Урок по химии 'Аммиак. Соли аммония' (9 класс)

МБОУ «Яйская СОШ №2»

План-конспект урока "Аммиак. Соли аммония"

(по учебнику О.С. Габриеляна, Химия, 9 кл.)

Выполнила: Пудовкина Т.В.

учитель химии

Цели образовательные:

- сформировать знания учащихся о строении, получении и химических свойствах аммиака;

- дать понятие об общих и особых свойствах солей аммония (разложение, качественная реакция);

- закрепить умения писать уравнения реакций, характеризующие свойства аммиака и солей аммония;

- рассмотреть применение знаний по химии на практике; закрепить навыки наблюдения за ходом эксперимента.

Цели учебно-воспитывающие:

- воспитывать у учащихся внимательность на уроке;

- продолжать экологическое воспитание;

- формировать умения устанавливать причинно-следственные связи;

- показать учащимся ведущую роль теории в познании свойств веществ;

- показать учащимся взаимосвязь строения и свойств веществ.

Цели учебно-развивающие:

- развивать познавательные интересы учащихся, вырабатывать умения сравнивать, классифицировать, обобщать изучаемые свойства, преодолевать трудности в учении;

- развивать у учащихся идеи о познаваемости мира, умение говорить, рассуждать и делать выводы;

- развивать логическое мышление путем сравнения, обобщения, анализа, систематизации;

Тип урока: комбинированный.

Наглядные пособия, оборудование и реактивы:

- периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева;

-твердые NH₄Cl, NaOH, Ca(OH)₂, дихромат аммония, концентрированная НСl, растворы NaOH, (NH₄)₂SО₄,фенолфталеин, пробирки, штатив, спиртовка, кристаллизатор с водой, колба с пробкой и трубкой, фарфоровая чашка, предметный столик, керамическая пластинка и др.

План урока:

I. Организационный момент (1-2 мин)

II. Опрос-повторение (5-7 мин.)

III. Изучение нового материала (25-30 мин.) по плану (записывается на доске по мере объяснения).

IV. Подведение итогов объяснения, закрепление знаний (3-5 мин.).

V. Домашнее задание, выставление оценок (1-2 мин.).

Содержание урока

I. Организационный момент (1-2 мин.)

Учитель проверяет готовность учащихся к уроку, организует начало урока. Отмечает отсутствующих. Оглашает кратко цели и ход урока.

II. Опрос-повторение (5-7 мин.)

Учитель: Проведем проверку знаний, усвоенных вами на прошлых уроках: 3 ученика идут к доске; 10 учеников получают письменные задания на месте по карточкам. Остальные учащиеся отвечают на вопросы устно, со своих рабочих мест (Карточки прилагаются).

Примеры дидактических карточек к уроку.

Карточка № 1. 1.Изобразите электронное строение атома азота и возможные степени окисления.

2.Составьте уравнения реакций азота с водородом, кислородом, металлами. Укажите условия их проведения.

Карточка № 2. Азот составляет примерно 25% массы воздуха. Какова масса азота в 5 л воздуха.

Карточка №3. Определите коэффициенты в уравнениях реакций, соответствующих следующим схемам, методом электронного баланса:

NH₃ + О₂ ® NO + H₂O; NH₃ + О₂ ® N₂ + H₂O.

Карточка № 4. Какое удобрение и во сколько раз богаче азотом: NH₄NO₃ или (NH₄)₂СО₃?

Вопросы для фронтальной проверки.

1. Опишите положение азота в периодической системе.

2. Какие степени окисления характерны для азота?

3. Приведите примеры соединений азота с разными степенями окисления.

4. Какого вида химическая связь в молекуле азота N₂?

5. Какие физические свойства характерны для азота?

6. Почему молекулярный азот химически инертен, а атомарный - химически активен?

7. Расскажите о нахождении азота в природе.

8. Какова схема круговорота азота в природе?

9. Расскажите о двойственном названии элемента №7.

10. Кто и в каком году открыл азот?

После завершения фронтального опроса учитель собирает карточки у учащихся, работавших на местах; быстро проверяет задания, выполненные на доске, и выставляет по ним оценки.

III. Изучение нового материала (25-30 минут)

Ребята, важнейшим соединением азота, имеющим огромное практическое значение, является аммиак. Запишите тему урока: "Аммиак. Соли аммония".

Запишите первый пункт плана нашего урока:

1) Строение молекулы аммиака.

Прежде всего, рассмотрим строение молекулы аммиака NH₃. Как вы уже знаете, на внешнем энергетическом уровне атомы азота содержат пять электронов, из которых три электрона - неспаренные. Именно они и участвуют в формировании трех ковалентных связей с тремя атомами водорода

при образовании молекулы аммиака NH₃.

