Конспект урока по химии на тему: "Аммиак"

Зарецкая Оксана

Конспект урока по теме: «Аммиак и его свойства» (§24)

(О.С. Габриелян 9 класс)

Цель: сформировать у учащихся понятия о строении, составе, свойствах аммиака и его применении.

Задачи урока:

 образовательные: изучить строение молекулы аммиака, его физические свойства и получение в лаборатории, сформировать у школьников новые понятия: аммиак, катион аммония, донорно-акцепторный механизм образования связи,  соли аммония.

   развивающие: сформировать в учениках наблюдательность при проведении демонстрационного лабораторного опыта по теме «Аммиак»; развить у учащихся умение логически мыслить и анализировать; продолжить формирование самостоятельной работы учащихся с учебником;

   воспитательные: продолжить экологическое просвещение школьников; привить заботу к окружающей среде и здоровью.

Методы: словесный, наглядный, практический.

Оборудование и реактивы:. U-образная трубка, трубка заполненная активированным углем, раствор фенолфталеина, вода, штатив с лапкой, спиртовка, спички, пробка, пробирка, хлорид аммония, гидроксид кальция, газоотводная трубка, ступка с пестиком, шпатель, HCI_конц.., фенолфталеин, раствор нашатырного спирта, круглодонная колба.

