I. Организационный момент(2 мин.)
- Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас необычный урок по химии его буду вести я. Меня зовут Кирютина Наталья Владимировна, и я прохожу на вас практику.
- Сегодня на уроке, мы познакомимся с неметаллами. И начнем это знакомство с самым первым элементом Периодической системы. Что это за элемент? (Водород)
Ребята, напомните мне, пожалуйста, что изучает химия?
Химия – это наука о веществах и свойствах веществ.
Оказывается не случайно, мы с вами на уроках химии ведем много разговора о веществах. Сегодня мы приступаем к изучению еще одного важного вещества – водорода.
Я – газ легчащий и бесцветный,
Неядовитый и безвредный
Соединяясь с кислородом
Я для питья даю вам воду.
Вот что говорит о себе водород, ребята давайте проверим, так ли это?
II. Основная часть (30 мин.)
Цель нашего урока-проекта –знакомство с водородом как с элементом и веществом. Для достижения этой цели – мы будем работать над учебным проектом, который я назвала так «Водород: знакомый и незнакомый». (Слайд 1)
Как вы думаете, на какие вопросы нам необходимо ответить, что бы достигнуть поставленной цели? (Слайд 2)
· История открытия элемента
· Нахождение в природе
· Строение атома и молекулы
· Получение
· Физические и химические свойства
· Применение
Для работы над проектом я хочу предложить нам разделиться на три группы или если есть желающие то помочь мне: (Слайд)
1 группа - «Теоретики»
2 группа – «Исследователи-экспериментаторы»
3 группа – «Практики»
Работать вы будете по карточкам-инструкциям, в которых подобраны задания посильные каждому из вас. Каждому члену группы или желающему принять участие необходимо выбрать одно из заданий, над которым вы будете работать в течение 5-7 минут, а затем познакомить всех остальных учащихся с результатами вашей работы.
|
|
Карточка-инструкция для «Теоретиков»:
1. Определить положение водорода в Периодической системе химических элементов.
2. Зарисовать строение атома водорода и указать возможные степени окисления.
3. Зарисовать строение молекулы водорода и указать тип химической связи.
Инструкция по проведению опыта
«Получение, собирание и распознавание водорода»
1. Подберите необходимое лабораторное оборудование и реактивы из представленных на лабораторном столе.
2. Познакомьтесь с правилами получения, собирания и распознавания водорода в соответствии с техникой безопасности:
В пробирку положите несколько гранул цинка и прилейте в нее 1-2 мл соляной кислоты.
Закройте пробирку пробкой..
Подождите некоторое время, чтобы пробирка заполнилась выделяющимся газом.
Снимите пробку с пробирки поднесите к горящую лучинку. (Если водород взрывается с глухим хлопком, то он чистый, а если с «лающим» звуком, значит, водород собран в смеси с воздухом – «гремучий газ».)
3. Выполните опыт под руководством учителя.
Карточка-инструкция для «Практиков»:
Используя рисунок 46 стр.101, заполнить таблицу «Применение водорода» (ученики работают всей группой)
| № п/п | Свойства водорода | Применение |
| Горит с выделением большого количества теплоты | ||
| Реагирует с неметаллами | ||
| Реагирует с оксидами металлов | ||
Идет работа в группах 5-7 минут.
|
|
А теперь давайте посмотрим, как вы справились с предложенными вам заданиями. Всем группам я буду помогать по мере необходимости.
1. Рассказать об истории открытия водорода.(2 мин.) (Слайд)
- Впервые этот газ в чистом виде выделил 240 лет назад английский химик Генри Кавендиш. Свойства полученного им газа были настолько удивительны, что ученый принял его за легендарный «флогистон», «теплород» — вещество, по канонам науки того времени определявшее температуру тел. Он прекрасно горел (а огонь считался почти чистым флогистоном), был необычайно легок, в 15 раз легче воздуха, хорошо впитывался металлами и так далее. Однако другой великий химик, француз Антуан-Лоран Лавуазье, уже в 1787 году доказал, что полученное Кавендишем вещество — вполне обычный, хотя и очень интересный химический элемент. Свое название он получил оттого, что при горении давал не дым, сажу и копоть, а воду.
Еще в (XVI в.) было замечено, что при действии кислот на металлы выделяется газ, который средневековые химики назвали «горючим воздухом». В 1766г. английский физик и химик Г. Кавендиш собрал чистый водород, получив его действием серной и соляной кислот на цинк, железо и олово.Г.Кавендиша и считают первооткрывателем водорода. Однако вывод о том, что водород предоставляет собой вещество, а не «горючий воздух», был сделан только в 1784г. французским химиком А.Лавуазье, который и дал этому элементу название «рождающий воду»-водород.
