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. Организационный момент. Проверить готовность учеников к уроку. 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. 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 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 + Н2  (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 внешний электрон Легко отдает свой внешний е, проявляя восстановительные свойства и с.о. +1 Взаимодействует с неметаллами Существует в твердом состоянии, имеет металлический блеск. Сделайте вывод, почему водород стоит в 7а группе До завершения слоя не хватает 1 е Легко принимает 1 е, проявляя окислительные свойства и с.о. -1 Взаимодействует с металлами 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