Разработка урока по теме «Водород»

Учитель: Толежанова О.В.

Класс: 8

Тема: Водород

Предлагаемая разработка урока построена на основе использования исследовательского подхода в преподавании химии. На данном уроке организуется и направляется исследовательская деятельность учащихся при использовании системы проблемных вопросов.

Работа по этим вопросам позволяет создать проблемную ситуацию на каждом этапе урока.

В названной модели обучения определяющей является деятельность учащихся по решению поставленной проблемы.

На уроке использовались методы обучения: исследовательский метод, эвристическая беседа, поисковая деятельность, проблемные вопросы.

Форма организации учебной деятельности: индивидуальная, групповая. Личная значимость изучаемого материала для учащихся : осторожная работа в группе, оценивать себя и других.

Приемы деятельности учителя: выступает в роли координатора в процессе усвоения нового материала, ведет беседу.

Приемы деятельности учащихся: участвуют в беседе, выполняет задания, работают в группе, анализируют, сравнивают, делают выводы, оценивают.

В теме «Водород» окислительно-восстановительные реакции данный урок является первым, поэтому типом урока выбран урок изучение новой темы.

Цели:

1. Образовательная: познакомиться с водородом, его физическими свойствами, получением и применением.

2. Развивающая: развитие умений самостоятельного приобретения знаний, используя различные источники информации, определение выводов формирования творческой деятельности.

3. Воспитательная: формирование активности познавательной деятельности через установление межпредметных связей воспитание культуры делового обучения.

Эпиграф к уроку:

«И если вчера человечество благоговело перед новым видом энергии - электричеством, а позавчера перед паровым котлом, то сегодня мы управляем реакцией распада атомного ядра, а завтра будем управлять реакцией синтеза ядер - создадим земные солнца!»

Д.И.Щербаков (советский геолог, геохимик)

1.Учитель: Для того чтобы сегодня на уроке у вас было хорошее настроение давайте проведем «Круг радости» и пожелаем друг другу удачи.

(дети, передавая друг другу «солнце» говорят пожелания)

2.Учитель: Для цели к нашему уроку взяты слова: «Через тернии к звездам»

В конце урока вы должны ответить на вопрос: «Почему именно эти слова?»

3.Учитель: В течение урока вы самостоятельно будете оценивать свою работу. Результаты вписывать в оценочный лист, который лежит перед вами. В начале урока я предлагаю вам выполнить задание на внимательность, для того чтобы настроиться на активную работу.

Я буду читать вам стихотворение, а вам необходимо записать все элементы, которые будут встречаться, указывая валентность.

Калий, натрий – единица, Алюминия валентность

Кальций, магний – в них по два, Трем равна – то знают все,

Постоянна их валентность, А у марганца, уж верно

Рядом видим их всегда. Два, четыре, шесть и семь.

А валентность знаешь цинка? Лишь одно у водорода,

У него два – посмотри, Медь и ртуть – один и два.

Дальше там железо, никель, Дальше нам нетрудно вроде

У обоих два да три. Вновь один у серебра.

Углерод? – два, четыре валентность, Пять различных азота валентность,

А у серы равна – два, четыре и шесть. Но особо запомним - три и пять.

Один, пять – переменны у брома Кислород двухвалентен, заметим.

Хлор нечетные все до восьми. Фтор - один, это все надо знать.

Проверяем, результаты вносим в оценочный лист.

4.Учитель: Итак, первые оценки вы уже получили, теперь переходим к теме нашего урока. Я хочу, чтобы тему урока вы назвали, отгадав загадку.

Я самый легкий газ на свете,

И в Галактике я есть,

На воздушном шаре с газом

Можно к звездам улететь.

Я газ без запаха, бесцветный

Неядовитый и безвредный

Соединяясь с кислородом,

Я для питья даю вам воду.

О каком веществе идет речь? (Водород). Откройте тетради и запишите тему урока

5.Учитель: на прошлом уроке я разделила вас на 2-е группы «Теоретики» и «Практики» вам было дано опережающее задание подготовить сообщения с презентацией.

«Теоретикам» «Практикам»

1.Распространение водорода в природе. 1.Общая характеристика водорода.

2.История открытия водорода. 2. Физические свойства.

3.Применение водорода. 3. Получение водорода.

6.Учитель: Учащиеся внимательно слушают новый материал и заполняют сравнительные таблицы.

Таблица №1

кислород

водород

1.Химический знак

2.Химическая формула

3.Относительная атомная масса

4.Относительная молекулярная масса

Валентность

Таблица №2

№

Характеристика

Газ

1

Легкий газ

Н₂

2

Тяжелый газ

О₂

3

Газ, поддерживающий горение

О₂

4

Определяют тлеющей лучинкой

О₂

5

Собирают в пробирку дном вверх

Н₂

6

Самый распространённый элемент во Вселенной.