2. Рассказать о нахождении водорода в природе.(2 мин.) (Слайд)
- Водород широко распространен в природе — содержится в воде, во всех органических соединениях, в свободном виде — в некоторых природных газах. Например: CH4, HCI, H2SO4, H2O, C6H12O6, нефть. Содержание его в земной коре достигает 0,15% ее массы (с учетом гидросферы — 1%). В космосе водород является самым распространенным элементом. Сам по себе водород это элемент космоса. Он составляет около половины массы Солнца и большинства звезд. По распространенности в земной коре среди элементов водород занимает девятое место.
|
|
3. Рассказать о положении водорода в периодической системе.(1 мин.) (Слайд)
- Водород имеет 1 порядковый номер, находится в 1 малом периоде, 1 группе главной подгруппе, Аr =1. Однако химический элемент водород занимает место и в 7 группе главной подгруппе.
- Почему водород поместили и в 1 группу главную подгруппу и в 7 группу главную подгруппу Периодической системе?
- Это связано с тем, водород, вступая в химические реакции способен как щелочные металлы отдавать 1 электрон, проявляя степень окисления +1 и присоединять 1 электрон как галогены, проявляя степень окисления -1.
Письменно у доски:
2 задание «Теоретики» – Зарисовать строение молекулы водорода и указать тип химической связи. (Запись на доске)
Молекула водорода двухатомная – Н2. Н• + •Н → Н: Н или Н – Н. Атомы связаны одной электронной парой. Связь в молекуле одинарная, ковалентная неполярная.
1 задание Зарисовать строение атома водорода и указать его возможные степени окисления. (Запись на доске)
3 задание - Написать уравнения реакций, характеризующие восстановительные свойства водорода (Запись на доске)
4 задание Написать уравнения реакций, характеризующие окислительные свойства водорода. (Запись на доске)
Устные ответы:
Работа группы теоретиков «Теоретики»:
Разбор 1 и 2 задания у доски. (Запись в тетрадь) (3-5 мин.)
Работа группы «Исследователей» - демонстрация опыта «Получение водорода» в результате взаимодействия цинка с соляной кислотой, собирание водорода «методом вытеснения воды» и доказательство наличия водорода в сосуде. (Запись уравнений на доске.) (5 мин.) (Слайд)
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
2H2 + O2 = 2H2O – смесь водорода с кислородом в объемном отношении 2:1 называют «гремучим газом»
Физические свойства водорода:
· бесцветный газ
· без запаха
· почти нерастворим в воде
· в 14,5 раз легче воздуха.
Промышленные способы получения водорода (Слайд):
Водород получают конверсией водяных паров с углем или метаном:
С + H2O = СО + H2
СН4 + H2O = СО + 3H2
Какими еще свойствами обладает водород? (Проверка уравнений реакций записанных на доске 3 и 4 задания) (5 мин.)
Восстановительные свойства водорода:
1. Горит в кислороде
2H2 + O2 = 2H2O
2. Реагирует с другими неметаллами
N2 +3H2 ↔2NH3
Cl2 + H2 = 2HCl
3. Реагирует с оксидами металлов
СuO + H2 = Cu + H2O
Окислительные свойства:
Реагируют со щелочными и щелочноземельными металлами с образованием гидридов
2Na + H2 = 2NaH
Са + H2 = СаH2
Давайте посмотрим видеофрагмент «Взаимодействие водорода с оксидом меди (II)». (2 мин.)
Как вы думаете, где эту реакцию можно использовать?
- В металлургии для восстановления металлов из оксидов.
Применени0е водорода
Топливо в двигателях,
Синтез хлороводорода,
Получение НСl,
Синтез CH2OH,
Восстановление металлов,
Резка и сварка металлов,
Превращение растительных масел в жиры,
Производство HNO3,
Синтез NH3,
Производство удобрений.
III. Закрепление (10 мин)
Работа группы «Практиков» (Слайд)
Какие из изученных свойств водорода можно использовать, и каким образом? (Проверка таблицы) (3 мин.)
| № п/п | Свойства водорода | Применение |
| Горит с выделением большого количества теплоты | В качестве топлива | |
| Реагирует с неметаллами | Производство важных веществ: аммиака, хлороводорода и др. | |
| Реагирует с оксидами металлов | В металлургии |
Применение:
Наработав в достаточном количестве этот легкий газ, люди сначала приспособили его для воздушных полетов. В этом качестве первый элемент Таблицы Менделеева применяли вплоть до 1937 года, когда в воздухе сгорел крупнейший в мире, в два футбольных поля размером, заполненный водородом немецкий дирижабль «Гинденбург». Катастрофа унесла жизни 36 человек, и на таком использовании водорода был поставлен крест. С тех пор аэростаты заправляют исключительно гелием. Гелий — газ, увы, более плотный, но зато негорючий..
Водородная энергетика:
миф или реальность?
В 1979 году компания BMW выпустила первый автомобиль, вполне успешно ездивший на водороде, при этом не взрывавшийся и выпускавший из выхлопной трубы водяной пар. В эпоху усиливающейся борьбы с вредными выхлопами машина была воспринята как вызов автомобильному рынку.
В недалёком будущем основным источником получения энергии станет реакция горения водорода, и водородная энергетика вытеснит традиционные источники получения энергии (уголь, нефть и др.). При этом предполагается, что для получения водорода в больших масштабах можно будет использовать электролиз воды.