Этапы работы	Содержание этапа
Организационный момент. Цель перед учеником: организация рабочего места учащихся; наличие учебных принадлежностей; проверка оборудования и реактивов. Цель перед учителем: проверить готовность учащихся к уроку; создать психологический настрой; выявление отсутствующих для определения пробелов в знаниях. Методы: вводная беседа с целью организации учебной деятельности.	Здравствуйте, ребята. Скажите мне, кто отсутствует. Сегодня мы с вами повторим материал прошлого урока по теме «Азот» и изучим новую тему - «Аммиак и его свойства». Запишите название темы в свои тетради . Мы рассмотрим строение аммиака, его нахождение в природе, его физические и химические свойства, применение, также рассмотрим демонстрационный опыт.
Опрос учащихся по заданному на дом материалу. Цель перед учеником: вспомнить материал по теме «Азот»; провести самооценку домашнего задания. Цель перед учителем: проверить подготовку учащихся по теме «Азот»; проконтролировать самостоятельную работу учащихся; выявить готовность учащихся к восприятию нового материала. Метод: фронтальный опрос по понятиям; индивидуальная работа с дидактическим материалом. Отметка: «5»- 75-100%                 «4»- 60-75%                 «3»- 50-60%                 «2»- менее 50%;	Ребята, на дом вам был задан §23-«Азот» и задачи №1,2,4 после параграфа. Я попрошу трех человек выйти к доске и подготовить домашние задачи для объяснения. С остальными мы проведём опрос. Итак, ответьте на следующие вопросы: 1. Выберите правильное утверждение о химических свойствах азота: ·         взаимодействует с кислородом (н.у.) ·         при взаимодействии с металлами образует нитриды ·         азот – высокоактивное вещество при нормальных условиях 2. Напишите продукты реакции: N2 + Li = 3. Какие из живых организмов могут усваивать азот из воздуха? 4. Перечислите известные вам химические свойства азота?             5. Что в переводе с греческого языка значит азот? 6. С каким единственным веществом азот реагирует при комнатной температуре? -Хорошо, а теперь давайте разберем домашние задачи. Дети, работающие индивидуально, сдают свои работы. (Оценивание ответов учащихся и выставление оценок)
Изучение нового учебного материала. Цели для ученика: изучить химические и физические свойства аммиака на примере опыта получения аммиака, рассмотреть демонстрационные опыты; изучить новые понятия: аммиак, катион аммония, донорно-акцепторный механизм образования связи,  соли аммония. Цели для учителя: Метод: рассказ с элементами беседы.	Теперь мы с вами переходим к новому материалу. Демонстрация опыта. В химическую колбу, в которой находится немного раствора аммиака  приливаем HCIконц.. - Вас взволновало то, что вы сейчас увидели, как густой дым наполнил колбу и начал выливаться на стол? А представьте, как были взволнованы алхимики, когда имели дело с этим веществом!       Алхимики  всегда с изумлением и мистическим ужасом наблюдали образование белого дыма при смешении этих двух газов. Они считали, что в воздухе встречаются два «духа», сражение которых заканчивается пролитием их «крови» – образованием дыма и белого налета на окружающих предметах.       Посредине ливийской пустыни стоял храм, посвященный богу Амону Ра. В древности арабские алхимики получали из оазиса Амон, находившегося около храма, бесцветные кристаллы. Они звали вещество «нушадир», его растирали в ступках, нагревали – и всякий раз получался едкий газ. Сначала его именовали «аммониаком», а потом сократили название до «аммиак». Аммиак NH3 – это самое важное из водородных соединений азота.  В чистом виде аммиак впервые был собран в конце XVIII в.  англичанином  Дж. Пристли.  Однако несмотря на то, что ученый смог описать свойства аммиака, ему не удалось определить состав соединения из-за несовершенства существовавших в то время экспериментальных методик. Заслуга в этом принадлежит К. Л. Бертолле. Он разложил аммиак действием электрической искры и получил точные данные о его количественном составе. Далее проводится беседа о распространении данного вещества в окружающем мире. Вопросы для обсуждения: Содержится ли аммиак в атмосфере Земли? В средние века этот газ называли  почему – то «щелочной воздух», а его раствор и поныне называется «нашатырный спирт». - Давайте, ребята, проведем небольшое исследование и решим, откуда у этого газа столь необычные свойства и названия I.                   Объяснение нового материала. Физические свойства аммиака: NH3↑,  Ц , запах (резкий, удушливый), tкип.= -33,4 ◦С, tпл. = -77,8 ◦С, ЯДОВИТ. Строение молекулы аммиака. Молекула аммиака NH3 имеет пирамидальное строение. Атом азота N находится в центре незавершенного тетраэдра с тремя атомами водорода Н в вершинах, а к четвертой вершине обращено электронное облако с парой  электронов,  не участвующих в образовании химических связей. В подходящих условиях эта «неподеленная»  пара электронов может служить для присоединения катиона водорода в реакциях аммиака с кислотами, либо для взаимодействия с водой. Аммиак очень хорошо растворим  в воде: 1 объем воды растворяет при комнатной температуре около 700 объемом аммиака. И этот процесс – не  простое  растворение.  Аммиак с водой объединяется в слабое основание гидрат  аммиака NH3 ● H2O. Это происходит за счет того, что между атомом азота, обладающим неподеленной электронной парой, и атомами водорода молекулы воды возникает так называемая водородная связь. Что такое водородная связь?      