Открытый урок «Водород, нахождение в природе. Получение и физические свойства водорода».
ознакомить учащихся с водородом как химическим элементом и простым веществом, с его физическими свойствами, методами получения и историей открытия.
систематизировать и развить представления о водороде, его физических свойствах, способах получения и собирания.
: развивать самостоятельность мышления, развивать интеллектуальные умения (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, работать по аналогии, выдвигать предположения).
: формировать научное мировоззрение, экологическое мышление, воспитывать культуру общения.
: компьютер, проектор, презентация.
II. Изучение новой темы
Как вы думаете, какой химический элемент занимает первое место по распространенности во Вселенной? (Учащиеся высказывают свои предположения, учитель записывает все на доске в виде схемы, например: – кислород
– водород – углерод – железо).
Чтобы ответить на этот вопрос и сформулировать тему урока – нужно решить кроссворд, отгадать ключевое слово.
Тема нашего урока запишите на ваших листочках : «
сегодняшнего урока: познакомиться с химическим элементом водород,; с положением в Периодической Таблице Д. И. Менделеева; историей открытия; физическими свойствами, со способами получения водорода.
История открытия водорода
Однажды английский учёный Кавендиш занялся странным на первый взгляд делом: он стал пускать мыльные пузыри. Но это было не развлечение.
Всё это происходило во второй половине 18-ого века. Кавендиш заметил, что, когда железные опилки обливают серной кислотой, появляется много пузырьков какого-то газа. Что это за газ? Учёный вывел его по трубочкам из сосуда. Газ был невидим. Имеет ли он запах? Нет. Тогда Кавендиш наполнил им мыльные пузыри, и они легко поднялись вверх! А если поджечь газ? Он загорался голубоватым пламенем, но что удивительно – при горении получалась вода! Кавендиш назвал новый газ горючим воздухом. Ведь он, как и обычный воздух, был без цвета и запаха.
Первым стал рассматривать водород как химический элемент француз А. Л. Лавуазье, который в 1783-1784 совместно с Жаном Мёнье осуществили термическое разложение воды и установили, что она состоит из кислорода и водорода
Л. Гитон де Морво В 1787г. дал современное название водороду. Он предложил латинское название гидрогениум, означающее «рождающий воду».
В середине 19 века в России утвердилось произношение символа элемента по – французски («аш»)
А сейчас рассмотрим с вами общую характеристику водорода
Общая характеристика водорода
Пользуясь таблицей Д. И. Менделеева, дайте общую характеристику водорода по плану:
Нахождение водорода в природе
очитайте о нахождении водорода в природе и составьте схему, указав области нахождения водорода в природе.
Проблемный вопрос: Если бы перед вами стояла задача: получить большое
– Какое сырье вы бы выбрали и почему
Учащиеся: Воду! Она доступна, её много.
Учитель: Да, верно, вода – самый доступный источник водорода. Действительно, в промышленности получают водород из воды действием тока, идет реакция разложения воды с образованием двух веществ: водорода и кислорода.
В лаборатории для получения водорода используют вещества, относящиеся к классу кислот. Например: HCl – соляная кислота или Н – серная кислота.
На доске записать уравнение реакции: взаимодействие соляной кислоты с цинком
Давайте теперь с вами получим водород. На столах у вас стоят пробирки , в которых находится магний и рядом соляная кислота. Берем кислоту, открываем и аккуратно приливает кислоту, соблюдая правила ТБ.
Что вы наблюдаете? (выделение пузырьков газа). Этот газ и есть водород.
Способы собирания водорода:
Водород можно собрать двумя спосбами: методом вытеснения воды и методом вытеснения воздуха
Давайте посмотрим небольшой видеоролик о получении водорода и проверке его на чистоту. И ответим потом на вопросы.
Ответьте на вопросы по просмотренному фильму:
горящая лучина вносится в пробирку с чистым водородом?
4. Каким методом собирали водород?
Прочитайте в учебниках на стр. 97.
газ, без цвета, запаха, вкуса, легче воздуха, малорастворим в воде.
Заполнить сравнительную таблицу
Проверяем заполнение сравнительной таблицы:
Дорисуйте смайлик нашего урока, характеризующий ваши эмоции:
«Водород. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Получение и применение.»
Учитель химии И. А. Калашникова.
Тема урока: «Водород. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Получение и применение».
Место урока: «Неорганическая химия» 8 класс.
Тип урока: комбинированный (изучение нового материала, закрепление).
