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:
Образовательная: познакомиться с водородом, его физическими свойствами, получением и применением.
Развивающая: развитие умений самостоятельного приобретения знаний, используя различные источники информации, определение выводов формирования творческой деятельности.
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»
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 %.
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
