Неметаллы и их соединения(водород, галогены, халькогены, подгруппа азота). Методическая разработка погружения
методическая разработка по химии (7, 8, 9 класс)

Методическая разработка погружения по теме:

«Водород. Галогены, халькогены, подгруппа азота»

Для разновозрастных групп предпрофильной подготовки

 7-9 класс

Автор: Колыванова Л.М.,

учитель химии,

МАОУ «Экспериментальный лицей имени Батербиева М.М.»

2024-2025уч.г.

Данное погружение №2 изучается разновозрастной   группе  7-9кл., на втором году обучения. Вопросы погружения изучаются в системе, на основе содержательной линии:

 «Химический элемент (положение в периодической системе Д.И.Менделеева, строение атома, физические и химические свойства, нахождение в природе)-

Простое вещество (состав, строение, физические и химические свойства, получение и применение)– 

Соединения (состав, строение, физические и химические свойства, получение и применение».

Целью данного погружения является: формирование и углубление знаний лицеистов по химии неметаллов и их соединений на основе периодического закона, теории электролитической диссоциации, окислительно- восстановительных свойств

Задачи погружения:

- систематизировать и закрепить знания учащихся по неорганической химии на основе изучения водорода, галогенов, халькогенов, азота, фосфора и их соединений;

- научить применять полученные знания для  решения разнообразных задач различного уровня сложности;

- развивать мышление  учащихся через решение заданий различного уровня сложности;

- продолжить формирование навыков и культуры экспериментальной работы при работе с лабораторным оборудованием и реактивами.

Структура погружения

Материально – техническое обеспечение учебного предмета

Список литературы для учащихся

1. Габриелян О.С. Химия для 8кл. - М: Дрофа, 2023.
2. Габриелян О.С. и др. Химия для 9 кл.- М: Дрофа, 2022.

Дополнительная литература:

1. Рудзитис Г.Е. ,Фельдман Ф.Г. Химия 8-9 класс. Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Просвещение 2021г.  
2. Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы..- М.: Высшая школа, 1993г.
3. Химия: Справочные материалы / Под ред. Третьякова Ю.Д. 1-3 издан. М.: Просвещение 1993г.г.

Специфическое сопровождение

Сайты:

https://chem-oge.sdamgia.ru/teacher/pupil

http://school-collection.edu.ru/catalog/teacher/

Таблицы

1. Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева.
2. Таблица растворимости.
3. Электрохимический ряд напряжений металлов.
4. Таблица электроотрицательности.

Презентации

1. Неметаллы
2. Азот
3. Водород
4. Вода
5. Галогены
6. Халькогены
7. Углерод
8. Кремний

Вопросы к зачету №2

Водород. Галогены, халькогены, подгруппа азота.

 I. 1. Водород. Общая характеристика подгруппы галогенов. Их значение в жизнедеятельности человека.

2. Хлор. Строение, свойства, получение, применение.
3. Хлороводород. Соляная кислота: строение, свойства, получение, применение.
4. Качественные реакции на галогены (фторF2, хлор Cl2, бром Br2, йод I2) и их ионы.
5. Соли. Гидролиз солей.

II. 1.Общая характеристика подгруппы халькогенов. Их значение в жизнедеятельности человека.

2. Кислород О2, озон О3. Строение, свойства, получение, применение.

3. Сера. Строение, свойства, получение, применение.
4. Сероводород. Строение, свойства, получение, применение.
5. Оксиды серы. Строение, свойства, получение, применение.
6. Сернистая и серная кислоты. Строение, свойства, получение, применение.
7. Соли: сульфиды (S2‾), сульфиты(SO3 2‾ ), сульфаты(SO4 2‾ ). Кислые соли. Гидролиз солей.
8. Качественные реакции.
9. Особенности производства серной кислоты. Экологические проблемы.

