Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Управление образования Новоуральского городского округа

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 54»

Методическая разработка

урока (ФГОС) по химии в 9 классе

«Элементы IV (А) группы: общая характеристика. Углерод»

Автор: учитель химии и биологии

Донцова Лариса Николаевна

Г. Новоуральск

2016 г.

Оглавление

1. Пояснительная записка…………………………………………………3

2. Технологическая карта урока………………………………………….5

3. Дидактические материалы…………………………………………….16

4. Список информационных источников……………………………….26

Пояснительная записка

Тема урока «Элементы IV (А) группы: общая характеристика. Углерод» является обязательной для изучения в курсе химии 9 класса. Тип урока: урок "открытия нового знания". В течение урока учитель реализует следующие цели:

• Личностные цели урока: воспитание любознательности; развитие готовности к личностному самоопределению.

• Метапредметные цели урока: развитие умения работать в группе по решению общих учебных задач, развитие смыслового чтения, формирование основ химической культуры.

• Предметные цели урока: обеспечение усвоения знаний об элементах IV (А) группы, особенностях аллотропных видоизменений углерода, физических и химических свойствах углерода.

Цель урока для учащихся: изучить элементы IV (А) группы, аллотропные видоизменения углерода, физические и химические свойства углерода.

В качестве домашнего задания обучающимся предложены задания базового уровня, повышенного уровня и задания на дополнительную отметку.

С 1 сентября 2013 года МАОУ «СОШ №54» Реализует ФГОС ООО в рамках муниципальной НГО. Методическим советом школы разработана и утверждена на педагогическом совете технологическая карта, которая включает 5 этапов: создание учебно-познавательных мотивов; действие целеполагания; планирование и организация деятельности; осуществление деятельности по достижению поставленной цели; рефлексивно - оценочные действия. Для каждого этапа в технологической карте прописаны цель, деятельность ученика и учителя. В течение урока на каждом этапе учащиеся заполняют лист самооценки.

В 2015 году в школе изменилась материально-техническая база кабинета химии. Обновленный кабинет химии, оснащен современным оборудованием. В данном уроке использовано следующее оборудование: интерактивная доска и интерактивный продукт EURIKA 3D (содержит 3D фильмы); электрофицированный стенд «Периодическая система Д.И. Менделеева» (звуковое сопровождение и 15 характеристик выбранного химического элемента); «Набор химических элементов»; коллекция «Шкала твёрдости Мооса»; модели кристаллических решеток «Алмаз» и «Графит»; ноутбуки.

Данный урок прошел апробацию на уровне школы и получил хорошие отклики от учителей, посетивших данный урок.

Технологическая карта урока

Класс 9

Тема урока. Элементы IV (А) группы: общая характеристика. Углерод.

Цель урока для учителя.

Личностные цели урока: воспитание любознательности; развитие готовности к личностному самоопределению.

Метапредметные цели урока: развитие умения работать в группе по решению общих учебных задач, развитие смыслового чтения, формирование основ химической культуры.

Предметные цели урока: обеспечение усвоения знаний об элементах IV (А) группы, особенностях аллотропных видоизменений углерода, физических и химических свойствах углерода.

Цель урока для учащихся. Изучить элементы IV (А) группы, аллотропные видоизменения углерода, физические и химические свойства углерода.

Задачи урока для учителя.

1. Направленные на достижение личностных результатов обучения: создать условия, обеспечивающие воспитание интереса к изучению химических веществ.

2. Направленные на достижение метапредметных результатов обучения: способствовать развитию умений работать с новой информацией по теме (отбирать, выделять, выстраивать в логике, обобщать).

3. Направленные на достижение предметных результатов обучения: создать условия для включения учащихся в деятельность по усвоению знаний об элементах IV (А) группы.

Задачи урока для учащихся.

1. По предложенному плану, используя ПСХЭ Д. И. Менделеева (Электрофицированный стенд ПСХЭ Д. И. Менделеева), дать характеристику элементов IV (А) группы.

2. Используя различные источники информации, а именно: EURIKA 3D, коллекция «Набор химических элементов», текст учебника п.29, изучить особенности аллотропных видоизменений углерода, физические и химические свойства углерода.

3. Выполнить задания, предложенные учителем.

4. Сделать вывод по результатам работы группы.

Тип урока. Урок "открытия нового знания"

Оборудование: Интерактивная доска, электрофицированный стенд ПСХЭ Д. И. Менделеева, интерактивный продукт «EURIKA 3D», видеофильм «Фуллерен», видеоопыт «Адсорбционная способность угля», «Набор химических элементов», коллекция «Шкала твёрдости Мооса», модели кристаллических решеток «Алмаз» и «Графит», ноутбуки (для каждой группы, 6 шт.), Приложение №1 «Задания для групп».