Запишите схему в тетради (слайд):

Три общие электронные пары смещены в сторону более электроотрицательного атома азота, а так как молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды (посмотрите в учебнике на рис. 28), то в результате смещения электронных пар возникает диполь, то есть система с двумя полюсами.

2) Водородная связь

Для молекул аммиака характерно связывание их между собой в ассоциации за счет водородных связей. Вспомните, какая химическая связь называется водородной.

В ходе беседы уточняется, что водородная связь - это химическая связь между атомами водорода одной молекулы и атомами сильно электроотрицательных элементов (фтора, кислорода, азота), имеющих непоселенные электронные пары другой молекулы. Это слабая связь - примерно в 15-20 раз слабее ковалентной. Однако, благодаря водородной связи некоторые низкомолекулярные вещества (то есть имеющие небольшую молекулярную массу) образуют ассоциаты, что приводит к повышению температур плавления и кипения веществ. Водородная связь образуется между молекулами воды, спиртов, фтороводорода, аммиака и др. веществ. Очень важную роль играет водородная связь в молекулах важнейших для живых существ соединений - белков и нуклеиновых кислот.

Между молекулами аммиака также образуются водородные связи, что можно изобразить схемой (слайд):

3) Получение и физические свойства аммиака

Как производят аммиак в промышленности вы уже знаете - синтезом из азота и водорода. В лаборатории аммиак получают действием гашеной извести или твердых щелочей на соли аммония, чаще всего на хлорид аммония. Запишите: Ca(ОН)₂ + 2NH₄Cl = CaCl₂ + 2NН₃­ + 2 Н₂О.

Газ собирают в перевернутый кверху дном сосуд, а распознают или по запаху, или по посинению влажной лакмусовой бумажки, или по появлению белого дыма при внесении палочки, смоченной в концентрированном растворе соляной кислоты.

Учитель демонстрирует опыты по получению аммиака взаимодействием NH₄Cl с NaOH в пробирке с газоотводной трубкой, собирает аммиак в пробирке вверх дном, демонстрирует его растворимость в воде и реакцию раствора с помощью фенолфталеина, сопровождая опыты объяснением и беседой с учащимися. После этого учитель уточняет физические свойства аммиака, главное записывает на доске, а ученики в тетрадях.

Аммиак - бесцветный газ с резким запахом, почти в два раза легче воздуха. Аммиак нельзя вдыхать продолжительное время, так как он ядовит. Этот газ легко сжижается при обычном давлении и t = -33,4 ^оС, а при испарении жидкого аммиака из окружающей среды поглощается много тепла, поэтому аммиак применяется в холодильных установках.

Аммиак очень хорошо растворяется в воде при 20 ^оС в 1 объеме ее растворяется около 700 объемов аммиака. Концентрированный водный раствор аммиака (25% по массе) называется гидратом аммиака, водным аммиаком или аммиачной водой, а используемый в медицине раствор аммиака известен под названием нашатырный спирт. Тот нашатырный спирт, который имеется в вашей домашней аптечке, содержит 8-10% аммиака.

4) Химические свойства аммиака

Если к раствору аммиака прилить несколько капель фенолфталеина, то он окрасится в малиновый цвет, то есть покажет щелочную среду:

NH₃ + H₂O NH₃×H₂O NH₄⁺ + ОН^-

Наличием гидроксид-ионов ОН^- и объясняется щелочная реакция водных растворов аммиака. Если окрашенный фенолфталеином раствор аммиака подогреть, то окраска исчезнет. (Демонстрация). Как вы думаете почему?

Аммиак взаимодействует с кислотами, образуя соли аммония. Это взаимодействие наглядно наблюдается в следующем опыте: если стеклянную палочку или стакан, смоченные раствором аммиака, поднести к другой палочке или стакану, смоченным раствором соляной кислоты, то появится густой белый дым. (Демонстрация!).

Вот и верь после этого поговорке, что дыма без огня не бывает:

NH₃ + HCl = NH₄Cl

И водный раствор аммиака, и соли аммония содержат особый ион - катион аммония NН₄⁺, играющий роль катиона металла. Он получается в результате того, что атом азота имеет свободную (неподеленную) электронную пару, за счет которой и формируется еще одна ковалентная связь с катионом водорода, переходящего к аммиаку от молекул кислот или воды.

Запишите механизм (слайд):

Такой механизм образования ковалентной связи, которая возникает не в результате обобществления непарных электродов, а благодаря свободной электронной паре, имеющейся у одного из атомов, называется донорноакцепторным.

В данном случае, донором этой свободной электронной пары служит азот, акцептором - ион водорода кислоты или воды (протон).