 III. 1.Общая характеристика подгруппы азота. Их значение в жизнедеятельности человека.

2. Азот. Строение, свойства, получение, применение.
3. Аммиак. Строение, свойства, получение, применение.
4. Азотная кислота. Строение, свойства, получение, применение.
5. Фосфор. Строение, свойства, получение, применение.
6. Ортофосфорная кислота. Строение, свойства, получение, применение.
7. Средние и кислые соли: аммония ( NH4+), нитраты(NO3‾ ), ортофосфаты(PO43‾ ).
8. Круговорот азота, фосфора в природе.
9. Особенности производства аммиака и азотной кислоты. Экологические проблемы.

IV. Решение задач. 

На избыток, на объемные отношения газов.

Задания по теме: Водород, галогены, халькогены, подгруппа азота.

1. Степень окисления элемента в высшем оксиде равна + 6, а в водородном соединении его степень окисления равна:

а) – 2                      б)+ 2                   в)+ 6                    г)– 6

2.  В ряду F2 – Cl2 – Br2 – I2    окислительная активность

а) увеличивается    б) уменьшается    в) не изменяется   г) изменяется периодически

3. Только окислительные свойства проявляет

а) сульфид натрия        б) сера     в) серная кислота     г) сульфит калия

4. Установить соответствие:

5. В уравнении реакции меди с концентрированной азотной кислотой

Cu + 4 HNO3 →  Cu(NO3)2 + X + Y

вместо X и Y следует написать:

а) NO2 и  H2O        б) 2NO2  и 2H2O    в) NO и H2O      г) 2NO и 4H2O

6. Соль трёхвалентного железа образуется  при взаимодействии железа с

а) серой                                    в) раствором хлорида меди (11)    

 б) хлором                                г) Разбавленной соляной кислотой

7. Горение аммиака в кислороде: __________________

8. Горение аммиака в присутствии катализатора Рt: _________________

9. Соли азотистой кислоты-  нитриты:

а)  только восстановители       в)  и восстановители и окислители

б)  только окислители  г)   не могут проявлять окислительно- восстановительных свойств

10 Оксид азота (I)- веселящий газ, можно получить термическим разложением :

а) хлорида аммония                     в) нитрата натрия

б) нитрата аммония                     г) нитрата меди(II)

11. Черный порох  представляет собой смесь нитрата калия, серы и угля в молярном соотношении 2:1:3. Суммарное уравнение реакции горения черного пороха ____________________________.

12. В результате гидролиза пентахлорида фосфора образуется :

а)  HPO3                            в) H4P2O7

б)  H3PO3                          г)H3PO4

уравнение гидролиза ____________________________________

13. Уравнение взаимодействия висмута с разбавленной азотной кислотой ___________________

14. Объем водорода, необходимый для получения 4 л аммиака:

а) 11,2л                                     в) 6л

б) 3л                                          г)  22,4л

15. Электронная формула строения внешнего электронного уровня атома кислорода:

а) 1s22s2                                                в) 1s22s22p4

б)  2s22p4                                             г)  3s23p4  

16.  Формулы веществ с ковалентной полярной, ковалентной неполярной, ионной и металлической связями соответственно:

а)    H2O       H2      O2        K2O                              в)    HCl           O2             KF           Mg        

б)   AlCl3      K       Cl2       HF                                г)     NaCl         H2S          K2O         Fe

17. Плотность паров одного из  галогенов по водороду равна  35,5. Этот галоген:

а) фтор                               в) бром

б) хлор                                г) йод

18. Плотность паров одного из  галогенов по воздуху равна  5,517. Этот галоген:

а) фтор                               в) бром

б) хлор                                г) йод

19. Количество теплоты, выделяющееся при взаимодействии 4,48 л водорода(н.у.) с хлором (термохимическое уравнение реакции H2 + Cl2 = 2HCl + 184,6 кДж) равно:

а)   36,92 кДж                                     в) 184,6 кДж

б)   36,92 Дж                                       г) 738,4 кДж.

