Цели урока:
- Актуализировать и систематизировать знания о принципах химического производства.
- Повторить и углубить знания учащихся о химической промышленности.
- Развивать познавательную активность учеников, применяя нестандартные формы учебной деятельности.
Форма урока: Урок-игра “Ярмарка идей”
Эпиграф.
“Поставь перед собой сто учителей – они окажутся бессильны, если ты не можешь сам заставить себя и сам требовать от себя”.
В.А.Сухомлинский.
Эти слова Сухомлинского говорят нам о том, что человек получит знания только тогда, когда он сам этого захочет и сам их добудет.
Сегодня вам представится такая возможность.
Тема нашего урока: “Химия и производство”. В школьной программе мы рассматривали производство серной и азотной кислоты, силикатную промышленность, производство аммиака, метанола.
Сегодня мы подведём итог этим знаниям, откроем для себя новое производство, раскроем “секретную” лабораторию. По ходу урока вы будете зарабатывать баллы, которые затем будут переведены в отметку. “5” (20 – 30 баллов), “4” (10 -20 баллов), “3” (1 -10 баллов).
Ход урока
Разминка. Назовите формулу вещества.
1) Это вещество используется в медицине при обмороках.(3 балла)
Водный раствор аммиака. (2 балла)
Нашатырный спирт. NH4OH (1 балл)
2) Белое, твёрдое вещество не растворимое в воде. (3 балла)
Сырьё для получения извести. (2 балла)
Известняк, мел, мрамор. CaCO3 (1 балл)
3)Кристаллы этого вещества вместе с полевым шпатом и слюдой составляют горную породу – гранит. (3 балла)
Это вещество называют кварцем, горным хрусталём. (2 балла)
Это вещество можно найти на берегу реки, на пляжах. (SiO2) (1 балл)
Эти вещества тесно связаны с темой нашего урока “Химия и производство”. Так как сегодня нам предстоит повторить принципы промышленного производства некоторых веществ, в частности производство стекла, метанола, аммиака.
В начале урока мы познакомимся с некоторыми понятиями, касающимися нашей темы. Обобщение по теме подготовил ученик вашего класса Ульянов Алексей. (презентация).
Класс делится на 3 группы. Каждая группа получает кейс с набором учебного материала, который поможет вам вспомнить технологию получения заданного вещества. Ваша задача, используя данную информацию, ответить на заданный в кейсе вопрос. Первая группа получает информацию и задание на тему “Производство стекла”, вторая группа “Производство аммиака”, третья группа “Производство метанола”
Кейс №1.
(1 группа)
Производство стекла
Стекло – это твёрдый силикатный материал, основным свойством которого являются прозрачность и химическая стойкость.
Стекло получают варкой шихты (сырьевой смеси, состоящей из песка, соды и известняка) в специальных стекловаренных печах.
Иногда в стекло вводят вещества, способствующие его помутнению – “глушители”, например плавиковый шпат СаF2.сильно заглушенное стекло, оно белого цвета, называют молочным и используют прежде всего для изготовления светильников.
При добавлении оксида свинца получают хрустальное стекло. Оксид хрома окрашивает стекло в зелёный цвет, оксид кобальта в синий и т.д.
Задание: Используя данный материал, вспомните и запишите процессы производства стекла, заполнив таблицу:
Отрасль промышленности |
Сырьё |
Химические процессы |
| Производство стекла |
Кейс №1.
(2 группа)
Производство аммиака
Сырьём для получения аммиака являются азот и водород. Источник азота – воздух, источник водорода – природный газ метан – СН4 Исходную смесь газов берут в соотношении 1 объём N2 к трём объёмам Н2.
Реакция синтеза аммиака обратимая, экзотермическая, гомогенная. Реакцию проводят при температуре 450-5000с, используют катализатор – восстановленное железоFe с примесью оксида калия K2O и алюминия Al2O3.
Аммиак в дальнейшем используют для получения азотной кислоты, которая идёт на производство удобрений, лекарств, красителей, пластмасс, искусственных волокон, взрывчатых веществ. Большое количество аммиака расходуется на получение мочевины, являющейся прекрасным азотным удобрением.
Задание: Используя данный материал, вспомните и запишите процессы производства аммиака, заполнив таблицу:
Отрасль промышленности |
Сырьё |
Химические процессы |
| Производство аммиака |
Кейс №1.
(3 группа)
Производство метанола
В качестве сырья используют природный газ метан СН4. Реагирующие вещества: оксид углерода II СО и водород Н2. Их смесь называется синтез-газом. Синтез-газ получают действием водяных паров на газ метан при высокой температуре. Для синтеза метанола исходную смесь берут в соотношении 1 объём СО к 5 объёмам Н2. Реакция синтеза метанола обратимая, экзотермическая, гомогенная, идёт с уменьшением объёма. Реакцию проводят при температуре 370-4000с. Для ускорения синтеза используют катализатор ZnO Cr2O3.
Метанол используют для получения большого количества разных органических веществ, в частности формальдегида, который используется в производстве фенолформальдегидных смол и в производстве органического стекла. Кроме этого используется как добавка к бензину – повышает октановое число топлива и снижает количество вредных веществ в выхлопных газах.
