Нетрадиційний урок хімії "Нітроген та його сполуки"

Методична розробка   сценарій

уроку – судового засідання

з теми   „Нітроген і його сполуки”.

Мета: узагальнити і повторити знання про нітроген та його сполуки, їх значення для народного господарства, розповсюдження у природі, вплив на навколишнє середовище, місце елемента у кругообігу речовин у природі.

розвиваюча: формувати єдину систему знань про властивості елементів та хімічну будову речовин, розвивати вміння аналізувати отримані результати та робити висновки, прогнозувати результати впливу різних речовин на довкілля, навчатись розв’язувати різні  задачі з екологічним змістом, робити висновки із спостерігаємих явищ;

виховна: сприяти розвитку пізнавальної і творчої активності, формувати вміння логічно викладати і аргументувати свою точку зору на основі отриманих теоретичних знань, працювати в колективі, виховувати почуття відповідальності за майбутнє життя на Землі.

Методи: рольова гра, тестування.

Матеріально-технічне забезпечення: періодична система хімічних елементів, таблиця розчинності кислот, солей, основ.

Структура заняття.

1. Організаційна частина: перевірка готовності учнів  до заняття, повторення правил гри, формування команд, на лаштування на гру, заповнення карток індивідуального контролю. Визначення основних діючих осіб.

2. Мотивація навчальної діяльності:  узагальнення, повторення знань з теми „„Нітроген і його сполуки”   ми проводимо у вигляді рольової гри – судового засідання над елементом Нітрогеном, сполуки якого здійснюють великий вплив на оточуюче середовище.

3. Повідомлення теми і мети заняття.

 Тема:  „Нітроген і його сполуки”.

Мета заняття: узагальнити і повторити знання про Нітроген та його сполуки, їх значення для народного господарства, розповсюдження у природі, вплив на навколишнє середовище, місце елемента у кругообігу речовин у природі.

4.  Основні питання :

1. Загальна характеристика елемента  Нітрогена  за положенням його  у Періодичній системі хімічних елементів та будовою атома.

2. Властивості азоту  - простої  речовини, утвореної елементом Нітрогеном,  знаходження у природі.

3. Основні сполуки Нтрогену: оксиди, нітратна кислота, нітрати і нітрити.

4. Кругообіг Нітрогену у природі. Вплив на довкілля сполук нітрогену.

5. Узагальнення вивченого матеріалу

Виконання тестових завдань

6. Підведення підсумків заняття.

7.1. Рейтингова оцінка діяльності учнів;

7.2. Аналіз навчальної діяльності учнів.

Сценарій заняття

(судове засідання)

Вчитель. У нас сьогодні незвичайний умовний судовий процес. Отже, звісно, він не завершиться тим, що підсудного візьмуть під варту, або назначать якесь покарання. Але це – реальність, тому що розглядатимуться реальні проблеми, які виникли у сучасному суспільстві, пов’язані з цим і не тільки цим елементом та його сполуками, а й з іншими речовинами, створеними людиною.

На лаві підсудних елемент Нітроген.

Мета нашого судового засідання: розглянути всі факти і свідчення і на основі їх визначити, чи винен елемент Нітроген у створені сполук, які стали причиною несприятливої екологічної ситуації на Землі, в результаті накопичення в природі  великої кількості сполук Нітрогену, що здійснюють несприятливу дію на природу і впливають негативно на здоров’я людини.

Суддя. Слухається справа підсудного елемента Нітрогену, який звинувачується у багатьох злочинах перед людством і замаху на життя всього живого на Землі.

Судовий процес веде суддя – (повідомляє прізвище та ім’я учня, вибраного суддею)

Присяжні -  учні  (називає прізвища учнів, що виконують ці ролі)

Секретар – учень ....

Обвинувачу вальна сторона – прокурор учень .....

Захист представляє адвокат – учень .....

Постраждалими на нашому судовому процесі є:

Людина, річки, моря, океани, повітря, ліси, луки, міста та їх мешканці.

Свідки від захисту присутні (1 команда)?

Свідки від обвинувачення присутні (2 команда)?

Отже судове засідання оголошую відкритим.

