АЗОТ
Тема:
подгруппа азота.
Тема
урок: азот.
Цели.
1.
Образовательная. Выявление и оценка степени овладения учащимися системой знаний
об элементах и их соединениях на примере азота, а также применять полеченные
знания на практике, структурировать информацию, выделять главное, решать
нестандартные логические задачи.
2.
Развивающая. Развитие критического мышления, самостоятельности, обеспечение
системности обучения.
3.
Воспитательная. Формирование коммуникативных навыков и навыков самоконтроля,
правильной самооценки и чувства ответственности; повышение положительной
мотивации учащихся путём постановки проблемных вопросов и их решения в ходе
работы с тестовыми заданиями различной формы.
Тип урока.
Комбинированный.
Основные формы
ведения урока: рассказ, беседа, выполнение тестовых заданий, фронтальная работа
учителя с классом, проблемная ситуация, демонстрация. Проблемно-дискуссионный,
рефлексия.
Оборудование
урока. Учебники, тетради рабочие, инструктивные карты, мультимедийная система,
карточки с тестовыми заданиями. А также таблицы:
«Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева,
«Квалификация химических веществ»,
«Круговорот азота в природе»,
«Оксиды
азота»,
«Применение азота и его соединений»
«Физические и химические свойства азота».
Ключевые слова:
тесты, азот, соединения азота.
Ход урока. На
доске. В начале урока учитель объявляет тему и цель урока, разъясняет порядок
работы (3 мин.).
Актуализация
знаний, подготовка к изучению нового материала (10 мин.).
Для
проведения урока класс заранее делится на группы по 5 человек (по числу
тестовых заданий). В состав каждого варианта подбираются учащиеся с условно
одинаковыми способностями (знаниями). В ходе урока учащиеся каждого варианта
получают задания по мере своих возможностей. Химический кабинет делится
примерно на 4 части. Учащиеся выполняют задания, составленные в разной форме, в
том числе и тестовые по вариантам. Предлагается 4 варианта тестовых заданий по
теме: «Азот». Задания разного уровня.
Информационный
материал № 1.
Знакомство
человека с этим элементом состоялось несколько тысячелетий назад. Упоминания о
сочащейся из горных пород коричневой либо чёрно-бурой маслянистой жидкости со
специфическим запахом встречаются в трудах древних историков и географов –
Геродота, Пиутарха, Страбона, Плиния старшего. Наибольшее широкое применение в
древности нашли тяжёлые нефти – твёрдые либо вязкие вещества, которые сейчас
называют асфальтами (битумами) и нефтью. Византийцы обстреливали вражеские
корабли смесью нефти и серы как зажигательными снарядами. Это грязное оружие
вошло в историю под названием «греческий огонь» или «каменное масло». В состав
«греческого огня» входили: битум или нефть, а также неметалл – «Э». Этот неметалл
в природе находится в свободном состоянии, не поддерживает дыхание и горение,
входит в состав всех живых организмов.
В атмосфере
при грозовых разрядах с кислородом образует оксид (2), бесцветный газ. Азот,
соединяясь с неметаллом – сера, образует нитрид. При комнатной температуре
реагирует только с одним металлом – литием, образуя нитрид лития Li2N:
0 0 +1 –3
6Li
+ N2 = 2Li3N
Нитриды других
металлов получают при сильном нагревании:
t
3Mg + N2 = Mg3N2
Нитриды –
твёрдые, тугоплавкие вещества.
Информационный
материал № 2.
Химик
синтезировал оранжево-жёлтые кристаллы нитрида неметалла Э4N4 и решил изучить
его свойства. Поручив лаборанту растереть кристаллы в порошок, он ушёл по
делам. А лаборант решил, что лучше всего растирать вещество ударами пестика.
Недолго думая, он так и сделал. Раздался взрыв, а самого умельца обсыпало с ног
до головы жёлтым порошком. Собрав этот порошок, лаборант скрыл от химика случай
взрыва. Удивлённый химик обнаружил, что свойства нитрида ничем не отличаются от
свойств исходного вещества «Э».
Какие
вещества в данном случае скрываются за символом «Э»?
Ответ: «Э» –
азот и сера. При ударе нитрид серы S4N4 распадается на серу и азот.
