Водород как химический элемент

Открытый урок химии по теме: "свойства, применение,
получение водорода
Бекмуханбетова Айкумис Нурсериковна - учитель химии
Тема :
Водород. Химический элемент и простое вещество. Свойство, применение, получение
водорода
Цель:
Цели урока: А) образовательная: обеспечить усвоение учащимися понятий: “водород –
химический элемент”, “водород – простое вещество”, познакомить нахождением водорода
в природе, с физическими и химическими свойствами водорода, методами получения
водорода в промышленности и в лаборатории и способами собирания его.
Развивать умение наблюдения (умение наблюдать за демонстрационными опытами,
делать выводы); применять знания на практике).
Вводимое понятие – гидриды, закрепление понятия валентность.
Оборудование: Презентация, аппарат Киппа, прибор для получения газов, реактивы:
цинк, соляная кислота, мыльный раствор, лучинка.
Методы :
Урок- объяснение нового материала, лабораторные опыты.
На лабораторном столе: соляная кислота ( р-р 1:2) и цинк в гранулах, прибор для
получения газов.
Девиз урока: «Всегда держись на чеку» Козьма Прутков.
План урока :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Водород в природе.
Водород, как химический элемент.
Водород – простое вещество.
Получение и собирание водорода.
Физические свойства водорода.
Химические свойства водорода
Применение водорода.
Ход урока:
1. Организационный момент: (его задача – подготовить учащихся к работе на уроке).
Педагог и ученики приветствуют друг друга, в журнале отмечаются отсутствующие, затем
учитель проверяет, готовы ли ребята к занятию. /2мин/
Мы с вами живем в ХХ 1 веке, в веке передовых технологий, компьютеров и реактивных
самолетов. А как вы думаете, сколько тайн скрывает от нас природа, а сколько их было
много, много, много лет назад? Давайте посмотрим на девиз нашего урока, о чем он нас
предупреждает? – это тоже пока для вас тайна, которая будет раскрыта к концу нашего
урока. А поможет нам в этом знания о новом химическом элементе под названием –
водород.
2. Изучение нового материала:
Запишите тему урока с классной доски в тетрадь и посмотрите на план нашего урока
Водород в природе .
Водород – самый распространенный элемент в космосе. В Солнечной системе доля атомов
водорода составляет 92%. Водород входит в состав основного вещества Земли – воды.
Если посмотреть на схему распространения химических элементов, то можно увидеть, что
доля водорода в земной коре составляет около 1% ее массы. Однако , роль его в природе
определяется не массой, а числом атомов, доля которых составляет около17%
. Множество органических веществ представляют собой соединения водорода с углеродом
– нефть, природный газ метан СН 4 и другие органические вещества.
Водород как химический элемент .
Водород – первый химический элемент периодической системы химических элементов
Д.И. Менделеева. Атомный номер водорода – 1, относительная атомная масса равна
1,0079. В 1766 году известный английский ученый Генри Кавендиш получил
«искусственный воздух» действием цинка, железа или олова на разведенную соляную или
серную кислоту. Это было совершенно новое вещество, которое хорошо горело и
получило название «горючего воздуха». Но лишь в 1787 году Лавуазье доказал, что этот
«воздух» входит в состав воды и дал ему название « гидрогениум», т. е. «рождающий
воду», «водород».
Записали в тетради: Водород – химический элемент.
1.
2.
3.
4.
Н – название водород, гидрогениум.( Hydrogenium ).
Валентность = 1 (Вопрос классу – что такое валентность?).
Аr (Н) = 1.
Самый первый и самый легкий элемент.
Водород как простое вещество.
Записали в тетради: Водород – простое вещество. (формула – Н2 ).
Что показывает эта формула? (разбор формулы с учащимися по схеме):
1. название вещества – водород.
2. Тип вещества – простое . ( п очему? – ответы учащихся) .
3. Mr (Н2 ) = 2, что это показывает? – ответы учащихся, это показывает, что молекула
водорода в два раза тяжелее 1/12 атомной массы углерода. Устные задачи: Какова
масса одного моля водорода? – масса одного моль водорода равна 2 г , а чему равен
объем одного моль водорода? Объем одного моль водорода равен 22,4 л , а объем двух
моль водорода? Объем двух моль водорода = 44,8 л . Чему равен объем 20 г водорода?
Сколько это будет моль? – 10 моль, а сколько литров – 224 л .
4. Графическая формула Н-Н. Почему? Так как валентность = 1, поэтому молекула
водорода двухатомная.
5. Массовые доли элементов 100%.
6. Физические свойства ( при обычных условиях):
Агрегатное состояниеЦвет-
ЗапахВкусПлотностьРастворимость в водеТемпература плавленияТемпература кипенияТеплопроводностьЗаполняется учащимися самостоятельно, пользуясь наблюдениями при проведении
лабораторного опыта и материалом из учебника или с помощью учителя).
7. Получение водорода:
Из чего проще получить – из воздуха, но там нет водорода, тогда из воды (Н 2 О).
