Конспект урока по химии на тему 'Водород' для 9 класса

9 класс Тема урока: «Водород»

Цель урока: систематизация и развитие знаний учащихся о водороде как химическом элементе, о его двойственном положении в периодической системе, о свойствах водорода, способах его получения, роли в природной среде на основе сформированной предметной понятийно-теоретической базы.

Задачи:

Образовательные: Систематизировать и развить представления о водороде как химическом элементе и простом веществе, способах его получения и собирания; закрепить умения составлять схемы электронного баланса; закрепить понятия "окислитель", "восстановитель", "окисление", "восстановление".

Развивающие: развивать самостоятельность мышления, развивать интеллектуальные умения (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, работать по аналогии, выдвигать предположения).

Воспитательные: формировать научное мировоззрение, экологическое мышление, воспитывать культуру общения.

Тип урока: комбинированный.

Методы: словесный (рассказ, объяснение, с элементами дискуссии, постановка и решение проблемных вопросов); практический (выполнение лабораторных опытов, составление уравнений).
Ход урока.

1. Организационный момент. Проверить готовность учеников к уроку.

2. Проверка знаний.

Фронтальная беседа.

Вопросы:1.Где находятся неМе в ПСХЭ?

2.Каковы особенности строения атомов неМе?

3.Какие свойства проявляют неМе?

4.Что представляет собой ряд ЭО?

5.Физические свойства неМе?

6.Что такое аллотропия?

7.Изменение неМе своиств в периоде?

8. Изменение неМе своиств в группе?

3.Изучение нового материала.
Мы сегодня знакомимся с хим.элементом-неМе,который первый «посетил» периодическую систему.Самый известный и широко распрастраненный во Вселенной.Входит в состав солнца и звед,воды.А,что это за элемент,вы назовете отгадав загадку.

Отгадай загадку:
Вы со мною уже встречались -
Я космический скиталец,
Элементов прародитель
И отважный предводитель.
Я любитель кислорода,
Вместе с ним даю я воду.
(водород)
А, значит тема нашего урока «Водород», запишите в тетрадях тему урока.

- Вы уже знаете, что каждому элементу в Периодической системе, отводится одно строго определенное место. Совсем другое дело элемент - водород.
Где находится водород в ПСХЭ?
Это единственный элемент, для которого химики отводят в периодической системе 2 места - да каких! Его записывают в 2 резко противоположные группы химических элементов. Какие это группы?
- в главной подгруппе 1 группы - подгруппе Щелочные металлы

- в главной подгруппе 7 группы- подгруппе галогены.

? Возникает вопрос. Почему элемент водород занимает сразу 2 клеточки в ПС, почему он расположен именно в 1а и 7а группах?

Сообщение об открытии водорода и нахождении его в природе.

Открытие водорода.
Водород был открыт в первой половине XVI века немецким врачом и естествоиспытателем Парацельсом. В трудах химиков XVI-XVIII вв. упоминался «горючий газ» или «воспламеняемый воздух», который в сочетании с обычным давал взрывчатые смеси.

Первым ученым, описавшим свойства этого газа, был английский ученый Генри Кавендиш. Он определил его плотность и изучил горение на воздухе, однако приверженность теории флогистона помешала исследователю разобраться в сути происходящих процессов.

В 1779 г. Антуан Лавуазье получил водород при разложении воды, пропуская ее пары через раскаленную докрасна железную трубку. Лавуазье также доказал, что при взаимодействии «горючего воздуха» с кислородом образуется вода, причем газы реагируют в объемном соотношении 2:1. Это позволило ученому определить состав воды - Н₂О.

Название элемента - Hydrogenium - Лавуазье и его коллеги образовали от греческих слов «гидро» - вода и «геннио» - рождаю.

Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году - по аналогии с ломоносовским «кислородом».
Охарактеризуйте физические свойства водорода. Водород самый легкий газ. ? Его М =?

Водород - газ без цвета, запаха и вкуса, легче воздуха, (он в 14,4 раза легче воздуха), не растворимый в воде.