Демонстрация
видеофрагмента.
Вариант № 1
1. Электронное
строение внешнего энергетического уровня атома азота:
а)
3s23p6 б) 3s23p4 в) 2s22p6 г)
2s22p3
2. Укажите
наиболее характерные степени окисления азота в соединениях:
а)
–3,+3,+5 б) +2,+3,+6 в) –3,+4,+5
г) +2,+3,+4
3. Укажите число
протонов в ядре атома азота
а)
32 б) 7 в)
48 г) 26
4. Какие свойства
проявляет азот в химических реакциях с простыми веществами?
а)
окислительные в) окислительные и восстановительные
б)
восстановительные г) азон не вступает в реакцию с простыми
веществами.
5. Азот
является: а) s – элементом; б) p – элементом; в) d–
элементом; г) f– элементом.
Ключ к тестовым
заданиям варианта № 1: 1. – г); 2. – а); 3. – б); 4.
– в); 5. – 5).
Вариант № 2
1. Укажите число
нейтронов в ядре атома азота:
а)
32 б) 16 в) 48 г)
7
2. Азот проявляет
высшую степень окисления в соединении:
а)
NH3 б) HNO3 в)
NO г) NO2
3. Верно ли из
следующих утверждений, что азот – газ?
а) окрашен;
б) тяжелее воздуха; в) имеет запах; г) легче воздуха.
4. Азот не
проявляет свойства восстановителя в реакции с:
а)
металлами; б) водородом; в) кислородом; г)
кремнием.
5. Укажите
правильную схему распределения электронов по энергетическим уровням для атома
азота:
а)
2,2; б) 2,4; в)
2,6; г) 2,5.
Ключ к тестовым
заданиям варианта № 2: 1. – г); 2. – б); 3. – г); 4.
– в); 5. – г).
Вариант № 3
1. Процесс отдачи
электронов атомами называется:
а) окисление;
б) восстановление; в) окисление-восстановление; г) восстановление-
окисление.
2. Какой из
неметаллов широко используют в холодильных системах?
а) жидкий
азот; б) сера; в) фосфор; г)
углерод.
3. Этот неметалл
называют «неподдерживающий жизнь»:
а) С -
углерод; б) Р - фосфор; в) S - сера; г) N –
азот.
4. Какой неметалл
в больших количествах встречается:
а) в натриевой
силитре; б) в калиевой силитре; в) в литиевой силитре; г) в цезиевой
силитре.
5. Где расположен
неметалл азот в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева?
а) в первом
периоде главной подгруппы первой группы;
б) во втором
периоде побочной подгруппы второй группы;
в) в
четвёртом периоде главной подгруппы четвёртой группы;
г) во втором
периоде главной подгруппы пятой группы.
Ключ к тестовым
заданиям варианта № 3: 1. – а); 2. – а); 3. – г); 4.
– б); 5. – г).
Вариант № 4
1. Степень
окисления –3 азот проявляет в соединении:
а)
NH3; б) HNO3; в)
NO; г) NO2.
2. Степень
окисления +2 азот проявляет в соединении:
а)
NH3; б) HNO3; в)
NO; г) NO2.
3. Высшим оксидам
азота соответствует:
а)
NH3; б) HNO; в)
NO2; г) N2O5.
4. В «V А»
группу не входит элемент:
а)F-фтор; б) N - азот; в) P - фосфор;
г) As - мышьяк.
5. Для азота не
характерна валентность:
а)
I; б) II; в)
IV; г) V д) III
Ключ к тестовым
заданиям варианта № 4: 1. – а); 2. – в); 3. – г); 4.
– а); 5. – а).
По окончании
отведённого времени учитель проводит обсуждение ответов, учащиеся осуществляют
самопроверку своих работ.
Изучению
нового материала.
Мы продолжаем
изучение отдельных элементов периодической системы Д. И. Менделеева. И я не
сомневаюсь в том, что вас ждут сегодня открытия, потому что, по словам Ж.
Пиаже, «понять что либо – значит открыть новое». Урок посвящен одному из самых
интересных элементов. Этот элемент известен с глубокой древности. В средние
века он считался обязательной составной частью всех живых веществ.
Строение и
свойства азота, на основании положения в периодической системе Д. И.
