Выбранный для просмотра документ Водород.ppt
Скачать материал "Урок и презентация по химии по теме «Водород»"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
Тема: Водород
2 слайд
План:
Водород в природе.
Водород как химический элемент.
Открытие водорода.
Получение водорода.
Физические свойства водорода.
Химические свойства водорода.
Применение водорода.
3 слайд
Нахождение в природе
На Земле
Во вселенной
4 слайд
Водород на Земле
5 слайд
Распространение на Земле
Водород в природе третий по химической распространенности элемент (после О и Si).16% атомов элементов – это атомы водорода. В свободном состоянии водород встречается крайне редко; он входит в состав газов, выделяемых вулканами. В гидросфере, литосфере и биосфере водород содержится чаще всего в связанном виде. Наиболее важное соединение водорода – вода. Водород входит в состав каменного угля, нефти, минералов, а также во все животные и растительные организмы.
6 слайд
На планете Земля по распространенности водород занимает девятое место.
Содержание его в земной коре достигает 0,15% ее массы (с учетом гидросферы – 1%). Однако при пересчете на проценты от общего числа атомов содержание водорода в земной коре 17%.
В природных соединениях дейтерий и протий в среднем содержатся в отношении 1:6800 (по числу атомов). Тритий в природе находится в ничтожно малых количествах.
Водород в земной коре
7 слайд
Водород в атмосфере
8 слайд
В составе атмосферного воздуха присутствие водорода менее 0,0001 %.
В атмосфере водород находится в виде газа Н₂. Газообразный водород значительно легче воздуха. Он может оказаться в нижних слоях атмосферы лишь в момент извержения вулканов или бурения нефтяных скважин. Но он сразу же поднимается вверх; на высоте 100 км атмосфера в основном состоит из водорода и гелия – также очень легкого газа. Однако водород постоянно улетучивается из земной атмосферы в космическое пространство.
9 слайд
Водород во Вселенной
10 слайд
Водород - самый распространенный химический элемент во Вселенной. Водород составляет более 70% массы Солнца и большинства звезд. Гигантские планеты Солнечной системы Юпитер и Сатурн в основном состоят из водорода.
Водород – прародитель химических элементов. В недрах звезд в результате ядерных реакций водород превращается в гелий, гелий - в литий и т.д.. Именно в звездных ядерных котлах синтезируются ядра атомов всех химических элементов и их изотопов. При чрезмерном ускорении ядерных реакций происходит. Часть массы звезды выбрасывается в межзвездное пространство. Из этой массы формируются планеты.
11 слайд
Место водорода в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева
12 слайд
Водород – химический элемент.
Порядковый номер водорода 1.
Водород расположен в первом периоде, где находятся всего два химических элемента H и He. Емкость первого электронного слоя равна 2 и поэтому у атомов гелия имеется завершенная электронная оболочка.
В одних случаях водород помещают в подгруппу щелочных металлов, в других – в подгруппу галогенов. Некоторые составители периодической таблицы ставят его и в первую, и в седьмую группу.
13 слайд
Аргументы в пользу помещения водорода в подгруппу
щелочных металлов
На внешнем энергетическом уровне один электрон.
Водород является восстановителем: Н₂ - 2е⁻=2Н⁺ Na – 1e⁻=Na⁺
Образует соединения со степенью окисления +1:
H⁺Cl Na⁺Cl
4. Спектр излучения атомов водорода и щелочных металлов сходен.
галогенов
До завершения внешнего энергетического уровня не хватает одного электрона.
Водород может быть окислителем: Н₂ +2е⁻=2Н⁻ Cl₂ +2e⁻ = 2Cl⁻
Образует степень окисления -1: NaH⁻ NaCl⁻
Простое вещество – двухатомная молекула H₂.
Энергия ионизации атомов водорода и галогенов близка по значениям.
14 слайд
Свойства атома водорода
15 слайд
Строение атома водорода
Атом водорода состоит из ядра, представляющего собой один протон, и одного электрона, который находится на 1-s орбитали.
