Урок на тему - Водень

Розділи: Хімія

вивчити особливості становища водню у ПСХЕ Д.І. Менделєєва;
сформувати знання про водень як просту речовину; розвивати вміння
записувати рівняння хімічних реакцій; виховувати акуратність у поводженні з хімічними речовинами.

Обладнання для експерименту: апарат Кіппа, 3 пробірки, штатив для пробірок, пробка з газовідвідною трубкою.

Для учнів: таблиця

Водень та лужні метали

Водень та елементи VII А групи

Реактиви: цинкові гранули, соляна кислота.

I. Організація класу.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

-На минулому уроці ви вивчили тему "Хімічні елементи у клітинах живих організмів".

На які групи діляться хімічні елементи, що входять до складу клітин?
Які елементи належать до макроелементів? Чому їх так називають?
Чому окремі макроелементи називають біогенними? Наведіть приклади біогенних елементів.
Які елементи належать до мікроелементів? Чому їх так називають?
На якому рівні форм існування хімічного елемента починається різниця між живою та неживою природою?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

-Ми продовжуємо вивчати неметали і на сьогоднішньому уроці познайомимося з воднем. Дізнаємося, у чому полягає особливість становища водню у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва. Вивчимо його фізичні та хімічні властивості. Роботу на уроці будемо здійснювати за планом

1. Водень – хімічний елемент:

а)положення у ПСХЕ Д.І. Менделєєва, б) будова атома.

2. Водень – проста речовина:

а) будова молекули, б) фізичні властивості, в) хімічнівластивості, г)отримання водню, д)знаходження в природі, е)застосування, ж)історія відкриття.

-У періодичній системі хімічних елементів кожен елемент займає строго певне місце. Охарактеризуйте положення водню у періодичній системі.

Запланована відповідь учня. Водень знаходиться в I періоді, в 1 ряді, в 1 групі, у головній підгрупі. Порядковий номер 1. Відносна атомна маса 1,00797.

-Водень - єдиний хімічний елемент, якому відводять у Періодичній системі Д.І. Менделєєва два місця. Бачимо, що водень також стоїть і у VII групі у головній підгрупі. Чому? Щоб відповісти на це питання, складіть схему будови атома водню.

(Один учень на дошці становить схему будови атома водню, інші учні – у зошитах).

Запланована відповідь учня. Заряд ядра +1. Один енергетичний рівень, де знаходиться 1 електрон. Ядро атома водню містить 1 протон та 1 нейтрон.

-Наявність на зовнішньому та єдиному енергетичному рівні одного електрона в атомі водню робить цей хімічний елемент схожим на лужні метали. Водень подібно до лужних металів віддає єдиний електрон і виявляє ступінь окислення, що дорівнює +1.

Що спільного між воднем та елементами VII групи головної підгрупи?

Подібно до атомів елементів VII групи головної підгрупи Періодичної системи Д.І. Менделєєва водню не вистачає одного електрона до завершення зовнішнього енергетичного рівня, тому водень здатний виявляти окисні властивості з металами, забираючи у них цей електрон та отримуючи ступінь окислення -1.

Але за останніми рекомендаціями ІЮПАКводень – елемент групи № 1.

(Після пояснення вчителя учні заповнюють таблицю)

Водень та лужніметали

Водень та елементи VII А групи

1.По одному електрону на зовнішньому енергетичному рівні.

2. Віддають електрон із зовнішнього енергетичного рівня.

4. Ступінь окислення у сполуках +1.

1.До завершення зовнішнього енергетичного рівня не вистачає одного електрона.

2.Приймають електрон на зовнішній енергетичний рівень.

4. Ступінь окислення у сполуках -1.

-Яку будову має молекула водню? Покажіть схему утворення молекули. Визначте кратність зв'язку та вид хімічного зв'язку.

Запланована відповідь учня. Молекула водню двоатомна.

Н · + · Н → Н : Н або Н - Н. Атоми пов'язані однією електронною парою. Зв'язок у молекулі одинарний, ковалентний неполярний.

-Якими фізичними властивостями має водень?

Водень – газ без кольору, запаху та смаку. Це найлегший газ.