Н₂

7

Участвует в процессе горения

О₂

8

Применяется, как экологически теплое топливо

Н₂

9

Выделяется в процессе фотосинтеза

О₂

10

Определяют по характерному хлопку

Н₂

Выступать будут практики и теоретики поочереди. И первым слово предоставляется практикам.

---Общая характеристика водорода. (Практики)

• Водород занимает первое место в периодической системе. Он имеет простейшее строение атома: ядро атома окружено электронным облаком. Электронная конфигурация 1s¹ .Относительная атомная масса его составляет 1,008. Химический знак – Н, молекула состоит из двух атомов, образуя простое вещество – газ «водород».

В одних условиях водород проявляет металлические свойства (отдает электрон), в других — неметаллические (принимает электрон). Однако по свойствам он более сходен с галогенами, чем со щелочными металлами. Поэтому водород помещают в VII группу периодической системы элементов Д.И. Менделеева, а в I группе символ водорода заключают в скобки.

---- Распространение водорода в природе (теоретики)

Распространённость во Вселенной

Водород — самый распространённый элемент во Вселенной. На его долю приходится около 92 % всех атомов (8 % составляют атомы гелия, доля всех остальных вместе взятых элементов — менее 0,1 %). Таким образом, водород — основная составная часть звёзд и межзвёздного газа. В условиях звёздных температур (например, температура поверхности Солнца ~ 6000 °C) водород существует в виде плазмы, в межзвёздном пространстве этот элемент существует в виде отдельных молекул, атомов и ионов и может образовывать молекулярные облака, значительно различающиеся по размерам, плотности и температуре.

Просмотр видео «Живое Солнце»

• Земная кора и живые организмы

Массовая доля водорода в земной коре составляет 1 % — это десятый по распространённости элемент. Однако его роль в природе определяется не массой, а числом атомов, доля которых среди остальных элементов составляет 17 % (второе место после кислорода, доля атомов которого равна ~ 52 %). Поэтому значение водорода в химических процессах, происходящих на Земле, почти так же велико, как и кислорода. В отличие от кислорода, существующего на Земле и в связанном, и в свободном состояниях, практически весь водород на Земле находится в виде соединений; лишь в очень незначительном количестве водород в виде простого вещества содержится в атмосфере.

Многие органические вещества представляют собой соединения С, О, Н,: нефть, природный газ, углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты, витамины. В теле человека 10% атомов водорода. В живых клетках по числу атомов на водород приходится почти 50 %.

• Геохимия водорода

На Земле содержание водорода понижено по сравнению с Солнцем, гигантскими планетами и первичными метеоритами.

Свободный водород H₂ относительно редко встречается в земных газах, но в виде воды он принимает исключительно важное участие в геохимических процессах.

В атмосфере водород непрерывно образуется в результате разложения воды солнечным излучением. Имея малую массу, молекулы водорода обладают высокой скоростью диффузионного движения (она близка ко второй космической скорости) и, попадая в верхние слои атмосферы, могут улететь в космическое пространство.

7.Учитель: Что такое диффузия?

(Диффузия-процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого.)

---- Физические свойства. (Практики)

• Водород — самый лёгкий газ, он легче воздуха в 14,5 раз. Очевидно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость при одной и той же температуре. Как самые лёгкие, молекулы водорода движутся быстрее молекул любого другого газа и тем самым быстрее могут передавать теплоту от одного тела к другому. Отсюда следует, что водород обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ. Его теплопроводность примерно в семь раз выше теплопроводности воздуха.

• Молекула водорода двухатомна — Н₂. При нормальных условиях — это газ без цвета, запаха и вкуса. Плотность 0,08987 г/л (н.у.), температура кипения −252,76 °C , малорастворим в воде.

7. Учитель: Что вам известно из курса физики о газообразном состоянии вещества?

Газообразные вещества состоят из молекул.

Молекулы газов движутся беспорядочно на большом расстоянии.

Газы могут сжиматься и расширяться.

8. Учитель: История открытия водорода. Слово предоставляется теоретикам.

--- История открытия водорода. (Теоретики)

Английский ученый Генри Кавендиш в 1766 г. получил водород действием цинка, олова или железа с серной или соляной кислотой. Водород до Кавендиша получали и другие ученые, но они и не пытались изучить его свойства. Интересно отметить, что водород принимали за разновидность воздуха или флогистон. Ломоносов в своей диссертации "О металлическом блеске” писал: "При растворении какого-либо неблагородного металла, особенно железа, в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой флогистон”. 
Большинство исследователей, в том числе и Кавендиш, принимали водород за флогистон, и называли его "горючий газ”. Кавендиш первым подробно описал способы получения, а так же физические и химические свойства водорода. Он установил, что водород не растворяется в воде и щелочах, при смешивании его с воздухом образуется взрывчатая смесь. Поэтому Кавендиш новому газу дал название "горючий воздух”. Поскольку при действии кислот на различные металлы выделялся один и тот же газ, Кавендиш утвердился в своем мнении что водород – это флогистон. В 1781 году английский ученый, наблюдая горение водорода на воздухе: установил, что водород при горении превращается в чистую воду. Но он сделал неверный вывод, посчитав, что вода, вещество элементарное, т.е. простое. В 1783–1784 гг. А. Лавуазье совместно с Ж. Менье осуществили термическое разложение воды и установили, что она состоит из кислорода и водорода. 
Данные Лавуазье: 85 частей кислорода и 15 частей водорода. 
Современные данные: 88,9% кислорода и 11,2% водорода. 
Современное название водороду дал французский физик и химик А. Гитон де Морво в 1787 году. Он предложил латинское название гидрогениум, означающее "рождающий воду”. Русское название (по смыслу такое же): вода род. 
Водород стал первым известным простым газообразным веществом. Его открытие имело огромное значение для становления современной научной химии. 

