Азот
Цели:
- Воспитательные:
- воспитывать аккуратность в ведении записей в тетрадях;
- приучать к поддержанию чистоты и аккуратности рабочего места;
- воспитывать умение общения в коллективе.
- Образовательные:
- сформировать представление об азоте как простом веществе.
- изучить строение атома и молекулы азота.
- изучить свойства азота и способы его получения.
- рассмотреть круговорот азота в природе.
- Развития:
- уметь составлять строение атома и молекулы азота.
- уметь описывать физические свойства азота.
- уметь составлять уравнения химических реакций, отражающих химические свойства азота и способы его получение.
Оборудование и реактивы:проектор, компьютер, Презентация, рабочая тетрадь (Приложение 1), дихромат аммония, серная кислота, стеклянная палочка, асбестовая сетка, спиртовка.
Методы: словесно-наглядный.
Методика:традиционный урок, изучение нового.
ХОД УРОКА
– Здравствуйте, ребята!
У вас на столах находятся листы, которые сегодня будут служить
рабочей тетрадью. В них представлены задания разного плана и
характера. И в течение урока вы будете вписывать туда ответы.
(Презентация, слайд 1)
– А нам, друзья, не должно быть всё равно. Ведь мы живём в таком
мире, в котором много тайн, загадок, неизведанных фактов.
Сегодня мы переходим к изучению следующей подгруппы элементов – это
подгруппа азота. И познакомимся с одним из удивительных веществ, с
таким знакомым и таким неизведанным, как азот. Тема урока у вас уже
представлена в рабочей тетради (Приложение 1).
(Слайд 2)
Характеризовать азот будем по следующему плану:
- История открытия азота.
- Строение атома и молекулы азота.
- Свойства азота.
- Получения и применение азота.
- Круговорот азота в природе.
(Слайды 3,4)
I. История открытия азота
Откройте 2 лист.
Вам необходимо будет в течение моего рассказа кратко вписать в
пустые строки открытия учёных.
В 1756 г. англичанин Даниэль Резерфорд установил,
что воздух, оставшийся под колоколом, где жила несколько дней мышь,
освобожденный от углекислого газа, не поддерживает горение и
дыхания. Этот газ он назвал «ядовитым воздухом».
В 1773 г. Карл Шееле – шведский аптекарь –
установил, что воздух состоит из двух газов. Газ, не поддерживающий
горение и дыхание, он назвал «испорченным воздухом».
В 1776 г. известный французский учёный Антуан
Лавуазье, подробно исследуя «ядовитый» и «испорченный»
воздухи, установил, что это одно и то же вещество, и предложил
назвать его азотом.
(Слайд 5)
Азот в переводе с греческого означает безжизненный (от лат.
а – нет и зоэ – жизнь).
Так ли это?
Узнаем, изучив более подробно азот и его свойства.
? Охарактеризуйте положение азота в ПС
Д.И. Менделеева.
Азот находится во 2 периоде, V группе, главной подгруппе.
(Слайд 6)
II. Строение атома и молекулы азота
1. Строение атома азота
Азот находится в V группе в главной подгруппе во 2 периоде.
? Сколько энергетических уровней в атоме
азота?
Пользуясь этой информацией изобразите строение атома азота, вписав
нужное количество протонов, нейтронов и электронов.
Сверим ваши решения.
Далее нам необходимо заполнить таблицу.
Зарисуем строение внешнего электронного слоя.
? Сколько электронов на внешнем
энергетическом уровне?
? Каково максимальное количество
электронов на внешнем энергетическом уровне?
? Сколько электронов может присоединить
атом азота?
Вследствие этого он приобретёт степень окисления – 3.
Атомы азота могут также отдавать свои внешние электроны более
электроотрицательным элементам.
? Каким, например?
Атомы азота приобретают при этом степень окисления +3 и +5.
Атомы азота проявляют восстановительные свойства и в степенях
окисления +1, +2, +4, но соединения с такими элементами встречаются
редко.
Летучее водородное соединение NH3 – аммиак.
Высший оксид – N3O5 – оксид азота (V).
Кислота – HNO3 – азотная кислота.
Рассмотрим свойства атома азота.
Впишите соответствующее количество электронов в схемы.
В первом случае азот – восстановитель, во втором – окислитель.
2. Строение молекулы азота
В свободном состоянии азот существует в виде двухатомных молекул
N2.
У атома азота на внешнем слое 5 электронов: 2 спаренных и 3
неспаренных.
В образовании тройной связи в молекуле азота участвуют неспаренные
электроны.
В этих молекулах два атома азота связаны очень прочной
тройной связью.
Даже при t ≈ 3300oC только одна из тысячи
молекул азота распадается на атомы.
Молекула азота устойчива, инертна.
(Слайд 7)
Выполним задание 1.
(Слайд 8)
III. Свойства азота
Перевернули на 3 лист.
1. Физические свойства
Охарактеризуем физические свойства азота, выполнив
задание 2.
Вам необходимо прочитать §24, с. 143 второй абзац и вписать
ответы.
Азот – бесцветный газ без запаха и вкуса.
В воде растворяется хуже кислорода.
