Урок по теме "Водород"

Цель:

• изучить особенности положения водорода в ПСХЭ Д.И. Менделеева;
• сформировать знания о водороде как простом веществе; развивать умение
• записывать уравнения химических реакций; воспитывать аккуратность в обращении с химическими веществами.

Оборудование для проведения эксперимента: аппарат Киппа, 3 пробирки, штатив для пробирок, пробка с газоотводной трубкой.

Для учащихся: таблица

Реактивы: гранулы цинка, соляная кислота.

Литература:

1. Бердоносов С.С., Менделеева Е.А.. Особенности содержания и методики преподавания некоторых избранных тем курса химии 8 – 9 классов. Лекции 1 – 4. М. Педагогический университет “Первое сентября”, 2006.
2. Габриелян О.С. Химия 9 класс. М. “Дрофа”, 2007.
3. Давыдова М.Н., Савинкина Е.В.. Водород – получение, свойства, соединения. Сценарии уроков. 8 класс. М. “Чистые пруды”, 2007г.
4. Крицман В.В., Станцо В.В. Энциклопедический словарь юного химика. М. “Педагогика”, 1999.
5. Конарев Б.Н. Любознательным о химии. Неорганическая химия. М. “Химия”, 1978.

Ход урока.

I. Организация класса.

II. Проверка домашнего задания.

-На прошлом уроке вы изучили тему “Химические элементы в клетках живых организмов”.

1. На какие группы делятся химические элементы, входящие в состав клетки?
2. Какие элементы относят к макроэлементам? Почему их так называют?
3. Почему отдельные макроэлементы называют биогенными? Приведите примеры биогенных элементов.
4. Какие элементы относят к микроэлементам? Почему их так называют?
5. На каком уровне форм существования химического элемента начинается различие между живой и неживой природой?

III. Изучение нового материала.

-Мы продолжаем изучать неметаллы и на сегодняшнем уроке познакомимся с водородом. Узнаем, в чем заключается особенность положения водорода в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Изучим его физические и химические свойства. Работу на уроке будем осуществлять по плану

1.Водород – химический элемент:

а)положение в ПСХЭ Д.И. Менделеева,
б)строение атома.

2.Водород – простое вещество:

а)строение молекулы,
б)физические свойства,
в)химические свойства,
г)получение водорода,
д)нахождение в природе,
е)применение,
ж)история открытия.

-В Периодической системе химических элементов каждый элемент занимает строго определенное место. Охарактеризуйте положение водорода в Периодической системе.

Планируемый ответ ученика. Водород находится в I периоде, в 1 ряду, в 1 группе, в главной подгруппе. Порядковый номер 1. Относительная атомная масса 1, 00797.

-Водород – единственный химический элемент, которому отводят в Периодической системе Д.И. Менделеева два места. Видим, что водород также стоит и в VII группе в главной подгруппе. Почему? Чтобы ответить на этот вопрос, составьте схему строения атома водорода.

(Один ученик на доске составляет схему строения атома водорода, остальные учащиеся – в тетрадях).

Планируемый ответ ученика. Заряд ядра +1. Один энергетический уровень, на котором находится 1 электрон. Ядро атома водорода содержит 1 протон и 1 нейтрон.

-Наличие на внешнем и единственном энергетическом уровне одного электрона в атоме водорода делает этот химический элемент похожим на щелочные металлы. Водород подобно щелочным металлам отдает единственный электрон и проявляет степень окисления, равную +1.

Что общего между водородом и элементами VII группы главной подгруппы?

Подобно атомам элементов VII группы главной подгруппы Периодической системы Д.И. Менделеева водороду не хватает одного электрона до завершения внешнего энергетического уровня, поэтому водород способен проявлять окислительные свойства с металлами, забирая у них этот электрон и получая степень окисления -1.

Но по последним рекомендациям ИЮПАК водород – элемент группы № 1.

(После объяснения учителя ученики заполняют таблицу)

-Какое строение имеет молекула водорода? Покажите схему образования молекулы. Определите кратность связи и вид химической связи.

Планируемый ответ ученика. Молекула водорода двухатомная.

