемофобия' со стр. 10? | Оценка личностного отношения к химии в жизни общества. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы убедились, что кислород — это не просто газ, а основа жизни и важнейший реагент. Мы увидели, как он 'работает' в пламени свечи и как защищает нас в виде озонового экрана. Помните слова Семенова со страницы 10: прогресс в познании мира невозможен без химии. На следующем уроке мы научимся получать этот газ в лаборатории самостоятельно. Спасибо за работу!"
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 3, вопросы 1-3 (стр. 19) | Повторить агрегатные состояния и физические свойства кислорода. |
Средний (повышающий) | Задание 5 (стр. 12) | Сравнить физические свойства сахара, соли и лимонной кислоты. |
Продвинутый (дополнительный) | Мини-проект «Озоновые дыры» | Подготовить сообщение о текущем состоянии озонового слоя над Антарктидой. |
Контрольный вопрос: Почему в больницах подушки с кислородом хранят вдали от открытого огня?