16 слайд
Изотопы водорода
Водород имеет три изотопа: протий Н, дейтерий D, тритий Т. ,
В природном водороде содержится 99,985% протия и 0,015% дейтерия.
Протий и дейтерий стабильны, тритий – радиоактивен (период полураспада 12,5 лет).
17 слайд
Свойства изотопов водорода
Все изотопные формы водорода обладают практически одинаковыми химическими свойствами. Однако они различаются по физическим свойствам.
18 слайд
Открытие водорода
Водород был получен еще в первой половине XVI века немецким врачом и естествоиспытателем Т.Парацельсом.
19 слайд
В 1776 г. Х.Кавендиш (Англия) открыл водород. При действии разбавленной серной кислоты на цинк он наблюдал выделение газа -«горючего воздуха». Кавендиш исследовал его физико-химические свойства и выяснил, что водород очень легкий и продуктом его сгорании на воздухе является вода.
20 слайд
Лишь в 1787 году Антуан Лавуазье доказал, что «горючий воздух», открытый в 1766 году входит в состав воды и дал ему название «гидрогениум», т.е. «рождающий воду», «водород».
21 слайд
Получение водорода в промышленности
Мировой уровень промышленного получения водорода достигает нескольких миллионов тонн в год.
В промышленности водород получают несколькими способами:
Электролиз водных растворов щелочей;
Взаимодействие угля с парами воды;
Получение из природного газа.
22 слайд
Электролиз раствора щелочи
Н₂О Н₂↑ + О₂↑
23 слайд
Взаимодействие угля с парами воды
Пропускание паров воды над раскаленным коксом при температуре1000°С: H2O+C↔H2+CO. Вначале получается водяной газ, т.е. смесь Н₂, Н₂О и СО, который затем пропускают над катализатором из оксида железа (III) при температуре 450°С. В этом случае оксид углерода реагирует с водой: СО+Н₂О₍пар₎ ↔ СО₂ + Н₂ (конверсия СО). Двуокись углерода удаляют затем из смеси растворением ее в воде под высоким давлением. Так получают свыше 50% промышленного водорода.
24 слайд
Получение из природного газа
Современные методы получения больших количеств водорода основаны на конверсии с водяным паром природного газа, содержащего метан. Смесь природного газа с водяным паром пропускают над поверхностью никелевого катализатора при температуре порядка 900°С: СН₄ + Н₂О ↔ СО + 3Н₂. Полученная смесь называется синтез-газ, поскольку она используется как источник водорода при синтезе аммиака. Водород получают также из природного газа путем каталитического окисления метана кислородом: 2СН₄₍г₎ + О₂₍г₎↔2СО₍г₎+ 4Н₂₍г₎.
25 слайд
Получение водорода из воды с помощью солнечной энергии
26 слайд
Получение водорода в лаборатории
В лабораторных условиях для получения водорода используют следующие методы:
Электролиз растворов щелочей.
Взаимодействие разбавленных кислот с металлами средней активности.
Взаимодействие амфотерных металлов с растворами щелочей.
Гидролиз гидридов металлов.
Взаимодействие щелочноземельных металлов с водой.
27 слайд
Взаимодействие разбавленных кислот с металлами средней активности
Металлы расположенные в электрохимическом ряду напряжений левее водорода, реагируют с разбавленной серной или соляной кислотой, образуя соль и водород.
Для проведения такой реакции чаще всего используют цинк и разбавленную соляную кислоту:
Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑.
28 слайд
29 слайд
Взаимодействие амфотерных металлов с растворами щелочей
Получение водорода действием щелочей на цинк или алюминий. Цинк и алюминий реагируют с водными растворами гидроксида натрия и гидроксида калия, образуя водород:
2Al + 2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑ Zn+2KOH+2H₂O=K₂[Zn(OH)₄]+H₂ ↑.
