Конспект метапредметного урока по химии на тему: Состав воздуха. Охрана воздуха. 8 класс

КОНСПЕКТ УРОКА ХИМИИ В 8 КЛАССЕ ПО ТЕМЕ «ВОЗДУХ И ЕГО СОСТАВ»

Цель Создание условий для развития интеллектуального и творческого потенциала учеников на теоретическом, историческом, экологическом материале темы «Воздух и его состав».

Задачи - Сформировать представления о составе воздуха и экологических проблемах атмосферы.

- Развивать инициативную исследовательскую деятельность учеников.

- Сформировать экологическую культуру учащихся, осознания важности знаний химии в решении экологических проблем.

Ход урока:

1. Приветствие, постановка целей

Приветствие учеников и знакомство с эпиграфом урока «Познание начинается с удивления» (Аристотель) и призывает на уроке удивляться и познавать. (СЛАЙД 1)

Учитель предлагает ученикам догадаться по историческому материалу, о каком веществе идет речь. (СЛАЙД 2)

Полагают, что впервые этот газ получил голландский изобретатель, механик и алхимист Корнелиус Дреббел в 1602. В 1615 году Дреббел построил первое подводное судно, наполнил его газом, в котором человек мог свободно дышать, и вместе с командой в 12 человек опустился на три часа на дно Темзы близ Лондона. В этой экспедиции участвовал и король Англии Джеймс I.

2. Актуализация ранее полученных знаний о кислороде

Выслушав ответы учеников, учитель предлагает повторить знаний о кислороде.

Далее ученики работают с опорным конспектом: (СЛАЙД 3)

Задание 1: В каждом ряду выбрать лишнее вещество, указать причину выбора

CaO, CO₂, HCl, NaOH - вещество не содержит кислород

CaCO₃, SO₂, MgO, Na₂O - вещество не является оксидом

CaCO₃, KMnO₄, HgO, H₂O₂ - из вещества нельзя получить кислород

(СЛАЙД 4,5)

Задание 2: О чем идет речь в данном предложении?

1. Кислород растворяется в воде.

2. Кислород входит в состав воды.

3. Кислородом мы дышим.

4. Кислород входит в состав белков, жиров, углеводов.

5. В кислороде горят многие вещества.

6. Кислород является одним из постоянных компонентов воздуха.

Попробуем закрыть рот и нос руками. Сколько минут мы можем продержаться?

Вот так просто доказали, что без воздуха едва ли проживешь и пять минут.

Воздух - самое жизненно необходимое вещество на нашей планете. Недаром в фантастическом романе Александра Беляева «Продавец воздуха» злоумышленник пытается подчинить себе весь мир, завладев не золотом, не оружием, а воздухом Земли. Все, что нам кажется пустым, на самом деле заполнено нашим замечательным воздухом-невидимкой.

При слове «Воздух» большинству из нас приходит на ум сопоставление: Воздух - это то, чем дышат.

В этимологическом словаре русского языка указывается, что слово воздух заимствовано из церковно-славянского языка и обозначает «воздыхать».

С точки зрения биологической науки воздух - среда для поддержания жизни за счёт кислорода.

Нашей планете уже 4,5 млрд лет. А всегда ли атмосфера Земли имела такой состав, какой она имеет сегодня?

В первобытной атмосфере не было кислорода. Она состояла из ядовитых газов CH₄, CO₂, NH₃, N₂ и паров H₂O.

Какие вы знаете организмы, которым для дыхания не нужен кислород?(бактерии)
Когда же начал изменяться состав атмосферы? (около 2,5 млрд лет назад, когда появились первые синезеленые водоросли). Они сами себе стали создавать питательные вещества, и как побочный продукт стал выделяться кислород.
Как называется этот процесс? (фотосинтез)

Учитель. Прошли еще миллионы лет, и на Земле зашумели леса, которые и сейчас обогащают атмосферу кислородом.

Но вот что предстказывают ученые для нашей планеты через 1000 лет?

Кто сможет назвать тему урока? ( Формулирование темы урока)

Столкновение с проблемой.