Это дополнительная связь между полярными молекулами, содержащими атом водорода.  Если  партнеры по химической связи в значительной степени переместили электронное облако к себе, то водород превращается в практически «голый» протон. И этот протон способен сильно притягиваться к богатым электронами электроотрицательным «соседям». Такие партнеры водорода, которые почти полностью лишают его электронного окружения – это элементы кислород, фтор или азот.      Вот почему химики говорят, что в воде, фтороводороде и аммиаке, а также в их водных растворах существует водородная связь. Правда, водородная связь не очень прочна. Именно поэтому водные растворы аммиака всегда пахнут аммиаком: он постоянно выделяется из них в атмосферу.      Встречаем ли мы в быту водный раствор аммиака?  (выслушиваются ответы детей)     Водные растворы аммиака – вещь в хозяйстве очень нужная: с их помощью отмывают и отстирывают застарелую грязь, выводят жирные пятна на стекле и фарфоре, приводят в порядок золотые и серебряные ювелирные изделия, а иногда добавляют в жидкость для мытья оконных стекол.      Нашатырный спирт, который продается в аптеках, - это 5-10%-ный раствор аммиака в воде. В технике используется и более крепкий раствор аммиака (его максимальная концентрация составляет 25%). Такой раствор называется аммиачной водой.     По физиологическому действию на организм относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы. Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это человек и воспринимает как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи. При соприкосновении сжиженного аммиака и его растворов с кожей возникает жжение, возможен химический ожог с пузырями, изъязвлениями. Кроме того, сжиженный аммиак при испарении поглощает тепло, и при соприкосновении с кожей возникает обморожение различной степени. Запах аммиака ощущается при концентрации 37 мг/м³. В медицине 10 % раствор аммиака, чаще называемый нашатырным спиртом, применяется при обморочных состояниях (для возбуждения дыхания), для стимуляции рвоты, а также наружно — при укусах насекомых, для обработки рук хирурга.  При неправильном применении может вызвать ожоги пищевода и желудка (в случае приёма неразведённого раствора), рефлекторную остановку дыхания (при вдыхании в высокой концентрации). Применяют  для возбуждения дыхания и выведения больного из обморочного состояния осторожно подносят небольшой кусок марли или ваты, смоченный нашатырным спиртом, к носу больного (на 0,5-1 с). Физиологическое действие нашатырного спирта обусловлено резким запахом аммиака, который раздражает специфические рецепторы слизистой оболочки носа и способствует возбуждению дыхательного и сосудодвигательного центров мозга, вызывая учащение дыхания и повышение артериального давления. При укусах насекомых — в виде примочек. В хирургической практике разводят в тёплой кипяченой воде и моют руки. Гидрат аммиака  NH3 ● H2O в водном растворе, как и полагается  слабому основанию, частично диссоциирует с образованием катионов аммония и гидроксид – ионов:  NH3 + H2O ↔ NH3 ● H2O ↔ NH4+ + OH- В результате среда становится щелочной. Это будет заметно по малиновой окраски индикатора фенолфталеина в растворе нашатырного спирта. Демонстрация опыта. Добавить фенолфталеин в раствор нашатырного спирта. А теперь попробуйте объяснить, почему в средние века этот газ называли   «щелочной воздух», а его раствор и поныне называется «нашатырный спирт»? Кроме гидроксид – иона, в реакции диссоциации, которую мы записали, появляется кое-что совсем новое – сложный катион. Это катион аммония NH4+. Катион аммония NH4+ - частица совершенно симметричная и имеет форму тетраэдра, в центре которого расположен атом азота, а по вершинам четыре атома водорода.                                              H   +        N••           +  H+   →         N          [NH4]+     H    H     H                     H    H    H                                           ИОН  АММОНИЯ В ходе нашего эксперимента вначале урока мы видели, как появляется «белый дым», который выливался из колбы. Это мельчайшие  кристаллики соли NH4CI – хлорида аммония. Это протекает реакция:  NH3   +  НCI   →   NH4CI , или в ином виде NH3  +  Н+  =  NH4+  Ничего удивительного, что в результате такого взаимодействия получается новый сложный катион. У молекулы аммиака, как уже было сказано, есть неподеленная пара электронов. А у катиона водорода нет вовсе, зато есть пустая атомная орбиталь, которая ждет не дождется дорогих гостей – чужую пару электронов. Поскольку катион водорода – частица с положительным зарядом, электроны притягивают ее очень крепко. Такой способ образования химической связи, когда один атом предоставляет электронную пару, а второй свободную орбиталь, химики назвали донорно-акцепторным механизмом. Здесь атом  азота молекулы аммиака выступает в роли донора, отдающего свои электроны, а катион водорода – в роли акцептора. Его дело предоставить электронам азота удобную «квартиру» - атомную орбиталь. В химическом отношении аммиак довольно активен; он вступает во взаимодействие со многими веществами. В аммиаке азот имеет самую низку степень окисления (-3). Поэтому аммиак обладает только восстановительными свойствами. 1.      