Урок по химии на тему: "Водород"

Урок ПО ХИМИИ на тему:
«Водород»

Ход урока


I. Орг. момент

Проверка готовности учащихся к работе.

II. Мотивационный этап

Сегодня мы посвятим наш урок этому удивительному веществу - водороду. Давайте вместе составим план изучения этого вещества. (В процессе совместного обсуждения составляется план исследования темы «Водород»)

Цели урока:
способствовать достижению обучающимися образовательных результатов:
Предметных: особенности положения водорода в периодической системе, строение молекулы, физические, химические свойства, способы получения и области применения.
Метапредметных:
регулятивных-умение управлять и организовывать свою деятельность;
коммуникативных – формирование навыков сотрудничества;
познавательных-осуществлять поиск необходимой информации для выполнения учебных заданий с использованием учебной литературы и справочным материалом, выполнение логических операций анализа, обобщения, установления причинно-следственные связи.
Личностных: мотивация к получению нового знания.
Тип урока: создания нового знания.

III. Этап создания нового знания
История открытия водорода
Нахождение в природе
Строение атома
Положение в ПС химических элементов Д.И. Менделеева
Физические свойства
Химические свойства
Получение
Применение
ПЛАН

История открытия
Впервые водород получил Парацельс, погружая железные опилки в серную кислоту в XVI веке.
В 1671 году Роберт Бойль подробно описал реакцию между железными опилками и разбавленными кислотами, при которой выделяется газообразный водород.
Парацельс
Роберт Бойль

История названия
В 1766 году Генри Кавендиш был первым, кто признал газообразный водород индивидуальным элементом, назвав газ, выделяющийся при реакции металла с кислотой, «горючим воздухом». Он предположил, что «горючий воздух» идентичен гипотетическому веществу, называемому «флогистон», и в 1781 году обнаружил, что при его сгорании образуется вода.
Генри Кавендиш

ЕЩЕ НЕМНОГО ИСТОРИИ…
Французский химик Антуан Лавуазье совместно с инженером Жаном Мёнье, используя специальные газометры, в 1783 году осуществил синтез воды, а затем и её анализ, разложив водяной пар раскалённым железом. Так он установил, что «горючий воздух» входит в состав воды и может быть из неё получен.
Антуан Лавуазье

ВОДОРОД. Нахождение в природе.
В органических веществах ( нефть, горючие природные газы и др.)
В атмосфере
В составе земной коры 1%
В составе воды 11,19 %
В составе метана (25% по массе)
Составная часть солнца и других звезд
Нахождение в природе

СТРОЕНИЕ АтомА водорода.
Атом водорода — самый простой по строению, самый лёгкий из атомов всех известных элементов. В его ядре находится один протон, а в электронной оболочке — всего один электрон.
Электронная формула

Положение в периодической системе.
1.Порядковый №1
2.Период I
3.Группа I А (VII)
4.Относительная масса Ar(Н)=1
Латинское название водорода -Hydrogenium («рождающий воду»)

Задание:
Используя текст учебника найдите аргументы за то, что водород должен находиться в I группе и аргументы за VII группу

Физические свойства.
1.Легкий горючий газ, без цвета, запаха и вкуса.
2.Температура плавления – 259,15°C
3.Температура кипения – 252,7°C
4.Плохо растворяется в воде
5.Самая высокая теплопроводимость среди газообразных веществ
6.Растворим во многих металлах ( например, Ni, Pt, Pb и др)

Химические свойства.
1.Взаимодействие с простыми веществами –неметаллами (кроме фосфора, кремния, инертных газов).
Водород реагирует с кислородом .При этом образуется вода :
2H 2 + O 2 ( t °) = 2H2O
Водород горит в кислороде с выделением большого количества тепла , температура водородно-кислородного пламени достигает 2800 °C
А)Взаимодействие с галогенами.
При обычной температуре водород реагирует лишь со фтором с образованием фтороводорода НF :
H 2 + F 2 = 2HF
С хлором водород реагирует только на свету , реакция протекает со взрывом:
H 2 + Cl 2 = ( t °) 2HCl