Азот в твёрдом состоянии имеет молекулярную кристаллическую
решётку, поэтому у него низкие температуры плавления и кипения.
ρ = 0,81 г/см3 (N2 – жидкий)
tпл. = – 210oС
tкип. = – 195,8oС
(Слайд 9)
На этом слайде вы видите жидкий азот.
В молекуле азота атомы соединены прочной тройной связью.
? Как вы думаете, будет ли азот активен в
химических реакциях?
Прочностью молекулы азота обусловлена его химическая
инертность.
2. Химические свойства
И мы с вами перемещаемся в лабораторию химика. Это задание 3.
(Слайд 10)
При обычных условиях азот взаимодействует только с литием.
При этом образуется нитрид лития Li3N.
При нагревании азот образует нитриды с рядом других металлов,
например:
Азот в соединениях с металлами проявляет степень окисления = –3.
Попытайтесь составить уравнение химической реакции
взаимодействия азота с алюминием.
Проверим.
Уравнение химической реакции взаимодействие азота с кальцием допишите дома.
При высоких температурах, давлении и в присутствии катализатора
азот реагирует с водородом, образуя летучее водородное соединение –
аммиак.
Закончите это уравнение реакции.
Что записали?
При температуре электрической дуги азот реагирует с кислородом в
результате образуется оксид азота (II).
Запишите.
Что получилось в итоге?
(Слайд 11)
В природе подобный процесс наблюдается при грозах.
Вы видите при каких трудных условиях протекают эти реакции, а это
связано с особенностями строения молекулы азота, с наличием тройной
связи.
(Слайд 12)
Рассмотрим 2 последние реакции. Задание 4.
Реакция взаимодействия азота с кислородом.
Охарактеризуем её, выбрав соответствующую характеристику из рамки
посередине.
Во-первых, это реакция соединения,
некаталитическая, протекает с поглощением теплоты, то есть
эндотермическая.
? Охарактеризуйте реакцию взаимодействия азота с водородом по тем же критериям.
Проверим.
Мы рассмотрели строение и свойства азота.
А как его получают – рассмотрим.
Перевернули лист на следующую страницу.
IV. Получение и применение азота
1. Получение азота
(Слайд 13)
В промышленности азот получают перегонкой жидкого воздуха.
В промышленности азот получают из воздуха, используя различия в
температурах кипения азота и кислорода.
В лаборатории азот получают разложением неустойчивых соединений
азота.
Также его можно получить разложением дихромата аммония.
(Демонстрация опыта).
А для чего он необходим, какова его роль.
2. Применение азота
(Слайд 14)
Глядя на рисунок в ваших листах, выполните задание 5, составив
связный рассказ о применении азота.
Азот широко применяют в химической промышленности для получения
аммиака, мочевины и других химикатов.
В электротехнике он используется как инертная среда для заполнения
электрических лампочек.
Жидкий азот применяют в охладительных системах.
(Слайд 15)
Но какова биологическая роль азота?
Нужен ли он человеку?
V. Круговорот азота в природе
Атмосфера на 78% состоит из азота, на 21% – из кислорода.
Оставшийся 1% занимают другие газы.
Атмосферный воздух является неисчерпаемым резервуаром. Однако
основная часть живых организмов не может непосредственно
использовать этот азот. Он должен быть предварительно связан в виде
химических соединений.
Для усвоения азота растениями необходимо, чтобы он входил в состав
ионов аммония NH4+ или нитрата
NO3–.
Такие растения, как мышиный горошек, люпин, люцерна, клевер
способны усваивать атмосферный азот.
Некоторое количество азота переводится в связанное состояние во
время грозы. Вы удивитесь, но вспышки молний происходят гораздо
чаще, чем вы думаете, – порядка ста молний каждую секунду. Пока я
проговорила это предложение, во всем мире сверкнуло примерно
500 молний.
Образовавшийся оксид азота выпадает с дождями на поверхность
почвы.
Кроме того, различные химические предприятия собирают азот из
воздуха.
В почве происходят процессы, в результате которых образуются
нитраты NO3–, которые легко усваиваются
корнями растений.
Давайте ответим на вопрос, поставленный в начале урока.
Такой ли безжизненный азот?
Азот – безжизненный газ.
И что он значит для нас?
Какой для него закон?
Рассмотрим с разных сторон:
Азот – неживой, без сомненья
Не знает дыханья, горенья…
А, если, с другой стороны –
Иные аспекты видны:
Он входит в состав белков –
Для вечной жизни готов
И к нужной, полезной работе –
Участвует в круговороте…
Немного о нём мы знаем,
Но тайну приоткрываем.
И новые знания ждут,
Всех тех, кто дальше пойдут!
Открытий великих ряд
И вам любопытный взгляд,
И опытов тесный круг
Для царства одной из наук!
А химия как чаровница,
Как чудо, которое длится.
– Итак, подведём итоги урока. (Выставляю отметки).
Домашнее задание: §24 «Азот». Составить рассказ на тему: «Путешествие азота в природе».
Задание: Для перевозки овощей и фруктов на дальние расстояния используют рефрижераторы, в которых в качестве хладоагента используют жидкий азот. На каких свойствах это основано?