Цель урока: ознакомить учащихся с водородом.
Задачи:
- Обучающие: продолжить формирование понятий химический элемент и простое вещество на примере водорода; закрепить умение применять полученные знания при объяснении новых фактов; совершенствовать у учащихся умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами.
- Развивающие: развивать мышление учащихся, умение анализировать, сравнивать, обобщать, наблюдать; развивать навыки устной речи, познавательный интерес к предмету, наблюдательность в ходе эксперимента.
- Воспитательные: воспитывать и прививать чувство коллективизма, сотрудничество с одноклассниками; воспитывать необходимость химически грамотного отношения к своему здоровью и окружающей среде.
Пояснительная записка:
Данный урок является составной частью темы «Простые вещества». Урок выстроен методически правильно, состоит из 7 этапов, которые логически взаимосвязаны между собой и работают на достижение цели урока. После каждого этапа подводится итог.
Разнообразие форм работы (фронтальная, общеклассная, групповая, парная, самостоятельная) и методов (наглядные, практические, словесные) способствовали успешному овладению материала и проявления у учащихся всех своих возможностей и навыков.
На уроке постоянно поддерживался у учащихся интерес к уроку с помощью различных приемов: компьютерная презентация, сообщение одноклассника, проведение демонстрации. Разнообразные средства обучения являются современными и доступными для учащихся, обеспечивающими отличие предмета химии от других наук. Немаловажно, что на уроке дети обучались самостоятельной работе и умению делать выводы. В содержании материала соблюдается принцип оптимального соотношения научности и доступности, а также связи изучаемого материала с ранее изученным.
Ход урока
I. Организационный момент.
Приветствие
II. Мотивация. Актуализация знаний.
Учитель: Сегодня мы будем говорить о новом элементе, но прежде ответьте на мои вопросы. Вы знаете, что все науки связаны друг с другом. Какая наука наиболее близка к химии? Биология. Из курса биологии вы знаете, что основу жизни составляют 6 элементов первых трёх периодов (Н, С, N, О, Р, S), на долю которых приходится 98% массы живого вещества. Один из них мы сегодня будем изучать. А вот какой именно мы узнаем из следующей загадки. Слушайте внимательно, чтобы дать верный ответ.
Загадка
Первый я на белом свете:
Во Вселенной, на планете,
Превращаюсь в лёгкий гелий,
Зажигаю солнце в небе.
Гость из космоса пришёл,
В воде приют себе нашёл.
Я, газ легчайший и бесцветный,
Неядовитый и безвредный.
Соединяясь с кислородом,
Я для питья даю вам воду.
Ученик: Водород.
Учитель: Итак, тема урока: Водород.
III. Изучение нового материала.
Учитель: Сейчас мы будем проводить исследование, чтобы познакомится с удивительным химическим элементом – водородом – и образованным им простым веществом. Для этого вам понадобится карточка-путеводитель, внимательно рассмотрите её.
Карточка-путеводитель
| План исследования |
| “Открытие водорода” |
| “Распространение водорода” |
| “Визитка химического элемента” |
| “Получение водорода” |
| “Физические свойства простого вещества” |
| “Применение водорода” |
| “Синквейн” |
Учитель: На каждом этапе вы узнаете что-то новое и интересное, мы изучим 1) как и кем был открыт водород; 2) где он находится на нашей планете и во вселенной; 3) строение атома и молекулы водорода; 4) как получают водород в лаборатории и промышленности; 5) физические свойства; 6) где применяют водород; 7) сочиним синквейн. После изучения каждого этапа вы буду самостоятельно заполнять карточку-путеводитель (ПРИЛОЖЕНИЕ 1), ваш сосед будет проверять ответ и заполнять вашу карточку контроля (ПРИЛОЖЕНИЕ 3), чтобы в конце урока поставить оценку.
Станция 1: “Открытие водорода” (сообщение ученика)
Учитель: Сейчас ваш одноклассник расскажет вам сообщение про открытие водорода. Слушайте очень внимательно, чтобы потом ответить на вопросы.
