Урок по теме : " Водород. Свойства и применение"

Урок по теме : «Свойства и применение водорода».

• Цель урока: изучить свойства водорода и его применение; сформировать умение безопасной работы с водородом.

• Задачи урока:

• Обучающие: изучить физические и химические свойства водорода, сформировать умение составлять уравнения химических реакций, рассмотреть области применения водорода; объяснить правила техники безопасности при работе с водородом.

• Развивающие: развитие умений использования химической номенклатуры, развитие научного мышления, умения сравнивать, делать выводы.

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

Ход урока:

I. Организационный момент. Приветствие. Подготовка класса к уроку.

Актуализация знаний.

1.Ребята, начнем мы наш урок с загадки, затем-скажем тему урока:

(слайд ):

Я, газ!

Легчайший и бесцветный,

Неядовитый и безвредный,

Соединяясь с кислородом,

Я для питья даю вам воду!(Водород).

Тема урока (на экране)

сегодня на уроке мы изучим физические и химические свойства водорода, скажем области применения.

Водород настолько важен и распространен ,что о нем говорят даже в стихах.

2. Дети рассказывают стихи о водороде на разных языках.

II. Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос:

1. Какова общая характеристика водорода?

2. Где находится водород в природе?

Водород – самый распространенный элемент в космосе. Основная масса звезд состоит из водорода: Юпитер, Сатурн – 92% Н, 8 % Н е, 0,1 % все остальные химические элементы; водород преимущественно составляет межзвездное вещество. 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 около 17%. 

Множество органических веществ, представляют собой соединения водорода с углеродом – нефть, природный газ метан СН_4, углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты, витамины и другие органические вещества. В теле человека около 10% водорода .

В космосе водород - главный элемент.

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.

Даже его товарищ по периоду, очень легкий и широко распространенный элемент гелий (в переводе с греческого "солнечный") содержится на Солнце в количестве, в пять раз меньшем, чем водород…

В земной атмосфере тоже есть немного водорода в виде простого вещества - газа состава Н₂. Водород много легче воздуха, и поэтому его находят в верхних слоях атмосферы.

Но гораздо больше на Земле связанного водорода: ведь он входит в состав воды, самого распространенного на нашей планете сложного вещества. Водород, связанный в молекулы, содержат и нефть, и природный газ, многие минералы и горные породы. Водород входит в состав всех органических веществ.

Русское название водорода указывает, что он "рождает" воду; латинское "гидрогениум" означает то же самое.

Водород был открыт в 1766 году английским химиком Генри Кавендишем, который установил, что при взаимодействии металлов с разбавленными кислотами выделяется некий "горючий воздух" (в те времена все газы называли "воздухом"). Наблюдая горение водорода на воздухе, Кавендиш установил, что в результате появляется вода. Это было в 1782 году.

3. Какова биологическая роль водорода?

Водород вместе с азотом, кислородом и углеродом входит в группу так называемых элементов-органогенов. 

Именно из этих элементов в основном и состоит организм человека. Доля водорода в нем по массе достигает 10%, а по числу атомов 50% (каждый второй атом в организме – водород). 

Водород и самый распространенный элемент в нашей вселенной – его доля составляет около 75% по массе и 92% по числу атомов. В отличие от кислорода, существующего как в природе, так и в организме в свободном виде, водород почти полностью находится в виде его соединений (основное соединение водорода – вода).

Водород как отдельный элемент не обладает биологической ценностью. Для организма важны соединения, в состав которых он входит, а именно вода, белки, жиры, углеводы, витамины, биологически активные вещества (за исключением минералов) и т.д. Наибольшую ценность, конечно, представляет соединение водорода с кислородом – вода, которая фактически является средой существования всех клеток организма.

4. Как получают водород в лаборатории и в промышленности ?

А) 2H2O ----2H2 +O2 (пост. ток)

Б) Zn + 2HCI-----ZnCI2 +H2

В промышленности водород получают из метана СН4 или из воды.

5. Как собирают водород?

Методом вытеснения воздуха или воды в пробирку ,поднятую вверх дном.

6. Решить задачу:

сравнить массовую долю водорода в метане CH4 (1ряд), воде Н2О(2ряд),ацетилене С2Н2 (3ряд).

Ответ:w (H) в CH4=25%; w(Н) в H2O=11%;w(H) в C2H2=7,7%.