20. Вещества, имеющие ионную, атомную, молекулярную, металлическую кристаллические решетки соответственно:

а)  HCl         O2           C         CO2                         в)  MgO           SO2             Fe            H2S

б)  KCl         SiO2        S          Mg                          г)  K2S             SO3            NO           Na

21. Формулы кислотного  оксида и соответствующего ему гидроксида:

а)    K2О     и   КОН                            в)   SO2     и     Н 2SO3

б)    Р2О5    и    РН3                              г)   Al2O3   и   Al(OH)3 

22. Растворы каких веществ взаимодействуют между собой с образованием газа:

а)  сульфат натрия и соляная кислота         в) хлорид алюминия и едкое кали

б)  серная кислота и хлорид бария              г)карбонат калия и азотная кислота.

23. Химическое равновесие в системе :  N2  +  3H2  ↔  2 NH3  +  Q     смещается в сторону образования продукта реакции при :

а)  повышении температуры              в) использовании катализатора  

б)  понижения давления                      г)  повышение давления

24. Соль подвергается гидролизу и  рН  её раствора больше семи:

а) сульфид натрия                          в) хлорид алюминия

б) нитрат калия                              г)  хлорид кальция

25. Расставьте коэффициенты в схеме реакции методом электронного баланса:

   Cu  +  H2SO4   →  CuSO4  +  SO2  +  H2O. Коэффициент перед формулой восстановителя равен:                    а)  2                            б)  1                            в) 3                  г) 4

26. Вещества, которые при диссоциации образуют в качестве анионов гидроксид – ионы, являются

а)     кислотами                   в)  солями

б)    щелочами                     г)   нет правильного ответа

26. При комнатной температуре с наименьшей скоростью протекает реакция между :

а)  раствором гидроксида кальция и углекислым газом           в)  калием и водой

б)  растворами едкого натра и соляной кислоты                г) фосфором и кислородом.

 27.  Вещества, которые при диссоциации образуют в качестве катионов ионы гидроксония, являются:

а)     кислотами                   в)  солями

б)    щелочами                     г)   нет правильного ответа

27. Число  валентных электронов в атомах химических элементов главных подгрупп определяется:

а) по значению относительной атомной массы                         в) по номеру периода

б) по порядковому номеру химического элемента                     г) по номеру группы

Задачи

ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО ХИМИЧЕСКИМ УРАВНЕНИЯМ.

1. Какую массу оксида меди (II) модно получить из меди массой 16 г?

2. Сколько по массе серы окислится кислородом массой 64 г.?

3. Железо может быть получено восстановлением оксида железа (III) алюминием. Какую массу алюминия и оксида железа надо взять для получения железа массой 140 г.?

4. Сколько кислорода по массе необходимо для сгорания серы количеством вещества 1 моль?

5. Сколько граммов кислорода пойдет на окисление количества вещества1 моль: а) цинка, б) магния, в) алюминия, г) меди, до оксида меди II?

6. Одинаковые ли массы кислорода модно получить при разложении: а) 1моль оксида серебра I и 1 моль оксида ртути II, б) 1 г. оксида серебра Iи 1 г. оксида ртути II?

7. Составить уравнение реакции алюминия с раствором серной  кислоты, укажите, сколько граммов образовавшейся соли соответствует 1 моль выделившегося водорода?

8. Какое количество оксида углерода II должно вступить в реакцию для полного восстановления оксида железа III массой 320 г.?

9. Железную пластину массой 20.4 г. опустили в раствор сульфата меди (II). Какая масса железа перешла в раствор к моменту, когда массапластинки стала равной 22.0 г.?

10. При взаимодействии раствора серной кислоты массой 16 г. с избыткомраствора хлорида бария выделился осадок массой 5.7 г. Определитемассовую долю серной кислоты в исходном растворе?

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАКОНА ОБЪЁМНЫХ ОТНОШЕНИЙ

Закон объёмных отношений газообразных веществ:

Объёмы реагирующих и образующихся газов (при одинаковых условиях) пропорциональны количествам этих веществ (или их коэффициентам) в уравнении реакции   V1 : V2 = ν1 : ν2

Пример:  Вычислите объём воздуха, необходимый для сгорания 320 л метана (н.у.)?