С кислотами  соли 2.      С  водой                                                     основание 3.     Аммиак                                                   азот + водород              t◦ 2NH3   ↔   N2 +  3H2                                                           (без kat)     азот + вода   4.     Аммиак   +  кислород                                                 (kat)      оксид азота (II) + вода Если пропускать ток NH3 по трубке вставленной в другую широкую трубку, по которой проходит кислород, то аммиак можно легко зажечь; он горит бледным зеленоватым пламенем. При горении аммиака образуется вода и свободный азот.               4NH3 +3O2 → 2N2 + 6H2O При  других условиях (kat - Pt) аммиак может окисляться до оксида азота (II) NO. 5.     При замещении в молекулах аммиака только одного атома водорода металлами образуются амиды металлов. Так, пропуская аммиак над расплавленным натрием, можно получить амид натрия NaNH2 в виде бесцветных кристаллов: 2NH3 + 2Na → 2 NaNH2 + H2 6.     Аммиак – сильный восстановитель. При нагревании он восстанавливает тяжелые металлы из их оксидов, а сам окисляется до свободного азота: 3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2  + 3H2O [2] II.                 Получение аммиака. Демонстрация опыта. Получение аммиака взаимодействием хлорида аммония с гидроксидом кальция. В фарфоровой ступке тщательно перемешайте 5 мас. ч. хлорида аммония и 8 мас. ч. гидроксида кальция. Поставьте рядом три стакана: в один насыпьте хлорид аммония, во второй – смесь хлорида аммония с гидроксидом кальция, в третий гидроксид кальция. В стаканы на стеклянных палочках повесьте смоченные раствором фенолфталеина полоски фильтровальной бумаги. Обратите внимание! В первом и третьем стакане полоски остаются без изменения, а во втором полоска остается розовой от выделяющегося аммиака. В лаборатории аммиак обычно получают, нагревая хлорид аммония NH4CI с гашеной известью Са(ОН)2. Реакция выражается уравнением 2 NH4CI + Ca(OH)2 → CaCI2 + 2H2O + 2 NH3↑     Поскольку этот газ легче воздуха (масса 1 л аммиака при нормальных условиях равна 0,77 г), то его можно собрать в перевернутые вверх дном сосуды. Эта реакция подтверждает, что нельзя одновременно известковать почву и вносить азотные удобрения, так как азот удобрения улетучиваются в виде аммиака. б) Основным промышленным способом получения аммиака является его синтез из азота и водорода. Реакция экзотермическая, обратимая и протекает в присутствии катализатора:                kat, t◦, P N2 + 3H2       ↔       2NH3  + 46 кДж/моль
Закрепление учебного материала. Цель для ученика: изучить и понять излагаемый учителем материал. Цель для учителя: определить степень усвоения нового материала учащимися, выявить трудности в понимании изложенного и устранить все недочеты. Методы:	Итак, сегодня мы разобрали тему «Аммиак и его свойства». Давайте закрепим изученный материал. III.             Закрепление.      Предлагается выполнить тестовое задание, которые потом проверяются в классе, вместе с учителем. 1-3.                                    Степень окисления азота 1.      Увеличивается   2. Уменьшается  3. Одинакова в наборе соединений а)   NH3, Na3N, NH4CI б)   NH3, NO, HNO3 в)   KNO2, N2O, NaNO3 г)   N2O3, N2, Mg3N2 4-7.    В веществе 1.      NH3    2. NH3 ● H2O  3. NH4Br   4. N2 присутствуют химические связи а) ионные б) водородные в) ковалентные полярные г) ковалентные неполярные 8.       В лаборатории аммиак получают при нагревании (выберите два правильных ответа)            а) NH4CI            б) NH3 ● H2Oконц.                в) N2  и  H2 (катализатор)            г) (NH4)2SO4  и  Ca(OH)2 9.        Аммиак реагирует (по отдельности) с набором веществ            а) NH4CI, H2SO4            б) HNO3, Fe(OH)2            в) HCI, Mg(OH)2            г) Н2О, Н2SO4 10.      Из 7,3 г хлороводорода и 7,3 аммиака получился продукт массой (в граммах), равной           а) 23           б) 16,8           в) 14,6           г) 10,7 11.     Гидрат аммиака диссоциирует в растворе с образованием ионов           а) N3-                        б) Н+                     в) ОН-                     г) NH4+               12.    При образовании связи между молекулой аммиака  и катионом водорода атомы азота и водорода по отношению к электронной паре являются                        а) азот – донором                        б) водород – акцептором                        в) азот – акцептором                        г) водород – донором               13.    Геометрическая форма катиона аммония – это                        а) треугольник                        б) квадрат                        в) тетраэдр                        г) октаэдр               14.    Соль аммония можно получить взаимодействием                        а) NH3  и   H2O                        б) NH3   и  HBr                        в) NH3   и  Na                        г) NH3 ● H2O [5]
Задание на дом. Цель для ученика: записать домашнее задание, усвоить ход его выполнения. Цель для учителя: дать ученикам домашнее задание для лучшего изучения и усвоения материала.	Дома вы будете изучать §24. Просмотрите записи в тетради, ответьте на вопросы после параграфа. Сделайте в тетради небольшую таблицу о применении аммиака и его солей в народном хозяйстве. Таблица должна содержать колонки: свойство вещества и применение вещества.