30 слайд
31 слайд
Гидролиз гидридов металлов
CaH₂ + H₂O = Ca(OH)₂ +H₂↑
32 слайд
Са+2Н₂О=Са(ОН)₂+Н₂↑
Взаимодействие кальция с водой
33 слайд
Собирание водорода
Методом вытеснения воды
Методом вытеснения воздуха
34 слайд
Техника безопасности при работе с водородом
Прежде чем поджигать водород, нужно его проверить на чистоту. Для этого водород собирают в пробирку и поджигают. Если водород чист, то он загорается спокойно и с характерным звуком («хлопком»). Ели же в пробирке есть примесь кислорода (воздуха), то газ сгорает мгновенно со взрывом и свистящим звуком. Взрыв в пробирке не опасен. Но если он происходит в каком-либо закрытом стеклянном сосуде, то осколки могут поранить вас. Поэтому при работе с водородом нужно соблюдать осторожность.
35 слайд
36 слайд
Физические свойства водорода
Лёгкий горючий газ без цвета, запаха и вкуса.
Температура плавления -259,15
Температура кипения -252,7
Плохо растворим в воде.
37 слайд
Водород – простое вещество.
Молекула водорода состоит из двух атомов. Возникновение связи между ними объясняется образованием обобщенной пары электронов: Н:Н (ковалентная связь) или Н₂. Благодаря этому обобщению электронов молекула Н₂ более энергетически устойчива чем его отдельные атомы. Чтобы разорвать в 1 моль водорода молекулы на атомы, необходимо затратить энергию 436 кДж: Н₂=2Н, ∆Н°=436кДж/моль. Этим объясняется сравнительно небольшая активность молекулярного водорода при обычной температуре.
38 слайд
Химические свойства водорода
Водород – восстановитель Н₂ - 2е⁻ = 2Н⁺:
Н₂ + F₂ = 2HF (реакция со взрывом)
2H₂ + O₂ 2H₂O + Q
3H₂ + N₂ 2NH₃
CuO + H₂ = Cu + H₂O
Водород – окислитель Н₂ + 2⁻ = 2Н⁻: 2Li+H₂=2LiH
Ca + H₂ = CaH₂
СaH₂ Ca + H₂
39 слайд
40 слайд
41 слайд
Образование гремучей смеси
Обычно лёгок и летуч,
Он вдруг становится могуч:
Его нагрев неосторожно
Взорвать в округе всё возможно.
42 слайд
43 слайд
Применение водорода
Н₂
Переработка нефти
Ракетное топливо
Создание высоких температур
Получение органических продуктов
Пищевая промышленность
Получение неорганических продуктов
Наполнение аэростатов и дирижаблей
Горючее
Н₂
Переработка нефти
Ракетное топливо
Создание высоких температур
Получение органических продуктов
Пищевая промышленность
Получение неорганических продуктов
Наполнение аэростатов и дирижаблей
Горючее
44 слайд
Наполнение аэростатов и дирижаблей
Водород как самый легкий газ, очень удобен для наполнения дирижаблей и аэростатов, а также для получения показаний гидрометеослужб. Однако он горюч, и потому чаще используются гелий.
45 слайд
Применение водорода для создания высоких температур
Кислородно-водородным пламенем режут и сваривают металлы. Температура пламени достигает 3000°С.
46 слайд
Водород в качестве горючего
Водород – автомобильное топливо XXI века.
47 слайд
Применение водорода в переработке нефти
Приблизительно 12% всего производимого водорода используется на предприятиях по переработке нефти, для удаления вредных примесей серы из нефти.
48 слайд
Применение водорода в пищевой промышленности
Производство маргарина. Водород используется для гидрирования растительных масел в присутствии никелевого катализатора с целью получения твердых пищевых жиров – маргарина.
49 слайд
Получение неорганических продуктов
Приблизительно 50% получаемого водорода используется для синтеза аммиака NH₃. Приблизительно треть получаемого таким образом аммиака превращают затем в азотную кислоту HNO₃, которая в свою очередь используется в производстве взрывчатых веществ, красителей и азотных удобрений.
Водород используется в производстве соляной кислоты HCl.
