Конспект урока и презентация по теме "Водород, его получение и сего свойства"

Муниципальное образование город Краснодар

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

муниципального образования город Краснодар

основная общеобразовательная школа №81

  Водород, его свойства и применение.

Учитель химии высшей категории

МБОУ ООШ№81

Ицкович Татьяна Яковлевна  

Цель: систематизация и развитие знаний учащихся о водороде как химическом элементе и простом веществе, 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, методические приёмы. Беседа с учащимися, работа с инструктивными картами и материалами слайдов, демонстрационный эксперимент, частично-поисковый метод. словесный (рассказ, объяснение, с элементами дискуссии, постановка и решение проблемных вопросов); наглядный (презентация); практический (составление уравнений).

Реактивы. Цинк, соляная кислота, оксид меди (II).

Оборудование. Раздаточный дидактический материал, таблица химических элементов Д.И. Менделеева   компьютер, медиапроектор; спиртовка, спички, пробирки, лабораторные штативы, кристаллизатор.

Ход урока

I. Мотивация. Актуализация знаний

Ход урока.

I Организационный момент.

 Учитель: Основу жизни составляют 6 элементов первых трёх периодов (Н, С, N, О, Р, S), на долю которых приходится 98% массы живого вещества. Один из них мы сегодня будем изучать.  

Учитель: Итак, тема урока: Водород. (слайд 1. 

II. Изучение нового материала

Учитель: Сейчас вы отправитесь в путешествие, чтобы познакомится с удивительным веществом водородом. Для этого вам понадобится карточка-путеводитель. Внимательно рассмотрите её и скажите, где вы сегодня побываете и что узнаете? (слайд 2)

Карточка-путеводитель

Ученики: Называют станции, формулируя при этом цели и задачи урока.

Станция 1: “Визитка химического элемента”

Станция 2: “Открытие водорода

Станция 3 “Физические свойства простого вещества”

Станция 4:  Химические свойства простого вещества

Станция 5: “Получение водорода”

Станция 6: “Распространение водорода

Станция 7: “: Применение водорода  

Станция 1: “Визитка химического элемента”

((заполнение рабочей карточки, проверка задания, сдача карточки)

Учитель(обобщение): Водород занимает две клетки в Периодической системе

- в главной подгруппе 1 группы – подгруппе щелочных металлов

- в главной подгруппе 7 группы - подгруппе галогенов.

Учитель: Что общего между водородом и щелочными металлами?

Ученик: Наличие на внешнем и единственном энергетическом уровне одного электрона в атоме водорода делает его похожим на щелочные металлы. Водород, подобно щелочным металлам, отдает единственный электрон и проявляет  степень окисления +1.

Учитель: Что общего между водородом и элементами главной подгруппы VII группы?

Ученик. Подобно атомам галогенов, водороду не хватает одного электрона до завершения внешнего энергетического уровня, поэтому он способен присоединить один электрон и проявлять степень  окисления -1.

Учитель: Какие степени окисления проявляет водород в соединениях?

 Учитель:  Молекула водорода состоит из двух атомов и образована ковалентной неполярной химической связью.

Станция 2: “Открытие водорода”

Учитель:   (работа с учебником)Открытие водорода:

Станция 3 “Физические свойства простого вещества” (слайд )

 Запишите в тетради физические свойства простого вещества по рисунку на слайде:

 Учитель: Как собирают водород?

Ученик: Водород собирают методом вытеснения воздуха. Он в 14,5 раза легче воздуха, поэтому водород собирают в перевернутый вверх дном пробирку.

Учитель: Водород плохо растворим в воде, поэтому его можно собирать методом вытеснения воды.

Станция 4:  Химические свойства простого вещества

Учитель: Теперь рассмотрим химические свойства водорода: связь в молекуле водорода очень прочная, поэтому молекулярный водород при обычной температуре малоактивен (только фтор соединяется с ним при обычных условиях, хлор при освещении). При нагревании водород реагирует как с простыми, так и со сложными веществами. (слайд )

Взаимодействие с простыми веществами – неметаллами: (слайд ))

1. При поджигании реагирует с кислородом

O₂ + 2H₂ = 2H₂О

2. При нагревании водород обратимо взаимодействует с серой:

S + H₂ ⇔ H₂S

3.С азотом — при нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора (железо):

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

4. С галогенами образует галогеноводороды:

F₂ + H₂ = 2HF, реакция протекает со взрывом при любой температуре,

Cl₂ + H₂ = 2HCl, реакция протекает только на свету.

