Урок химии 9 класс - Сампурский филиал МБОУ "Сатинская СОШ"

Водород. Физические свойства.
Промышленное получение. Применение.
Ежаков М.С., учитель химии Сампурского филиала МБОУ Сатинской
СОШ, 9 класс
Цель:
Показать место
водорода в периодической системе химических
элементов, его возможные степени окисления, способность отдавать и
принимать электрон. На примере молекулы водорода рассмотреть его
восстановительные и окислительные свойства. Уделить внимание
получению, собиранию и распознаванию водорода.
Оборудование:
Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева;
Приборы для получения водорода: аппарат Кипа, прибор Кирюшкина;
Прибор для взаимодействия оксида меди (II) с водородом;
Таблица «Применение водорода»;
Презентация «Водород»;
Предварительно школьники делятся на шесть групп, каждая получает
задание с текстом. Обучающиеся могут пользоваться дополнительным
материалом, подготовленным учителем, и Интернетом.
Задание «Шляпы мышления»
Находясь в тех или иных жизненных ситуациях, решая различные
проблемы, мы должны учитывать не только собственное мнение, но и
другие точки зрения. При осмыслении различных проблем важно научиться
рассматривать их с разных позиций.
Прочитайте текст.
Одна из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, - проблема
поиска источников энергии. Главный источник энергии на нашей планете –
Солнце. Человек использует тепло и свет, исходящие от Солнца, а также
накопленную в течение миллионов лет энергию фотосинтеза в виде
ископаемых: угля, нефти, газа. Потребление энергии растёт так быстро, что
разведанные запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно
короткое время. Например, запасов угля может хватить на 350 лет, нефти –
на 20 лет, природного газа – на 80 лет.
Помимо солнечной энергии, человек научился использовать энергию
текущей
воды
(гидроэлектростанции),
термальных
источников
(геотермальные электростанции), воздушных потоков (ветроэлектростанции),
ядерную энергию (атомные электростанции).
В настоящее время разрушительные процессы, вызываемые
потреблением ресурсов планеты, начинают превосходить восстановительные
возможности биосферы. Для перестройки системы жизнеобеспечения
человеческого общества на планете требуется пересмотр характера
потребления, производства, технологий, а также переосмысление норм
жизни, культурных традиций, технологических достижений.
Обеспечение населения Земли электроэнергией часто связывают с
широким использованием водорода в качестве топлива. Не выделяющего
при окислении углекислого газа и других вредных веществ. Водород – самый
распространённый химический элемент во Вселенной. На земле он входит в
состав живых организмов, природного газа, нефти, каменного угля,
различных минералов. Самоё распространённое вещество на Земле – вода –
содержит около 11% водорода по массе.
Водород – самый лёгкий газ, он в 14,5 раза легче воздуха. Он не имеет
вкуса, цвета и запаха. К сожалению, водород не только лёгок, но и горюч.
Мгновенная воспламеняемость от случайных и трудноустранимых
причин (грозовые разряды, искры0 резко ограничивает возможности его
применения. С кислородом воздуха водород образует взрывоопасные смеси.
Тем не менее, учёные всесторонне изучают перспективы использования
этого газа в качестве экологически чистого топлива.
Применение водорода сопряжено с многочисленными трудностями: он
имеет очень низкую температуру кипения (-253 оС), для сохранения его в
жидком состоянии необходимы высокоэффективная теплоизоляция и
система поддержания повышенного давления. Кроме того, водород дорог.
Сегодня самый дешёвый способ получения водорода – конверсия природного
газа6 при температуре 800-900 оС водяной пар смешивают с метаном под
давлением в присутствии катализатора. При этом образуется некоторое
количество углекислого газа, но оно на 40% меньше, чем в современных
бензиновых двигателях. Крупномасштабное производство водорода может
быть осуществлено также путём электролиза воды.
В нашей стране и за рубежом неоднократно создавались
экспериментальные конструкции автомобилей, способных работать на
перспективном водородном топливе, некоторые из них были реализованы на
практике. Например, в 1980 г., в дни XXII Олимпиады в Москве, спортивные
судьи и комментаторы телевидения сопровождали спортсменов,
совершавших марафонский пробег, на автомашинах с двигателями,
работающими на водородно-кислородной смеси. Сейчас в мире несколько
сотен автомобилей, работающих на водороде. Однако у водородной
энергетики много проблем, связанных с хранением и транспортировкой
водорода.
В течение 10-15 минут обсудите в группе проблемы и перспективы
водородной энергетики с различных точек зрения.
Шляпы мышления
Шляпа
Позиция
Вопросы для обсуждения в группе
Жёлтая
Оптимистическое
Расскажите
о
перспективах
решение проблемы
водородной энергетики. Рассмотрите
её преимущества по сравнению с
традиционными источниками энергии.
Рефлексия
Способность находить выход из
конфликтной ситуации
Проявление гражданской
позиции
Работа с информационными
источниками
в
участвовать
Способность
принятии групповых решений
Способность к продуктивной
комуникации
Участие в диалоге
Расскажите о проблемах водородной
энергетики.
