Химические свойства водорода. Применение водорода
план-конспект урока по химии (8 класс) на тему

Урок 25 по теме: "Химические свойства водорода. Применение водорода"

      Цель урока. Изучить химические свойства водорода. Сформировать представления о водороде как о восстановителе и экологически чистом топливе.

      Основные понятия. Гремучий газ, восстановитель, восстановление, экологически чистое топливо.
      Планируемые результаты обучения. Уметь составлять уравнения реакций водорода с кислородом и с оксидами металлов.

     Демонстрация. Взрыв смеси водорода с воздухом.

    Лабораторный опыт. Взаимодействие водорода с оксидом меди(II).

      Демонстрации. Горение углерода, серы, фосфора, железа в кислороде.

Ход урока

1. Организационный момент. Повторение предыдущей темы. Ответы на вопросы

1. Химический знак –
2. Порядковый номер –
3. Относительная атомная масса Ar (Н) =
4. Химическая формула –
5. Относительная молекулярная масса Mr (Н) =
6. Молярная масса –
7. Валентность - .

2. Объяснение нового материала.

Химические свойства водорода

При обычных условиях молекулярный Водород сравнительно мало активен, непосредственно соединяясь лишь с наиболее активными из неметаллов (с фтором, а на свету и с хлором). Однако при нагревании он вступает в реакции со многими элементами.

Водород вступает в реакции с простыми и сложными веществами:

- Взаимодействие водорода с металлами приводит к образованию сложных веществ - гидридов, в химических формулах которых атом металла всегда стоит на первом месте:

При высокой температуре Водород непосредственно реагирует с некоторыми металлами (щелочными, щелочноземельными и другими), образуя белые кристаллические вещества - гидриды металлов (LiН, NaН, КН, СаН2 и др.):

Н2 + 2Li = 2LiH

Гидриды металлов легко разлагаются водой с образованием соответствующей щелочи и водорода:

СаH2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2↑

- При взаимодействии водорода с неметаллами образуются летучие водородные соединения. В химической формуле летучего водородного соединения, атом водорода может стоять как на первом так и на втором месте, в зависимости от местонахождения в ПСХЭ (см. табличку  в слайде):

1). С кислородом Водород образует воду: 

Видео "Горение водорода"

2Н2 + О2 = 2Н2О + Q 

При обычных температурах реакция протекает крайне медленно, выше 550°С - со взрывом (смесь 2 объемов Н2 и 1 объема О2 называется гремучим газом). 

Видео "Взрыв гремучего газа"

Видео "Приготовление и взрыв гремучей смеси"

2). С галогенами Водород образует галогеноводороды, например:

Н2 + Cl2 = 2НСl

При этом с фтором Водород взрывается (даже в темноте и при - 252°С), с хлором и бромом реагирует лишь при освещении или нагревании, а с йодом только при нагревании.

3). С азотом Водород взаимодействует с образованием аммиака:

ЗН2 + N2 = 2NН3

лишь на катализаторе и при повышенных температуpax и давлениях.

4). При нагревании Водород энергично реагирует с серой:

Н2 + S = H2S (сероводород),

значительно труднее с селеном и теллуром.

5). С чистым углеродом Водород может реагировать без катализатора только при высоких температуpax:

2Н2 + С (аморфный) = СН4 (метан)

- Водород вступает в реакцию замещения с оксидами металлов, при этом образуются в продуктах вода и восстанавливается металл. Водород - проявляет свойства восстановителя:

Водород используется для восстановления многих металлов, так как отнимает кислород у их оксидов:

CuO + H2 = Cu + H2O,

Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4Н2О, и т. д.

3. Закрепление.

Задание №1

Составьте уравнения реакций взаимодействия водорода со следующими веществами: F2, Ca, Al2O3, оксидом ртути (II), оксидом вольфрама (VI). Назовите продукты реакции, укажите типы реакций.

Задание №2

Осуществите превращения по схеме:

H2O -> H2 -> H2S -> SO2

Задание №3.

Вычислите массу воды, которую можно получить при сжигании 8 г водорода?

4. Рефлексия. Сообщения учащихся

Применение водорода

Видео "Применение водорода"

В настоящее время водород получают в огромных количествах. Очень большую часть его используют при синтезе аммиака, гидрогенизации жиров и при гидрировании угля, масел и углеводородов. Кроме того, водород применяют для синтеза соляной кислоты, метилового спирта, синильной кислоты, при сварке и ковке металлов, а также при изготовлении ламп накаливания и драгоценных камней. В продажу водород поступает в баллонах под давлением свыше 150 атм. Они окрашены в тёмно-зелёный цвет и снабжаются красной надписью "Водород".

    Водород используется для превращения жидких жиров в твердые (гидрогенизация), производства жидкого топлива гидрогенизацией углей и мазута. В металлургии водород используют как восстановитель оксидов или хлоридов для получения металлов и неметаллов (германия, кремния, галлия, циркония, гафния, молибдена, вольфрама и др.).

    Практическое применение водорода многообразно: им обычно заполняют шары-зонды, в химической промышленности он служит сырьём для получения многих весьма важных продуктов (аммиака и др.), в пищевой - для выработки из растительных масел твёрдых жиров и т. д. Высокая температура (до 2600 °С), получающаяся при горении водорода в кислороде, используется для плавления тугоплавких металлов, кварца и т. п. Жидкий водород является одним из наиболее эффективных реактивных топлив. Ежегодное мировое потребление водорода превышает 1 млн. т.  

Домашнее задание. § 20, 21, упр. 4—12, задачи 2, 3 (с. 60); повторить способы получения и собирания кислорода.