Менделеева, учащиеся изучают новый материал, решая предложенные учителем
проблемные вопросы, сформулированные в виде тестовых заданий (они могут быть
заранее написаны на доске или в инструктивных картах).
Вначале
учитель предлагает проблемный вопрос (в форме тестовых заданий), как способ
перехода к теме урока: «Азот».
Какой
химический элемент не образует аллотропных модификаций?
а) сера;
б) углерод; в) фосфор; г) азот.
Учащиеся
выбирают правильный ответ « г) ». Объясняют аллотропные видоизменения существующих
химических веществ: углерода, фосфора и серы.
Составляют
химические и электронные формулы, определяя тему урока, формулируют цели сами
учащиеся. Важно направить из мысли на необходимость самооценки и самоконтроля
знаний.
Схема
строения атомов и расположение электронов по орбиталям этих элементов,
упомянутых в разработке урока:
_____________________________________________________________________________________
Электронная
конфигурация атома СЕРЫ
+16
– электронная схема +16S 2e 8e 6e – электронная формула
+16S 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4
3d0
+16S
– электронно-графическая формула
_____________________________________________________________________________________
Электронная
конфигурация атома УГЛЕРОДА
+6 – электронная схема +6С 2e 4e –
электронная формула
+6С
1S2 2S2 2P2
+6С
–
электронно-графическая формула
_____________________________________________________________________________________
Электронная
конфигурация атома ФОСФОРА
+15 – электронная схема +15Р 2e 8e 5e –
электронная формула
+15Р 1S2 2S2 2P6 3S2
3P3 3d0
+15Р
– электронно-графическая формула
_____________________________________________________________________________________
Электронная
конфигурация атома АЗОТА
+7 – электронная схема +7N 2e 5e
– электронная формула
+7N 1S2 2S2 2P2
+7N
–
электронно-графическая формула
_____________________________________________________________________________________
Учитель.
Периодическая система химических элементов – это графическое отображение
периодического закона, и каждое принятое в таблице обозначение обозначает
какую-либо особенность в строении атома.
Какое
положение занимает азот в периодической системе Менделеева? Каков физический
смысл данных показателей азота?
Ученик. 2-й
малый период, 2-й ряд, V группа, главная подгруппа, порядковый № 7, заряд ядра
+7, 7 электронов вращаются на 2-х электронных уровнях, на внешнем уровне 5
электронов, как и у атома фосфора, до завершения недостаёт 3-х электронов.
Азот может принять 3 электрона, проявляя нечётные степени окисления
–3
+3 +5
(NH3 N2O2
N2O5), т.к. азот обладает окислительно-восстановительной двойственностью. Азот
– простое вещество, неметалл (газ). С увеличением атомного радиуса элемента
неметаллические свойства ослабевают, а металлические – усиливаются.
Учитель.
Давайте вспомним известные вам основные закономерности изменения свойств атомов
и простых веществ, образованными химическими элементами главных подгрупп
периодической системы.
Итак, в
главных подгруппах сверху вниз:
– число
энергетических уровней увеличивается;
– радиус
атома возрастает;
– заряд атома
возрастает;
– прочность
связи электронов внешнего слоя с ядрами – уменьшается;
–
восстановительные свойства возрастают;
– число
электронов внешнего уровня постоянно и равно номеру группы;
–
окислительные свойства ослабевают.
Ученик. У
атома фосфора 3 энергетических уровня, а у атома азота 2. Радиус атома азота
меньше, чем у атома фосфора.
По окончании
отведённого времени учитель проводит обсуждение ответов, учащиеся осуществляют
самопроверку своих работ.
Азот –
«начало начал» древнейших философов, географов, алхимиков; элемент, окружённый
мистическими тайнами.
В химических
реакциях азот может быть и окислителем и восстановителем.
Учитель.
(Проблемный вопрос). Может ли атом азота проявлять другие степени окисления?
Для ответа на
этот вопрос распределим электроны по уровням, подуровням и орбиталям.
Электронная
конфигурация атома АЗОТА
+7 – электронная схема +7N 2e 5e
– электронная формула
+7N 1S2 2S2 2P2
+7N
–
электронно-графическая формула
Это задание
выполняет 1 из учащихся на доске и объясняет распределение электронов по
уровням и подуровням в атоме азота. Остальные ученики выполняют задание в
тетрадях.