Образовательная: познакомиться с водородом, его физическими и химическими свойствами, получением и применением.
Развивающая: развитие умений самостоятельного приобретения знаний, используя различные источники информации, определение выводов формирования творческой деятельности.
Воспитательная: формирование активности познавательной деятельности через установление межпредметных связей воспитание культуры делового обучения.
Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый, использование ИКТ.
Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, индивидуальная, групповая.
Оборудование и реактивы:
– цинк, пробирки, соляная кислота, натрий, вода, фенолфталеин;
– презентация учителя и учащихся;
– тесты (для закрепления);
– тесты (для рефлексии).
Учитель: К нам на урок попал исторический документ, в котором зашифрована таинственная история одного газообразного вещества, с которым мы познакомились (зачитать).
Один учёный как-то раз,
Оксид какой-то нагревая,
Обнаружил странный газ –
Газ без цвета, без названья.
Ярче в нём горит свеча,
А не вреден ль для дыханья –
Не узнаешь у врача.
Новый газ из колбы вышел –
Никому он не знаком.
Этим газом дышат мыши
Под стеклянным колпаком.
Человек им тоже дышит.
Наш учёный быстро пишет:
Воздух делится на части
(Эта мысль весьма нова).
Здесь у химика от счастья,
И от воздуха от части,
Учитель: Об открытии, какого газа идёт речь.
Кто открыл этот газ?
О каких физических свойствах характерных для О2 говорится в стихотворении.
Какие вещества образуются при окислении (оксиды).
Что называется оксидами? Запишите уравнение данной реакции:
Какой оксид был использован для открытия кислорода?
Учитель: Используя оксид ртути (II) запишите уравнения реакций с помощью которых можно осуществить следующие превращения (слайд №4). Назовите вещества и укажите тип реакций.
gO O2 H2O H2
Учитель: Хорошо. При разложении воды, кроме кислорода образуется газ – водород.
Что же собой представляет Н2?
Какова его визитная карточка?
Где он находится в природе?
Как можно получить Н2?
Каковы его физические и химические свойства?
Каковы основные области применения.
Решение этих вопросов является целью нашего урока.
«Водород. Нахождение в природе. Физические и химические свойства. Получение и применение.» (Запишите в тетрадь) ( слайд №5).
Учитель: Эпиграфом к уроку взяты слова: «Через тернии – к звёздам».
Почему именно эти слова?
Ученик: Мы должны подняться на высоту звёзд в приобретении знаний о водороде.
Учитель: А ещё оказывается водород –основной элемент звёздной галактики. Ответ мы получим из сообщения ученицы (слайд №6-14).
Учитель: Спасибо. Таким образом Н2 на земле в основном содержится в связанном состоянии.
Установим, в одинаковом ли количестве содержится водород входит в состав различных соединений? Для этого решим задачу.
Какое соединение богаче водородом: Н2О или СН4?(слайд №15)
Ученик: Mr(H2O) = 18; Mr(CH4) = 16
2 (H) = = = 0,25
Ответ: СН4 Н2О.
Учитель: Хорошо продолжаем работать дальше.
Как, когда, кем был открыт водород? Об этом мы узнаем из сообщения ученика (слайд №16)
Учитель: Познакомимся с визитной карточкой водорода. Для этого продолжим заполнять таблицу общая характеристика газообразных веществ графу водород (самостоятельно) (слайд №17). Прокомментировать и сравнить с экраном (слайд №18).
Учитель: Хорошо. Продолжаем работать. Познакомимся с основными способами получения водорода в лаборатории.
Учитель: Запишите в тетрадях: Получение водорода. ( Физкультурная минутка: Ручки положите на парты и потрясите кистями рук; вращаем голову влево, вправо.)
Продолжаем работу. 1 Взаимодействия металлов с кислотами. ( Демонстрация опыта, взаимодействие цинка с соляной кислотой. Необходимо при этом вспомнить правила техники безопасности. Если вдруг прольется кислота – что вы предпримите? Как нужно определить запах вещества?)
Учитель: Что мы наблюдаем? Выделение пузырьков газа. Закроем газоотводной трубкой и определим Н2 на чистоту – чистый Н2 горит со слабым звуком «пах». ( Поджечь Н2). Запишите уравнение реакции.
Zn + 2HCI ZnCI2 + H2 – реакция замещения.
Для получения водорода в больших количествах в лаборатории используется аппарат Киппа. Изучим механизм его работы (слайд №19 – видеофильм).