Распространение в природе.

Много ли в природе водорода? Смотря где. В космосе водород - главный элемент. На его долю приходится около половины массы Солнца и большинства других звезд. Он содержится в газовых туманностях, в межзвездном газе, входит в состав звезд. Например, ближайшая к нам звезда Галактики, которую мы знаем под именем «Солнце», на 70 % своей массы состоит из водорода.

Водород широко распространен в природе, его содержание в земной коре (литосфера и гидросфера) составляет по массе 1%.

Водород входит в состав самого распространенного вещества на Земле - воды (11,19% водорода по массе), в состав соединений, слагающих нефть, природные газы, глины, а также организмы животных и растений (то есть в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других).
В свободном состоянии водород встречается крайне редко, в небольших количествах он содержится в вулканических и других природных газах. Ничтожные количества свободного водорода (0,0001% по числу атомов) присутствуют в атмосфере.

Давайте вспомним строение атома водорода.
Сам.работа:Напишите схему строения атома водорода и определите тип химической связи.(уч-ся записывает на доске)
Каков заряд атома водорода?

Сколько электронов вращается вокруг ядра атома водорода?

До завершения слоя водород может ? …..-1е или +1е и то и другое ему выгодно, а, значит , он может проявлять как (?) восстановительные свойства (-е), так и окислительные свойства.
Перечислите элементы, входящие в 1 а группу?

Как называются эти элементы?

Сколько у них внешних электронов? Что они с ним делают? При этом электронов становится меньше, и атом превращаются в положительно заряженную частицу, т.е.щелочные металлы являются восстановителями. Это свойство щелочные металлы проявляют, например, в реакциях с неметаллами, Водород тоже может отдавать 1е, переходя в катион с зарядом +1.

Металлы по агрегатному состоянию какие? Оказывается при определенных условиях можно получить твердый водород, который будет обладать металлическим блеском.

Перечислите элементы, входящие в 7 а группу, эти элементы называются галогенами, сколько у них внешних е, сколько им не хватает до завершения слоя, поэтому они, что делают (принимают 1 недостающий им е), также как и водород, проявляя окислительные свойства и с.о. -1. По агрегатному состоянию хлор ? (газ), а водород? Молекула хлора состоит из скольких атомов (2), а водорода? Галогены легко взаимодействуют с металлами, водород также вступает в реакцию с металлами, образую гидриды металлов.

Химические свойства водорода :

Сам.работа: Уч-ся записывают на доске свойства и составляют электронный баланс.

1. Восстановительные (Н⁰- 1е → Н⁺)

А) С неметаллами ( например, S, галогенами, О₂ ) Н₂ + S → Н₂S

Б) с оксидами металлов и неметаллов (легко отнимает кислород)

Н₂ + СuO → Н₂O + Cu

2. Окислительные (Н⁰ + 1е → Н^-)

А) С металлами Са + Н₂ → СаН₂

Получение водорода

1. Основные виды сырья для промышленного получения Водорода - газы природные горючие,коксовый газ и газы нефтепереработки.Водород получают также из воды электролизом (в местах с дешевой электроэнергией). Важнейшими способами производства Водорода из природного газа являются каталитическое взаимодействие углеводородов, главным образом метана, с водяным паром (конверсия):

СН₄ + H₂О = СО + 3Н₂,

и неполное окисление углеводородов кислородом:

СН₄ + 1/2О₂ = СО + 2Н₂

Образующийся оксид углерода (II) также подвергается конверсии:

СО + Н₂О = СО₂ + Н₂

Водород, добываемый из природного газа, самый дешевый.

2. В лаборатории водород получают при взаимодействии металлов с растворами кислот,например соляной:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + Н_{2 (ОПЫТ)}

Распознавание водорода.

Не шутите с Водородом!
Он горит, рождая воду,
В смеси с Кислородом-братом
Он взрывается, ребята!
Вам скажу на всякий случай -
Эту смесь зовут « гремучей».