Обсуждение.

-Какой химический элемент зашифрован в ребусе?

-Дайте характеристику углерода (используя план характеристики химического элемента по его положению в ПСХЭ) Слайд 2.

-Какие другие химические элементы относятся к IV (А) группе? Назовите их.

-Что общего у элементов IV (А) группы?

-Назовите признаки по которым данные элементы объединены в группу?

Какие физические и химические свойства характерны для углерода?

Учитель просит сформулировать главный вопрос урока.

Стремление к истине, научная и единая картина мира.

Личностные УУД: мотивация учения.

Участвует в обсуждении формулирует главный вопрос урока (в листе самооценки заполняет 1 строку)

Сформулирован главный вопрос урока «По каким признакам химические элементы объединены в IV (А) группу? Какие физические и химические свойства характерны для углерода?»

2

Действие целеполагания. (5 мин)

Обеспечить включение учащихся в совместную деятельность по определению целей учебного занятия.

Учитель спрашивает:

- Зачем необходимо отвечать на главный (проблемный) вопрос урока «По каким признакам химические элементы объединены в IV (А) группу? Какие физические и химические свойства характерны для углерода?»

-Что мы еще не знаем для того, чтобы ответить на главный вопрос урока?

Учитель просит сформулировать цель урока.

Учитель просит сформулировать тему урока.

Целеустремлённость, настойчивость.

Познавательные УУД: формулирование познавательной цели.

Регулятивные УУД: постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что ещё неизвестно.

Самостоятельно или с помощью учителя формулирует цель урока (в бланке листа самооценки заполняет 2 строку)

Озвученная цель урока: «Изучить элементы IV (А) группы, аллотропные видоизменения углерода, физические и химические свойствах углерода».

Тема урока, записанная в тетрадь: «Элементы IV (А) группы: общая характеристика. Углерод».

3

Планирование и организация деятельности (5 мин)

Обеспечить разработку алгоритма действий по решению возникшей проблемы или затруднения

Учитель спрашивает:

- Что необходимо сделать, чтобы достичь цели урока?

Учитель просит озвучить план дальнейшей работы. (Используя различные источники информации: EURIKA 3D, коллекция «Набор химических элементов», получить необходимую информацию, объединиться в группы и выполнить задания, сделать вывод по результатам выполнения задания, оценить работу группы*).

Целеустремленность и настойчивость.

Познавательные УУД: самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера.

Регулятивные УУД: составление плана и последовательности действий

Самостоятельно или с помощью учителя планирует деятельность по достижению цели (в бланке листа самооценки заполняет 3 строку)

План (алгоритм) действий по достижению цели урока.

1. Используя различные источники информации: EURIKA 3D, коллекция «Набор химических элементов», получить необходимую информацию.

2. Объединиться в группы и выполнить задания.

3. Сделать вывод по результатам выполнения задания.

4. Оценить работу группы*.

4

Осуществление деятельности по достижению поставленной цели (20 мин)

Обеспечить осмысление учащимися способов деятельности с помощью которых были получены новые знания

Выполнение действий по плану. Сообщение о результатах работы в группах. Вывод о результатах работы группы.

Ценность знания, трудолюбие, ценность здоровья.

Коммуникативные УУД: инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; контроль, коррекция, оценка действий партнёра умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.

Активно участвует в выполнения задания (в бланке листа самооценки заполняет 4 строку)

Выполненные задания в группах. (Приложение 1), вывод о результатах работы, оценка работы группы*.

5

Рефлексивно - оценочные действия (5 мин)

Организовать осмысление способов достижения цели, организовать анализ деятельности по получению учебного продукта

Учитель предлагает ответить на вопросы.

- Какую цель ставили на уроке?

- Удалось достичь поставленной цели?

- Где можно применить новые знания?

- Что на уроке у вас хорошо получилось?

-Что вызвало затруднения?

Учитель предлагает оценить себя на уроке.

Внимательность и отношение к другим.

Регулятивные УУД: выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения.

Достиг цели урока, определяет для себя достиг самостоятельно или с чьей-то помощью (в бланке листа самооценки заполняет 5 строку)

Ответы на вопросы.

Схема в тетради Слайд 3 «Общие признаки элементов IV (А) группы».

Самооценка*.

