конспект урока "Азот. Его физические и химические свойства. Способы получения"
план-конспект урока по химии (9 класс)
Предварительный просмотр:
Тема 3. АЗОТ И ФОСФОР (11 ч)
Урок
ПОЛОЖЕНИЕ АЗОТА И ФОСФОРА В ПСХЭ, СТРОЕНИЕ ИХ АТОМОВ.
АЗОТ КАК ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ И ПРОСТОЕ ВЕЩЕСТВО
(урок изучения нового материала)
Цели: научить давать характеристику элементов главной подгруппы 5-й группы по плану, исходя из их положения в Периодической системе и строения их атомов; продолжить формирование понятий: «химический элемент», «простое вещество», формирование логического мышления: развивать умение сравнивать химический элемент и простое вещество.
Ход урока
I. Актуализация знаний.
- Что вам известно о положении азота и фосфора в ПСХЭ, о строении их атомов? На основе этих знаний заполните первый
столбик таблицы. Второй столбик будем заполнять постепенно, но мере объяснения и разбора материала.
Что знаем | Что узнали |
1 | 2 |
Азот и фосфор находятся в 5-й группе, главной подгруппе (азот - во втором, фосфор - в третьем малых периодах).
(Вспомнить материал о строении атомов можно, прибегнув к табл.13, с. 45 учебника.) Азот и фосфор имеют сходное строение атомов (5 электронов на внешнем слое). Отличия - в числе электронных оболочек (у атома азота их две, II период, у атома фосфора их 3, III период). 3. Возможные степени окисления. Атомам азота и фосфора до завершения внешнего уровня недостаёт 3 электронов, присоединяя которые они проявляют степень окисления, равную -3. 4. Свойства соединений элементов (читаем ПСХЭ). Азот в высшей степени окисления (+5) образует кислотный оксид N2О5, которому соответствует азотная кислота HNO3. В низшей степени окисления (-3) азот образует летучее водородное соединение NH3 - аммиак. Аналогично, фосфор в высшей степени окисления (+5) образует кислотный оксид Р2О5, которому соответствует фосфорная кислота Н3РО4. В низшей степени окисления (-3) азот образует летучее водородное соединение РН3 – фосфин. | Возможные степени окисления. Устойчивое состояние атомы азота и фосфора приобретают и при отдаче пяти электронов. Поэтому для элементов подгруппы азота характерна высшая степень окисления +5, низшая -3 и оксиды с общей формулой R2O5, а водородные соединения с общей формулой RH3. Наряду со сходством элементы главной подгруппы 5-й группы существенно отличаются друг от друга. Азот сравнительно легко образует соединение типа RH3, а вот соединение типа R2O5 можно получить только косвенным путем. Высший же оксид фосфора легко образуется при горении фосфора. Это отличие объясняется тем, что у атома фосфора (табл. 13) на последнем энергетическом уровне имеются свободные d-орбитали. Поэтому может произойти распаривание 3s2-электронов и один из них может перескочить на 3d-opбиталь. В этом случае на третьем энергетическом уровне атома фосфора окажется пять неспаренных электронов, которые могут быть отданы или смещены в сторону более электроотрицательного элемента, например кислорода с образованием оксида Р2О5. У атома же азота (табл. 13) нет свободных орбиталей. Чтобы разъединить его 2s2-электроны, один из них надо переместить на третий энергетический уровень. Однако для этого требуется затрата большого количества энергии. |
II. Изучение нового материала.
- Инструктаж по технике безопасности.
- Рассказ учителя.
- При открытии азота А. Лавуазье назвал этот элемент «безжизненный». Как вы думаете, почему название, которое дал А. Лавуазье азоту, именуют «грубой ошибкой»?
Предполагаемый ответ: газ азот не поддерживает жизни, он инертен, но элемент азот входит в состав белков - основного строительного материала клетки.
Чтобы разрешить это кажущееся противоречие, нужно разъяснить учащимся, что в первом случае идет речь о простом веществе - азоте, а во втором случае - о сложных веществах, содержащих элемент азот.