Но как доказать, что полученный газ водород? Для этого в пробирку с с водородом подносят горящую лучинку - раздается хлопок. С кислородом воздуха водород образует взрывчатую смесь -- гремучий газ. Поэтому при работе с ним необходимо соблюдать особую осторожность. Чистый водород сгорает почти бесшумно, а в смеси с воздухом издает характерный громкий хлопок. Взрыв гремучего газа в пробирке не представляет опасности для экспериментатора, однако при использовании плоскодонной колбы или посуды из толстого стекла можно серьезно пострадать.
Вот какая история произошла с французским химиком, директором Парижского музея науки Пилатром де Розьером (1756-1785). Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород; до него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие. Он еще раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких экспериментатора смешался с воздухом, и произошел сильный взрыв. «Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями», - так Розье характеризовал испытанные ощущения. Впрочем, он остался очень доволен опытом, который чуть не стоил ему жизни.


Применение водорода.

Сам.работа:Польуяссь рисунком учебника стр.101 назовите области применения водорода.
В настоящее время водород получают в огромных количествах. Очень большую часть его используют при синтезе аммиака, гидрогенизации жиров (превращения жидких жиров в твердые). Кроме того, водород применяют для синтеза соляной кислоты, метилового спирта, синильной кислоты.

Высокая температура (до 2600 °С), получающаяся при горении водорода в кислороде, используется для плавления тугоплавких металлов, кварца и т. п., а также при изготовлении ламп накаливания и драгоценных камней.

В продажу водород поступает в баллонах под давлением свыше 150 атм. Они окрашены в тёмно-зелёный цвет и снабжаются красной надписью "Водород".

В металлургии водород используют как восстановитель оксидов или хлоридов для получения металлов и неметаллов (германия, кремния, галлия, циркония, гафния, молибдена, вольфрама и др.).

Жидкий водород является одним из наиболее эффективных реактивных топлив. Ежегодное мировое потребление водорода превышает 1 млн. т.
Если шар объемом 22,4 м³ наполнить водородом, то в воздухе он может поднять груз массой 27 кг. Это свойство водорода было использовано в первой половине ХХ века для строительства летательных аппаратов большой грузоподъемностью - дирижаблей, которые наполняли водородом. Однако водород- взрывоопасный газ, и в 1930 - е гг. с дирижаблями произошло несколько крупных аварий. После этого строительство дирижаблей во всем мире на многие годы прекратилось.

4.Закрепление.

Водород, водород - элемент наоборот!
От щелочных металлов не отстал и
И к галогенам не пристал!

Водород - легчайший газ,
У него мельчайший атом.
Водород на первом месте
В менделеевской системе.

1.Почему «Н» занимает в периодической системе две клеточки?

Сделайте вывод, почему водород стоит в 1а группе

1. 1 внешний электрон

2. Легко отдает свой внешний е, проявляя восстановительные свойства и с.о. +1

3. Взаимодействует с неметаллами

4. Существует в твердом состоянии, имеет металлический блеск.

Сделайте вывод, почему водород стоит в 7а группе

1. До завершения слоя не хватает 1 е

2. Легко принимает 1 е, проявляя окислительные свойства и с.о. -1

3. Взаимодействует с металлами

4. Газ, молекула, которого состоит из 2 атомов.

2.Тестовая сам.работа.

1.Единственный элемент,занимающий в ПСХЭ две клеточки?

2.Имеет один электронный слой,на котором один электрон?

3.Тяжелее воздуха?

4.Может быть в газообразном и твердом состоянии?

5.Обладает только восстановительными свойствами?

6.Взаимодействует с Ме,неМе и сложными веществами?

7.Гремучий газ образуется при взаимодействии Н с О в соотношении 2:1?

8.Водород при взаимодействии с азотом является окислителем?

9.Получают водород в лаборатории взаимодействием цинка с кислотами?

10. «Лающий»хлопок при поднесении горящей спички к пробирке доказательство получения чистого водорода?

5. Домашнее задание.

стр 98-103, задача № 3,4 стр 103