Учитель: Запишите второй способ получения Н2 в лаборатории.
2 Взаимодействие щелочных металлов с водой. Щелочные металлы – это металлы I А группы. Назовите щелочные металлы (по п/с Д. И. Менделеева).
Учитель: Хорошо. ( Демонстрация опыта. Взаимодействие Na с водой. Что вы наблюдаете?)
Ученик: Выделение газа.
2Na + 2H2O 2NaOH + H2 – реакция замещения.
Учитель: Более бурно Н2О взаимодействует с калием (слайд №20 – видеофильм).
В промышленности: Н2 получают разложением Н2О током. ( Запишите самостоятельно уравнение реакции)
Н2О 2Н2 + О2 .
Учитель: Проверьте записи (слайд №21). Попытайтесь, используя результаты опытов, наблюдения, проанализировать физические свойства водорода. Заполните таблицу «Физические свойства газообразных веществ» (графа водород) и сделайте вывод.
Учитель: Сравните с экраном (слайд №22).
Учитель: А знаете ли вы, лёгкость Н2 находит широкое применение. Во время войны водородом заполняли аэростаты . Они защищали небо над Москвой от налётов немецкой авиации. Н2 наполняют воздушные шары, на которых поднимают метеорологические приборы. Для исследования атмосферы. Но в последнее время, водород чаще заменяют гелием, хотя он и тяжелее. Почему? Ответить на этот вопрос поможет изучение химических свойств Н2 в сопоставлении с кислородом. Открыли таблицу сравнения «Химических свойств газообразных веществ», таблица на экране (слайд №23). Заполняем графу «Водород».
Учитель: I Взаимодействие с простыми веществами (работает ученик у доски).
1) Взаимодействие Н2 с металлами с образованием гидридов:
Н2 + Са = СаН2 (гидрид Са).
2) Взаимодействие Н2 с серой с образованием сероводорода:
2 + S = H2S – реакция соединения.
3) Взаимодействие Н2 с азотом с образованием аммиака:
3Н2 + N2 = 2NH3 (аммиак).
4) Взаимодействие Н2 с кислородом происходит со взрывом (слайд №24):
2Н2 + О2 = 2Н2О + 484 кДЖ.
2V : 1V
Учитель: Смесь Н2 и О2 в отношении 2:1 взрывоопасна, поэтому Н2 заменяется безопосным гелием.
II Взаимодействие со сложными веществами рассмотрим на примере взаимодействия водорода с оксидом меди (II) (слайд №25 – видеофильм).
Учитель: Запишите уравнение реакции (на доске):
Н2 + CuO H2O + Cu – реакция восстановления.
Н2 – проявляет восстановительные свойства. Восстановитель – это элемент, который отнимает кислород от оксидов, сам при этом окисляется. Это свойство водорода используется для получения металлов из их оксидов. Какой вывод можно сделать о химических свойствах двух газов (О2 – окислитель, Н2 проявляет восстановительные свойства).
Учитель: Сравните ваши записи с таблицей (слайд №26). Зная химические свойства водорода рассмотрим основные области применения водорода (слайд №27).
Учитель: Сегодня на уроке мы узнали о нахождении водорода в природе, познакомились с его визитной карточкой, изучили физические и химические свойства, способы получения и применения. Мы поднялись на высоту звёзд.
Учитель: Какие у вас возникли вопросы? Запишите домашнее задание конспект в тетради. Творческое задание «Почему Водород называют топливом будущего» (слайд №28).
Учитель: На столе у вас тест. Подпишите и отметьте правильный ответ (2-3 мин.). Обменяйтесь текстом с товарищами по парте (слайд №29), сравните с ответами (слайд №30) и оцените работы. Это вам оценка за урок.
Учитель: Следующий тест на столах. Оцените «+» или «-» (слайд №31).
Учитель: Досвидания. Спасибо за урок. (слайд №32). Творческих успехов.
Тема урока: Водород
Познакомить учащихся с элементом водородом в свете ПСХЭ. Дать характеристику физическим и химическим свойствам водорода. Рассмотреть основные способы получения и применение водорода.
обеспечить усвоение учащимися понятий: “водород – химический элемент”, “водород – простое вещество”, изучить физические и химические свойства водорода, методы получения водорода в промышленности и в лаборатории.
: воспитание мотивов учения, положительного отношения к занятиям, стремления добиваться наилучших результатов.