Учитель: Давайте докажем, что водород в данных реакциях действительно проявляет восстановительные свойства

Задание: составить уравнения химической реакции взаимодействия водорода с хлором, расставить коэффициенты методом электронного баланса, указать окислитель, восстановитель.(ученик к доске, по слайду проверяем)

Учитель: Водород взаимодействует со щелочными и щёлочноземельными металлами, образуя гидриды: (слайд )

Na + H₂  = 2NaH

Ca + H₂  = CaH₂ 

В  данных реакциях водород проявляет окислительные свойства, давайте докажем, что это действительно так.

Задание: записать данное уравнение на доске и расставить коэффициенты методом электронного баланса (ученик к доске, по слайду проверяем)

Учитель:  Взаимодействие со сложными веществами: с оксидами металлов  (слайд )

Учитель: Итак, мы действительно убеждаемся, что наиболее характерна для водорода степень окисления +1, и только при соединении с металлами водород проявляет степень окисления -1.

Станция 5: “Получение водорода”(слайд )

Учитель:  при работе с водородом следует соблюдать особую осторожность. Смесь водорода с воздухом называется гремучим газом 

Учитель: Вот такая история произошла с французским химиком, директором Парижского музея науки Пилатом де Розье (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 ещё 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. Эксперимент чуть не стоил ему жизни.

Учитель: Полученный тем или иным способом водород может быть загрязнен воздухом, вы уже знаете, что это опасно!   Вы видели, что происходит, если водород, смешанный с воздухом поджечь, поэтому прежде чем его поджигать следует проверить водород на чистоту.  (работа с учебником, где изображен  способ проверки водорода на чистоту)    )

Учитель: Как в лабораторных условиях получить водород?

 Водород в лаборатории можно получить взаимодействием соляной или разбавленной серной кислот с металлами, стоящими до водорода, в первую очередь цинка, используя аппарат Киппаа 

Учитель: Как можно получить и обнаружить водород?

1) В лаборатории (выполнение лабораторного опыта по инструктивной карточке. Проверка на чистоту).

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

Станция 6: “Распространение водорода” (слайд )

 Прочтите текст и ответьте на вопрос: Почему водород самый первый?

По распространенности в нашей Вселенной водород занимает первое место. Из 1000 атомов во Вселенной на долю водорода приходится 930. Наше солнце более чем наполовину состоит из водорода.

Массовая доля водорода в земной коре составляет 1% – это девятый по распространенности элемент,  практически весь водород на Земле находится в виде соединений; лишь в очень незначительном количестве водород в виде простого вещества имеется в атмосфере (0,00005% по объему).

Основным соединением водорода является вода. Кроме того, большое его количество входит в состав многочисленных соединений с углеродом (органических веществ), составляющих основу нефти, природного газа (формула метана?), угля и др. Он непременная составная часть веществ, образующих живые организмы (–6,5% от сухой массы).

Станция 7: “: Применение водорода  (слайд )

  Физические свойства водорода имеют место применения в следующих областях:

Синтез аммиака

Синтез соляной кислоты

Синтез метилового и других спиртов

Гидрогенизация растительных масел (получение маргарина)

Производство изделий из кварцевого песка

Для получения жидкого топлива из каменных углей

Получение молибдена, вольфрама и других металлов

В качестве горючего в современной ракетной технике

Получение высоких температур

Хладагент в специальных физических проборах

Атомно-водородной сварке тугоплавких сталей и сплавов

Из-за того, что он легче воздуха им долгое время наполняли аэростаты, воздушные шары и дирижабли. (ВИДЕО - заполнение водородом мыльных пузырей)

Учащийся, заранее подготовившийся, рассказывает исторический очерк о применении водорода.