Н· + ·Н → Н : Н или Н – Н. Атомы связаны одной электронной парой. Связь в молекуле одинарная, ковалентная неполярная.

-Какими физическими свойствами обладает водород?

Водород – газ без цвета, запаха и вкуса. Это самый легкий газ.

-Как можно собрать водород? Рассмотрите рисунки 43 и 44 на странице 99.

-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.

- В воде водород плохо растворим, поэтому его можно собирать вытеснением воды. А в некоторых металлах водород растворим очень хорошо. Например, в одном объеме палладия растворяется 850 объемов водорода.

-Вспомните, как распознают водород.

Планируемый ответ ученика. Водород распознают по характерному хлопку – взрыву при поднесении горящей спички к пробирке с чистым водородом и по “лающему” звуку, если водород загрязнен.

Демонстрация опыта по распознаванию водорода.

-Из – за высокой устойчивости молекул Н₂ химическая активность водорода при обычных условиях мала. Хотя сам водород неметалл, он более химически активен по отношению к неметаллам, чем к металлам. При комнатной температуре водород реагирует только с фтором. При облучении – с хлором.

Задание. Запишите уравнение реакции взаимодействия водорода с хлором, назовите продукты реакции. Покажите переход электронов.

,

продукт реакции - хлороводород.

-При поджигании и при внесении катализатора (платина, палладий) водород со взрывом реагирует с кислородом.

Задание. Запишите уравнение реакции. Покажите переход электронов.

-В каком объемном отношении находятся водород и кислород?

Планируемый ответ ученика. Водород и кислород находятся в отношении 2 : 1.

-Смесь водорода и кислорода в соотношении 2 : 1 называется “гремучим газом”. Однако смеси этих газов взрываются в широком интервале объемных отношений. Поэтому даже небольшая утечка водорода из баллона, в котором он хранится, может привести к сильнейшему взрыву. В связи с этим хранить баллоны с водородом в помещениях нельзя.

Реакции водорода с неметаллами используют для получения важнейших химических продуктов, например, аммиака. Запишем уравнение реакции:

В рассмотренных реакциях водород проявлял восстановительные свойства. Водород является восстановителем не только по отношению к простым веществам, но также и по отношению к сложным. Его можно использовать для восстановления металлов из их оксидов, например

CuО + H₂ = Cu +Н₂О.

-Окислительные свойства водорода проявляются при его взаимодействии с металлами, в результате которого образуются твердые солеподобные соединения – гидриды.

Задание. Напишите уравнения реакции взаимодействия водорода с натрием и кальцием.

2Na + Н₂ = 2NaH,

Са + Н₂ = СаН_2.

-В настоящее время в промышленности водород получают конверсией (превращением) водяных паров с углем или метаном:

А как в лабораторных условиях получить водород?

Планируемый ответ ученика. Водород можно получить действием раствором кислоты на металл.

-Водород в лаборатории получают взаимодействием соляной или разбавленной серной кислот с металлами, стоящими в ряду напряжения до водорода, используя аппарат Киппа: Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂

Демонстрация опыта получения водорода в аппарате Киппа.

-Аналогом аппарата Киппа является прибор Кирюшкина. Найдите изображения аппарата Киппа и прибора Кирюшкина на с. 102 рисунок 47. Обратите внимание на то, как правильно должен быть подготовлен аппарат для получения водорода.

-Как распространен водород в природе?

(Сообщение ученика о распространенности водорода в природе. Приложение 1.)

-Каковы главные направления промышленного применения водорода?

(Сообщение ученика о промышленном применении водорода. Приложение 2.)

-А теперь узнаем историю открытия водорода.

(Сообщение ученика об открытии водорода. Приложение 3.)

IV. Закрепление.

Вопросы и задания.

Какой химический элемент вы сегодня изучили?

Как объяснить, почему водород располагается и в первой и в седьмой группах Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева?

Чем определяются химические свойства водорода?

V. Подведение итогов, выставление оценок.

VI. Домашнее задание.

Выучить § 17, выполнить № 3 и № 4.

Приложения можете спросить у автора статьи.