Сценарий обобщающего урока-КВН в 9-м классе по теме "Элементы VА группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева"

Все мы знаем, что ребята, впервые пришедшие в кабинет химии, в большинстве своем проявляют повышенный интерес к химии, связанный с проведением ярких, впечатляющих опытов на уроках. Но, к сожалению, этот интерес у многих пропадает уже к третьей-четвертой четверти 8-го класса. Значит, необходимо приложить все усилия к тому, чтобы у детей не только не пропал интерес к предмету, а, наоборот, увеличилось число заинтересованных учащихся. Помочь развить интерес к предмету могут нетрадиционные уроки-игры и внеклассные мероприятия. Игру не зря называют королевой детства, при умелом использовании она может стать незаменимым помощником педагога.

Данный урок-КВН можно проводить и в учебные часы, между, например, мальчиками и девочками одного класса, так и как внеклассное мероприятие, как соревнование между командами разных классов. Команды придумывают название, девиз, эмблему и в качестве домашнего задания рисуют стенгазеты на заданные темы, например: “Круговорот азота и фосфора в природе”, “История открытия элементов VА группы”, “Применение элементов VА группы”. Альтернатива – доклады-сообщения или программы-презентации с использованием Интернет-ресурсов. Первый этап КВНа – это оценивание домашнего задания команд.

Тип урока – обобщающий.

Цель: обобщить знания обучающихся о свойствах элементов VА группы, их роли в природе и жизни человека; подготовить обучающихся к проведению контрольной работы по данной теме.

Задачи.

I. Образовательные.

1. Выявление, корректировка и обобщение знаний обучающихся об азоте и фосфоре как об элементах и простых веществах, их нахождении в природе, физических и химических свойствах, способах получения и применения.
2. Закрепление и углубление знаний обучающихся о соединениях элементов VА группы, их составе и способах получения.
3. Закрепление и расширение знаний о связи химии с практической жизнью.

II. Воспитательные.

1. Воспитание чувства коллективизма, ответственности перед коллективом за выполняемую работу.
2. Экологическое воспитание на основе знаний о круговоротах азота и фосфора в природе, их значении для жизни на Земле.
3. Формирование у обучающихся научного мировоззрения.

III. Развивающие.

1. Развитие познавательного интереса к химии.
2. Развитие логического мышления обучающихся на примерах сравнения, анализа, умений находить и исправлять ошибки, обобщать, делать выводы.
3. Развитие речи, памяти, внимания, воображения.

Оформление кабинета:

1. Таблицы и плакаты по теме “Элементы VА группы”:
• Круговороты азота и фосфора в природе.
• Промышленный синтез аммиака.
• Применение аммиака.
• Минеральные удобрения.
2. Модель промышленной установки синтеза аммиака.
3. Оборудование к конкурсу “Бабушкина лаборатория”.
4. Оборудование к опыту “Вулкан на столе”.

Межпредметные связи:

1. С географией – нахождение элементов VА группы и их соединений в природе.
2. С биологией – биологическая роль азота и фосфора.
3. С экологией – круговороты азота и фосфора в природе, их значение для жизни на Земле; способы повышения плодородия почвы.
4. С историей – история открытия и применения элементов VА группы и их соединений.

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ КВНа

План вывешивается на листе ватмана или пишется на доске для отражения хода КВНа - выставления количества баллов, набранных командами.

1. Домашнее задание – конкурс стенгазет.
2. Разминка – кроссворд.
3. Исторический конкурс.
4. Конкурс капитанов.
5. “Бабушкина лаборатория”.
6. Химическое домино.
7. Экологический лабиринт.

ХОД КВНа

1. Объявление темы, цели и задач КВНа. Знакомство с жюри (учителя химии других школ или учащиеся старших классов, члены химического кружка). Представление команд, оценивание их домашнего задания.

2. Разминка

Каждая команда получает листы-сетки кроссворда и вопросы к нему. На отгадывание кроссворда выделяется 3 или 5 минут. Число баллов равно числу разгаданных слов.

КРОССВОРД по теме “Элементы VА группы Периодической таблицы”

Вводное слово – Бытовое название хлорида аммония, который применяется при паянии.