Он используется для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их оксидов.
50 слайд
51 слайд
Получение органических продуктов
Водород используется в процессе синтеза метанола CH3OH. Метанол используется как растворитель, а также в производстве других органических продуктов.
52 слайд
Ракетное топливо
Водород является самым эффективным ракетным топливом.
53 слайд
Применение изотопов водорода
Изотопы водорода – дейтерий и тритий – нашли важное применение в атомной энергетике.
Слова «дейтерий» и «тритий» напоминают нам о том, что сегодня человек располагает мощнейшим источником энергии, высвобождающейся при реакции:
+ → + + n° + 17,6 Мэв,
которая используется в работе водородной бомбы.
54 слайд
Андрей Дмитриевич Сахаров
21 мая 1921 г. – 14 декабря 1989 г.
Водородная бомба
Ядерный взрыв
55 слайд
Вопросы:
Дайте общую характеристику элемента водорода. (*)
Какова распространенность и в каком виде водород встречается в природе?(*) Вычислите, какое из веществ богаче водородом: вода Н₂О или метан СН₄? (*)
Составьте уравнения реакций, в результате которых можно получить водород. (*)
Как доказать, что водород легче воздуха? (*)
56 слайд
Вопросы:
Как перелить водород из одного сосуда в другой? (*)
Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства водорода. (*)
Где применяется водород? (*)
57 слайд
Какое соединение богаче водородом: H₂O или CH₄ ?
Решение:
Мr (H₂O) = 18
Мr (CH₄) = 16
ω ₁(H) = 2/18 = 0,111 (11,1%) в H₂O
ω₂ (H) = 2/16 = 0,25 (25%) в CH₄
25% > 11,1%
Ответ: метан богаче водородом, чем вода.
58 слайд
Переливание водорода из одного сосуда в другой.
Водородом наполняют небольшой цилиндр путем вытеснения из него воды. Затем над ним помещают другой с воздухом, в который и переливают водород. (Второй цилиндр лучше брать немного меньшего размера.)
Больший цилиндр ставят на стол, а меньший подносят к огню. Происходит вспышка находящегося в нем водорода. При внесении огня в больший цилиндр вспышки не происходит. Цилиндры необходимо оклеить липкой лентой.
59 слайд
Спасибо за внимание!
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ Карта-задание.docx
Водород.
1. Водород в природе.
Массовая доля водорода в земной коре составляет ____. Во Вселенной доля атомов водорода составляет ____.
На планете Земля водород _________ по химической распространенности элемент (после О и Si).
Водород
 |
 |
||
в свободном состоянии в связанном виде
____________________ ________________________
____________________ ________________________
Водород входит в состав_______________________________________ _______________________________________________________________.
В атмосфере водород находится в виде_______________.
Водород - самый распространенный химический элемент во Вселенной. Водород составляет ______________________________________________
_______________________________________________________________.
Водород – прародитель __________________________________________.
2. Положение в ПСХЭ Д.И.Менделеева.
1) Порядковый номер____.
2) Номер периода _______.
3) Номер группы ______.
4) Подгруппа_______________.
5) Относительная атомная масса______.
|
Аргументы в пользу помещения химического элемента водорода в |
|
|
I группу |
VII группу |
|
1.
|
1. |
|
2.
|
2. |
|
3.
|
3. |
|
|
4.
|
6) Характерные степени окисления:_______________.
7) Состав атома водорода (р=___; n=___), е-=___.
8) Строение электронной оболочки:_________.
3. Изотопы водорода.
Водород имеет 3 изотопа:______________________________________.
Изотопы водорода
 |
 |
 |
|||
(p=1;n=0),e=1 (p=1;n=1),e=1 (p=1;n=2),e=1
___________ ___________ ____________
(обозначение) (обозначение) (обозначение)
4. Открытие водорода.
Открытие водорода проходило в 3 этапа:
1. Водород был получен еще в первой половине XVI века немецким врачом и естествоиспытателем
2. В 1776 г.