Действительно в промышленности получают водород из воды действием тока, идет
реакция разложения воды с образованием двух веществ: водорода и кислорода. А из каких
вообще веществ можно получать водород? Из тех, которые содержат химический элемент
водород (Н). В лаборатории для получения водорода используют вещества, относящиеся к
классу кислот. Например: HCl – хлороводород – соляная кислота. Как извлечь из нее
водород? Провести реакцию замещения с металлом – Zn
HCl + Zn --- H2 + ?
Лабораторные опыты учащихся :
В пробирку налить 3 мл HCl и положить гранулу Zn , что наблюдаем? Выделяется газ –
это водород. Какими свойствами он обладает?
Записать физические свойства водорода: газ, без цвета, без запаха, без вкуса, практически
нерастворим в воде. Учитель добавляет, что водород почти в 15 раз легче воздуха (самый
легкий из всех газов); имеет низкую температуру плавления (- 259 градусов) и низкую
температуру кипения (-253 градуса); обладает хорошей теплопроводностью.
Реакция получения водорода в лаборатории проводится в аппарате Кипа или ему
подобных . В одно из отделений закладывается Zn , а в другое наливается кислота, газ
выходит по газоотводной трубке. Для получения небольших количеств используют
прибор для получения газов меньшего размера, но действие его такое же.
Демонстрация учителя: существует два способа собирания водорода.
1. Собирание водорода методом вытеснения воды.
2. Собирание водорода методом вытеснения воздуха.
Полученный тем или иным способом водород может быть загрязнен воздухом с которым
может образовывать взрывчатую смесь, это опасно! Вспомните девиз нашего урока.
Поэтому полученный водород проверяют на чистоту.
Демонстрация учителя:
Наполняем пробирку водородом, используя один из методов собирания, и подносим ее
открытым концом к пламени – если услышим хлопок со свистом, то водород загрязнен,
если же хлопок глухой – то водород чистый.
1. Химические свойства водорода: Соединения он образует с большинством
химических элементов. Названия соединений водорода с неметаллами включают в
себя название неметалла и слово «водород» ( HCl – хлороводород , HI –
йодоводород , H2S - сероводород.
Названия трех веществ вам следует запомнить, запишите:
H2O – вода, NH3 – аммиак, CH4 – природный газ метан.
Соединения водорода с металлами называют гидридами:
NaH – гидрид натрия, AlH3 – гидрид алюминия, TiH2 – гидрид титана. Взаимодействие
с простыми веществами (работает ученик у доски).
1) Взаимодействие Н2 с металлами с образованием гидридов:
Н2 + Са = СаН2 (гидрид Са).
2) Взаимодействие Н2 с серой с образованием сероводорода:
Н2 + S = H2S - реакция соединения.
3) Взаимодействие Н2 с азотом с образованием аммиака:
3Н2 + N2 = 2NH3 (аммиак).
4) Взаимодействие Н2 с кислородом происходит со взрывом (слайд №24):
2Н2 + О2 = 2Н2О + 484 кДЖ.
2V : 1V
гремучий газ
Учитель: Смесь Н2 и О2 в отношении 2:1 взрывоопасна, поэтому Н2
заменяется безопосным гелием.
II Взаимодействие со сложными веществами рассмотрим на примере
взаимодействия водорода с оксидом меди (II) (слайд №25 – видеофильм).
Учитель: Запишите уравнение реакции (на доске):
Н2 + CuO
вос-ль
H2O + Cu – реакция восстановления.
окислитель
Н2 – проявляет восстановительные свойства. Восстановитель – это элемент,
который отнимает кислород от оксидов, сам при этом окисляется. Это
свойство водорода используется для получения металлов из их оксидов.
Какой вывод можно сделать о химических свойствах двух газов (О2 –
окислитель, Н2 проявляет восстановительные свойства).
Учитель: Сравните ваши записи с таблицей (слайд №26). Зная химические
свойства водорода рассмотрим основные области применения водорода
(слайд №27).
Учитель: Сегодня на уроке мы узнали о нахождении водорода в природе,
познакомились с его визитной карточкой, изучили физические и химические
свойства, способы получения и применения. Мы поднялись на высоту звёзд.
8. Применение водорода :
Обусловлено его физическими и химическими свойствами. Физические свойства водорода
имеют место применения в следующих областях:
Из-за того, что он легче воздуха им долгое время наполняли аэростаты, воздушные шары
и дирижабли.
Демонстрация учителя : заполнение водородом мыльных пузырей. ( в газоотводную
трубку аппарата Киппа вставлена воронка, а для того, чтобы мыльные пузыри не лопались
добавляем в мыльный раствор немного глицерина).
На следующем уроке мы с вами изучим еще одно соединение водорода под названием
пероксид водорода и узнаем, где еще используется водород.
3. Подведем итог нашего урока: мы познакомились со вторым после кислорода
элементом в химии – это водород.
Вы узнали его свойства и уникальность. Я думаю, вам понятно, почему надо обращаться с
газом очень осторожно. Возможен взрыв, вот почему вы должны быть всегда начеку!
Запишите домашнее задание:
Оценки за урок и установка на материал следующего урока.