: развитие умений учебного труда (умение работать в должном темпе – читать, делать четкие записи в рабочей тетради); развитие умений наблюдения (умение наблюдать за демонстрационными опытами, делать выводы по результатам опытов); развитие познавательных умений (формировать умение выделять главное, вести конспект, делать выводы); развитие мышления (развитие аналитического мышления – формирование умения выделять существенные признаки и свойства веществ).
Урок изучения нового материала
I. Организационный момент
II. Проверка домашнего задания по теме «Тепловой эффект химических реакций»
К доске вызываются ученики с выполненными домашними заданиями по теме «Тепловой эффект химических реакций», обращаем внимание на ход рассуждений при выполнении расчетной задачи по данной теме. ( Вызывается 3 человека, выставляются индивидуальные оценки)
III. Объяснение нового материала.
-Угадайте, о каком газе идет речь в стихотворении:
Я газ, легчайший и бесцветный, неядовитый и безвредный.
Соединяясь с кислородом, я для питья даю вам воду. ( Водород).
-Да, это- водород, второй химический элемент , который мы сегодня изучим.
Запишите тему нашего урока в тетрадь и план, по которому мы сегодня будем работать.(Записывают).
(План работы записан на доске).
2. Нахождение в природе.
3. Сравнительная характеристика физических свойств водорода и кислорода.
4. Химические свойства водорода.
5. Способы получения водорода.
-Дайте общую характеристику водороду, используя данные приведенные в учебнике. ( Записывают общую характеристику водорода в тетрадь, с использованием элементов краткой записи)
-Первые упоминания о получении горючего газа при действии кислот на металлы встречаются в работах многих химиков (скорее даже не химиков, а алхимиков) в XVI-XVII веках. Первым стал рассматривать водород как химический элемент француз А. Л. Лавуазье, который в 1787г.установил, что при горении на воздухе этот газ образует воду. Поэтому он дал элементу и соответствующему ему газу название hydrogene ( по- гречески hydor- вода, а gennao-рождаю). В середине XIXвека в России утвердилось произношение символа элемента по-французки ( «аш»). Длительное время положение водорода в ПСХЭ было двойственным- его размещали и в 1-ой и в 7-ой группах, но по последним рекомендациям ИЮПАК водород- элемент 1 группы.
-Перейдем к рассмотрению 2 пункта нашего плана
2. Нахождение в природе.
-Выпишите в тетрадь из учебника основные данные по второму пункту. ( Выписывают)
-Водород-достаточно распространенный в природе элемент, на его долю приходится 1% массы земной коры (10-е место среди всех элементов).
-Как вы считаете, водород входит в состав атмосферного воздуха? (Отвечают).
-Водород в атмосферном воздухе находится только в следовых количествах (менее 10%). В свободном виде водорода в земной коре нет, в химически связанном состоянии он содержится в воде, природном газе, нефти, каменном угле, входит в состав некоторых горных пород и минералов. В космосе водород по распространенности занимает 1 место, на него приходится более 50% массы Солнца и других звезд.
-Ребята, как вы думаете, водород входит в состав тела человека? (Да, в виде воды, которая составляет 70% от массы тела человека.)
-Водород- органоген, вместе с углеродом, азотом, кислородом, серой и другими элементами-органогенами он входит в состав тканей всех растений и животных. Он входит в состав белков, жиров, углеводов, НК.
-А сейчас рассмотрим 3 пункт нашего плана.
-Давайте заполним таблицу и после заполнения сделаем выводы о сходстве и различии кислорода и водорода
(Учащиеся заполняют таблицу, после заполнения, делают выводы, в чем сходство и в чем отличие водорода и кислорода.)
-Водород плохо растворим в воде еще хуже в органических растворителях, а в некоторых металлах водород растворим очень хорошо. Так, в 1 объеме палладия растворяется 850 объемов водорода. Но палладий дорог, и как аккумулятор водорода для практических целей ( например, для двигателя работающего на экологически чистом водородном топливе) его использовать не выгодно.
-Водород-самый легкий газ. Если шар объемом 22,4м наполнить водородом. То в воздухе он может поднять груз массой 29-2=27кг. В первой половине XXв. началось строительство летательных аппаратов большой грузоподъемности-дирижаблей, которые наполняли водородом. Но водород-взрывоопасный газ, и в 1930-е г.г. с дирижаблями произошло несколько крупных аварий. После этого строительство дирижаблей с водородом во всем мире на многие годы прекратилось.
-Перейдем к 4 пункту нашего плана.
