"Амиак.Соли амония."
план-конспект урока по химии (8 класс) по теме

Технологическая карта урока

 Класс 9А

Тема урока "Аммиак. Соли аммония" 

Цель урока: формирование систематизированных понятий об аммиаке, его свойствах и практическом применении.

Планируемые результаты освоения основной образовательной программы

Планируемое формирование и развитие универсальных учебных действий

Тип урока: комбинированный.

Наглядные пособия, оборудование и реактивы:

- периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева;

-твердые NH4Cl, NaOH, Ca(OH)2, (NH4)2Cr2O7; концентрированная соляная кислота, растворы NaOH, (NH4)2SО4, фенолфталеина; пробирки, штатив, спиртовка, кристаллизатор с водой, колба с пробкой и трубкой, фарфоровая чашка, предметный столик, керамическая пластинка и др.

План урока:

I. Организационный момент (1-2 мин).

II. Опрос-повторение (5-7 мин.).

III. Изучение нового материала (25-30 мин.) по плану (записывается на доске по мере объяснения).

IV. Подведение итогов объяснения, закрепление знаний (3-5 мин.).

V. Домашнее задание, выставление оценок (1-2 мин.).

Содержание урока

I. Организационный момент (1-2 мин.)

Учитель проверяет готовность учащихся к уроку, организует начало урока. Отмечает отсутствующих.

II. Опрос-повторение (5-7 мин.)

Учитель: Проведем проверку знаний, усвоенных вами на прошлых уроках: 3 ученика выходят к доске для выполнения индивидуальных заданий; 10 учеников получают письменные задания на месте по карточкам. Остальные учащиеся отвечают на вопросы устно, со своих рабочих мест (Карточки прилагаются).

Примеры дидактических карточек к уроку.

Вопросы для фронтальной проверки.

1. Как произошло открытие азота?
2. В связи с чем у элемента №7 два названия?
3. Дайте характеристику химическому элементу №7, исходя из его положения в периодической системе.
4. Расскажите о нахождении азота в природе
5. Какие физические свойства характерны для азота?
6. Каково строение атома азота?
7. Какие степени окисления возможны для азота, учитывая строение электронной оболочки его атома?
8. Приведите примеры соединений азота с разными степенями окисления.
9. Охарактеризуйте  химическую связь в молекуле азота N2?
10. Объясните химическую инертность молекулярного азота с точки строения атома этого элемента и его молекулы.
11. Перечислите химические свойства азота по определенному плану.
12. Как получают азот в промышленности?
13. Как получают азот в лаборатории?
14. Где применяют азот?
15. Каково биологическое значение азота?
16. По схеме «Круговорот азота в природе» расскажите о круговороте этого элемента в природе.

После завершения фронтального опроса учитель собирает карточки у учащихся, работавших на местах; быстро проверяет задания, выполненные на доске, и выставляет по ним отметки.

III. Изучение нового материала (25-30 минут)

Учитель: Ребята, вы, вероятно, знаете, что стратегические запасы продовольствия государства на случай чрезвычайных ситуаций хранятся на огромных складах-холодильниках. В качестве хладагента там применяется аммиак. Это важнейшее соединение азота, имеющее огромное практическое значение. Запишите тему урока: "Аммиак. Соли аммония".

 Запишите первый пункт плана нашего урока:

1) Строение молекулы аммиака.

Учитель: Прежде всего, рассмотрим строение молекулы аммиака NH3, которая состоит из атомов азота и водорода.  

Еще раз рассмотрите схемы строения атома и молекулы азота (в тетради зарисовали на прошлом уроке).

- Какое число электронов содержится на внешнем энергетическом уровне атома азота? (Пять).

- Назовите число валентных электронов, принимающих участие в образовании химической связи в молекуле азота. (Три электрона).

Рассмотрим электронное строение молекулы аммиака (слайд).

Запишите схему в тетради:

- Каков вид химической связи в молекуле аммиака? (Ковалентная полярная связь).

- Какая связь называется ковалентной полярной?

- К какому атому в молекуле аммиака будет смещена электронная плотность и почему? (Три общие электронные пары смещены в сторону более электроотрицательного атома азота, в результате смещения электронных пар возникает полярная ковалентная связь).

Учитель: молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды (посмотрите в учебнике на рис. 28).

2) Водородная связь

Учитель: Для молекул аммиака характерно связывание их между собой в ассоциации за счет водородных связей.

- Какая связь называется водородной? (Водородная связь - это химическая связь между атомами водорода одной молекулы и атомами сильно электроотрицательных элементов (фтора, кислорода, азота), имеющих непоселенные электронные пары другой молекулы).

Учитель: Дайте характеристику этой связи. (Это связь примерно в 15-20 раз слабее ковалентной).