Прокурор. До суду поданий позов від людини, яка збентежена станом річок, морів, океанів, повітря, лісів, міст та їх мешканців. Вони всі звинувачують елемент Нітроген у створені сполук, які є небезпечними для довкілля, викликають хвороби і навіть смерть живих істот. Отже згідно з відповідними статтями кримінального кодексу елемент Нітроген звинувачується у завданні тяжких екологічних ушкодженнях названих екосистем, тілесних ушкодженнях і замаху на життя людини.

Суддя. Слово надається позивачеві – людині, що постраждала від сполук Нітрогену.

Людина. Я звинувачую елемент Нітроген у створенні дуже отруйних і шкідливих сполук – оксидів, аміаку та солей амонію, нітратної кислоти та нітратів та інших сполук, що стали основними забруднювачами води, повітря і ґрунту. Ці речовини є токсичними, вибухонебезпечними та біологічно активними. Вони стали причиною хвороб людей, тварин, рослин, загибелі річок і таке інше. Отже я звинувачую Нітроген причасним до нанесення тяжких ушкоджень вище названим екосистемам, а також у  вбивстві і замаху на життя  багатьох живих істот. Навіть назва його простої речовини „азот” свідчить про те, що він не є  життєтворчим. Я прошу викликати свідка – експерта з екології, який зможе підтвердити мої звинувачення.

Суддя. Слово надається свідку звинувачення – експерту з екології.

Експерт з екології. В Україні зникло за останні 50 років до 20 тис. Малих річок, близько 60% чорноземів стали непридатними для використання; відходи промисловості займають до 200 тис. га плодорідних земель; працюють більше 1000 хімічних заводів, відходи яких негативно впливають на здоров’я людини та стан екосистем. У 21 містах України концентрація шкідливих речовин перевищує гранично допустимі норми у 25 разів. Із 45 великих міст України  лише у 4 концентрація шкідливих речовин не перевищує норми.

Суддя. Дякую. Запрошую другого свідка позивача – експерта зі стану повітря.

Експерт зі стану повітря. В останній час у атмосфері землі значно підвищено вміст оксидів нітрогену, що руйнують озоновий шар землі. Озон  О₃ окислює Нітроген (І) оксид до Нітроген (ІY) оксиду. А Нітроген (ІІ) оксид і Нітроген (ІY) оксид взаємодіють з атомарним киснем, що перешкоджає його взаємодії з молекулярним киснем для регенерації озону. Крім того, цілий ряд оксидів взаємодіють з водою, що стає причиною кислотних дощів.

Суддя. Секретарю, будь ласка, запишіть для всіх на дошці названі рівняння реакцій. (Секретар записує на дошці рівняння реакцій – взаємодія озону з Нітроген (І) оксидом і утворення  Нітроген (ІY) оксиду. А Нітроген (ІІ) оксид і Нітроген (ІY) оксид взаємодіють з атомарним киснем )

Експерт зі стану повітря. (продовжує). Нітроген (І) оксид – це газ, що посилює парниковий ефект. Він надзвичайно стійкий, зберігається в атмосфері до 170 років. А Нітроген (ІІ) оксид і Нітроген (ІY) оксид  - теж є шкідливими та небезпечними для всього живого. Аміак та нітратна кислота, а також їх солі – дуже отруйні агресивні речовини. Вони добре розчиняються у воді і забруднюють воду і ґрунт.

Суддя. Дякую. Запрошую третього свідка позивача – експерта зі стану водойм.

Експерт зі стану водойм.  У Європі у 5-10% ґрунтових вод рівень нітратів перевищує допустимий (45 мг/л) до 60 мг/л у середньому. Річки несуть у моря і океани близько 62 млн. Тон на рік сполуки нітрогену і фосфору. Це призводить до бурхливого розвитку деяких одноклітинних водоростей, що вже не раз спричинювало червоні припливи. У підживленій нітратами морській воді ці рослини надзвичайно швидко розмножуються, утворюючи подекуди на поверхні води гігантські „ковдри” товщиною до 2 м і площею на багато квадратних кілометрів. Гинучи водорості опускаються на дно, де під час гниття поглинають кисень із води, що стає причиною загибелі донних організмів.

Суддя. Дякую. Запрошую четвертого свідка позивача – експерта зі стану здоров’я людини.