Открытие водорода:
Английский ученый Генри Кавендиш в 1766 г. получил водород действием цинка, олова или железа с серной или соляной кислотой. Водород до Кавендиша получали и другие ученые, но они и не пытались изучить его свойства. Интересно отметить, что водород принимали за разновидность воздуха или флогистон. Ломоносов в своей диссертации “О металлическом блеске” писал: “При растворении какого-либо неблагородного металла, особенно железа, в кислотных спиртах из отверстия склянки вырывается горючий пар, который представляет собой флогистон”.
Большинство исследователей, в том числе и Кавендиш, принимали водород за флогистон, и называли его “горючий газ”. Кавендиш первым подробно описал способы получения, а так же физические и химические свойства водорода. Он установил, что водород не растворяется в воде и щелочах, при смешивании его с воздухом образуется взрывчатая смесь. Поэтому Кавендиш новому газу дал название “горючий воздух”. Поскольку при действии кислот на различные металлы выделялся один и тот же газ, Кавендиш утвердился в своем мнении что водород – это флогистон. В 1781 году английский ученый, наблюдая горение водорода на воздухе: Н2 + О2 = 2Н2О установил, что водород при горении превращается в чистую воду. Но он сделал неверный вывод, посчитав, что вода, вещество элементарное, т.е. простое. В 1783–1784 гг. А. Лавуазье совместно с Ж. Менье осуществили термическое разложение воды и установили, что она состоит из кислорода и водорода.
Данные Лавуазье: 85 частей кислорода и 15 частей водорода.
Современные данные: 88,9% кислорода и 11,2% водорода.
Современное название водороду дал французский физик и химик А. Гитон де Морво в 1787 году. Он предложил латинское название гидрогениум, означающее “рождающий воду”. Русское название (по смыслу такое же): вода род.
Водород стал первым известным простым газообразным веществом. Его открытие имело огромное значение для становления современной научной химии.
Ученик(кот. читал доклад): “Кто и когда открыл водород?”
Учитель: За какое вещество ученые принимали водород? Почему Кавендиш дал водороду название «горючий воздух»?
Вот и мы с вами открыли водород, а сейчас перейдем на следующую станцию и узнаем о том где находится водород в природе.
Станция 2: “Распространение водорода”
Учитель:
А в атмосфере водород практически не встречается. Как простое вещество водород входит в состав вулканических газов. Солнце обогревает нашу землю за счет превращения водорода в гелий. Следовательно, водород – элемент космоса. Он составляет около половины массы солнца и большинства звезд, основную часть межзвездной среды и туманностей. По распространенности в нашей Вселенной водород занимает первое место.
Массовая доля водорода в земной коре составляет 1% – это девятый по распространенности элемент. В составе атмосферного воздуха присутствие водорода менее 0,0001 %.
Основным соединением водорода является вода. Кроме того, большое его количество входит в состав многочисленных соединений с углеродом (органических веществ), составляющих основу нефти, природного газа, угля и др. Он непременная составная часть веществ, образующих живые организмы (–6,5% от сухой массы).
Внимание! Мы приблизились к следующему этапу, на котором вам будет ноебходимо применить все свои знания, полученные на предыдущих уроках.
Станция 3: “Визитка химического элемента”
Учитель: Предлагаю в группах подготовить ответы на вопросы.Делимся на три группы (по рядам), каждой группе выдается карточка с заданиями (ПРИЛОЖЕНИЕ 2), на каждую парту по заданию, учащийся с последней парты записывает ответ на доске. Задание на время.
Задание для учащихся первой группы: указать положение водорода в периодической системе, указать группу , период, атомный номер, относительную атомную массу, заряд ядра, число протонов, нейтронов, электронов.
Задание для учащихся второй группы: изобразить электронную и электронно-графическую формулы водорода, указать характерные степени окисления водорода.
Задание для учащихся третьей группы: написать образование молекул водорода. Составить электронную и структурную формулы вещества. Указать вид связи, тип кристаллической решетки. Спрогнозировать физические свойства водорода.
(Вопросы обсуждаются в группах. Ответы на эти вопросы заслушиваются у доски)
Ученик от 1 группы.
Водород – химический элемент первой группы главной подгруппы первого периода, атомный номер 1, заряд ядра +1, протонов в ядре 1, нейтронов 0, число электронов 1.
Ученик от 2 группы.
Строение атома водорода 1S', на внешнем уровне один неспаренный электрон, может отдавать и принимать электрон. Характерные степени окисления -1, 0, +1.