-Из-за высокой устойчивости молекул Н химическая активность водорода мала. Хотя сам водород – неметалл, он более химически активен по отношению к неметаллам, чем к металлам.
1. Взаимодействие водорода с неметаллами.
При комнатной температуре водород реагирует только с фтором.
=2HF ( со взрывом образуется фтороводород , реакция соединения).
-При облучении УФ-светом или при нагревании Н реагирует с хлором. Напишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты, назовите продукты и укажите тип реакции. ( Один ученик пишет реакцию на доске, остальные проверяют правильность выполнения и также записывают уравнение реакции в тетрадь)
– При нагревании Н реагирует с менее активными галогенами , бромом и йодом. Напишите уравнения реакции, расставьте коэффициенты, назовите продукты и укажите тип реакции. ( Следующий ученик работает у доски, выполняя задание)
-Также водород при температуре вступает в обратимые реакции с серой и азотом. В результате которых образуются сероводород и аммиак. Самостоятельно напишите данные уравнения реакции в тетради.
-При поджигании или внесении катализатора (платины или палладия) водород со взрывом реагирует с кислородом. Давайте вспомним, что такое катализаторы (Дают определение катализаторам). Запишем соответствующее уравнение реакции:
-В учебной литературе часто используют термин «гремучий газ», подразумевая при этом смесь водорода и кислорода в объемном соотношении 2:1. Это может создать неверное представление о том, что при других объемных соотношениях смеси водорода и кислорода не взрываются. Между тем смеси этих газов взрываются в широком интервале объемных соотношений. Поэтому , например, даже небольшая утечка в помещении водорода из баллона, в котором он хранится, может привести к взрыву. В связи с этим хранить баллоны с водородом в помещении нельзя (для их хранения используют уличные металлические шкафы). Поэтому, прежде чем поджечь полученный в лаборатории водород, его нужно проверить на чистоту. Для этого собирают водород в пробирку , которую в положении вверх дном подносят к пламени. Если водород чистый, то он сгорает спокойно, звук горения глухой, если с примесью воздуха, то звук при горении лающий.
-С такими неметаллами, как фосфор, кремний и бор, водород напрямую не реагирует, соединения фосфин -РН, силан- SiH, получают косвенными путями.
2. Взаимодействие водорода с металлами.
– При нагревании водород реагирует с активными металлами, образуя гидриды. Например NaH, МgH. Давайте напишем эти реакции на доске и в тетради. ( У доски работает следующий ученик).
– Важное значение как компонент твердого ракетного топлива, имеет гидрид алюминия. Но его нельзя получить прямым взаимодействием алюминия и водорода. К его образованию приводят многостадийные процессы, условия эффективного осуществления которых, является государственной тайной.
3. Взаимодействие водорода с оксидами и хлоридами металлов средней и низкой активности.
-При нагревании водород реагирует с оксидами и хлоридами многих металлов низкой и средней активности, в результате образуются свободные металлы ( происходит их восстановление, водород является восстановителем).
-При температуре 200С PbO+H
-При температуре 350-400С и выше Fe
Оксиды активных металлов, в том числе оксиды кальция и алюминия, с водородом не реагируют. В ряду стандартных потенциалов первый металл, оксид которого не восстанавливается водородом при нормальном давлении, – это марганец.
5. Способы получения водорода
-Получение водорода в лаборатории. Прочитайте о способах получения водорода в учебнике и выпишите соответствующие реакции.
1. Действие на цинк соляной кислотой. (Демонстрация опыта, проверка водорода на чистоту).
-Ребята, что вы увидели в результате проведения реакции? ( Выделение газа)
– Какой звук вы слышали при проверке водорода на чистоту? ( П-пах)
2. Действие на цинк серной кислотой 20%.
Вышеуказанные реакции удобно проводить в аппарате Киппа ( демонстрация аппарата).
3. Реакция алюминия с водным раствором щелочи:
4. Водород выделяется также при взаимодействии активных металлов с водой. В результате образуются гидроксиды.
-Получение водорода в промышленности. Происходит с помощью каталитической паровой конверсии метана. При температуре 1000С в присутствии катализатора.
– Также водород образуется при получении сажи из метана по реакции крекинга при крекинге нефтепродуктов
-Осталось рассмотреть последний пункт нашего плана
-Информацию о применении водорода найдите в учебнике. Сделайте соответствующие записи в тетрадь.