Учитель: Благодаря водородной связи некоторые низкомолекулярные вещества (то есть имеющие небольшую молекулярную массу) образуют ассоциаты, что приводит к повышению температур плавления и кипения веществ. Водородная связь образуется между молекулами воды, спиртов, фтороводорода, аммиака и др. веществ. Очень важную роль играет водородная связь в молекулах важнейших для живых существ соединений - белков и нуклеиновых кислот.

Между молекулами аммиака также образуются водородные связи, что можно изобразить схемой (слайд):

3) Получение и физические свойства аммиака

Учитель: Можно ли получить аммиак в лаборатории? Проведем эксперимент. Возьмем гашеную известь (Какова формула этого вещества?) в твердом агрегатном состоянии и смешаем ее с хлоридом аммония (Какова формула этого вещества?). Запишите уравнение химической реакции:

Ca(ОН)2 + 2NH4Cl = CaCl2 + 2NН3↑ + 2Н2О.

Учитель демонстрирует опыты по получению аммиака взаимодействием NH4Cl с Сa(OH)2 в пробирке с газоотводной трубкой, собирает аммиак в пробирке вверх дном, демонстрирует его растворимость в воде и реакцию раствора с помощью фенолфталеина, сопровождая опыты объяснением и беседой с учащимися. К газоотводной трубке подносится влажная лакмусовая бумага, которая приобретает синий цвет. Учитель говорит о запахе вещества, напоминает, как он определяется в лаборатории. Далее для ощущения запаха учениками на каждый ряд в кабинете выдается по стаканчику с несколькими каплями нашатырного спирта.

В ходе проведения эксперимента с учащимися по результатам наблюдения проводится беседа:

- Какое агрегатное состояние имеет аммиак? Аммиак – это газ; он тяжелее воздуха или легче? (Аммиак почти в два раза легче воздуха).

- Можно ли собрать этот газ методом вытеснения воды? Почему? (Нельзя, так как газ хорошо растворим в воде).

- Как можно собрать полученный газ в лаборатории? (Газ собирают в перевернутый кверху дном сосуд, методом вытеснения воздуха).

- Какое вещество образуется при растворении аммиака в воде? Почему индикаторы меняют свой цвет в растворе аммиака? Запишем уравнение реакции:

NH3 + H2O  NH3⋅H2O (основание)  NH4+ + ОН.

- Как можно распознать аммиак? (Аммиак в лаборатории мы распознаем или по запаху, или по изменению цвета влажной лакмусовой индикаторной бумаги - синий цвет).

Учитель: Этот газ легко сжижается при обычном давлении и t = -33,4 оС, а при испарении жидкого аммиака из окружающей среды поглощается много тепла. Где используется это свойство аммиака? (Аммиак применяется в холодильных установках). Аммиак хорошо растворяется в воде, при 20 оС в одном объеме её растворяется около 700 объемов аммиака. Концентрированный водный раствор аммиака (25% по массе) называется гидратом аммиака, водным аммиаком или аммиачной водой, а используемый в медицине раствор аммиака известен под названием нашатырный спирт. Нашатырный спирт, который имеется в вашей домашней аптечке, содержит 8-10% аммиака. Для чего нашатырный спирт применяют в медицине?

Учитель: Как же производят аммиак в промышленности? (Синтезом из азота и водорода):

N2 + 3Н2 2NН3 – Q.

Аммиак ядовит, поэтому производство аммиака должно отвечать самым строгим санитарно-гигиеническим требованиям. И, если химики-технологи будут грамотно и ответственно выполнять свои обязанности, то промышленные установки синтеза аммиака не будут ухудшать экологическую обстановку окружающего завод региона.

4) Химические свойства аммиака

Учитель: Если окрашенный фенолфталеином водный раствор аммиака подогреть, то окраска исчезнет. Почему? Демонстрация опыта.

Учитель: С какими еще веществами реагирует аммиак? Аммиак взаимодействует с кислотами, образуя соли аммония. Это взаимодействие наглядно наблюдается в следующем опыте: если стеклянную палочку или стакан, смоченные раствором аммиака, поднести к другой палочке или стакану, смоченным соляной кислоты, то появится густой белый дым – наблюдается образование соли – хлорида аммония. (Демонстрация опыта).

Вот и верь после этого поговорке, что дыма без огня не бывает:

NH3 + HCl = NH4Cl

Учитель: И водный раствор аммиака, и соли аммония содержат сложный ион - катион аммония NН4+, играющий роль катиона металла. Он получается в результате того, что атом азота имеет свободную (неподеленную) электронную пару, за счет которой и формируется еще одна ковалентная связь с катионом водорода, переходящего к аммиаку от молекул кислот или воды.

Запишите механизм образования донорно-акцепторной связи (слайд):

Учитель: Такой механизм образования ковалентной связи, который возникает не в результате обобществления неспаренных электронов, а благодаря электронной паре, имеющейся у одного из атомов, и свободной орбитали, имеющейся у другого атома, называется донорно-акцепторным.