Ученик от 3 группы.
Атом водорода имеет один валентный электрон, При взаимодействии двух атомов водорода образуется молекула водорода с ковалентной неполярной связью:
Совокупность молекул водорода образуют простое вещество водород. Это вещество в твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку.
Можно, зная свойства веществ с этим типом кристаллической решетки, спрогнозировать физические свойства водорода – газ, обладает летучестью, низкими температурами плавления и кипения.
Учитель: Теперь на основании строения атома водорода ответьте на следующий вопрос: почему водород поместили и в 1 группу главную подгруппу и в 7 группу главную подгруппу Периодической системы.
Ученик: Водород может отдавать и принимать электрон.
Все молодцы!
Станция 4: “Получение водорода”
Теперь вы работая самостоятельно в парах откройте учебник на стр. 109 найдите и перепишите способы получения водорода в лаборатории и в промышленности. (уравнения после готовности учащихся выводятся на проектор для самопроверки)
Получение водорода:
- В лаборатории: Zn + HCl = ZnCl2 + H2
- В промышленности: Н2О = Н2 + О2
Учитель: В больших масштабах, т.е. в промышленности, его можно получить электролизом воды. Можно ли использовать эти способы в лаборатории?
Ученик: Можно.
Учитель: Да, но в лаборатории используются более доступные реакции, для протекания которых не нужно электрического тока, нагревания. Достаточно вещества привести в соприкосновение и реакция с выделением водорода пошла. Поэтому на уроке мы будем получать водород взаимодействием цинка с разбавленной серной кислотой:
Zn + H2SO4 = ZnSO4+ H2
Мы получили водород, но нам нужно убедиться в этом. А для этого мы должны собрать газ водород. Какие способы собирания газов вам известны?
Ученик: Газы можно собирать над водой и вытеснением воздуха.
Учитель: Как надо держать сосуд для сбора водорода? Чтобы ответить на этот вопрос, сравните молярные массы водорода и воздуха 2 и 29 грамм/моль. (ученики сравнивают)
Водород легче воздуха в 14.5 раз, следовательно, сосуд для сбора газа держим вверх дном.
Учитель: Мы получили газ, собрали его, теперь нужно доказать его наличие. Как это сделать?
Ученик: Водород горит, надо к сосуду с водородом поднести горящую спичку.
Ученик: Водород не имеет цвета, поэтому трудно сказать, весь ли воздух в пробирке вытиснился водородом. Грязный водород дает лающий звук при горении.
Учитель: Водород – горючий газ, образует с воздухом и кислородом взрывоопасные смеси (гремучие смеси), поэтому требует аккуратного обращения.
Опыт. Запишем уравнение горения водорода 2H2+O2=2H2O
Станция 5: “Физические свойства простого вещества”
Учитель: Предлагаю вам обобщить знания о физических свойствах водорода, записать в тетради.
Учитель: Давайте проверим и, если нужно, сделаем дополнения.
Работайте в парах. Запишите в тетради физические свойства простого вещества по рисунку на слайде:
Вкус:
Цвет:
Запах:
Температура кипения:
Растворение в воде:
Учитель: А теперь, зная физические свойства водорода можно сказать где он применяется.
Станция 6: “Применение водорода”
На экране проектируется блок-схема «применение водорода». 1) Водородная энергетика (преимущества- экологически чистое топливо, источником для водорода может служить вода, замкнутый цикл производства, т.к. при сжигании образуется вода, энергоемкое соединение, легко транспортируется, экономятся исчерпаемые энергосодержащие ресурсы); 2) водородная бомба
Станция 7: «Синквейн» (работа в парах)
Это стихотворение, состоящее из пяти строк, в которых человек высказывает свое отношение к проблеме.
Составить по схеме:
- название темы – одно существительное
- описание темы – два прилагательных
- описание действия – 3 глагола
- отношение к теме – четыре слова
- суть темы – одно слово
Пример:
Углерод
Безликий и сверкающий
Греет, завораживает, проводит
Алмаз, графит, карбин, фуллерен
Основа жизни!
IV. Подведение итогов урока
Фронтальная беседа/Выставление оценок
V. Информация о домашнем задании
(слайд)
Мы с вами очень хорошо поработали. Спасибо за урок.