6

Домашнее задание

Обязательно для всех (базовый уровень):

• учебник О.С. Габриелян «Химия 9 класс», п. 29, рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриелян стр.175-177 №1, 2, 3, 4.

Повышенный уровень:

• учебник О.С. Габриелян «Химия 9 класс», п. 29, рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриелян стр. 177-178 №1, 2, 3, 4.

На дополнительную отметку:

• рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриелян стр. 178-179 №5, 6, 7.

*В течение урока на каждом этапе учащиеся заполняют лист самооценки (Приложение 2*)

Дидактические материалы

Приложение №1. Задания для групп

Группа №1 Оборудование: ноутбук. Оборудование: набор химических элементов, ноутбук.

Прочитать информационный текст. Изучить набор химических элементов. Выполнить задания (заполнить таблицу). Оценить работу группы*.

Информационный текст №6.

Главную подгруппу элементов четвертой группы периодической системы составляют: углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (Рb). На внешнем уровне у них по четыре электрона, электронные конфигурации имеют вид: nS²nP². Они в соединениях проявляют степени окисления от -4 до +4. Сверху вниз в подгруппе металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают. Углерод и кремний являются типичными неметаллами, германий проявляет амфотерные свойства, а олово и свинец являются типичными металлами. Формула высших кислородных соединений ЭО₂, водородных соединений ЭН₄.

1. Используя набор химических элементов, изучите простые вещества, образованные элементами четвертой группы главной подгруппы ПСХЭ.

2. На основе информационного текста № 5 заполните таблицу (документ поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).

Символ ХЭ

Строение

атома (p⁺, e^-, n⁰⁾

Конфигурация

внешнего уровня

Высшая степень окисления

Формула

простого вещества

Металл или неметалл

Формула

высшего оксида

Формула

водородного соединения

1

2

3

4

5

Группа №2 Оборудование: коллекция «Шкала твёрдости Мооса», ноутбук.

Прочитать информационный текст. Изучить коллекцию «Шкала твёрдости Мооса». Выполнить задания (заполнить таблицу, заполнить пропуски в тексте). Оценить работу группы*.

Информационный текст №2.

Ни один элемент Периодической системы Д.И. Менделеева не обладает тем разнообразием свойств, иногда прямо противоположных, которое присуще углероду. Углерод образует несколько аллотропных модификаций: алмаз, графит, фуллерен. Название "алмаз" происходит от древнегреческого слова, имеющего смысл "несокрушимый, непреклонный, твердый"; а графит от греческого слова - пишу. При сравнении алмаза и графита, можно выделить следующий парадокс: алмаз имеет самую высокую твердость, равную 10 баллам по шкале Мооса, тогда как графит - самую маленькую, равную 1 баллу. Еще одно отличие этих двух аллотропных модификаций - способность проводить электрический ток и тепло. Алмаз, в связи со своей структурой, не проводит электрический ток и тепло, а графит является отличным проводником тепла и электричества. Графит, в отличие от алмаза, обладает металлическим блеском. Вес алмаза измеряется в каратах. 1 карат=0,2 грамма.

Алмаз и графит нашли свое практическое применение задолго до расшифровки их структуры. Алмазы применяют в качестве драгоценных камней, для изготовления ножей, сверл, скальпелей, стеклорезов. Графит используют для изготовления плавильных тиглей, электродов, нагревательных элементов, компонент состава для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей. В отношении других аллотропных модификаций карбина, фуллерена и нанотрубок картина обратная: их структуры установлены, а области применения могут пока только планироваться на основании возможных технологических свойств.

1. На основе информационного текста № 2 заполните пропуски в тексте и таблицу (документ поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).

Области применения

2.Заполни пропуски в тексте (документ поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).

……… является одним из наиболее известных …………. ………….. углерода, чья твёрдость и высокая степень рассеивания света делает его полезным в промышленном применении и в ювелирных изделиях. ……………… - самый твёрдый известный природный минерал, что делает его отличным абразивом и позволяет использовать для шлифовки и полировки. В природной среде нет ни одного известного вещества, способного поцарапать даже мельчайший фрагмент …………….

Группа №3

Оборудование: коллекция «Природные соединения углерода», ноутбук.

Прочитать информационный текст. Изучить коллекцию «Природные соединения углерода». Выполнить задания (заполнить таблицу, ответить на вопрос). Оценить работу группы*.

Информационный текст №3.

Углерод в природе в чистом виде встречается в виде графита и алмаза. В химически связанном виде он присутствует в каменных частях земной коры, например, в виде известняка, и в растительных остатках, например, в каменном угле, в нефти и природном газе. Наряду с этим он является составной частью биомассы растений и животных. В виде углекислого газа он присутствует в воздухе и находится в растворенном виде в воде.