IV. Закрепление знаний
Задание. Необходимо выбрать правильные утверждения. В рабочей тетради в столбик проставьте цифры с 1 по 12. Если вы согласны с утверждением, ставьте напротив цифры плюс, если нет, то минус. Учитель зачитывает утверждения.
Учитель зачитывает ответы, учащиеся проверяют и оценивают: без единой ошибки – “5”, 1 ошибка – “4”, 2 ошибки – “3”
V. Подведение итогов урока. Оценивание работы учащихся на уроке.
VI. Домашнее задание.
Параграф 25-27, выполнить упражнения №2,5,9
Решить задачу: При взаимодействии цинка с соляной кислотой выделилось 44,8 л водорода. Вычислите массу цинка, вступившего в реакцию.
Самостоятельная работа на следующий урок.
Цель: Определение степени усвоения материала данного урока.
1Водород реагирует с обоими веществами пары :
O и Са Б)Na и NH
2 Допишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты, назовите продукты реакций
3 Напишите реакцию взаимодействия цинка с соляной кислотой, расставьте коэффициенты, назовите продукты реакции.
4. Рассчитайте объем водорода, который выделится при взаимодействии 2 моль кальция с соляной кислотой.
1. Водород реагирует с обоими веществами пары:
и PbO Б) CuO и Н
3 Напишите реакцию взаимодействия магния с соляной кислотой, расставьте коэффициенты, назовите продукты реакции.
4. Рассчитайте объем водорода, который выделится при взаимодействии 4 моль цинка с соляной кислотой.
Б) CuO и НCl В)О
3 Напишите реакцию взаимодействия алюминия с соляной кислотой, расставьте коэффициенты, назовите продукты реакции.
4. Рассчитайте объем водорода, который выделится при взаимодействии 6 моль магния с соляной кислотой.
Бердоносов С. С. Менделеева Е. А. Особенности содержания и методики преподавания избранных тем курса химии 8-9-х классов М: Педагогический университет «Первое сентября», 2006.
Манкевич Н. В. Весь школьный курс в таблицах. Минск: Современная школа: Кузьма, 2009.
Егоров А. С. Репетитор по химии Ростов на Дону:Феникс , 2010
Зоммер К. Аккумулятор знаний по химии Пер. с нем. М: Мир, 1984
Савинкина Е. В. Химия 8-9 классы М:Национальное образование, 2011
Горковенко М. Ю. Поурочные разработки по химии М:ВАКО , 2007
Алферова Е. А., Ахметов Н. С., Богомолова Н. В. и др. Большой справочник для школьников и поступающих в вузы М :Дрофа, 2000
Химия 8 кл.
Урок № 17.
Водород, его общая характеристика и нахождение в природе. Получение водорода. Физические и химические свойства водорода.
сформировать у обучающихся представление о водороде.
Планируемые результаты обучения:
Знать состав молекулы водорода, способы получения в лаборатории и промышленности. Уметь характеризовать свойства водорода, собирать водород методом вытеснения воздуха, доказывать его наличие, проверять водород начистоту. Изучить правила ТБ при работе с водородом.
Развивать умения организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем; формулировать, аргументировать и отстаивать своё мнение.
: Формировать осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, умение слушать, самостоятельность.
: урок изучения нового материала
Методы и методические приемы: объяснительно-иллюстративные (рассказ с элементами беседы, демонстрация презентации), создание проблемной ситуации, лабораторная работа.
: пробирки – 4 штук; компьютер, мультимедийный проектор, индивидуальные рабочие тетради
Na, HCl, Zn,
I. Организационный момент. Смайлики «Определи свое эмоциональное настроение
II. Мотивационный этап. Проверка домашнего задания
Приветствие. Проверка готовности к уроку, (
Я важнейший элемент,Без меня и Солнца нет. Я без запаха и цвета,Легче газа в мире нету. Я вхожу в состав воды,Нефти, всяческой едыНа планете я пришелец,Космос вот где я умелец. Я источник света звезд,Жизнь на земле я принес
В начале урока я предлагаю вам выполнить задание на внимательность, для того чтобы настроиться на активную работу.
. Я буду читать вам стихотворение, а вам необходимо записать все элементы, которые будут встречаться, указывая валентность.
Постоянная их валентность
Калий, литий – единица, Алюминия валентность
Кальций, барий – в них по два, Трем равна – то знают все,
А валентность знаешь цинка? А у марганца, уж верно
У него ведь тоже два, Два, четыре, шесть и семь.
Лишь одно у водорода, Медь и ртуть – один и два.