Докажите
нецелесообразность её использования
в будущем.
Белая
Расскажите
о
проблемах
и
перспективах водородной энергетики.
Для
аргументации
используйте
конкретные данные.
Синяя
Оценка роли России Какой вы видите роль России при
при переходе мирового переходе мирового сообщества на
сообщества
на водородную энергетику?
водородную
энергетику
Красная
Обоснование значения Как вы считаете. Какими качествами
социально-личностных должны
обладать
руководители
качеств
людей
в российской энергетической компании,
решении
проблем чтобы решать проблемы и видеть
альтернативной
перспективы
альтернативной
энергетики
энергетики?
Зелёная
Творчество. Различные Каковы некоторые из возможных
идеи. Новые идеи. решений и действий? Каковы
Предложения.
альтернативы перевода экономики на
водородную энергию?
Во время выполнения учитель наблюдает за работой групп и заносит
результаты в карту наблюдений.
Карта наблюдений учителя
Активность обучающихся
В обсуждениии
Дисциплинированность
Невозможность
воплощения
идей
альтернативной
энергетики в мире
Объективная
оценка
проблем и перспектив
водородной энергетики
Список обучающихся
Черная
1. Авдеева А,
2. Баранов В.
На основании наблюдений и ответов учащихся он оценивает личностные
характеристики, определённые ФГОС. С целью получения полной и
объективной информации об объекте контроля необходимо разработать
критерии и диагностические показатели, которые помогут учителю химии
выполнить поставленную перед ним задачу.
Критерии и показатели оценивания результатов
личностного развития обучающихся
Критерий
Показатели сформированности
1 уровень
11 уровень
111 уровень
Способность обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе
мотивации к обучению и познанию
Активность участия Занимается
Активно
Активно
в обсуждении
другим делом. Не участвует
в участвует
в
участвует
в обсуждении
обсуждении,
обсуждении
мотивирует
других членов
группы
к
принятию
участия
в
дискуссии
Способность
к Неоднократно
Редко нарушает Не
нарушает
выполнению норм и нарушает
дисциплину на дисциплину на
требований
дисциплину
на уроке
уроке
школьной
жизни, уроке
соблюдению прав и
обязанностей
учащегося
(дисциплинирован
ность)
Работа
с Не
использует Использует
Обосновывает
информационными дополнительные дополнительные использование
источниками
источники
источники
источников
информации
информации
информации
различных
типов, исходя из
цели
деятельности
Сформированность системы значимых социальных и межличностных
отношений¸
ценностно-смысловых
установок,
отражающих
личностные и гражданские позиции в деятельности, социальные
компетенции, правосознание
Способность
Не
принимает Задаёт вопросы Организует
участвовать
в точку
зрения с
целью работу группы.
принятии
большинства
уточнения
Называет
групповых решений
разных
идей, области
сопоставляя
совпадения
и
свои идеи с
идеями других
членов группы,
развивает
и
уточняет идеи
Способность
продуктивной
коммуникации
творчеству
к Следует заданной
процедуре
и группового
обсуждения, не
проявляя
активности.
Перебивает
других во время
обсуждения
Самостоятельно
договаривается
о правилах и
вопросах
для
обсуждения
в
соответствии с
поставленной
перед группой
задачей. Следит
за соблюдением
процедуры
обсуждения и
обобщает
решение
в
конце работы.
Внимательно
слушает других,
редко
перебивает,
выражая
несогласие
Участие в диалоге, В
диалоге
с Внимательно
терпимость
к выступающим
слушает других.
чужому мнению
проявляет
Высказывает
неуважение
своё мнение и
(перебивает,
спрашивает
повышает голос). мнение
Не участвует в партнёра
в
диалоге
рамках диалога
Способность
Провоцирует
Избегает
находить выход из конфликтные
конфликтные
конфликтной
ситуации
ситуации
ситуации
расхождения
позиций,
выявляя
суть
разногласий,
даёт
сравнительную
оценку
предложенных
идей, обращаясь
к
цели
групповой
работы
Следит
за
соблюдением
процедуры
обсуждения
и
обобщает
промежуточные
результаты.
Использует
приёмы выхода
из
ситуации,
когда дискуссия
зашла в тупик,
или резюмирует
причины,
по
которым группа
не
смогла
добиться
результатов.
Внимательно
слушает других
Устраняет
разрывы
в
коммуникации в
рамках диалога.
Корректно
задаёт вопросы
выступающему
Старается
не
допустить
конфликтной
ситуации
в
группе,
найти
выход
из
сложившейся
конфликтной
ситуации
на
взаимовыгодных
условиях
Способность к осознанию российской идентичности в поликультурном
социуме
Проявление
Конформистская Бунтарская
Созидательная
гражданской
(потребительская) (протестная)
гражданская
позиции
гражданская
гражданская
позиция
позиция.