открыл водород. При действии разбавленной серной кислоты на цинк он наблюдал выделение газа - «горючего воздуха». Он исследовал его физико-химические свойства и выяснил, что водород очень легкий и продуктом его сгорании на воздухе является вода.
3. Лишь в 1787 году
доказал, что «горючий воздух», открытый в 1766 году входит в состав воды и дал ему название «гидрогениум», т.е. «рождающий воду», «водород».
5. Способы получения водорода.
В промышленности:
1. Электролиз водных растворов щелочей:
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ
2. Взаимодействие угля с парами воды:
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ
3. Получение из природного газа:
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ
В лаборатории:
1. Электролиз растворов щелочей:
2. Взаимодействие разбавленных кислот с металлами средней активности:
3. Взаимодействие амфотерных металлов с растворами щелочей:
4. Гидролиз гидридов металлов:
5. Взаимодействие щелочноземельных металлов с водой:
6. Водород собирают:
1) Методом вытеснения____________
2) Методом вытеснения ____________
7. Главное правило при работе с водородом____________________ _________________________________________________________________________________________________________________________.
8. Физические свойства водорода:________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________.
9. Водород - простое вещество.
10. Смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода называется ___________________________. При поджигании такая смесь дает сильный взрыв.
11. Применение водорода
Т.Парацельс
Х.Кавендиш
А.
Лавуазье
H2O 
Н2
+ О2
H2O+C ↔ H2+CO
СН₄ + Н₂О ↔ СО + 3Н₂
H2O Н2
+ О2
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
2Al + 2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑
CaH₂ + H₂O = Ca(OH)₂ +H₂↑
Са+2Н₂О=Са(ОН)₂+Н₂↑
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
"Выдержка из материала:
Водород в природе третий по химической распространенности элемент (после О и Si).
16% атомов элементов – это атомы водорода.
В свободном состоянии водород встречается крайне редко; он входит в состав газов, выделяемых вулканами. В гидросфере, литосфере и биосфере водород содержится чаще всего в связанном виде.
Наиболее важное соединение водорода – вода. Водород входит в состав каменного угля, нефти, минералов, а также во все животные и растительные организмы.
На планете Земля по распространенности водород занимает девятое место.
Содержание его в земной коре достигает 0,15% ее массы (с учетом гидросферы – 1%). Однако при пересчете на проценты от общего числа атомов содержание водорода в земной коре 17%.
В природных соединениях дейтерий и протий в среднем содержатся в отношении 1:6800 (по числу атомов).
Тритий в природе находится в ничтожно малых количествах.
В составе атмосферного воздуха присутствие водорода менее 0,0001 %. В атмосфере водород находится в виде газа Н₂. Газообразный водород значительно легче воздуха. Он может оказаться в нижних слоях атмосферы лишь в момент извержения вулканов или бурения нефтяных скважин. Но он сразу же поднимается вверх; на высоте 100 км атмосфера в основном состоит из водорода и гелия – также очень легкого газа.
Однако водород постоянно улетучивается из земной атмосферы в космическое пространство. Водород - самый распространенный химический элемент во Вселенной.
Водород составляет более 70% массы Солнца и большинства звезд.
Гигантские планеты Солнечной системы Юпитер и Сатурн в основном состоят из водорода.
Водород – прародитель химических элементов. В недрах звезд в результате ядерных реакций водород превращается в гелий, гелий - в литий и т.д.
Именно в звездных ядерных котлах синтезируются ядра атомов всех химических элементов и их изотопов.
При чрезмерном ускорении ядерных реакций происходит. Часть массы звезды выбрасывается в межзвездное пространство. Из этой массы формируются планеты.
"В лабораторных условиях для получения водорода используют следующие методы:
Электролиз растворов щелочей.
Взаимодействие разбавленных кислот с металлами средней активности.
Взаимодействие амфотерных металлов с растворами щелочей.
Гидролиз гидридов металлов.
Взаимодействие щелочноземельных металлов с водой.
6 662 127 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Евтеева Светлана Николаевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.