Проблема состава воздуха была объектом исследований в течение многих веков. Сейчас секрет воздуха раскрыт и перед человечеством стоит совершенно другая проблема.

Сформулируйте что такое проблема?

Для того, чтобы разобраться в данной проблеме, учитель предлагает провести исследование.

Учитель знакомит учеников с этапами проведения исследования: (СЛАЙД 7)

Исследование

Далее ученики формулируют гипотезы и приступают к исследованию в группах. Ученики работают с кейс материалами международных экологических газет по одному из явлений, выделяя главные мысли и заполняя таблицу.Далее происходит обсуждение материала и формулировка выводов.

Отчет групп и составление общего проекта.

5. Применение результатов исследования.

Каковы же основные причины экологических катастроф на Земле ? Сжигание топлива.

Как называется взаимодействия с кислородом? -реакция окисления.

Формула С8н18?бензин

Какое это вещество простое или сложное? Сложное.

Как вы думаете реакция горения на воздухе будет идти быстрее или медленнее? -медленее т.к. 1/5

Запишем реакцию :

С8Н12+7О2=8СО2+6Н2О

Реакция горения - реакция, при которой происходит окисление веществ с выделением теплоты и света.

Самостоятельно записать уравнение горения:

Н2S,NH3,CH4

Вывод: в результате реакции горения сложного вещества образуются оксиды хэ,входящих в состав сложного вещества.

Вывод :процессы горения изменяют состав атмосферы и создают экологические проблемы.

Задача. Хорошо известно, что легковой автомобиль загрязняет воздух вредными выбросами: на каждые 10 км пути с его выхлопными газами в атмосферу попадает 7 моль CO и 1 моль NO. Какая масса этих вредных газов попадает в атмосферу при поездке г.Поронайск, который расположен в 20 км от Леонидово.

Меры по охране чистоты воздуха. Поиск решения.

- Загрязнение атмосферы последние годы очень беспокоит человечество. Созданы специальные службы, которые следят за чистотой воздуха.

На улицах больших городов часто можно увидеть автомобиль "Экологическая лаборатория". Это уникальная лаборатория, способная выполнить анализ воздуха и воды.

- Ребята, так что же надо делать для охраны чистоты воздуха? ( корзина идей)

- Каждый завод , каждая фабрика должны иметь особые установки, улавливающие пыль, частицы угля, различные газы - пылеулавливающее и газоочистное оборудование.Из задержанных этими установками сажи и газов изготовляют полезные материалы. Например: сажу используют для получения цемента и красок, а из газов делают многие химические вещества, необходимые в народном хозяйстве.

- Ведётся контроль за двигателями автомобилей. Делаются успешные попытки использовать в качестве горючего для автомобилей газ - водород. При его сгорании не выделяются вредные газы, а образуется вода. Учёные разрабатывают новые автомобили, которые не будут загрязнять атмосферу. Возможно, скоро у нас появятся солнцемобили и .

- Правильно ли поступает водитель, если во время стоянки, оставляет включенным мотор своей машины?

- Автотранспорт более всего отравляет воздух на перекрёстках, то есть там, где он работает на переменных режимах (разгон, торможение). Поэтому необходимо создавать на оживлённых перекрёстках подземные туннели и переходы. Эти меры способствуют снижению загрязнения воздуха выхлопными газами.

- Ученые ищут способы замены угля, нефти, древесины на другие, как говорят "экологически чистые" источники энергии, которые бы не загрязняли атмосферу.

V. Роль растений в очищении воздуха. Поиск решения.

Много кислорода сжигается в двигателях автомобилей и самолётов, в топках тепловых станций и печах заводов.

Как же восстановить эти потери кислорода в воздухе?

- Правильно, в этом нам помогают растения. Поэтому в городах и вокруг них создают пояса садов, парков, аллей. Листья деревьев поглощают углекислый газ, а выделяют кислород, а так же задерживают пыль и сажу.

Например: листья вяза и сирени задерживают пылинки. В городах обычно высаживают растения, которые легче переносят задымление: тополь, клён остролистный, дуб, липу, желтую акацию, тюльпан, ромашку.