Б) Взаимодействие с серой.
При нагревании водород обратимо реагирует с серой с образованием сероводорода – газа с запахом тухлых яиц :
H2 + S → H2S
В)Взаимодействие с азотом. С азотом водород обратимо реагирует при высокой температуре и в присутствии катализатора, например железо, с образованием аммиака :
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3
2. Взаимодействие с активными металлами
При взаимодействии с металлами водород проявляет окислительные свойства: атом водорода присоединяет электрон и превращается в отрицательно заряженный гидрид-ион Н.
При нагревании водород взаимодействует с активными металлами, образуя белые кристаллические вещества — гидриды металлов:
2Na + H2 → 2NaH (t ≈ 300 °C).
Ca + H2 → CaH2

3.Взаимодействие со сложными веществами.
При взаимодействии со сложными веществами водород проявляет восстановительные свойства, например, он восстанавливает многие металлы из их оксидов, например:
CuO + H2 = Cu + H2O
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe +4H2O (t = 1000 °C).
Эти реакции используются в металлургии для получения металлов. Однако не все металлы могут быть восстановлены водородом из оксидов: таким способом нельзя получить активные металлы, стоящие в ряду активности левее марганца (натрий , кальций , алюминий и др.).

Получение водорода.
В лаборатории водород получают действием кислот (соляной или разбавленной серной) на активные металлы, например на цинк:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Реакцию обычно проводят в аппарате Киппа (рис.а) а для получения малых количеств водорода — в приборе Кирюшкина (рис.б). Водород собирают методом вытеснения воздуха, держа пробирку донышком вверх, или методом вытеснения воды.

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА
Водород образуется также при действии растворов щелочей на цинк, кремний и алюминий, при реакции щелочных и щёлочноземельных металлов и их гидридов с водой.
Промышленные способы получения водорода отличаются от лабораторных способов его получения. В промышленности водород получают :
1.Газопаровая конверсия угля:
C + H2O = CO + H2.
2.Разложение метана:
СН4 = С + 2Н2

4.Взаимодействие метана с водяным паром:
CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2

3.Электролиз воды:

2Н2О = 2Н2↑ + О2↑

Применение водорода.

Химическая промышленность.
Химическая промышленность — это крупнейший потребитель водорода. Более 50 % мирового выпуска водорода идёт на производство аммиака. Ещё около 8 % используется для производства метанола. Из аммиака производят пластмассы, удобрения, взрывчатые вещества и прочее. Метанол является основой для производства некоторых пластмасс.

Топливно-энергетический комплекс.
В нефтепереработке около 37 % мирового выпуска водорода используется в процессах гидрокрекинга и гидроочистки, способствуя увеличению глубины переработки сырой нефти и повышению качества конечных продуктов.
Водород используют и в качестве ракетного топлива.

Транспорт.
Водород используется в качестве топлива для серийно выпускаемых автомобилей на Водородных топливных элементах.

Электроэнергетика.
В электроэнергетике водород применяется для охлаждения мощных электрических генераторов.

Пищевая и косметическая промышленность

При производстве саломаса (твёрдый жир, производимый из растительных масел) используется около 2 % мирового выпуска водорода. Саломас является основой для производства маргарина, косметических средств, мыла. Водород зарегистрирован в качестве пищевой добавки под номером E949.

Метеорология.

Водород используется в метеорологии для заполнения оболочек метеозондов. Водород в этом качестве имеет преимущество перед гелием, так как он дешевле. Ещё более существенно, что водород вырабатывается прямо на метеостанции с помощью простого химического генератора или с помощью электролиза воды. Гелий же должен доставляться на метеостанцию в баллонах, что может быть затруднительно для удалённых мест.

IV. Этап первичного контроля знаний

Выполнение и самопроверка теста

V. Этап подведения итогов урока и рефлексии



В начале урока мы составили план исследования темы «Водород».
Все ли пункты этого плана мы выполнили?

В результате в ваших тетрадях получился краткий конспект по теме «Водород».

Составление синквейна о водороде:

Водород Бесцветный, легкий.
В реакции вступает, восстанавливает, сгорает.
В смеси с кислородом взрывоопасен.
Осторожно!!!

VI. Домашнее задание

Творческое задание «Составить портрет водорода».

Спасибо за вНимание