Експерт зі стану здоров’я людини. Зараз дуже багато накопичилось у ґрунті нітратів і нітритів, які засвоюються рослинами і потрапляють разом з їжею до організму людини. В організмі нітрати змінюють склад крові, спричинюють серцеву недостатність, захворювання шкіри, знижують імунітет. Нітрити створюють високотоксичні сполуки, що вражають печінку і спричинюють розвиток злоякісних пухлин.

Суддя. Дякую. Слово надається відповідачеві. Будь ласка, назвіть себе, вкажіть свою адресу – місце положення у періодичній системі хімічних елементів, будову атомів, розповсюдження у природі.

Нітроген. Моє  ім’я Нітроген, елемент №7, період ІІ, група 5, підгрупа головна. (На дошці малює бідову атома і дає загальну характеристику елемента ). Я дійсно утворюю віще названі сполуки.

Суддя. Скажіть, чи визнаєте ви свою провину у названих тут злочинах.

Нітроген. Ні, провину свою у названих злочинах  я не визнаю. З давньої давнини моя проста речовина азот – безбарвний без запаху газ складає 78% у атмосфері Землі і ніколи нікому не шкодив, бо у  воді він майже не розчиняється і є інертним, тобто в реакції вступає дуже неохоче. Моє ім’я - Азот не відповідає дійсності, тому що елемент Нітроген входить до складу живих організмів, і жодна істота не обходиться без нього. Сполуки нітрогену дійсно добре розчиняються у воді і містяться в ґрунті у вигляді солей – нітратів та нітритів (селітри).

Суддя. Чи можуть названі небезпечні сполуки утворюватись природним шляхом? На це питання нам надасть відповідь експерт з хімії, присутній тут на нашому засіданні у 1 команді присяжних.

Експерт з хімії. (1 свідок від захисту). Дійсно, всі названі сполуки – оксиди, нітрати і нітрити, а також нітратна і нітритна кислоти можуть утворюватись із азоту, але за дуже жорстких умов: це дуже висока температура і високий тиск. Такі умови у природі утворюються лише в каналі блискавки під час грозових розрядів. Отже кількість утворених природним шляхом оксидів та інших сполук, що утворюються при їх подальшому перетворенні є дуже незначною і не може нанести суттєвої шкоди живим організмам.

Суддя. Чи так це, чи ні, запитаємо у експерта з біології  (2 свідок від захисту)

Експерт з біології (2 свідок від захисту). Дійсно кількість утворених природним шляхом оксидів, нітратів та нітритів є дуже незначною і вони здатні засвоюватись живими організмами. Крім того є невелика група бактерій, здатних переробляти азот повітря у нітрогеновмісні сполуки, які дуже потрібні рослинам, грибам і тваринам для утворення білків із амінокислот, та нуклеїнових кислот, без яких неможливі будь-які прояви життя.

Адвокат. Скажіть, будь ласка, чи дійсно те, що живі організми згодом можуть нейтралізувати і засвоїти всі названі речовини? І друге,  як швидко живі організми можуть нейтралізувати всі названі тут отруйні речовини?

Експерт з біології . Спеціалісти від експертної комісії підтвердили, що через 2 – 3 роки всі отруйні речовини, що потрапляють у воду нейтралізуються та за 15 – 20 років можливо відновлення живого світу.

Адвокат. Речовини, що утворилися природним шляхом не можуть стати причиною отруєння живих істот, бо кількість їх невелика. Тому за походженням, речовини, що спричинили екологічне лихо – сполуки створені людиною.

Суддя. Давайте визначимо, які ж властивості мають сполуки Нітрогену? Чи дійсно вони є такими агресивними? Запрошую Експерта з хімії (3 свідок захисту). Розкажіть, будь ласка нам про властивості аміаку, який добувають у нашій хімічній промисловості.

Експерт з хімії (3 свідок від захисту - розповідає про властивості і добування аміаку).

Суддя. А навіщо потрібна ця речовина, я прошу розповісти представника міністерства хімічної промисловості.

Представник міністерства хімічної промисловості. (розповідає про застосування аміаку для виготовлення барвників, пластмас, хімічних волокон, ліків та інших речовин).