Дано: н.у.                               Решение:       1. Составим УХР горения метана

V(CH4) = 320 л                                                   320 л         V-?

Найти:                                                                 CH4    +     2O2    →    CO2    +    2H2O

V(воздуха) - ?                                                     1 моль      2 моль

2. Используем закон объёмных отношений для определения объёма кислорода, Согласно УХР, V(CH4): V(O2) = 1:2, следовательно V(O2) = (320 л ∙2 моль) / 1моль = 640 л

3. Определяем объём воздуха: Объёмная доля кислорода в воздухе 21%  V(воздуха) = V(O2) / 0,21= 640/0,21 =3047,6 л        Ответ: V(воздуха) = 3047,6 л

Задачи на объемные отношения газов

1. Вычислите объем кислорода, который потребуется для сжигании 20 л пропанаС3Н8.
2. Какой объем хлора необходим для получения хлорформа(СCl3H) из 25л метанаСН4.
3. Очень тонкий (мелкий) порошок серы удобно получить взаимодействием двух ядовитых газов: сероводорода и оксида серы (IV). Каким должен быть объем оксида серы (IV), чтобы после реакции с 150л сероводорода не осталось ядовитых газов?
4. Смесь фтора и водорода взрывоопасна. Сколько миллилитров фтора нужно смешать с 20мл водорода, чтобы газы полностью провзаимодействовали?
5. Сколько литров кислорода потребуется для окисления 17л оксида азота (II) до оксида азота  (IV)?
6. Иодоводород- очень неустойчивое вещество и легко разлагается на водород и иод. Какой объем водорода образуется при полном разложении 12л иодоводорода?
7. Первой стадией получения азотной кислоты в промышленности является окисление аммиака кислородом на платиновом катализаторе. Рассчитайте объем кислорода, который необходим для получения 1000м3 оксида азота (II) из аммиака.
8. В эвдиометре сожгли смесь водорода и кислорода объемом 50 мл. Осталось 2 мл газа, в котором тлеющая лучинка вспыхивает. Определите состав исходной смеси.

Дополнительный справочный материал.

Формулы:

I.    ν = m \ M         ν = V \ Vm        ν = N \ NA

 ν- количество вещества, моль,

 m- масса вещества, г

М- молярная масса,  г/моль

Vm-молярный объём,= 22,4 л/моль при н.у. для любого газа

V- объём, л

N- число частиц,

NA - число Авогадро,  моль-1; 6,02 * 10 23 частиц в 1 моль любого вещества

ρ 

m                         V

M                          Vm

ν

NA

N

II.    Расчеты по уравнению реакции:

a  A + b  B  →    c  C + d  D

ν A  :  ν B  :  ν C  :  ν D  =  a   :  b  :   c  :  d

если – A,B,C,D - газы, то

 VA  :  VB  : VC  : VD =  a   :  b  :   c  :  d

3.     ρ = m / V;         ρ -   плотность вещества, г/ мл

   Для газов ( IV и V ):

IV.     ρА = МА / Vm;         ρА-  плотность газа А;

DA= MX / MA;     DA  - относительная плотность газа Х по другому газу А

DH2= MX / M H2;     D H2 - относительная плотность газа Х по водороду;

Dвозд.= MX / M возд.;   D воздуха - относительная плотность газа Х по воздуху;

M возд.= 29 г / моль.        

   D2(1) = ρ(1)/ρ(2) = М(1)/М(2)    1- первый газ, 2- второй газ. 

V.                       P V  = ν R T   -  уравнение Менделеева - Клайперона

VI. Массовая доля химического элемента

        Ax By               формула вещества,

А и В- химические знаки элементов,    х и у- индексы,  wA- массовая доля элемента, %

wA(%)=  ( x · MA· \ M AxBy  )·100%

7. Массовая доля растворённого вещества

wраств. вещ.-ва = (m раств. вещ. /m раствора)·100%,

mраствора=  mрастворителя + m растворённого вещества.