Дальше там железо, бор, Дальше нам нетрудно вроде
У обоих два да три. Вновь один у серебра.
Углерод? – два, четыре валентность, Пять различных азота валентность,
А у серы равна – два, четыре и шесть. Но особо запомним – три и пять.
Три, пять – переменны у фосфора Кислород двухвалентен, заметим.
Хлор нечетные все до семи. Фтор – один, это все надо знать.
Игра «Третий лишний»
О , КОН,
, ZnО, НNО
III. Изучение нового материала
Постановка цели и задачи
– скажите мне какой химический элемент, соединяясь с кислородом, для питья дает нам воду. (Водород).
-Да, это – второй химический элемент, который мы сегодня изучим.
Для раскрытия темы урока сформулируем цели нашего урока
Составим план, по которому будем изучать нашу новую тему «Водород»
3. Характеристика физических и химических свойств водорода. Сравнение их с кислородом.
4. Способы получения водорода.
5 . Применение водорода.
6. Химические свойства
Начнем с 1 пункта «Общая характеристика»
Что вы можете сказать о водороде, как о химическом элементе
Водород как простое вещество.
образует простое вещество водород
Перейдем к рассмотрению 2 пункта нашего плана «Нахождение в природе».
– самый распространенный в природе элемент. Массовая доля элемента водорода в земной коре составляет 1%, но во Вселенной он самый распространённый – 92%. А в космосе по распространенности он занимает 1 место. Он является главной составной частью Солнца – 50% приходится на водород, а так же многих звезд. В условиях звёздных температур (например, температура поверхности Солнца ~ 6000 °C) водород существует в виде плазмы, в межзвёздном пространстве этот элемент существует в виде отдельных молекул, атомов и ионов и может образовывать молекулярные облака, значительно различающиеся по размерам, плотности и температуре.
-Водород в атмосферном воздухе находится только в соединениях. В свободном виде водорода в земной коре нет, в химически связанном состоянии он содержится в воде, природном газе, нефти, каменном угле, входит в состав некоторых горных пород и минералов.
-А сейчас рассмотрим 3 пункт нашего плана «Физические и химические свойства».
Сейчас я прочитаю вам стихотворение, а вы внимательно слушайте и выберите из него физические свойства.
Я самый легкий газ на свете,
И в Галактике я есть,
На воздушном шаре с газом
Можно к звездам улететь.
Я газ без запаха, бесцветный
Недостающие свойства давайте посмотрим в учебнике на стр. 74 и допишем.
-Водород плохо растворим в воде еще хуже в органических растворителях, а в некоторых металлах водород растворим очень хорошо. Так, в 1 объеме палладия растворяется 850 объемов водорода. Но палладий дорог, и как аккумулятор водорода для практических целей (например, для двигателя работающего на экологически чистом водородном топливе) его использовать не выгодно.
«История открытия водорода».
Странным на первый взгляд делом занялся однажды английский учёный Кавендиш: он стал пускать мыльные пузыри. Но это было не развлечение.
Перед этим Кавендиш заметил, что, когда железные опилки обливают серной кислотой, появляется много пузырьков какого-то газа. Что это за газ? Учёный вывел его по трубочкам из сосуда. Газ был невидим. Имеет ли он запах? Нет. Тогда Кавендиш наполнил им мыльные пузыри, и они легко поднялись вверх! А если поджечь газ? Он загорался голубоватым пламенем, но что удивительно – при горении получалась вода! Кавендиш назвал новый газ горючим воздухом. Ведь он, как и обычный воздух, был без цвета и запаха. Всё это происходило во второй половине 18-ого века. А позже французский химик Лавуазье сделал обратное: получил «горючий газ» из воды. Он же дал новому газу и другое имя – гидрогениум, т.е. водород или «рождающий воду».
Русское название “водород” было предложено уже в 19 веке химиком М. Соловьевым; название сразу прижилось и в дальнейшем не менялось.
Водород самый лёгкий газ – 1 литр водорода весит 0,09 г (1 литр воздуха весит 1,3 г). Мыльные пузыри, наполненные водородом, быстро взлетают вверх.
Первые воздушные шары также наполняли водородом. В настоящее время для этих целей используют другой газ. Почему вы узнаете, когда изучите свойства водорода
Водород будет продолжать гореть, а зелёный цвет хлора обесцветится, потому что образуется хлороводород: H
3. Что получится, если пропустить через трубку водород в сосуд с расплавленной серой? Чем будет пахнуть?