1. Соли азотной кислоты.
2. Природное соединение фосфора, большие запасы которого залегают на Кольском полуострове.
3. Шведский химик, выделивший азот из “сгоревшего воздуха” в 1770 году.
4. Важнейший продукт химической промышленности, основа для производства азотных удобрений.
5. Отрасль промышленности, выпускающая минеральные удобрения.
6. Элемент VА группы, название которого состоит из названий двух животных.
7. Советский академик, геохимик, назвавший фосфор “элементом жизни и мысли”.
8. Металлический элемент VА группы.

ОТВЕТЫ:

Вводное слово – НАШАТЫРЬ

По горизонтали: 1. Нитраты; 2. Апатит; 3. Шееле; 4. Аммиак; 5. Туковая; 6. Мышьяк; 7. Ферсман; 8. Сурьма.

3. Исторический конкурс

Проводится по типу телевизионной программы “Своя игра” с использованием программы-презентации Microsoft Power Point. Команды выбирают вопросы из таблицы, имеющие разную “стоимость” в баллах. <Приложение1>

А1	Это соединение азота обладает своеобразным физиологическим действием. Выдающийся английский химик Хэмфри Дэви с его помощью устраивал специальные сеансы. Вот как описывал действие этого соединения один из современников Дэви: “Одни джентльмены прыгала по столам и стульям, у других развязались языки, третьи обнаружили чрезвычайную склонность к потасовке”. В настоящее время это соединение используется в медицине, например, для снятия боли при инфаркте миокарда. О каком соединении азота идет речь? Какова его химическая формула?
А2	В 1824 английский священник Томас Мальтус провозгласил свою известную доктрину о том, что народонаселение растет гораздо быстрее, чем производство продуктов питания. В 1887 году соотечественник Мальтуса, известный ученый Томас Гексли предсказал скорый конец цивилизации из-за грозящего голода. Через 11 лет еще один знаменитый ученый сэр Уильям Крукс заявил в Британском обществе содействия наукам, что не пройдет и полувека, как наступит продовольственный крах, если численность народонаселения не сократится. Чем аргументировали ученые свои печальные прогнозы? Почему они не оправдались?
А3	Выдающийся писатель-сатирик Джонатан Свифт охотно издевался над бесплодием современной ему науки. В “Путешествиях Гулливера”, в описании академии Лагадо, есть такое место: “В его распоряжении были две большие комнаты, загроможденные самыми удивительными диковинами; пятьдесят помощников работали под его руководством. Одни сгущали воздух в сухое плотное вещество, извлекая из него это удобрение …”. Какое минеральное удобрение упоминается в данном отрывке? Возможно ли его получение из воздуха и воды в современных условиях? Если да, то на основе каких химических реакций?
Б1	В 1934 году американский физик П. Бриджмен при давлении примерно 12 • 108 Па и 200°С получил самую устойчивую форму фосфора. Эта модификация по внешнему виду и физическим свойствам похожа на графит: серого цвета, имеет металлический блеск, обладает металлической электропроводностью, твердостью и теплопроводностью, низкой химической активностью. О какой аллотропной модификации фосфора идет речь? Чем объясняется ее сходство с графитом?
Б2	Свое название “обманщик” (греч.) данный минерал получил за странный и разнообразный вид: “…то это прозрачные кристаллики, до мелочей напоминающие берилл или даже кварц, то это плотные массы, неотличимые от простого известняка, то это радиально-лучистые шары, то порода зернистая и блестящая, как крупный мрамор” (“Занимательная минералогия”, 1937). Огромные запасы этого минерала были открыты академиком А. Е. Ферсманом и его сотрудниками на Кольском полуострове в 1926 году. О каком минерале фосфора идет речь? Каков его химический состав?
Б3	О существовании этих кислородсодержащих соединений фосфора с максимальной степенью окисления, о последовательности перехода одних форм в другие, о механизме превращений велись споры в течение более ста лет – с первой половины XIX века. Тогда И. Берцелиусом бело замечено, что соединение фосфора, полученное из его оксида, обладает разными свойствами в зависимости от способа получения. В 1833 г. Т. Грэхем открыл третье подобное соединение. Теоретические предпосылки объяснения данного явления были разработаны лишь в сороковых годах XX века советскими исследователями во главе с профессором Ю. В. Ходаковым. О каких соединениях фосфора идет речь? Каким образом возможны переходы из одной формы в другую?
В1	Алхимические символы каких элементов изображались в виде извивающейся змеи и хищного волка с раскрытой пастью? Почему?
В2	Какое соединение элемента VА группы используется в стоматологической практике для умерщвления зубного нерва?
В3	Русское название этого элемента произошло от турецкого слова, обозначающего “натирание”, “чернение”, так как некое бинарное соединение этого элемента VА группы использовалось женщинами более 50 веков назад для чернения бровей и подводки глаз. Назовите элемент и его упоминающееся соединение.