- Природные запасы свободного азота огромны (78 % атмосферы) и доступны человеку, и в то же время растения, культивируемые человеком, не всегда получают азотистое питание в должном количестве из-за недостатка в почве необходимых соединений азота. Отсюда возникает проблема превращения свободного азота, не поддерживающего жизни, в связанный азот, необходимый для жизни. А для этого нужно изучить свойства азота, условия его соединения с другими элементами.
3. Демонстрационный опыт «Получение азота и изучение его свойств».
Чтобы показать учащимся свободный азот и проделать с ним некоторые опыты, нужно получить его перед уроком и собрать в газометр.
Учитель. Азот можно получить при взаимодействии нитрита натрия с хлоридом аммония.
Концентрированный раствор хлорида аммония (20 г NH4Cl в 55 мл воды) помещают в колбу, а в капельную воронку наливают раствор нитрита натрия (25 г NaNO2 в 35 мл воды), колбу подогревают, а затем спускают по каплям раствор нитрита натрия в горячий раствор хлорида аммония. Получающийся азот собирают в небольшой газометр.
NH4Cl + NaNO2 → NH4NO2 + NaCl
NH4NO2 → N2 + 2H2O
Учащиеся описывают физические свойства азота: газ, без цвета и запаха, малорастворим в воде.
Проблемный вопрос:
- Как объяснить химическую инертность азота при обычных условиях? Какие свойства - окислительные или восстановительные - будет проявлять азот в химических реакциях?
Предполагаемый ответ: связь атомов в молекуле азота очень прочная, ковалентная неполярная, образованная тремя электронными парами.
а) Реакция с кислородом (азот - восстановитель).
Так как молекулы азота стойки при обычных условиях, то азот сравнительно инертен при низкой температуре; но он может соединяться с кислородом при очень высокой температуре:
2N20 – O20 ↔ 2N+2O - Q
N20 - 4e → 2N+2 1 восстановитель
O20 + 4e → 2O-2 1 окислитель
б) Реакция с водородом и металлами (азот - окислитель):
N20+ 3Н20 → N-3H3
N + 6e → 2N-2 1 окислитель
Н20 - 2e → 2H+1 3 восстановитель
Предложить учащимся сравнить аналогичные реакции с кислородом и фтором.
Учащиеся самостоятельно формулируют вывод:
Азот по отношению к кислороду проявляет восстановитель ные свойства, а по отношению к водороду и металлам - окислительные.
Сопоставляя условия соединения с водородом фтора и кислорода и сравнивая строение атомов этих элементов, учащиеся делают еще один вывод:
С уменьшением числа валентных электронов у атомов элементов, находящихся в конце второго периода Периодической системы, повышается химическая активность элементов в отношении к водороду.
III. Закрепление изученного материала.
Учащимся предлагается самостоятельно записать уравнения реакций, иллюстрирующие химические свойства азота.
Домашнее задание: § 15, 16; составить схему, отражающую распространение и круговорот элемента азота в природе, и таблицу, раскрывающую взаимосвязь свойств и областей применения азота в природе.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА Аммиак. Строение молекулы. Физические и химические свойства. Получение, применение.
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКААммиак. Строение молекулы. Физические и химические свойства. Получение, применение.1. ФИО: Исмаилова Венера Владимировна2....
Водород: Нахождение в природе, получение, физические и химические свойства
Водород: Нахождение в природе, получение, физические и химические свойства...
Кислород.Физические и химические свойства. Получение и применение.
Данный материал может применяться на уроках химии для 8 класса. В нем подробно рассматриваются физические, химические свойства кислорода, его получение и применение....
План конспект урока химии 9 клас "Аммиак. Строение молекулы. Физические и химические свойства. Получение, применение".
План конспект урока химии 9 клас "Аммиак. Строение молекулы. Физические и химические свойства. Получение, применение"...
Аммиак .Физические и химические свойства. Получение, применение
Ознакомление с аммиаком; изучение свойств аммиака, его получение, использование в народном хозяйстве, воздействия на организм человека...
Конспект урока «Соли, их классификация, способы получения, физические и химические свойства»
Конспект урока «Соли, их классификация, способы получения, физические и химические свойства»...
Презентация «Соли, их классификация, способы получения, физические и химические свойства»
laquo;Соли, их классификация, способы получения, физические и химические свойства»...