Число соединений, содержащих углерод составляет не менее двух миллионов. 50 тысяч из них созданы химиками, остальные - природные, среди наиболее известных: уголь, нефть. В нефти содержится почти столько же углерода, сколько и в каменном угле - около 86%. Нефть специалисты относят к минералам (хотя латинское слово minera означает «руда»). Вместе с газом она относится к числу горючих полезных ископаемых.

В земной коре встречаются в огромных количествах соли угольной кислоты, особенно карбонат кальция - СаСО₃ - мел, мрамор, известняк; МgCO₃ - магнезит; СаСО₃* МgCO₃ - доломит. В воздухе имеется диоксид углерода (СО₂). Наконец, растительные и животные организмы состоят из веществ (белки, жиры, углеводы), в образовании которых главное участие принимает углерод. Содержание углерода в живых организмах в расчёте на сухое вещество составляет: 34,5-40% у водных растений и животных, 45,4-46,5% у наземных растений и животных и 54% у бактерий. Таким образом, этот элемент относится к разряду распространенных на Земле, хотя общее его содержание в земной коре составляет около 0,1 % - 11 по распространенности элементов в земной коре.

1. На основе информационного текста № 3 заполните таблицу «Важнейшие природные соединения углерода» и запишите ответ на вопрос (документ поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).Графит

2

Известняк, мрамор

3

Магнезит

4

Уголь

5

Углекислый газ

6

Доломит

7

Природная жидкая смесь черного цвета разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений.

2. Почему фотосинтез служит важнейшим источником углерода?

______________________________________________________________

_______________________________________________________________

Группа №4

Оборудование: модели кристаллических решеток «Алмаз», «Графит», ноутбук.

Прочитать информационный текст. Изучить набор химических элементов. Выполнить задания (ответить на вопрос, заполнить пропуски в предложениях). Оценить работу группы*.

Информационный текст №4.

Самые известные аллотропных модификации углерода: алмаз и графит.

а) Алмаз - это прозрачное, твердое кристаллическое вещество. Имеет очень сильный блеск, является изолятором, при нагревании до 1000° С переходит в графит. Алмаз имеет тетраэдрическую кристаллическую решетку, в которой все атомы расположены друг от друга на одинаковом расстоянии, и каждый из них образует прочные связи с соседними атомами, что объясняет высокую твердость алмаза.

Искусственно ограненные алмазы называются бриллиантами и являются предметом роскоши.

Алмаз - «король камней». Он издавна олицетворял власть, отвагу, мужество. Наиболее крупными, известными и исторически ценными алмазами в нашей стране, являются «Орлов» и «Шах».

Граф Г. Г. Орлов подарил бриллиант чистейшей воды массой 189,62 карата Екатерине II в день ее именин. Позже алмаз под названием «Орлов» стал украшением скипетра русских царей.

Алмаз «Шах», считавшийся величайшей драгоценностью персидского двора, был передан русскому правительству в качестве компенсации за убийство русского посла в Тегеране, выдающегося писателя, автора «Горе от ума» А. С. Грибоедова. Камень массой 88,7 карата предотвратил новую войну между Россией и Персией.

В середине позапрошлого века Ост-Индская компания преподнесла королеве Виктории уникальный дар - знаменитый алмаз «Кох-и-Нур». В 1852 году королева Англии пригласила в Лондон известного амстердамского ювелира Форзангера в качестве консультанта. Королева своими руками в течение 38 дней шлифовала алмаз. В результате чего от огромного камня, весившего до обработки 186 карат, осталось всего 106 карат. «Кох-и-Нур» - самая известная драгоценность британской короны.

б) Графит - это темно-серое, жирное на ощупь кристаллическое вещество с металлическим блеском, имеет сложную структуру, т. к. кристаллическая решетка графита состоит из бесконечных плоских параллельных слоев, слои связаны между собой сравнительно слабо и легко отделяются друг от друга. Этим и объясняется малая механическая прочность графита. Он проводит тепло и электрический ток, очень тугоплавкий, при температуре 1200°С его можно перевести в алмаз.

1. Можно ли алмаз разбить молотком?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

2. На основе информационного текста № 4 заполните пропуски в предложениях (документ поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).

