Урок химии в 9 классе по теме: "Водород"
методическая разработка по химии (9 класс) на тему

Урок по теме: «Водород». 9 класс

Цель урока: систематизация и развитие знаний учащихся о водороде как химическом элементе и простом веществе, о свойствах водорода, способах его получения, роли в природной среде на основе сформированной предметной понятийно-теоретической базы.

Задачи:

Образовательные: Систематизировать и развить представления о водороде как химическом элементе и простом веществе, способах его получения и собирания; закрепить умения составлять схемы электронного баланса; закрепить понятия “окислитель”, “восстановитель”, “окисление”, “восстановление”.

Развивающие: развивать самостоятельность мышления, развивать интеллектуальные умения (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, работать по аналогии, выдвигать предположения).

Воспитательные: формировать научное мировоззрение, экологическое мышление, воспитывать культуру общения.

Тип урока: комбинированный.

Методы: словесный (рассказ, объяснение, с элементами дискуссии, постановка и решение проблемных вопросов); наглядный (презентация); практический (составление уравнений).

Оборудование: цинк, раствор соляной кислоты, натрий, вода, пробирки.

Ход урока

Оргмомент.

Химический диктант.

Выбрать свойства, характерные для:

I вариант – металлов                                      II вариант – неметаллов

Ковкость

Металлический блеск

Газообразное агрегатное состояние

Пластичность

Различная окраска

Обычно высокая температура кипения

Обычно низкая температура кипения

Плохая электропроводность

Твердое агрегатное состояние

Хорошая электропроводность

Ответы:

Изучение новой темы.

Подготовка учащихся к восприятию знаний.

В день, когда его запасы иссякнут, жизнь во Вселенной прекратится. Погаснут солнца, не станет воды... Вещество, без которого жизнь невозможна, «сидит» в самом центре нашей планеты — в ядре и вокруг него, и оттуда «мигрирует» наружу. Этот газ — начало всех начал. Его название — «водород».

Водород в природе

Много ли в природе водорода? Смотря где. В космосе водород – главный элемент. На его долю приходится около половины массы Солнца и большинства других звезд. Он содержится в газовых туманностях, в межзвездном газе, входит в состав звезд. В недрах звезд происходит превращение ядер атомов водорода в ядра атомов гелия. Этот процесс протекает с выделением энергии; для многих звезд, в том числе для Солнца, он служит главным источником энергии.

Например, ближайшая к нам звезда Галактики, которую мы знаем под именем «Солнце», на 70 % своей массы состоит из водорода. Атомов водорода во вселенной в несколько десятков тысяч раз больше, чем всех атомов всех металлов, вместе взятых.

Водород широко распространен в природе, его содержание в земной коре (литосфера и гидросфера) составляет по массе 1%, а по числу атомов 16%. Водород входит в состав самого распространенного вещества на Земле - воды (11,19% водорода по массе), в состав соединений, слагающих угли, нефть, природные газы, глины, а также организмы животных и растений (то есть в состав белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других). В свободном состоянии Водород встречается крайне редко, в небольших количествах он содержится в вулканических и других природных газах. Ничтожные количества свободного Водорода (0,0001% по числу атомов) присутствуют в атмосфере.

Открытие водорода.

Водород был открыт в первой половине XVI века немецким врачом и естествоиспытателем Парацельсом. В трудах химиков XVI–XVIII вв. упоминался «горючий газ» или «воспламеняемый воздух», который в сочетании с обычным давал взрывчатые смеси. Получали его, действуя на некоторые металлы (железо, цинк, олово) разбавленными растворами кислот — серной и соляной.

Первым ученым, описавшим свойства этого газа, был английский ученый Генри Кавендиш. Он определил его плотность и изучил горение на воздухе, однако приверженность теории флогистона  помешала исследователю разобраться в сути происходящих процессов.

В 1779 г. Антуан Лавуазье получил водород при разложении воды, пропуская ее пары через раскаленную докрасна железную трубку. Лавуазье также доказал, что при взаимодействии «горючего воздуха» с кислородом образуется вода, причем газы реагируют в объемном соотношении 2:1. Это позволило ученому определить состав воды — Н2О. Название элемента – Hydrogenium – Лавуазье и его коллеги образовали от греческих слов «гидро» — вода и «геннио» – рождаю. Русское наименование «водород» предложил химик М. Ф. Соловьев в 1824 году — по аналогии с ломоносовским «кислородом».