Суддя. Дякую. Прошу експерта з хімії від 1 команди розповісти про властивості другої небезпечної речовини нітратної кислоти.

Експерт з хімії (1 свідок від захисту - розповідає про властивості нітратної кислоти).

Суддя. А навіщо потрібна ця речовина, я прошу розповісти представника міністерства хімічної промисловості.

Представник міністерства хімічної промисловості.(3 свідок від захисту  - розповідає про застосування нітратної кислоти для виготовлення барвників, пластмас, хімічних волокон, ліків, вибухових речовин, а також добрив для сільського господарства, та інших речовин). Крім того, під час роботи двигунів надзвукових літаків та автомобілів утворюються оксиди нітрогену.

Адвокат. Отже причиною екологічного лиха є речовини іншого походження, антропогенного. Скільки таких шкідливих речовин потрапляє у повітря як відходи транспорту та  хімічного виробництва?

Представник міністерства хімічної промисловості. Дійсно, антропогенні викиди у атмосферу оксидів нітрогену складають до 25 млн. тон на рік. Також багато у атмосферу потрапляють оксидів у складі „лисячих хвостів” - викидів заводів, що виробляють нітратну кислоту. Але на заводах працюють вчені над розробкою хімічних засобів боротьби зі шкідливими викидами – розклад оксидів на азот та кисень за допомогою каталізаторів.

Суддя. Запрошую наступного свідка захисту – міністра сільського господарства. Скажіть, будь ласка, навіщо сільському господарству потрібні сполуки нітрогену?

Міністр сільського господарства. (4 свідок захисту) Застосування азотних добрив значно прискорює ріст рослин, сприяє швидкому збільшенню їх зеленої маси. Але більше третини мінеральних добрив, що вносяться у ґрунт, вимиваються з нього дощовими водами і потрапляють разом з ними у моря і океани.

Суддя. Переходимо до дебатів. Слово для останнього підсумку надається прокурору.

Прокурор. На основі свідчень ми визначили, що речовини, утворені Нітрогеном, дійсно є небезпечними для живих істот. Вони і саме вони стали причиною тяжкого екологічного становища на Землі, що привело наші екологічні системи сьогодні на рівень екологічного лиха. Я вважаю цей елемент вкрай небезпечним і шкідливим.

Адвокат. Сьогодні на основі свідчень ми з вами визначили, що вкрай тяжке екологічне становище сталося внаслідок господарської діяльності людини. Експертами доведено, що в результаті такої діяльності щорічно до атмосфери потрапляють близько 60 млн. тон оксидів нітрогену. Основне джерело названих оксидів у промислово розвинутих країнах становить енергетика та транспорт (до 90% викидів). На хімічну промисловість припадає менше, ніж 5% загального обсягу викидів. Я вважаю, що за все лихо не може відповідати елемент Нітроген. Основним винним я вважаю іншу особу – Людину, яка безвідповідально відноситься до природних ресурсів. А тому вимагаю негайно зняти з мого підзахисного всі обвинувачення, а елемент Нітроген вважати таким самим необхідним у природі, як і всі інші елементи.

5. Узагальнення вивченого матеріалу

Суддя. Заслухавши справу про злочин елемента №7 Нітрогену перед людством та екологічними системами, суд постановив:

1. Підсудного елемента №7 вважати невинним у всіх зазначених злочинах, що стали причиною всесвітнього екологічного лиха.

2. Залишити за елементом Нітрогеном право на існування, повернути йому його добре ім’я і зняти всі обвинувачення у скоєнні названих злочинів.

3. Порушити карну справу проти Людини, яка виявилася винною у всіх вище зазначених злочинах.

4. Зобов’язати Людину навести лад у порушених екосистемах, розробити системи захисту середовища від негативного впливу шкідливих викидів промисловості і транспорту.

Виконання тестових завдань (див. додаток)

6. Підведення підсумків заняття.

7.1. Рейтингова оцінка діяльності учнів;

7.2. Аналіз навчальної діяльності учнів.

Додаток.

Тестові завдання

Варіант 1.

1. Проста речовина азот найбільше поширена:

 а) у ґрунті; 

б) у воді;

в) у повітрі.