Особая твердость ……… обусловлена тем, что в его кристаллической решетке каждый атом …………… связан ………… …… связями с четырьмя другими атомами, размещенными вокруг него на одинаковых расстояниях. Эти связи по всем направлениям одинаково прочные. В ………… атомы располагаются слоями, и расстояние между атомами, расположенными в разных слоях, гораздо больше, чем между атомами!!!!!!!

Группа №5

Оборудование: видеоопыт «Адсорбционная способность угля», ноутбук.

Прочитать информационный текст. Посмотреть видеоопыт «Адсорбционная способность угля». Выполнить задания (заполнить пропуски в предложениях, ответить на вопрос). Оценить работу группы*.

Информационный текст № 5.

Особая аллотропная модификация углерода - древесный уголь получается при нагревании без доступа воздуха древесины. Очень важным свойством угля является адсорбция.

Адсорбцией называется способность некоторых веществ (адсорбентов) поглощать своей поверхностью другие вещества, с которыми они вступают в соприкосновение. Чем больше поверхность адсорбента, тем больше его адсорбционная способность.

Древесный и животный угли имеют очень пористую структуру и используются в качестве адсорбентов. Для повышения адсорбционной способности углей их активируют, обрабатывая водяным паром и двуокисью углерода при высокой температуре. Общая поверхность капилляров и пор, содержащихся в 1 г активированного угля, достигает 500-1000 м². Благодаря такому сильному развитию поверхности и ее высокой активности активированный уголь может поглощать большие количества газов, паров и растворенных веществ из окружающей среды.

Уголь, нагретый до 1000 градусов и обработанный водяным паром, называется активированным. Его адсорбционная способность очень велика.

1.Посмотреть опыт

2. На основе информационного текста № 5 и видеоопыта заполните пропуски в предложениях (документ поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).

В колбу с парами ……… поместим активированный ………. Бурая окраска паров ……… постепенно исчезает. Уголь ……………… пары брома. Активированный уголь как …………. применяется в противогазах, а также для очистки воздуха на промышленных предприятиях, для осветления различных растворов и т. п. Высокая ………….. способность активированного угля объясняется сильно развитой поверхностью. С точки зрения химии …………… уголь - это одна из форм углерода с несовершенной структурой, практически не содержащая примесей. Активированный уголь на 87-97 % по массе состоит из …………, также может содержать водород, кислород, азот, серу и другие вещества.

Группа №6

Прочитать информационный текст. Выполнить задания (составить уравнения химических реакций, назвать продукты реакций). Оценить работу группы*.

Информационный текст №1.

При обычных условиях углерод химически инертен; при высоких температурах соединяется с многими элементами (сильный восстановитель). Углерод обладает уникальной способностью образовывать огромное количество соединений, которые могут состоять практически из неограниченного числа атомов углерода. Многообразие соединений углерода определило возникновение одного из основных разделов химии - органической химии.

В нормальных условиях углерод химически малоактивен, однако при высокой температуре он реагирует со многими веществами. Самой активной формой является аморфный углерод, менее активен графит, самый инертный - алмаз.

При нагревании углерод соединяются с кислородом, образуя оксид углерода (IV), или углекислый газ. При недостатке кислорода образуется оксид углерода (II), или угарный газ. С водородом углерод соединяется только при высоких температурах и в присутствии катализаторов. В зависимости от температуры образуются различные углеводороды, например, метан. Углерод взаимодействует при нагревании с серой и фтором, в электрической дуге с азотом. Углерод - сильный восстановитель. При нагревании с водяным паром он вытесняет из воды водород. При нагревании углерода с оксидом углерода (IV) образуется угарный газ. Углерод восстанавливает многие металлы из их оксидов. С металлами или их оксидами углерод образует карбиды.

1. На основе информационного текста составьте уравнения химических реакций, назовите продукты реакций (документ «Химические свойства углерода», поместите в папку «Общие» на рабочем столе ноутбука, для демонстрации на экране интерактивной доски).

С + О₂ →

_{избыток} О₂

С + О₂ →

СuO + C →

_{недостаток} О₂

Са + С →

С + Н₂ →

С + Н₂О →

С + S →

С + F₂ →

*Приложение № 2. Лист самооценки.

Список информационных источников

1. О.С.Габриелян Программа курса химии для 8-9 классов общеобразовательных учреждений / О.С.Габриелян. - М.: Дрофа, 2012г.

2. Габриелян, Купцова: Химия. 8-9 классы. Методическое пособие. Вертикаль. ФГОС

3. Федеральный Государственный образовательный стандарт основного общего образования 2004 г;

4. chem21.info/info/117891/

5. https://www.youtube.com/watch?v=rJ5jva6y4SE</</p>