-Як можна зібрати водень? Розгляньте малюнки 43 та 44 на сторінці 99.

Якщо кулю об'ємом 22,4 м 3 наповнити воднем, то в повітрі вона може підняти вантаж масою 27 кг. Цю властивість водню було використано у першій половині ХХ століття для будівництва літальних апаратів великою вантажопідйомністю – дирижаблів, які наповнювали воднем. Однак водень - вибухонебезпечний газ, і в 1930-ті рр.. із дирижаблями сталося кілька великих аварій. Після цього будівництво дирижаблів у всьому світі на багато років припинилося.

- У воді водень погано розчинний, тому його можна збирати витісненням води. А в деяких металах водень розчинний дуже добре. Наприклад, в одному обсязі паладію розчиняється 850 об'ємів водню.

-Згадайте, як розпізнають водень.

Запланована відповідь учня. Водень розпізнають по характерній бавовні - вибуху при піднесенні сірника, що горить, до пробірки зчистим воднем і за “гавкаючим” звуком, якщо водень забруднений.

Демонстрація досвіду з розпізнавання водню.

-З-за високої стійкості молекул Н2 хімічна активність водню за звичайних умов мала. Хоча сам водень неметал, він більш хімічно активний по відношенню до неметал, ніж до металів. При кімнатній температурі водень реагує лише з фтором. При опроміненні – із хлором.

Завдання. Запишіть рівняння реакції взаємодії водню із хлором, назвіть продукти реакції. Покажіть перехід електронів.

продукт реакції – хлороводень.

-При підпалюванні та при внесенні каталізатора (платина, паладій) водень з вибухом реагує з киснем.

Завдання. Запишіть рівняння реакції. Покажіть перехід електронів.

-У якому об'ємному відношенні знаходяться водень та кисень?

Запланована відповідь учня. Водень і кисень знаходяться у відношенні 2:1.

- Суміш водню та кисню у співвідношенні 2: 1 називається “гримучим газом”. Однак суміші цих газів вибухають у широкому інтервалі об'ємних відносин. Тому навіть невеликий витік водню з балона, в якому він зберігається, може призвести до вибуху. У зв'язку з цим зберігати балони з воднем у приміщеннях не можна.

Реакції водню з неметалами використовують для отримання найважливіших хімічних продуктів, наприклад аміаку. Запишемо рівняння реакції:

У розглянутих реакціях водень виявляв відновлювальні властивості. Водень є відновником не лише стосовно простих речовин, а й стосовно складних. Його можна використовувати для відновлення металів із їх оксидів, наприклад

-Окислювальні властивості водню виявляються при його взаємодії з металами, в результаті якого утворюютьсятверді солеподібні сполуки – гідриди.

Завдання. Напишіть рівняння реакції взаємодії водню з натрієм та кальцієм.

-В даний час у промисловості водень отримують конверсією (перетворенням) водяної пари з вугіллям або метаном:

А як у лабораторних умовах отримати водень?

Запланована відповідь учня. Водень можна одержати дією розчином кислоти на метал.

Водень у лабораторії отримують взаємодією соляної або розведеної сірчаної кислот з металами, що стоять у ряді напруги до водню, використовуючи апарат Кіппа: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Демонстрація досвіду одержання водню в апараті Кіппа.

-Аналогом апарату Кіппа є прилад Кірюшкіна. Знайдіть зображення апарату Кіппа та приладу Кірюшкіна на с. 102 рисунок 47. Зверніть увагу на те, як правильно повинен бути підготовлений апарат для отримання водню.

-Як поширений водень у природі?

(Повідомлення учня про поширеність водню у природі. Додаток 1.)

-Які основні напрямки промислового використання водню?

(Повідомлення учня про промислове застосування водню. Додаток 2.)

-А тепер дізнаємось історію відкриття водню.

(Повідомлення учня про відкриття водню. Додаток 3.)

Запитання та завдання.

Який хімічний елемент ви сьогодні вивчили?

Як пояснити, чому водень розташовується і в першій і сьомій групах Періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва?

Чим визначаються хімічні властивості водню?

V. Підбиття підсумків, виставлення оцінок.

VI. Домашнє завдання.

Вивчити § 17, виконати № 3 та № 4.