ОТВЕТЫ

А1	Данное соединение – оксид азота (I) N2O, известный под названием “веселящий газ”.
А2	Еще в XVII веке немецкий химик И. Р. Глаубер отмечал важность азотных солей для развития растений, называя селитру “солью плодородия”. В XIX века почти единственным источником природной селитры было чилийское месторождение. Поэтому и предрекали Т. Гексли и У. Крукс скорый конец цивилизации из-за “азотного голода”, который должен был наступить после выработки этого месторождения. Пророчества эти не оправдались, так как человечество освоило искусственную фиксацию азота различными способами: цианамидный: 1895 г. – А. Франк и Н. Каро CaC2 + N2 = CaCN2 + C; дуговой - связывание атмосферных азота и кислорода при помощи электрического разряда в NO и его дальнейшее превращение в азотную кислоту и нитраты в странах с относительно дешевой электроэнергией; синтез аммиака из азота и водорода – в 1918 г. за разработку данного способа в промышленных масштабах немецкий химик Фриц Габер был удостоен Нобелевской премии по химии.
А3	Из воздуха и воды возможно получение аммиачной селитры. Данный процесс многостадийный: Электролиз воды: Ректификация жидкого воздуха – получение азота и кислорода. Синтез аммиака: N2 + 3H2 = 2NH3 Получение азотной кислоты через каталитическое окисление аммиака или дуговым способом. Получение нитрата аммония: NH3 + HNO3 = NH4NO3
Б1	Речь идет о черном фосфоре. Его сходство с графитом объясняется сходным строением их кристаллических решеток.
Б2	Данный минерал – апатит, его состав можно выразить формулой Ca5(PO4)3(F, Cl)
Б3	Речь идет о фосфорных кислотах: H3PO4 - ортофосфорная, H4P2O7 - дифосфорная (пирофосфорная), HPO3 - метафосфорная, неустойчивая, которая может существовать в виде полимеров (HPO3)n. Две последние образуются при постепенной дегидратации (отщеплении молекул воды) ортофосфорной кислоты при нагревании:
В1	Извивающаяся змея – алхимический символ мышьяка (по причине ядовитости его соединений); хищный волк с раскрытой пастью – алхимический знак сурьмы, самого древнего элемента VА группы. Такой символ он получил из-за поразительной способности растворять многие металлы, в том числе и золото.
В2	Тот “мышьяк”, который стоматолог помещает в дупло больного зуба для умерщвления нерва, на самом деле его оксид – As2O3 или мышьяковистая кислота H3AsO3 .
В3	Данный элемент – сурьма. Основа средства для гримирования глаз и чернения бровей – минерал “сурьмяный блеск” - сульфид сурьмы Sb2S3 .

4. Конкурс капитанов

Конкурс проводится с использованием ТСО – мультимедиапроектора, с помощью которого задание проецируется на экран для общего обзора. В качестве ответа капитаны заполняют таблицу на соответствие формул веществ и степеней окисления элементов VА группы (аналогично заданиям ЕГЭ из части В):

Каждый правильный ответ капитанов приносит команде 1 балл; первый справившийся с заданием получает добавочные 2 балла за скорость и право выбора дополнительных вопросов, каждый из которых оценивается в 1 балл. При неправильном ответе команда имеет право оказать помощь; если правильного ответа нет, на него отвечает команда соперников.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какой аллотропной модификации соответствует формула P₄? Какова геометрическая форма данной молекулы?
2. Назовите кислоту H₃PO₃ и определите ее основность. Аргументируйте свой ответ.
3. Какое производное аммиака используется в качестве реактивного топлива? Как оно называется?
4. Назовите несолеобразующие оксиды азота.
5. Какое вещество имеет тривиальное название “лисий хвост”? Почему? Определите его характер, докажите с помощью уравнения реакции.
6. Какое из приведенных веществ имеет самую высокую температуру плавления? Почему?