позиция
Пассивная
(пассивноравнодушная или
пассивнооценивающая)
гражданская
позиция
Способность
к Затрудняется
в Указывает
Проводит
рефлексии
определении
причины
полный анализ
сильных и слабых успехов
и своей
сторон
своей неудач
в деятельности,
деятельности. С деятельности.
раскрывая
трудом
Отмечает
причины
раскрывает
трудности,
с успехов
и
мотивы
своих которыми
неудач.
действий
столкнулся при Аргументирует
решении задачи, возможность
и
определяет использования
возможности их полученных
преодоления в результатов
в
дальнейшем.
других
видах
Анализирует
деятельности.
собственные
мотивы
и
внешнюю
ситуацию при
принятии
решений
Оценка по каждому из представленных в таблице показателей может
быть количественной (в баллах, процентах), на её основе можно принять
решение о качественной оценке (в виде достигнутого уровня: допустимый,
достаточный, высокий.
После обсуждения и выступлений групп учитель проводит контроль
знаний и способов действий. Контрольные задания можно вывести на
интерактивную доску, а после того как учащиеся выполнят их, представить
слайды с правильными ответами для самоконтроля или взаимоконтроля
знаний.
Контрольные задания
1. В каком виде химический элемент водород встречается на Земле?
2. Сравните молярную массу воздуха и водорода. Какой вывод вы
можете сделать?
3. Как получают в настоящее время водород в промышленности?
Напишите уравнения соответствующих реакций.
4. Напишите уравнение реакции окисления водорода кислородом. Чем
опасна смесь кислорода с водородом? Может ли это служить
ограничением применения водорода в качестве топлива?
Критерии оценивания выполнения заданий приведены в таблице.
№ Содержание верного ответа и указания по оцениванию
Баллы
1 Преимущественно в виде соединений: воды, природного газа, 3
каменного угля, нефти, минералов, органических веществ.
Немного в свободном состоянии. За каждый ответ 0,5 балла.
2 Записаны молярные массы водорода и воздуха:
1
М(возд)=29 г/моль; М(Н2)=2г/моль
Приведено сравнение молярных масс газов, сделан вывод: 1
водород легче воздуха в 14,5 раза
Вывод без расчёта
1
Максимально
2
3 Текстовая информация о конверсии природного газа переведена 2
в знако-символическую:
Н2О+СН4=СО2+Н2
В схеме реакции расставлены коэффициенты
1
2Н2О+СН4=СО2+4Н2
Текстовая информация об электролизе воды переведена в знако- 1
символическую:
2Н2О=О2+2Н2
1
Максимально
5
4 Записана схема реакции:
1
О2+Н2=Н2О
В схеме реакции расставлены коэффициенты:
1
О2+2Н2=2Н2О
Водород образует с кислородом взрывоопасные смеси. 2
Основная проблема использования водорода в качестве топлива
связана с его хранением: резервуары должны быть герметичны,
в них необходимо поддерживать определённое давление
Максимально
4
Итого:
14
Соответствие количества баллов отметке: менее 6 баллов – «2», 6-8 –
«3», 9-11 – «4», 12-14 – «5».
Для организации рефлексии учитель предлагает обучающимся оценить
свою работу, работу группы и класса в целом. Результаты рефлексии вносит
в карту наблюдений.
Оценка своей работы
 Я работал(а) хорошо, внимательно читал(а), думал(а), обсуждал(а).
 Я был(а) недостаточно активен(на). Почему?
 Для того чтобы работать лучше, мне необходимо…
 Мне было скучно. Почему?
 Урок показался трудным. Что вызвало наибольшие трудности?
Оценка работы группы
 Мы активно работали на уроке, задавали вопросы членам других
групп.
 Нашей группе удалось сформулировать и представить своё мнение.
 Наша точка зрения показалась неубедительной другим группам.
Почему?
 Работа выполнена посредственно. Почему? Что необходимо улучшить,
чтобы продолжить работу вместе?
 В дальнейшем я продолжу работу в составе этой же
группы/постараюсь перейти в другую группу.
Оценка работы класса
 Мы справились с работой отлично (мы внимательно слушали друг
друга, оказывали поддержку).
 Работа выполнена хорошо.
 Мы не справились с работой. Что помешало?
Информационные источники
1. Боно Э. Шесть шляп мышления. СПб.: Питер, 1997.
2. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. М.: «Дрофа» 2011.
3. Ильин Е.П. Мотовация и мотивы. – Спб. : Питер, 2008,- с. 257-261.
4. Федеральный государственный образовательный стандарт основного
общего образования/министерство образования и науки РФ. – М,:
Просвещение, 2011. – (Стандарты второго поколения).
5. Шалашова М.М. Новое в оценивании образовательных достижений
учащихся на основе компетентностного подхода: Молнография. –
Арзамас: АГПИ. – с. 61-62
6. Якиманская И.С. Педагогическая психология (основные проблемы):
Учеб. Пособие. – М.: Издательство Московского психологосоциального института; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2008.
(серия «Библиотека психолога»), - с.594-595.