VII. Решение экологической задачи.

- Одно дерево в сутки выделяет столько кислорода, сколько его необходимо для дыхания трёх человек. Какое количество деревьев могут обеспечить потребность в кислороде всех учащихся нашего класса в течение суток?

Рефлексия, подведение итогов урока.

Учитель благодарит учеников за работу на уроке и просит вырнуться к поставленным проблемам урока.

Прием: Веер вопросов:

«Что я узнал сегодня на уроке?». Вытяните вопрос и ответьте на него.

• Воздух - это ….. .

• Воздух состоит в основном из …. .

• Без воздуха не проходят процессы … и ….

• При горении веществ в воздухе образуются … .

• Воздух - бесценный дар природы, его нужно … .

Оценить свою работу и работу класса пользуясь следующими понятиями: тлеющий уголек, горящая свеча, пылающий пожар.

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ПО ТЕМЕ:____________________________________

1. Давайте вспомним.

   1. В каждом ряду выбрать лишнее вещество, указать причину выбора

CaO, CO₂, HCl, NaOH _____________________________________

CaCO₃, SO₂, MgO, Na₂O ___________________________________

CaCO₃, KMnO₄, HgO, H₂O_{2 ____________________________________________}

1. О чем идет речь в данном предложении?

7. Кислород растворяется в воде.

8. Кислород входит в состав воды.

9. Кислородом мы дышим.

10. Кислород входит в состав белков, жиров, углеводов.

11. В кислороде горят многие вещества.

12. Кислород является одним из постоянных компонентов воздуха.

2.Состав воздуха

Воздух - это ______________________________________________

2. Экологические проблемы атмосферы

Кислотный дождь

Парниковый эффект

Смог

Суть явления

Причины

Последствия

Вывод:

3.Горение сложных веществ

Н2S + O₂ →_____________

NH3 + O₂ →_____________

ZnS + O₂ →_____________________

CH₄ + O₂ →____________________

Вывод: При горении сложных веществ образуются ______________.

Рефлексия

На уроке я работал как ____________________

На уроке класс работал как _________________

Группа 2

Прочитайте текст газетной статьи и определите проблему возникшую в Китае. Определите основные причины данной проблемы, последствия и пути их решения.

Кислые дожди образуются двумя категориями веществ.
В первую очередь - это оксиды серы. Они попадают в атмосферу в основном благодаря сжиганию органического топлива. Кстати, оксиды серы оказываются в воздухе и вполне естественным путем, при извержении вулканов. Растворяясь в воде, они образуют серную кислоту.

Другой источник опасности - оксиды азота. Они образуются при сжигании бензина в двигателях внутреннего сгорания, а также при сжигании угля. В природе это происходит при разрядах молнии. С водой оксиды азота образуют азотную кислоту.
Больше всего от кислотных дождей страдают растения. Кислая вода портит листья, верхушки деревьев высыхают, через почву поражаются корни деревьев. В закисленной почве гибнут почвенные микроорганизмы, нарушается плодородие.Люди страдают от кислотных дождей, употребляя загрязненную токсичными веществами воду - с осадками ртуть, свинец, кадмий попадают в водохранилища.Кислотные дожди разрушают простоявшие веками и тысячелетиями памятники архитектуры. Самая плачевная ситуация с кислотными дождями, как считается, в городе Манчестер, в Англии. За ним следуют Липхун (графство Гэмпшир, Англия) и Антверпен (Бельгия).Серьезные проблемы с кислотными осадками существуют также в США, некоторых районах Китая, в Бразилии и Нигерии.

Как же бороться с последствиями кислотных дождей? В водоемы, пострадавшие от закисления, можно добавлять фосфатные удобрения - они помогают планктону усваивать нитраты, а это ведет к снижению кислотности воды. Но основные меры должны быть направлены на сокращение выброса вредных веществ в атмосферу, прежде всего сернистого газа, так как кислотность дождей на 70% обусловлена именно серной кислотой. На предприятиях, выбрасывающих в атмосферу кислотообразующие вещества, устанавливают специальные фильтры. Многие страны ограничивают выхлопные газы автомобилей.