VIII. Массовая доля примеси.

w примеси = (m примеси \ m технического образца )·100 %,

IX.   η- практический выход

η= (m практическая \ m теоретическая)·100% .

Окислительно- восстановительные реакции.

Ox –red

Окислительно- восстановительные реакции (ОВР) - химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления химических элементов.

Степень окисления (ст.ок.)– условный заряд атома в молекуле, вычисленный исходя из предположения, что все связи имеют ионный характер.

Правила определения ст. ок.

1. ст.ок. элемента в простом веществе = 0.
2. max  «+ст.ок.»  = №  группы (искл. - Cu+2 , Au+3,  F2 0)

     min  «– ст.ок.»  = № группы – 8

3. Σ ст.ок. элементов в молекуле (ионе)  = 0 (заряду иона)

Свойства степеней окисления:

1. ст. ок. могут быть целыми или дробными числами

   Са+2 О-2            Fe2 +3O3 -2            C -4 H4+1 

С3-8/3 Н8+1  (1)                           С -3Н3+1-С -2Н2+1-С -3Н3+1  (2)

ст. ок. С (1)         =             Σ ст.ок. С (2)

2. ст. ок.= 0   не только в простых веществах:

С60 Н12+1О6 -2 , С 0Н2+1 О -2 

Ряд электроотрицательности Х.Э.

Ме,    Si,    As,   H,   P,   Se,   I,   C,   S,   Br,   Cl,   N ,   O,   F

→    усиление электроотрицательности    →

Электроотрицательность – способность атомов данного химического элемента притягивать электронную плотность от атомов других химических элементов.

Окисление                                             отдачи

                          единый процесс                              электронов атомом или ионом.

Восстановление                            присоединения

Окислитель                                     принимающий                             восстанавливается

                                атом или ион                                      электроны,        

Восстановитель                               отдающий                                   окисляется

Классификация веществ в Ox –red реакциях

─ n ē (окисление)

степень

окисления

-3         -2           -1          0         +1           +2          +3           +4         +5      +6         +7   

+ n ē   (восстановление)

Примеры

соединений

HCl       Cl2        HClO                 HClO2                 HClO3            HClO4

 H2S                      S                                                     SO2                   SO3 

H2SO3            H2SO4

NH3                               N2       N2O         NO         N2O3       NO2       N2O5

NH4OH                                                                   HNO2                      HNO3   

План характеристики химического элемента, его простого вещества, оксида и гидроксида

I. Химический элемент:

1. Химический знак
2. Положение в периодической системе
3. Порядковый номер
4. Относительная атомная масса
5. Строение атома
6. Металл или неметалл
7. Восстановитель или окислитель
8. Валентность
9. Степень окисления в простом веществе и в соединениях

II. Простое вещество:

1. Химическая формула
2. Строение вещества- вид химической связи  и тип кристаллической решетки
3. Физические свойства:
4. Химические свойства:

• Взаимодействие с кислородом и характер оксида

(кислотный, основной, амфотерный).

• Взаимодействие с водой
• Взаимодействие с соляной кислотой и гидроксидом натрия.

III. Оксид и гидроксид:

1. Химическая формула
2. Строение вещества- вид химической связи  и тип кристаллической решетки
3. Физические свойства:
4. Химические свойства:

• Характер оксида и гидроксида

(кислотный, основной, амфотерный).

• Взаимодействие с водой (в ионном виде)
• Взаимодействие с соляной кислотой и гидроксидом натрия (в ионном виде).

Список литературы для лицеистов

1. Габриелян О.С. и др. Химия 9класс.- М., Дрофа, 2022г.
2. Справочные материалы под ред. Третьякова Ю.Д.- М., Просвещение, 1991г.
3. Кузьменко, Еремин, Попков. Химия для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы.- М., Дрофа, 2023г.
4. Лидин Р.А. и др. Химия дл школьников старших классов и поступающих в ВУЗы. М. Дрофа, 2002г.