Водород как химический элемент

Порядковый номер 1

Группа – I

Период – 1

Электронная формула 1s1

Степени окисления: -1, 0, +1

Физические свойства.

Водород — бесцветный газ без вкуса и запаха, слабо растворимый в воде. Он в 14,5 раз легче воздуха — самый легкий из газов. Поэтому водородом раньше наполняли аэростаты и дирижабли. При температуре -253° С он сжижается. Эта бесцветная жидкость — самая легкая из всех известных: 1 мл ее весит меньше десятой доли грамма. При - 259°С жидкий водород замерзает, превращаясь в бесцветные кристаллы.

С кислородом воздуха водород образует взрывчатую смесь –— гремучий газ. Поэтому при работе с ним необходимо соблюдать особую осторожность. Чистый водород сгорает почти бесшумно, а в смеси с воздухом издает характерный громкий хлопок. Взрыв гремучего газа в пробирке не представляет опасности для экспериментатора, однако при использовании плоскодонной колбы или посуды из толстого стекла можно серьезно пострадать.

Вот какая история произошла с французским химиком, директором Парижского музея науки Пилатром де Розьером (1756–1785). Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород; до него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие. Он еще раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких экспериментатора смешался с воздухом, и произошел сильный взрыв. «Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями», — так Розье характеризовал испытанные ощущения. Впрочем, он остался очень доволен опытом, который чуть не стоил ему жизни.

Получение.

Действие разбавленных кислот на металлы. Для проведения такой реакции чаще всего используют цинк и разбавленную серную кислоту:

Взаимодействие кальция с водой:

Гидролиз гидридов:

Лабораторный опыт: «Получение водорода»

В пробирку положите гранулу цинка и долейте раствор соляной кислоты.

Химические свойства

Водород вступает в реакции с простыми и сложными веществами:

Применение

В настоящее время водород получают в огромных количествах. Очень большую часть его используют при синтезе аммиака, гидрогенизации жиров и при гидрировании угля, масел и углеводородов. Кроме того, водород применяют для синтеза соляной кислоты, метилового спирта, синильной кислоты, при сварке и ковке металлов, а также при изготовлении ламп накаливания и драгоценных камней. В продажу водород поступает в баллонах под давлением свыше 150 атм. Они окрашены в тёмно-зелёный цвет и снабжаются красной надписью "Водород".

Водород используется для превращения жидких жиров в твердые (гидрогенизация), производства жидкого топлива гидрогенизацией углей и мазута. В металлургии водород используют как восстановитель оксидов или хлоридов для получения металлов и неметаллов (германия, кремния, галлия, циркония, гафния, молибдена, вольфрама и др.).

Практическое применение водорода многообразно: им обычно заполняют шары-зонды, в химической промышленности он служит сырьём для получения многих весьма важных продуктов (аммиака и др.), в пищевой - для выработки из растительных масел твёрдых жиров и т. д. Высокая температура (до 2600 °С), получающаяся при горении водорода в кислороде, используется для плавления тугоплавких металлов, кварца и т. п. Жидкий водород является одним из наиболее эффективных реактивных топлив. Ежегодное мировое потребление водорода превышает 1 млн. т.  

Закрепление.

Составьте уравнения реакций взаимодействия водорода со следующими веществами: F2, Ca, Al2O3, оксидом ртути (II), оксидом вольфрама (VI).  

Домашнее задание.

Использованные источники:

http://www.niikm.ru/articles/element_articles/hydrogen/

http://www.fxyz.ru/%D1%84%D0%BE%

http://festival.1september.ru/articles/413578/image3038.gif

http://chem100.ru/elem.php?n=1

https://sites.google.com/site/himulacom/_/rsrc/1327411896712/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no25-himiceskie-svojstva-vodoroda-primenenie/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%20.jpg?height=171&widt

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/08d3a964-383d-9411-dba5-7fd6dc3bb676/index.htm

Л.Ю. Аликберова. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999