Методическая разработка по теме "Водород, его свойства и применение"
методическая разработка по химии (9 класс) на тему

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 12 ГОРОДСКОГО ОКРУГА НОВОКУЙБЫШЕВСК САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

МОУ ООШ № 12

446219, Россия, Самарская область, город Новокуйбышевск, посёлок Шмидта, ул. Школьная, дом 4, тел.-факс 3 – 17 – 68,

тел.-факс структурного подразделения – дошкольного отделения,  расположенного в посёлке Маяк – 3  – 17 – 66

КОНСПЕКТ УРОКА ХИМИИ В 9 КЛАССЕ

«Водород, его свойства и применение»

                                                                 Составила:  

                                                                               учитель химии и биологии

                                                               МОУ ООШ № 12

                                                          Федорова В.П.

2010г.

Тема: Водород, его свойства и применение.

Цель: систематизация и развитие знаний учащихся о водороде как химическом элементе и простом веществе, о свойствах водорода, способах его получения, роли в природной среде на основе сформированной предметной понятийно-теоретической базы.

Задачи:

Образовательные: Систематизировать и развить представления о водороде как химическом элементе и простом веществе, способах его получения и собирания; закрепить умения составлять схемы электронного баланса; закрепить понятия “окислитель”, “восстановитель”, “окисление”, “восстановление”.

Развивающие: развивать самостоятельность мышления, развивать интеллектуальные умения (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, работать по аналогии, выдвигать предположения).

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

Тип урока: комбинированный.

Методы: словесный (рассказ, объяснение, с элементами дискуссии, постановка и решение проблемных вопросов); наглядный (презентация); практический (составление уравнений).

Оборудование:  компьютер, экран, мультимедийный проектор, карточки для самостоятельной работы

Девиз урока: “Всегда держись начеку” Козьма Прутков.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Учитель: Здравствуйте, ребята! Садитесь.

  II. Повторение ранее изученного материала.

Учитель: На прошлом уроке мы начали знакомство с водородом. Сегодня мы расширим знания о водороде и, прежде чем, продолжить работу над этой темой, вспомним ранее изученное.  

(во время опроса трое учащихся работают по карточкам, один выполняет на доске домашнее задание – задача 3, стр. 36)

Фронтальный опрос:

1. Знакомство с любым элементом начинается с истории его открытия. Итак, первый вопрос «История открытия водорода».
2. Дать общую характеристику по положению в ПСХЭ.
3. Что общего между водородом и галогенами?
4. Охарактеризовать строение атома водорода.
5. Охарактеризовать строение молекулы водорода.
6. Охарактеризовать нахождение в природе.
7. Какие промышленные способы получения водорода вам известны?
8. Какими способами получают водород в лаборатории?

    III. Изучение нового материала.

Учитель: восстановив опорные знания, перейдем к изучению новой темы, продолжаем знакомство с водородом. Записываем дату и тему урока «Водород, его свойства и применение» (СЛАЙД 1)

Охарактеризуем его физические свойства (СЛАЙД 2; учащиеся записывают в тетрадь)

1. газ, без цвета, без запаха, без вкуса, практически нерастворим в воде.
2. имеет низкую температуру плавления (-259,10 С) и низкую температуру кипения (-2530 С);
3. обладает хорошей теплопроводностью (в 7 раз больше чем воздух);
4. водород почти в 14,5 раз легче воздуха (самый легкий из всех газов), поэтому его можно собирать лишь в перевернутый вверх дном сосуд. Мыльные пузыри, резиновые шарики, наполненные водородом, взлетают вверх.

Выходит Черный маг (один из учащихся) и рассказывает стихотворение.

Хотя я сильный черный маг,
Мне без помощников никак.
Их много рядом я терплю,
Но больше всех его люблю.
Обычно легок и летуч,
Он вдруг становится могуч:
Его нагрев, неосторожно,
Взорвать в округе все возможно,
А если с “О” соединить, -
То можно воду получить.
Я много вам о нем сказал,
Его подробно описал.
Итак, подумав, пять минут,
Скажите, как его зовут?

Учащиеся отвечают – водород.

Учитель: Конечно, и, как сказал Черный маг, при работе с водородом следует соблюдать особую осторожность. Смесь водорода с воздухом называется гремучим газом (ВИДЕО, СЛАЙД 3)

Выходит Черный маг и рассказывает.

Вот такая история произошла с французским химиком, директором Парижского музея науки Пилатом де Розье (1756-1785). Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород. До него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие? Он ещё раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких экспериментатора смешался с воздухом и произошел сильный взрыв. “Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями”, - так Розье характеризовал испытанные ощущения. Эксперимент чуть не стоил ему жизни.

Учитель: Полученный тем или иным способом водород может быть загрязнен воздухом, вы уже знаете, что это опасно! Вспомните Пилата де Розье и девиз нашего урока. Вы видели, что происходит, если водород, смешанный с воздухом поджечь, поэтому прежде чем его поджигать следует проверить водород на чистоту. Заглянем в учебник: на стр. 34, рис. 2. изображены  два способа проверки водорода на чистоту – метод вытеснения воды и метод вытеснения воздуха. Для этого водород собирают в пробирку, не переворачивая, закрывают пробирку большим пальцем, подносят к спиртовке и открывают пробирку. Чистый водород сгорает с характерным звуком ПАХ. (ВИДЕО – демонстрируется способ вытеснения воды)

Учитель: Теперь рассмотрим химические свойства водорода: связь в молекуле водорода очень прочная, поэтому молекулярный водород при обычной температуре малоактивен (только фтор соединяется с ним при обычных условиях, хлор при освещении). При нагревании водород реагирует как с простыми, так и со сложными веществами.