ОТВЕТЫ

1. Молекулярной формуле P₄ соответствует белый фосфор. Геометрическая форма молекулы – тетраэдр; кристаллы по внешнему виду напоминают алмаз, также сильно преломляют солнечный свет, но на воздухе быстро превращаются в воскоподобную массу.
2. H₃PO₃ - фосфористая кислота. Ее основность равна двум, так как только два атома Н связаны с атомами О и могут замещаться на атомы металлов при образовании солей, а третий – непосредственно с атомом Р. Это объясняется тем, что атом Р, в отличие от атома N, имеет больший радиус и его координационное число равно четырем. Поэтому формулу фосфористой кислоты можно записать и так: (HO)₂POH. При наличии учебного электронного издания “Химия (8 – 11 класс). Виртуальная лаборатория” демонстрируется сборка модели молекулы фосфористой кислоты и образование ее натриевых солей с помощью Конструктора молекул.

 

3. В качестве реактивного топлива используется гидразин N₂H₄, при сгорании 1 моль которого выделяется большое количество тепла, равное 625 кДж (для сравнения – при сгорании 1 моль водорода выделяется 241, 8 кДж).
4. Несолеобразующие оксиды азота - N₂O и NO.
5. “Лисий хвост” - тривиальное название оксида азота NO₂, которое он получил за характерный бурый цвет. Это кислотный оксид, которому соответствует две кислоты: азотистая и азотная: 2NO₂ + H₂O = HNO₂ + HNO₃ Данный процесс является реакцией диспропорционирования, или самоокисления-самовосстановления.
6. Среди приведенных веществ самую высокую температуру плавления имеет NH₄Cl – хлорид аммония, так как кристаллическая решетка этого вещества – ионная, остальные вещества имеют молекулярное строение.

5. “Бабушкина лаборатория”

В данном конкурсе участвуют по одному человеку от каждой команды, которые получают задания перед проведением конкурса капитанов и работают с ними за отдельными столами без помощи команд (“отправка сотрудников в командировку”).

Задание: В деревне у бабушки Веры потерялись этикетки от пакетов с минеральными удобрениями. Опытным путем определи, в каком пакете находятся следующие удобрения: натриевая селитра, сернокислый аммоний, аммофос, двойной суперфосфат и молотый сильвинит.

Так как предполагается отсутствие реактивов, определение минеральных удобрений в домашних условиях можно произвести с помощью раскаленного уголька, на который помещают щепотку исследуемого удобрения (Осторожно! Соблюдать правила техники безопасности: при нагревании в пламени спиртовки держать уголек тигельными щипцами, порцию удобрения наносить с помощью шпателя). Каждое правильно определенное удобрение приносит команде 1 балл, первому справившемуся с заданием – дополнительные 2 балла за скорость.

6. Химическое домино

Командам раздаются карточки (2 вертикальные и 4 горизонтальные), на половинках которых записаны начала и окончания разных химических реакций.

Задание: разложить карточки таким образом, чтобы получились две строчки записи правильных уравнений:

N₂ + O₂ = 2NO || 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O || NH₃ + H₃PO₄ = NH₄H₂PO₄

2NO + O₂ = 2NO₂ || 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O || 2NH₃ + H₃PO₄ = (NH₄)₂HPO₄

Задание приносит командам 3 и 5 баллов соответственно времени выполнения.

7. Экологический лабиринт

Команды получают листы с лабиринтом, на которых фломастером отмечают правильный путь. Если команда согласна с утверждением, нужно двигаться по стрелке “да”, если считает утверждение ложным – по стрелке “нет”. Каждый правильный шаг приносит команде 1 балл; команда, первая справившаяся с заданием, получает дополнительные 2 балла.

8. Подведение итогов

По результатам набранных баллов объявляется команда-победитель. В зависимости от степени активности и правильности ответов участники получают положительные оценки. Самому активному участнику предоставляется право зажечь прощальный “костер” (опыт “Вулкан на столе” - разложение дихромата аммония) под песню “Ночной костер” в исполнении Л. Вайкуле.

Список литературы

1. Популярная библиотека химических элементов. Книга 1-ая. – 3-е изд., исправл. и доп. - М.: “Наука”, 1983
2. Фадеев Г. Н. Пятая вертикаль: Элементы V группы периодической системы Д. И. Менделеева. Книга для учащихся. – 2-е изд., перераб. - М.: “Просвещение”, 1985
3. Смирнов Н. А. Домашний огород. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Россельхозиздат, 1982