Братья – французы Монгольфье первые осуществили идею подняться на воздушном шаре, наполненном горячим воздухом. В 1783 году совершил полет на воздушном шаре, наполненном водородом французский физик Ж. Шарль. В 1794 году воздушные шары нашли практическое применение в военном деле. В последствии стали применять смесь водорода с гелием. Это было более безопасно, так как водородные шары часто воспламенялись. С 1932 по 1937 год немецкий дирижабль “Граф Цеппелин” совершил 136 полетов из Европы в Южную Америку и 7 полетов – в США и перевез свыше 13 тысяч человек. Потом дирижабли были постепенно вытеснены успехами авиации и вертолетостроения. Сейчас вновь обсуждаются вопросы создания современных дирижаблей. Другое универсальное свойство водорода – самая высокая теплопроводность среди всех газов – находит применение в современной энергетике для охлаждения электрических машин. Водород - это топливо будущего, существует много примеров создания и применения топливных элементов. Например: подобный агрегат служит источником воды и энергии в космических кораблях, двигателях автомобилей, подводных лодках.

III. Заключение

Учитель: Итог нашего урока: мы познакомились с первым элементом  – водородом. Вы узнали его свойства и уникальность. Я думаю, вам понятно, почему надо обращаться с этим газом очень осторожно. Возможен взрыв, вот почему вы должны быть всегда начеку!

IV. Закрепление (тест)

Учитель: Вы постепенно усваивали материал о водороде, теперь проверим ваши знания по этой теме. На выполнение теста 3 мин. (слайд ), на нем вопросы, учащиеся отвечают на них в бланках)

Учитель: Теперь обменяйтесь бланком ответов с соседом по парте и давайте проверим правильность выполнения теста. (слайд ), на слайде – ответы, учащиеся проверяют тест соседа, используя следующий (слайд )/

V . Оценивание работы учащихся.

VII.  Домашнее задание ((слайд )

VIII.  Рефлексия                                                                                                                                     

Учитель: Наш урок завершается, два урока мы с вами покоряли высоту под названием «Водород

Учитель: Урок окончен! Спасибо за урок!

 Тест по теме “Водород. Химический элемент и простое вещество”

1. Водород в ПС находится:

1) во 2 А группе

2) в 7 А группе

3) в 6 А группе

2.Водород проявляет степень окисления в соединениях:

1) +1 и - 1

2) +2 и -2

3) 0 и + 1

3. Водород это газ:

1) без цвета, вкуса, запаха, тяжелее воздуха

2) без цвета, запаха, вкуса, легче воздуха

3) без цвета, вкуса, с запахом, легче воздуха

4. Водород – как химический элемент во Вселенной занимает:

1) Второе место

2) Третье место

3) Первое место

5.Водород является продуктом взаимодействия:

1) Cu + HCl;
2) Zn + HCl;
3) Cu + H₂O;

6. Водород в химической реакции с металлами является:

1) восстановителем

2) окислителем

7. Водород в химической реакции с галогенами является:

1) окислителем

2) восстановителем

8. Водород реагирует с:

1) Н₂О;
2) SO₃;
3) Cl₂;

9. Водород не реагирует с:

1) N₂;
2) HCl
3) O₂

10. Экологически чистым топливом является:

1) бензин;

2) мазут;

3) водород.

Ответ запишите в виде последовательности цифр _________

Карточка 1 1. Расставьте степени окисления атомов элементов в соединениях, формулы которых:                  SO2, SO3, MgS, H2SO4 2. По схеме окислительно-восстановительной реакции:                  Н2 + O2 = Н2O Определите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты методом электронного баланса. 3. Схема Alº - 3ē → Al3+  отражает процесс А) окисления; Б) восстановления; В) окисления - восстановления.

Карточка 2 1. Расставьте степени окисления атомов элементов в соединениях, формулы которых:        PCl3, P2O5, K3P, Ca3P2 2. По схеме окислительно-восстановительной реакции:                 Н2 + S = Н2S Определите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты методом электронного баланса. 3. Схема Alº - 3ē → Al3+  отражает процесс А) окисления  Б) восстановления  В) окиления-восстановления.

Карточка 3 1.Выберите формулы соединений, в которых сера проявляет степень окисления -2:                 Na2S, SO2, SF6, CaS,  SiS2, SO3 2. Схема Al - 3ē → Al3+  отражает процесс А) окисления  Б) восстановления  В) окисления-восстановления. 3. Схема S6+ + 2ē → S 4+  отражает процесс А) окисления  Б) восстановления  В) окисления-восстановления.