--- Получение водорода. (Практики)

способы получения водорода:

а) в промышленности: электролизом воды

2H₂O = 2H₂↑ + O₂↑ Вопрос: Что такое- Электролиз?

(Электролиз - физико-химическое явление, состоящее в выделении на электродах веществ в результате электрохимических реакций, сопровождается прохождением электрического тока через раствор либо расплав электролита.)

А что такое электрод?

(Электродом называют проводники, имеющие электронную проводимость и находящиеся в контакте с ионным проводником.)

Конверсией метана CH₄ + 2H₂O = 4H₂ + CO₂

термическим разложением метана CH₄ = 2H₂ + C

б) в лаборатории:

1) взаимодействием цинка с кислотами

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Zn + H₂SO₄ = Zn SO₄ + H₂↑

2) взаимодействием натрия с водой

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

----- Применение водорода. (Теоретики)

Атомарный водород используется для атомно-водородной сварки.

Химическая промышленность:

При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс

Пищевая промышленность:

При производстве маргарина из жидких растительных масел. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949 (упаковочный газ)

Авиационная промышленность:

Водород очень лёгок и в воздухе всегда поднимается вверх. Когда-то дирижабли и воздушные шары наполняли водородом. Но в 30-х гг. XX в. произошло несколько катастроф, когда дирижабли взрывались и сгорали. В наше время дирижабли наполняют гелием.

Водород используют в качестве ракетного топлива.

Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей. Водородные двигатели не загрязняют окружающей среды и выделяют только водяной пар.

В водородно-кислородных топливных элементах используется водород для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую.

(просмотр видео)

9.Учитель: И так, ребята, сегодня вы узнали много нового. Давайте проверим, как вы заполнили таблицы.

Ключи Таблица №1 5- «5» Таблица № 2 10- «5»

4- «4» 9-8- «4»

3- «3» 7-5- «3»

2 и ниже «2» 4 и ниже «2»

10. Учитель: Следующее задание на закрепление нового материала, вы должны сделать постер 1-ая группа работает по пунктам 2-ой группы, а 2-ая по пунктам 1-ой. На составление постера вам дается 5-6 минут. У вас на столах есть все необходимое. (Работа в группах)

Защита постеров, оценивание противоположной группы.

10. Учитель: Ребята помните в начале урока я вас попросила подумать над целью урока. И так, пожалуйста, ответьте на вопрос, почему для цели урока мы взяли слова « Через тернии к звездам».

Оценивание, подведение итога урока.

11.Учитель: Ребята, наш урок мы начали с «круга радости», а закончить урок я предлагаю кругом «От сердца к сердцу». (Учащиеся встают в круг и говорят о том, что им понравилось на уроке).

12. Учитель: Ребята, спасибо вам за урок. На память о нашем уроке я хочу подарить вам небольшие открытки с пожеланиями.

Приложение№1

Таблица №1

кислород

водород

1.Химический знак

2.Химическая формула

3.Относительная атомная масса

4.Относительная молекулярная масса

Валентность

Таблица №2

№

Характеристика

Газ

1

Легкий газ

2

Тяжелый газ

3

Газ, поддерживающий горение

4

Определяют тлеющей лучинкой

5

Собирают в пробирку дном вверх

6

Самый распространённый элемент во Вселенной.

7

Участвует в процессе горения

8

Применяется, как экологически теплое топливо

9

Выделяется в процессе фотосинтеза

10

Определяют по характерному хлопку

Приложение№2

Оценочный лист

Задание №1 «Стихотворение»

Задание №2

Сообщение

Задание №3

Презентация

Задание №4

Опыты

Задание №5

Таблица №1

Задание №6

Таблица №2

Задание №7 Постер

Дополнительные вопросы

Итоговая оценка

Оценка

Приложение№2

Оценочный лист

Задание №1 «Стихотворение»

Задание №2

Сообщение

Задание №3

Презентация

Задание №4

Опыты

Задание №5

Таблица №1

Задание №6

Таблица №2

Задание №7 Постер

Дополнительные вопросы

Итоговая оценка

Оценка