Отчет группы 2 Кислотный дождь

Гипотеза:__________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Заполните таблицу:

Суть явления

Причины

Последствия

Вывод:

Группа 3

Прочитайте научную статью « Парниковый эффект» определите как это явление связано с воздухом. Какие основные причины вы можете указать. Каковы поседствия?

Отчет группы 3.Парниковый эффект

Гипотеза:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Суть явления

Причины

Последствия

Вывод:

Группа 4 прочитайте научную статью «Суровое начало декабря», определите проблему г.Лондона и его жителей,каковы причины этой катастрофы, последствия?

«Суровое начало декабря»

В памяти лондонцев навсегда останутся пять дней и ночей, с 5 по 9 декабря 1952 года, когда весь этот многомиллионный город окутал густой непроницаемый смог. Вот что об этом писала английская писательница Л. Брокман: «Эти пять дней мы жили в объятиях смерти. Больницы были переполнены, а поступали все новые и новые жертвы смога. Для легочных больных, детей и стариков устраивали специальные палаты с герметически закрывающимися окнами и кислородными аппаратами. Мы пытались работать, но ничего не выходило. К чему только не прикоснёшься, всё было влажное, липкое, грязное. На каждом стояла миска с водой и лежало полотенце. Лицо и руки становились грязными через несколько минут. Собаки, кошки и птицы сидели или лежали неподвижно. В 1952 году в Лондоне проходила как раз выставка породистого скота. Самые лучшие и ценные экземпляры задохнулись, лишь немногих удалось спасти при помощи кислородных аппаратов. Никогда не забуду того дня, когда всё это кончилось. Это было во вторник утром. Мы снова могли нормально смотреть и дышать. Почти все магазины были закрыты. Двадцать четыре тысячи поездов не вышли на свои трассы. Надо было сделать генеральную чистку и уборку. Не хватило мыла. Одежда была такая грязная, что никакая чистка не помогала…».

Последствия катастрофы

Лондонский смог (смесь дыма и тумана) в 1952 г. за 3-4 дня погубил более 4 тыс. человек.

СМОГ- это смесь оксида азота и летучих органических соединений, загрязняющих воздух, которым мы дышим. А в сочетании с солнечным светом, эта смесь участвует в формировании озонового слоя. Что является причиной СМОГа?

Источников для формирования СМОГа большое количество. К ним относятся, выхлопные газы автомобилей, отработанные газы электростанций и заводов, бытовые товары (лак для волос, краска, химические растворители). В больших городах главной причиной СМОГа, являются выхлопные газы автомобилей.

Усугубить СМОГ могут и погодные условия, такие как высокие температуры воздуха и безветрие. В солнечные дни СМОГ становится гуще, опускается ниже к земле и может держаться несколько дней. Поэтому в летние дни, люди стараются покинуть большие города. Бывают, случаи, когда СМОГ появляется далеко от очага загрязнения, все дело в том, что ветер может переносить загрязненный воздух на большие расстояния.

На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г оксида азота. А в Лос-Анджелесе, где имеется более 4 млн автомобилей, в воздух поступает около 1000 т этого газа в сутки.

Где чаще встречается СМОГ?

СМОГ существует во всех крупных городах мира, от Мехико до Пекина. В США смог встречается на большей части , от Сан-Франциско до Сан-Диего, в Вашингтоне, штате Колумбия на юге штата Мэн. В России- на территории городов Москва, Екатеринбург и Норильск.

Каковы последствия СМОГа?

СМОГ состоит из большого количества загрязнителей, вредных для здоровья человека. Он опасен для животных и растений. У людей СМОГ может вызвать (или усугубить) астму, хронические бронхиты, эмфизему легких, а также раздражение глаз и снижение иммунитета.

Отчет группы 4 Загрязнение воздуха

Гипотеза: _________________________________________________________________________________

Заполните таблицу:

Суть явления

Причины

Последствия

Вывод:

1 группа

1.Просмотрит видеоопыт «Определение состава воздуха»

2. Изучите текст и с 61 таблица

Жизненно важным газом атмосферы Земли является кислород. Его содержание составляет 21% воздуха. Хотя кислород является одним из основных компонентов воздуха, в земной атмосфере он появился сравнительно недавно. Кислород очень реакционноспособен. Если молекулу кислорода разорвать, то получающиеся атомы могут образовывать прочные связи с другими элементами.