Еще одно химическое свойство аммиака вы сможете прогнозировать, если обратите внимание на степень окисления в нем атомов азота, а именно -3. Конечно же, аммиак - сильный восстановитель, то есть его атомы могут только отдавать электроны, но не принимать их. Так, аммиак способен окисляться или_. до свободного азота (без участия катализатора):

4NH₃ + 3О₂ = 2N₂ + 6Н₂О,

или до оксида азота (II) (в присутствии катализатора):

4NH₃ + 5О₂ = 4NO + 6Н₂О

5) Применение аммиака

Аммиак и его соли широко используются в промышленности и технике, в сельском хозяйстве, быту. Основные области применения показаны на рис. 31. Учитель проводит беседу, акцентируя внимание учащихся на те свойства аммиака, на которых основано применение этого вещества.

6) Физические свойства солей аммония

Катион аммония NН₄⁺ играет роль катиона металла, и он образует с кислотными остатками соли: NН₄NО₃ - нитрат аммония, или аммиачная селитра, (NH₄)₂SО₄ - сульфат аммония и т.д. (демонстрируются соли аммония). Все соли аммония - твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. По ряду свойств они похожи на соли щелочных металлов, и в первую очередь на соли калия, так как радиусы ионов К⁺ и NН₄⁺ приблизительно одинаковы.

7) Химические свойства солей аммония

Соли аммония получают взаимодействием аммиака или его водного раствора с кислотами. Ученики составляют несколько уравнений реакций взаимодействия аммиака с различными кислотами (H₂SO₄, H₃PO₄, CH₃COOН и т.д.) и записывают их на доске в тетради.

Соли аммония обладают всеми свойствами солей, обусловленными наличием кислотных остатков. Учитель совместно с учениками составляет уравнения реакций и демонстрирует их:

NH₄Cl + AgNO₃ = AgCl¯ + NH₄NO₃

(NH₄)₂СО₃ + 2HCl = 2NH₄Cl + H₂O + CO₂­

(NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄¯ + 2NH₄Cl и т.д.

Кроме этого, соли аммония обладают специфическими свойствами (демонстрируются соответствующие реакции):

(NH₄)₂SO₄ + 2KOH K₂SO₄ + 2H₂O + 2NH₃­

NH₄Cl NH₃­ + HCl­

Эти реакции могут служить для идентификации солей аммония, то есть, являются качественными реакциями на катион аммония.

В последней реакции образуется газообразный хлороводород, который улетучивается вместе с аммиаком, а при охлаждении вновь соединяется с ним, образуя соли, то есть при нагревании в пробирке сухой хлорид аммония как бы возгоняется, но на верхних холодных стенках пробирки снова появляются белые кристаллики NH₄Cl.

8) Применение солей аммония

Почти все соли аммония используют в качестве азотных удобрений. Растения способны усваивать азот только в связанном виде, то есть в виде ионов NH₄⁺ или NО₃^-. Замечательный русский агрохимик Д.Н. Прянишников выяснил, что если у растения есть выбор, то оно предпочитает катионы аммония нитрат-аниону, поэтому использование солей аммония в качестве азотных удобрений особенно эффективно. Очень ценным азотным удобрением является нитрат аммония NH₄NO₃. Хлорид аммония NH₄Cl используют при паянии, так как эта соль очищает поверхность металла от оксидов. NH₄НСО_З и (NH₄)₂CO₃ применяют в кондитерском деле, так как они легко разлагаются при нагревании и образуют газы, разрыхляющие тесто и делающие его пышным, например:

NH₄HCО₃NH₃­ + Н₂О­ + СО₂­

NH₄NО₃ в смеси с порошком алюминия и угля используют в качестве взрывчатого вещества - аммонала, который широко применяется при разработке горных пород.

IV. Подведение итогов объяснения, закрепление знаний (3-5 мин.)

Ответьте на вопросы:

1. Какую степень окисления проявляет азот в аммиаке?

2. Каковы физические свойства аммиака?

3. Что представляет собой водный раствор аммиака?

4. К каким процессам относят растворение аммиака в воде?

5. В качестве какого препарата раствор аммиака применятся в быту?

6. В чем особенности водородной связи?

7. Какое значение водородная связь имеет в химии и биологии?

8. Каков механизм образования донорно-акцепторной связи?

9. Какие свойства аммиака лежат в основе его применения в медицине, в холодильных установках?

10. Какую степень окисления имеет азот в хлориде аммония? В нитрате аммония?

V. Подведение итогов урока. Выставление (дополнительно) оценок.

Домашнее задание: § 24 упр.5; § 25, упр. 1-4.

Окончание урока, рефлексия, прощание с классом.