Ученик. На
1-м уровне – 1 подуровень и одна орбиталь, заполненная полностью. 2-м уровне –
2 подуровня и 5 орбиталей, заполненных не полностью. Атом элемента азота имеет
на внешнем электронном слое 5 валентных электронов. Атом азота может
присоединять недостающие до завершения уровня 3 электрона, выполняя роль
окислителя (в соединениях с водородом и металлами, щелочными и
щелочноземельными). И может отдавать 3 или 5 электронов, являясь
восстановителем (в соединениях с кислородом и другими более сильными
окислителями). У атома азота нет свободных орбиталей.
Учитель.
Сделаем вывод. Азот может быть и окислителем, и восстановителем, и иметь
нечётные степени окисления (–3, +3, +5).
В ходе беседы
учащиеся рассматривают азот как простое вещество и изучают его физические
свойства с учебника (самостоятельно).
Учитель.
Подводит итог обсуждения азота как элемента и простого вещества, обладающего
физическими свойствами.
Вывод: азот имеет
2 энергетических уровня, радиус атома азота меньше радиуса атома фосфора.
Азот может быть
окислителем и восстановителем. Молекула азота имеет чётноё число атомовN2.
В природе азот
встречается в свободном состоянии в виде газа. В сухом воздухе содержится
78,09% азота по объёму. Неорганические соединения азота редко встречаются в
природе в больших количествах: это натриевая селитра – NaNO3 (В Чили), калиевая
селитра – KNo3 (в Индии). Содержание связанного азота в почве очень мало. Но в
виде сложных органических соединений-белков азот входит в состав всех живых
организмов.
Переходим к
изучению следующего раздела темы «химические свойства азота».
Инструктивная
карта № 1.
Изучите и
проанализируйте материал с учебника: «химические свойства азота». Поясните, в
соединениях с какими элементами сера проявляет окислительные и
восстановительные свойства. Если ученики затрудняются с ответом, то его даёт
учитель.
Ученик. В
молекуле азота N2 химическая связь тройная, очень устойчивая (Eсв = 945 КДж/моль).
Это самая прочная связь среди двухатомных молекул. При обычных условиях азот
малоактивен – инертен.
При высоких
температурах связь между атомами ослабляется, и азот становится
реакциоспособным.
Как
окислитель азот взаимодействует с металлами.
Атмосферный
азот реагирует при комнатной температуре с:
а) натрием и
литием; б) литием и магнием; в) магнием и железом; г) железом и
натрием.
Написать
уравнение реакции в тетрадь с обозначением степеней окисления и названием образовавшихся
солей.
0 0 +1
-3
to
1) 6Li +
N2 = 2Li3N – нитрид лития 2) 3Mg + N2 = Mg3N2 –
нитрид магния.
Азот
проявляет свойства восстановителя в реакции с:
а)
кислородом; б) литием; в)
водородом; г) магнием.
Написать
уравнение реакции, указать тип и условия протекания химической реакции,
обозначить степени окисления.
0
0 2000o C +2–2
N2 +
O2 2NO – Q
Реакция
эндотермическая, происходит в атмосфере при грозовых разрядах. При определённых
условиях азот соединяется с водородом, образуя аммиак.
0 0 –3+1
N2 + 3H2 NH3
Вывод.
Учитель.
Азот вступает в реакции и с металлами, и с неметаллами. По отношению к металлам
и водороду, азот является окислителем (степень окисления азота в этих
соединениях –3).
По отношению к
кислороду, более электроотрицательным элементом, азот является восстановителем
(степень окисления азота в этих соединениях +2).
Проверка
прочности усвоения знаний с последующей взаимопроверкой.
Учащиеся
выполняют тестовые задания.
Тестовые задания
для контроля знаний.
1) Только
восстановителем (за счёт атома азота) в химических реакциях может быть
веществом, формула которого:
а)
NH3; б) N2; в)
NO2; г) НNO3.
2) Азот проявляет
свойства окислителя в химических реакциях с веществом (за счёт атома азота),
формула которого:
а) Li3
N; б) NO2;
в)N2; г) НN3.
3) Вещество,
которое не содержит азот:
а) сульфат
аммония; б) белок; в)целлюлоза; г) нитрат натрия.