Азот - самый распространенный в атмосфере газ. На его долю приходится 78% атмосферы Земли, так что примерно три четверти вдыхаемого нами воздуха составляет азот. . азот- газ, который:-бесцветный, без вкуса и запаха, неядовит, растворяется в воде, не поддерживает горение,- химическая формула - N_2.Весь этот азот образовался путем выделения из горных пород, молекулы азота малореакционноспособны и поэтому не могут соединяться с другими веществами. Низкая реакционная способность азота позволяет ему выполнять полезную функцию разбавителя опасного (в больших количествах) кислорода воздуха. Если бы в земной атмосфере не было азота, то от одной единственной искры на Земле уже давным-давно сгорела бы вся растительность.

В состав атмосферы также входит углекислый газ - это газ, который мы выдыхаем. На его долю приходится 0,03%. По содержанию он занимает четвертое место, а в атмосферах Марса и Венеры он является основным компонентом. Это основной компонент не только дыхания, но и горения. Когда-то в атмосфере Земли тоже было много углекислого газа, но затем он постепенно растворялся в океанах и в наше время большая часть атмосферного углекислого газа лежит у нас под ногами в виде мела и известняка. В атмосфере углекислый газ выполняет роль ловушки инфракрасного излучения нагретой земной поверхности. Солнечный свет, доходя до поверхности Земли, нагревает ее. Нагреваясь, земная атмосфера испускает инфракрасные лучи, которые уже не смогут уйти в космическое пространство, потому что их поглощают молекулы углекислого газа. Таким образом, атмосфера нагревается: этот процесс называют "парниковым эффектом".

В одном из верхних слоев атмосферы присутствует газ озон. Толщина, так называемого " озонового слоя", составляет примерно 20 км. Если весь озон собрать, то образуется слой около 3 мм. Этот газ образуется из молекул кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. Образовавшиеся молекулы озона поглощают ультрафиолетовое излучение и при этом разрушаются, превращаясь в кислород. При прохождении через озоновый слой ультрафиолетовое излучение ослабевает в 10 ³⁰ раз.

Еще одним компонентом атмосферы является газ аргон. По содержанию в воздухе аргон занимает третье место, в воздухе, которым мы дышим, содержится около 1% аргона. Именно в силу своей инертности аргон существует в воздухе в виде отдельных атомов. Он поступает в атмосферу из недр Земли. Этот процесс продолжается постоянно, поэтому концентрация аргона медленно возрастает.

3.выполните задания в отчете.

4.подготовьте рассказ

Отчет группы 1.Состав воздуха

Гипотеза: воздух это -____________________________________________________________________

1.Объяснение опыта, вставив пропущенные слова в предложения:

Когда горящую свечу накрывают цилиндром, она быстро………………, потому что …………, составная часть ………….., которая поддерживает …………….. свечи, заканчивается. Уровень воды поднимается примерно на ……………….. объема цилиндра.

2.Подпишите на диаграмме, к каким газам относятся данные.

2.Заполните таблицу

Вывод: Наша гипотеза подтвердилась ( не подтвердилась) воздух -это ………………,в состав которого входят………………..

Кислотный дождь

Парниковый эффект

Смог

Суть явления

Образование растворов кислот в атмосфере.

Нарушение теплового обмена между атмосферой и космосом.

Образование облаков из твердых частиц.

Причины

Сжигание топлива, металлургия.

Сжигание топлива, транспорт, металлургия.

Сжигание топлива, транспорт, металлургия.

Последствия

Закисление почвы, гибель живых организмов.

Глобальное потепление климата.

Нарушение прозрачности воздуха, болезни человека.

Вывод:

Изменение состава атмосферы в результате деятельности человека приводит к серьезным экологическим последствиям. Для снижения нагрузки на атмосферу необходимо уменьшить сжигание топлива.