2. Білий фосфор – це:

 а) речовина схожа на графіт;

 б) м’яка кристалічна речовина із запахом часнику;

в) темний порошок без запаху.

3. Амоній хлориду відповідає формула:

а)  NH₄ Cl ;  

б)  ( NH₄)₂ SO₄ ;  

в)   ( NH₄)₃ PO₄

4.   Нітроген у порівнянні із фосфором:

 а) більш активний; 

б) енергійніше реагує з водою;

 в)    більш електронегативний .

5.   Нашатирний спирт – це:

а) розчин сірководню і воді;

б) розчин аміаку у воді

 в) темний порошок без запаху.

6.   Складіть рівняння дисоціації амоній хлориду ( NH₄ Cl ).

7.    Як одержують аміак у лабораторії?

8.   Як можна довести наявність у суміші солей нітратів?

9.     Напишіть рівняння реакцій, що відповідають перетворенням:

       Pb(NO₃)₂                  NO₂             HNO₃             ( NH₄)₂ NO₃           

10.  Обчисліть, який об’єм повітря, що містить 79% азоту за об’ємом, переробляється в процесі одержання 1 т аміачної селітри (амоній нітрату).

Варіант 2.

1. Аміак  – це:

а) розчин сірководню і воді;

б) газ жовто-зеленого кольору ;

в) темний порошок без запаху;

 г) безбарвний газ з різким запахом, добре розчиняється у воді.

2. Нітрати   – це:

 а) розчин сірководню і воді;

 б) безбарвні кристалічні речовини, добре розчиняються у воді;

в) темний порошок без запаху у воді не розчиняється;

г) безбарвний газ з різким запахом, добре розчиняється у воді.

3. Яка з наведених формул відповідає будові молекул нітратної кислоти?

А) HNO₃;

       б)   NH₄ OH ;

  в)   NH_3.

4.  Нітроген у нітратній кислоті має ступінь окиснення:

 а)  +1; 

б)  -1;

в) +3 ; 

г) +5 .

5.  При взаємодії нітратної кислоти з металами не виділяється водень. Чому?

6.  Що таке селітри? Наведіть приклади.

7.   Як можна одержувати нітратну кислоту у лабораторії?

8.  Як можна довести наявність у суміші солей амонію?

9.   Напишіть рівняння реакцій, що відповідають перетворенням:

     NH₃                  NH₄  Cl             ( NH₄)₂ NO₃               NH₃

10. Для очищення газових викидів від нітроген (ІY) оксиду застосовується натрій карбонат, що утворює при взаємодії з NO₂  натрій нітрат , натрій нітрит і вуглекислий газ. Обчисліть масу натрій карбонату, який знешкодить викиди, що містять 5 л нітроген (ІY) оксиду (н.у.).

Література:

1. АкімоваІ.І., Запорожець Н.В. Збірник різнорівневих задач та вправ з хімії для поточного та тематичного контролю.10 клас. - Х.: Веста: Вид-во „Ранок”, 2002

2. Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія, 10 кл.: підручник для середніх шкіл. – К.: Ірпінь: ВТФ “Перун”, 2002.

3. За сторінками шкільного підручника. Цікаві матеріали до уроків хімії / упоряд. К.М. Задорожний. – Х.: Вид. група „Основа”, 2006.

4. Інновації на уроках хімії / упоряд. К.М. Задорожний. – Х.: Вид. група „Основа”, 2007.

5. Інтерактивні технології на уроках хімії / упоряд. К.М. Задорожний. – Х.: Вид. група „Основа”, 2006.

6. Севостьянчик О. Екологічні задачі на уроках хімії // Біологія і хімія в школі. – 2002. № 6. – С. 44.

7. Технології навчання хімії / упоряд. К.М. Задорожний. – Х.: Вид. група „Основа”, 2007.

8. Хімія: Довідник з прикладами розвязання задач / А.Д. Бочкеваров, О.А. Жикол, М.В.Красовська, Д.А. Свєчкарьов. - Х.: Веста: Вид-во „Ранок”, 2008

9. Шаламов Р.В. Біологія: Комплексний довідник / Р.В. Шаламов, Ю.В.Дмирієв, В.І. Подгорний. – Х.: Веста: Вид-во „Ранок”, 2008