4) Азот нельзя
получить в результате реакции:
а) разложения
нитрата аммония; в) разложения нитрата натрия;
б) горения
аммиака с кислородом; г) оксида меди с аммиаком.
Рефлексия.
Синквей – это
стихотворение, состоящее из пяти строк, в котором человек выражает своё
отношение к какой-либо проблеме.
Создание
синквейна по теме «азот».
1. Первая
строка – понятие – одно ключевое слово (имя существительное).
2. Вторая
строка – два определения (прилагательные), характеризующие данное ключевое
слово.
3. Третья
строка – три глагола, характеризующие действия понятия.
4. Четвёртая
строка – короткое предложение, в котором автор выражает своё отношение.
5. Пятая
строка – одно слово, через которое человек выражает свои чувства, ассоциации,
связанные с данным понятием.
Ответы синквейна:
1. Азот.
2. Инертный,
бесцветный, газообразный.
3. Окисляет,
восстанавливает, охлаждает.
4. Является
составной частью белковых веществ.
5.
Макроэлемент.
Учитель. В
завершении поделитесь своими впечатлениями об уроке. Для этого допишите
предложения, посвящённые сегодняшнему дню.
1) Сегодня я
узнал ………
2) Я удивился ………
3) Я хотел бы ………
Школьники
осуществляют взаимопроверку. Учитель выясняет число учащихся, правильно
ответивших на вопросы, подводит итоги урока, выставляет оценки и задаёт
домашнее задание.
Учитель.
Заканчиваем урок общими выводами.
– Азот как простое
вещество, не образует аллотропные взаимоизменения.
– Азот может
быть и окислителем и восстановителем, он имеет в соединениях степени окисления
–3, +3, +5.
– Азот – один
из «исторических» неметаллов, он известен человеку с древних времён. И в наши
дни азот не теряет, а всё больше увеличивает своё значение в жизни человека.
Азот является исходным сырьём для получения аммиака, азотной кислоты, и азотных
удобрений. Жидкий азот применяют в холодильных системах, а также используют для
создания инертной среды (наполнения электрических ламп накаливания и свободного
пространства в ртутных термометрах).
В промышленности
азот получают из жидкого воздуха, при испарении которого сначала выделяется
азот (темп. кип. –196оС), а затем кислород (темп. кип. –183оС). Д. Хевейн
говорил:
« – Мыслящий ум
не чувствует себя счастливым, пока ему не удаётся связать воедино разрозненные
факты, им наблюдаемые». Сегодня мы попытались создать «портрет азота» из тек
фактов, которые были известны, и из новых сведений об этом химическом элементе
и простом веществе.
Домашнее
задание.
Учитель.
Прочитайте в учебнике § 31, выполните задание 1 и 2 на стр. 120.
/ И.И.
Новошинский, Н. С. Новошинская, химия 9 класс, Москва «Оникс 21 век 2003». /
Литература.
1. / Химия 8
класс, Москва «Оникс 21 век 2003», И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская,
§ 7 – 11,
стр. 23 – 36. /
2. / Энциклопедия
для детей. Химия. Азот 225 – 230, 444, нефть 576 – 584. /
3. / Химия 9
класс, Москва «Оникс 21 век 2003», И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская,
§ 31, стр.
120 – 122. /
4. / Первое
сентября. Химия. 1 – 15 января 2010 г., 9 класс. Сера, стр. 26 – 28. /
5 / Химия в школе
№ 9, 2010 г. О применении тестовых заданий на разных этапах урока,
стр. 45 –
47. /
6. / Химия № 6., 16
– 31 марта 2011 г. Великий углерод. стр. 30 – 34. /
7. / Химия 2011
г. № 2. О.Н. Чеснокова, учитель химии и биологии «Хабинской гимназии,
г. Кировск,
Мурманской области. «Обобщение знаний об основных свойствах соединений
азота»,
стр. 28 – 32. /
8. / Химия 2010
г. № 2. Взаимодействие солей с кислотами. Реакции между солями, стр. 24 – 28. /
9. / Химия в
школе № 5, 2011 г. Модульные уроки по теме «Озон», Е.И. Тануркова, стр. 22 –
25. /
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.