Задание: Используя данный материал, вспомните и запишите процессы производства метанола, заполнив таблицу:
Отрасль промышленности |
Сырьё |
Химические процессы |
| Производство метанола |
Кейс №2.
Превращение целлюлозы в глюкозу.
Лабораторная работа
Цель работы: получение глюкозы из целлюлозы, обнаружение её с помощью медного купороса (гидроксида меди II.)
Закрепление знания учащихся в действиях, формирование организационных и практических умений.
Оборудование: фильтровальная бумага, вода, серная кислота (к), гранулы щёлочи, 2% медный купорос, пробирки, цилиндр.
Техника безопасности: работать с серной кислотой нужно осторожно (вливать кислоту тонкой струйкой), работать в специальных ящичках.
Ход работы
Фильтровальную бумагу разрываем на кусочки, помещаем в пробирку, заливаем 10 мл воды. Бумага в воде не растворяется.
Выливаем воду в колбу. В пробирке остаётся влажная фильтровальная бумага.
Добавляем в пробирку 1 мл концентрированной серной кислоты, происходит растворение кусков бумаги, и раствор приобретает тёмно-жёлтый оттенок. Реакция экзотермическая, смесь сильно разогревается.
Разбавляем полученную смесь водой (осторожно!). Получается прозрачный раствор. Образовалась глюкоза. Глюкоза имеет альдегидную группу, значит, возможна реакция с гидроксидом меди II.
Нейтрализация кислоты. Так как в пробирке сильно кислая среда, её нужно нейтрализовать (лучше твёрдой щёлочью). Для нейтрализации 1 мл серной кислоты лучше взять 15 гранул (это пол чайной ложки). Щёлочь следует добавлять постепенно, т.к. реакция экзотермическая, выделяется большое количество теплоты, раствор кипит. Признаком полной нейтрализации кислоты служит тёмно-жёлтое окрашивание раствора
К полученному раствору добавляем 2-3 мл 2% раствора медного купороса.
Сначала выпадает голубой осадок гидроксида меди II, который тут же в горячем растворе реагирует с продуктом гидролиза и превращается в оксид меди I , который выпадает в виде осадка (цвет от жёлтого до коричнево-красного зависит от условий).
Что делали |
Что наблюдали |
Химизм процессов |
| 1. | ||
| 2. | ||
| 3. | ||
| 4. |
Игра-расследование. Секретное производство.
Цель: Проверить усвоение учащимися знаний о способах получения и химических свойствах углеводородов.
Закрепить умения осуществлять органические превращения, распознавать органические вещества, основываясь на их химических свойствах.
Формировать коммуникативные, практические и интеллектуальные умения.
Ход игры
Класс делится на 3 группы (разведывательные лаборатории)
На территории военизированного и агрессивно настроенного государства действует секретное производство.
Задания для разведывательных лабораторий: (записаны на слайде)
1.Узнать какое вещество получают на секретном производстве, какова его структурная формула, название промежуточных продуктов, назначение в хозяйстве страны
2.Узнать принципиальную схему производства, записать соответствующие схемы реакций.
Схема реакций.
Лаборатории располагают только следующими данными: на производство в больших количествах доставляют вещество А, которое в первом цехе превращают в вещество В, во втором цехе из вещества В получают С, в третьем цехе получают вещество Х . Вещество Х вывозят на склады. Я готова вам продать информацию о производстве в виде подсказок за определённые баллы. Чем информативнее подсказка, тем легче она решается, тем она дешевле.
Подсказка А. (5 баллов)
Три жидких углеводорода с одинаковым числом атомов углерода в цепи устойчивы к окислению, в определённых условиях вступают в реакции замещения с галогенами и азотной кислотой. Один из этих углеводородов Е имеет линейное строение, углеводороды К и А – циклическое. С помощью реакции гидрирования и дегидрирования можно осуществить взаимопревращения этих углеводородов по схеме:
Подсказка А (4 балла).
При сгорании углеводорода образуется 4,4 г оксида углерода (IV) и 0,9 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 39. Определите молекулярную формулу этого вещества.
Подсказка А (3 балла).
Подсказка В (5 баллов).
Веществ В образовано действием на вещество А простым веществом, образованным элементом VII группы периодической системы, имеющим 45 нейтронов в ядре.
Подсказка В (4 балла).
Вещество В образуется при действии на него реагентом – единственно жидким неметаллом в присутствии собственной соли железа III.
Подсказка В (3 балла)
Вещество В имеет молярную массу157 г/моль, в его состав входят бензольное кольцо и один атом галогена.
Подсказка С (5 баллов).
Вещество С органическое, имеет сходство с одноатомными спиртами – взаимодействие с металлическим натрием.
Подсказка С (4 балла) .
Качественная реакция на вещество С – действие на вещество хлорида железа III.
Подсказка С (3 балла).
Вещество С образуется при взаимодействии вещества В со щёлочью.
Подсказка Х.(5 баллов).
Молекулярная формула вещества Х – С6Н3О7N3
Подсказка Х (4 балла).
Вещество Х образуется в результате реакции нитрования вещества С.
Подсказка Х (3 балла).
В состав молекулы Х входят: одно бензольное кольцо, одна гидроксильная группа и три нитрогруппы.
Выводы: Дать название веществу. Использование вещества в промышленности.
(2,4,6 – тринитрофенол, используется как взрывчатое вещество.)