7. Тестовые задания ( на экране).

8. Видеоролик о водороде (беседа с обучающимися 11 классов).

III. Изучение нового материала:

1.Физические свойства водорода .

О каких свойствах этого газообразного вещества идет речь в услышанных стихах ?

Презентации и видеоматериалы из интернета обучающихся.

физические свойства водорода: газ, без цвета, без запаха, без вкуса, практически нерастворим в воде.  
Водород почти в 14,5 раз легче воздуха (самый легкий из всех газов); имеет низкую температуру плавления (-259,1⁰ С) и низкую температуру кипения (-253⁰ С); обладает хорошей теплопроводностью (в 7 раз больше чем воздух).

2.Химические свойства Н2:

А) Горение водорода.

(Видеоролик, слайд ). Водород – очень интересное вещество. Он может легко окисляться. Это происходит, когда водород сжигают в кислороде,

2H₂ + O₂ = 2H₂O,

реакция протекает со взрывом, смесь двух объёмов водорода и одного объёма кислорода называется гремучий газ (слайд ).

Из истории: Вот какая история произошла с французским химиком, директором парижского музея науки Пилатом де Розье. Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород. До него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, учёный решил убедиться, проник ли водород в лёгкие? Он ещё раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в лёгких экспериментатора смешался с воздухом и произошёл сильный взрыв. « Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями», - так Розье характеризовал испытанные ощущения. Эксперимент чуть не стоил ему жизни.

Б)Поэтому, прежде чем поджигать водород, необходимо проверить его чистоту. Меры безопасности при работе с водородом. Если в лаборатории или в

производстве возможна утечка водорода, во избежание взрыва систематически и тщательно проверяют чистоту воздуха (слайд ).

В)Взаимодействие с другими неметаллами.

Закончите уравнения химических реакций, зная, что водород в соединениях одновалентен, хлор – одновалентен, сера – двухвалентна (слайд ).

Проверьте правильность решения (слайд ).

Cl₂ + H₂ = 2HCl, реакция протекает только на свету.

H₂ + S = H₂S

Г)Взаимодействие с оксидами некоторых металлов.

H₂ + CuO  H₂O + Cu. Это окислительно-восстановительная реакция (слайд 12). Происходит восстановление меди. Н2 – восстановитель.

Демонстрация опыта (видеоролик из интернета).

Д) Взаимодействие с активными металлами с образованием гидридов.

2Na+H2----2NaH

3.Применение водорода. Работа со схемой (слайд)

Исходя из физических и химических свойств водорода назовем применение этого газообразного вещества.

Применение водорода обусловлено его физическими и химическими свойствами. Физические свойства водорода имеют место применения в следующих областях: 

• Синтез аммиака 

• Синтез соляной кислоты 

• Синтез метилового и других спиртов 

• 
  Гидрогенизация растительных масел (получение маргарина) 

• Водород-экологически чистое топливо.
  Производство изделий из кварцевого песка 

• 
  Для получения жидкого топлива из каменных углей 

• 
  Получение молибдена, вольфрама и других металлов 

• 
  В качестве горючего в современной ракетной технике 

• 
  Получение высоких температур 

• 
  Хладагент в специальных физических проборах 

• 
  Атомно-водородной сварке тугоплавких сталей и сплавов 

Из-за того, что он легче воздуха им долгое время наполняли аэростаты, воздушные шары и дирижабли. (и др. различные области применения этого газа)

IV. Закрепление

1. Химический диктант. Пронумеруйте 8 строчек в столбик. Записывайте возле каждого номера формулу нужного газа – О₂ или Н_2.  

• 1. Легкий газ

• 2. Тяжелый газ

• 3. Газ, поддерживающий горение

• 4.Газ при смешивании с кислородом взрывается при обычных условиях.

• 5.Собирают вытеснением воздуха.

• 6. Собирают в опрокинутый вверх дном сосуд

• 7. Собирают методом вытеснения воды.      

• 8. Собирают в сосуд, поставленный на дно.

2. Упражнение на стр.101 № 3.

3.Тестовые задания стр. 101.

4.Дидактический материал стр.22 вар. № 2

5.Игра: « крестики –нолики».

V. Итоги урока. Выводы .

VI. Домашнее задание: пар-ф 29, дид. материал стр.22 в.№3,4.

Выставление оценок.