(СЛАЙД 4)

Взаимодействие с простыми веществами – неметаллами: (СЛАЙД 5)

1. При поджигании реагирует с кислородом

O2 + 2H2 = 2H2О

2. При нагревании водород обратимо взаимодействует с серой:

S + H2 ⇔ H2S

3.С азотом — при нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора (железо):

N2 + 3H2 = 2NH3 

4. С галогенами образует галогеноводороды:

F2 + H2 = 2HF, реакция протекает со взрывом при любой температуре,

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

Учитель: Давайте докажем, что водород в данных реакциях действительно проявляет восстановительные свойства

Задание: составить уравнения химической реакции взаимодействия водорода с хлором, расставить коэффициенты методом электронного баланса, указать окислитель, восстановитель.(ученик к доске, по слайду проверяем)

Учитель: Водород взаимодействует со щелочными и щёлочноземельными металлами, образуя гидриды: (СЛАЙД 6)

Na + H2  = 2NaH

Ca + H2  = CaH2 

В  данных реакциях водород проявляет окислительные свойства, давайте докажем, что это действительно так.

Задание: записать данное уравнение на доске и расставить коэффициенты методом электронного баланса (ученик к доске, по слайду проверяем)

Учитель:  (СЛАЙД 7) Взаимодействие со сложными веществами: с оксидами металлов (как правило, d-элементов)

Учитель: Итак, мы действительно убеждаемся, что наиболее характерна для водорода степень окисления +1, и только при соединении с металлами водород проявляет степень окисления -1.

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

1. Синтез аммиака
2. Синтез соляной кислоты
3. Синтез метилового и других спиртов
4. Гидрогенизация растительных масел (получение маргарина)
5. Производство изделий из кварцевого песка
6. Для получения жидкого топлива из каменных углей
7. Получение молибдена, вольфрама и других металлов
8. В качестве горючего в современной ракетной технике
9. Получение высоких температур
10. Хладагент в специальных физических проборах
11. Атомно-водородной сварке тугоплавких сталей и сплавов

Из-за того, что он легче воздуха им долгое время наполняли аэростаты, воздушные шары и дирижабли. (ВИДЕО - заполнение водородом мыльных пузырей)

Учащийся, заранее подготовившийся, рассказывает исторический очерк о применении водорода.

Братья – французы Монгольфье первые осуществили идею подняться на воздушном шаре, наполненном горячим воздухом. В 1783 году совершил полет на воздушном шаре, наполненном водородом французский физик Ж. Шарль. В 1794 году воздушные шары нашли практическое применение в военном деле. В последствии стали применять смесь водорода с гелием. Это было более безопасно, так как водородные шары часто воспламенялись. С 1932 по 1937 год немецкий дирижабль “Граф Цеппелин” совершил 136 полетов из Европы в Южную Америку и 7 полетов – в США и перевез свыше 13 тысяч человек. Потом дирижабли были постепенно вытеснены успехами авиации и вертолетостроения. Сейчас вновь обсуждаются вопросы создания современных дирижаблей. Другое универсальное свойство водорода – самая высокая теплопроводность среди всех газов – находит применение в современной энергетике для охлаждения электрических машин. Водород - это топливо будущего, существует много примеров создания и применения топливных элементов. Например: подобный агрегат служит источником воды и энергии в космических кораблях, двигателях автомобилей, подводных лодках.

IV. Заключение

Учитель: Итог нашего урока: мы познакомились с первым элементом  – водородом. Вы узнали его свойства и уникальность. Я думаю, вам понятно, почему надо обращаться с этим газом очень осторожно. Возможен взрыв, вот почему вы должны быть всегда начеку!

V. Закрепление (тест)

Учитель: Вы постепенно усваивали материал о водороде, теперь проверим ваши знания по этой теме. На выполнение теста 3 мин. (СЛАЙД 9, на нем вопросы, учащиеся отвечают на них в бланках)

Учитель: Теперь обменяйтесь бланком ответов с соседом по парте и давайте проверим правильность выполнения теста. (СЛАЙД 10, на слайде – ответы, учащиеся проверяют тест соседа, используя следующий слайд 11 – оценивают)

VI . Оценивание работы учащихся.

Оценки за тест ставятся в дневник, оценивается работа по карточкам и сообщается учащимся, также оценивается работа на уроке.

VII.  Домашнее задание (СЛАЙД 12) & 8,  №4

VIII.  Рефлексия                                                                                                                                    (на листе А3 рисунок горы, на её вершине – знак водорода)

Учитель: Наш урок завершается, два урока мы с вами покоряли высоту под названием «Водород», сейчас подойдите к рисунку и  обозначьте свое место на этой вершине, те, кому она покорилась, ставьте отметку на самой вершине, те, кому ещё нужно поработать над этой темой – ставит отметку ниже и т.д.

Учитель: Урок окончен! Спасибо за урок!

Бланк ответов к тесту.