- В данном случае, какая частица является донором? Какая - акцептором? Почему? (Донором электронной пары служит атом азота, акцептором – ион водорода кислоты или воды (протон), так как он имеет свободную электронную орбиталь).

Учитель: Еще одно химическое свойство аммиака вы сможете прогнозировать, если обратите внимание на степень окисления в нем атомов азота, а именно -3. Конечно же, аммиак – сильный восстановитель, то есть его атомы могут только отдавать электроны, но не принимать их. Так, аммиак способен окисляться: а) или до свободного азота (без участия катализатора):

4NH3 + 3О2 = 2N2 + 6Н2О,

б) или до оксида азота (II) (в присутствии катализатора):

4NH3 + 5О2 = 4NO + 6Н2О

5) Применение аммиака

Учитель: В каких отраслях производства аммиак и его соединения нашли свое применение? Аммиак и его соли широко используются в промышленности и технике, в сельском хозяйстве, быту. Основные области применения показаны на рис. 31. Учитель проводит беседу, акцентируя внимание учащихся на те свойства аммиака, на которых основано применение этого вещества.

6) Физические свойства солей аммония

Учитель: Катион аммония NН4+ играет в составе солей роль катиона, образуя с кислотными остатками соли: NН4NО3 - нитрат аммония, или аммиачная селитра, (NH4)2SО4 - сульфат аммония и т.д. (демонстрируются соли аммония). 

- Какими физическими свойствами обладают соли аммония? (Соли аммония - твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде; см. табл. растворимости).

Учитель: По ряду свойств они похожи на соли щелочных металлов, и в первую очередь на соли калия, так как радиусы ионов К+ и NН4+ приблизительно одинаковы.

7) Химические свойства солей аммония

Учитель: Как можно получить соли аммония? (Соли аммония получают взаимодействием аммиака или его водного раствора с кислотами, взаимодействием солей аммония с кислотами и другими солями).

Ученики составляют несколько уравнений реакций получения солей аммония различными способами и записывают их на доске и в тетради.

Учитель проверяет правильность составления уравнений реакций учащимися.

Учитель: Соли аммония обладают свойствами, характерными для всех солей, а также и специфическими свойствами (демонстрируются соответствующие реакции):

NH4Cl + AgNO3 = AgCl↓ + NH4NO3

(NH4)2СО3 + 2HCl = 2NH4Cl + H2O + CO2↑

(NH4)2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NH4Cl

(NH4)2SO4 + 2KOH  K2SO4 + 2H2O + 2NH3↑

NH4Cl  NH3↑ + HCl↑

Учитель: Специфические реакции могут служить для идентификации солей аммония, то есть, являются качественными реакциями на катион аммония.

В последней реакции образуется газообразный хлороводород, который улетучивается вместе с аммиаком, а при охлаждении вновь соединяется с ним, образуя соли, то есть при нагревании в пробирке сухой хлорид аммония как бы возгоняется, но на верхних холодных стенках пробирки снова появляются белые кристаллики NH4Cl.

8) Применение солей аммония

Учитель: Почти все соли аммония используют в качестве азотных удобрений. Для чего необходим растениям азот? Растения способны усваивать азот только в связанном виде, в том числе, в виде ионов NH4+ или NО3-. Великий русский агрохимик Д.Н. Прянишников выяснил, что если у растения «есть выбор», то оно «предпочитает» катионы аммония нитрат-аниону, поэтому использование солей аммония в качестве азотных удобрений особенно эффективно. Очень ценным азотным удобрением является нитрат аммония NH4NO3. Хлорид аммония NH4Cl используют при паянии, так как эта соль очищает поверхность металла от оксидов. NH4НСОЗ и (NH4)2CO3 применяют в кондитерском деле, так как они легко разлагаются при нагревании и образуют газы, разрыхляющие тесто и делающие его пышным, например:

NH4HCО3  NH3↑  + Н2О↑ + СО2↑

NH4NО3 в смеси с порошком алюминия и угля используют в качестве взрывчатого вещества - аммонала, который широко применяется при разработке полезных ископаемых и в строительстве дорог и туннелей в горных местностях.

IV. Подведение итогов объяснения, закрепление знаний (3-5 мин.)

Учитель: Запишите формулы следующих веществ: сульфат аммония, фосфат аммония, гидрофосфат аммония, дигидрофосфат аммония.

- Как отличить удобрение нитрат аммония от нитрата калия?

- Запишите уравнения реакций следующих превращений:

Азот → аммиак → монооксид азота → диоксид азота → азотная кислота → нитрат аммония

V. Подведение итогов урока. Выставление (дополнительно) отметок.

Домашнее задание: §___  упр. ___.

Окончание урока, рефлексия, прощание с классом.

Примечание. Оформление структуры урока в технологической карте учитель оформляет, соответственно, в зависимости от типа урока.