Образуется сероводород, который пахнет тухлыми яйцами: H+S = H
4. Какой будет запах, если в сосуд поместить смесь водорода с азотом и сильно нагреть?
Специфический запах аммиака: N
5. Что произойдёт, если пропускать водород над активным металлом, например, натрием?
Образуется нитрид натрия: H+2Na = 2NaH
6. Водород можно использовать для восстановления металлов из их оксидов: H+CuO = HO + Cu Понятие о процессе восстановлении.
Можно ли водород применять в металлургии (при производстве металлов)? Для чего?
7. Применение водорода. Большое значение может иметь применение водорода как экологически чистого топлива, так как при его сгорании образуются водяные пары, не загрязняющие атмосферу. Для осуществления этой идеи потребуется разработать экономически выгодные условия проведения реакции разложения воды: 2НО = 2Н
Зависимость между свойствами водорода и его применением
Но перед путешествием давайте отдохнем.
Проводится под музыку, имитирующую звуки в лаборатории – кипение, бурление и т. д.
«Сядьте прямо, наклонитесь на спинку стула, опустите руки, расслабьтесь, закройте глаза и представьте, что вы оказались в 18 веке в химической лаборатории. Это старое здание, стены выложены светло-зеленым камнем, везде множество светильников. В центре – стол с различным оборудованием и склянками с реактивами. Это рабочая комната английского ученого Генри Кавендиша, который сидит за столом возле небольшого окна и пишет в своем дневнике: «Я знаю лишь три металла, а именно: цинк, железо и олово, которые производят «горючий воздух», при растворении их в серной и соляной кислоте»»
а) в промышленности: электролизом воды
O = 2HВопрос: Что такое- Электролиз?
Электролиз – физико-химическое явление, состоящее в выделении на электродах веществ в результате электрохимических реакций, сопровождается прохождением электрического тока через раствор либо расплав электролита.)
б) в лаборатории:
1) взаимодействием цинка с кислотами
Zn + 2HCl = ZnCl
Zn + H = Zn SO
2) взаимодействием натрия с водой
2Na + 2HO = 2NaOH + H
Учащиеся наблюдают за ходом эксперимента, отвечают на вопросы учителя.
Как мы доказывали, что газ в пробирке – кислород?
А как мы узнаем, что в пробирке водород?
Для того, чтобы доказать наличие водорода, необходимо поднести к отверстию пробирки зажженную лучину (опыт проводит один из учащихся). При этом, если водород – чистый, то раздается характерный хлопок (мини взрыв, вот почему водород – горючий воздух), а если водород содержит примеси других газов – то раздается «лающий» свист.
При наполнении водородом летательных шаров метеорологических аппаратов, на которых устанавливают специальные датчики для определения температуры, давления, скорости ветра и других данных на определенной высоте – 300, 500м. и т. д.
Но необходимо помнить, что водород не всегда бывает так безопасен. При определенных условиях водород может принести очень большой вред и бывает очень взрывоопасен (н-р: водородная бомба). При соединении с кислородом воздуха в соотношении 2:1 образуется «гремучий газ» (огнеопасен).
Атомарный водород используется для атомно-водородной сварки.
При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс
При производстве маргарина из жидких растительных масел. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949 (упаковочный газ)
Водород очень лёгок и в воздухе всегда поднимается вверх. Когда-то дирижабли и воздушные шары наполняли водородом. Но в 30-х гг. X X в. произошло несколько катастроф, когда дирижабли взрывались и сгорали. В наше время дирижабли наполняют гелием.
Водород используют в качестве ракетного топлива
Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей. Водородные двигатели не загрязняют окружающей среды и выделяют только водяной пар.
В водородно-кислородных топливных элементах используется водород для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую.
Ответим на вопросы
1. Из предложенных положений неверно лишь то, что водород:
а) имеет приятный запах;
б) немного тяжелее воздуха;
в) самый распространенный химический элемент во Вселенной;
г) валентность водорода два;
д) самый легкий газ;
2. В двух сосуда находятся водород и кислород. Как установить где что находится?
3. Почему водорода в нижних слоях атмосферы мало, а в верхних много?
V Рефлексия. Оценки за урок
– Над какой темой мы сегодня работали?
– Расскажите мне о нем по нашему плану?
– Какие умения приобрели
Параграф 25-27, выполнить упражнения №2,5,9 Подготовить сообщение «История открытия водорода» «Применение водорода»