Урок по химии в 8 классе на тему «Водород, его общая характеристика, получение, свойства и применение».

 Тема урока: «Водород, его общая характеристика, получение, свойства и применение».

Цель урока: создать комфортные условия для изучения и систематизации материала по теме «Водород», а также для развития навыков самостоятельного познания школьников по указанной теме.

Планируемые результаты:

Предметные: создать условия для развития мотивации учащихся к изучению физических свойств и способов получения водорода; описывать и различать изученные газообразные вещества по физическим свойствам.

Метапредметные: создать условия для развития умений наблюдать, работать с дополнительной литературой, выделять главное, делать выводы, обобщать знания, работать в группах, уметь логически мыслить.

Личностные: создать условия для формирования умений управлять своей познавательной деятельностью, подготовиться к осознанию выбора дальнейшей образовательной траектории.

Тип урока: урок открытия новых знаний.

Методы обучения: проблемный, эвристический, экспериментальный.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: групповая, коллективная, индивидуальная.

Средства обучения: презентация к уроку «Водород», мультимедийный проектор и компьютер, учебник: Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. «Химия», 8 класс, М., «Просвещение», 2008г., материалы для демонстрационного опыта (гранулы цинка, соляная кислота, магний, серная кислота, штатив с пробирками, спиртовка, спички, натрий, фенолфталеин, вода дистиллированная, аппарат Киппа, лабораторный штатив, кристаллизатор с водой, держатель для пробирок, предметное стекло, пипетка, ПСХЭ.

УМК:

1. Гара Н.Н., «Программы общеобразовательных учреждений. Химия. 8-9 классы, -

М., «Просвещение», 2009 .

2. Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. «Химия». 8 кл. – М., «Просвещение», 2008.

3. Гара Н. Н. «Химия». Уроки в 8 кл. (пособие для учителя) – М., «Просвещение»,

2008.

4. Радецкий А. М. «Дидактический материал. Химия». 8 - 9. – М., «Просвещение»,2014 .

Структура урока

1.Организационный момент (его задача – подготовить учащихся к работе на уроке). Педагог и ученики приветствуют друг друга, в журнале отмечаются отсутствующие, затем учитель проверяет, готовы ли ребята к занятию.

2. Подготовка учащихся к активному и сознательному усвоению материала. 

Учитель: В день, когда его запасы иссякнут, жизнь во Вселенной прекратится. Погаснет солнце, не станет воды... Вещество, без которого жизнь невозможна, «сидит» в самом центре нашей планеты — в ядре и вокруг него, и оттуда «мигрирует» наружу. Этот газ — начало всех начал (слайд 1).

Определите, о каком веществе мы поговорим сегодня:

Вы со мною уже встречались -

Я космический скиталец,

Элементов прародитель

И отважный предводитель.

Я любитель кислорода,

Вместе с ним даю я воду.

Я, газ, легчайший и бесцветный,
Неядовитый и безвредный.  (Водород)
Учащиеся зачитывают данное стихотворение и называют тему урока “Водород” и записывают её в рабочие тетради.

3. Повторение и закрепление пройденных знаний.

Перед тем, как преступить к изучению нового материала, вспомним ранее изученный материал.

К доске вызываются двое учащихся и выполняют задания по карточкам:

Карточка 1.

Выпишите формулы оксидов и обозначьте римскими цифрами валентности элементов в соединениях с кислородом, зная, что кислород двухвалентен:

III         I          II                  I         IV

Al₂O₃, Na₂O, MgO, H₂O, Ag₂O, CO₂     Назовите соединения.

Карточка 2.

Напишите уравнения реакций, в результате которых получаются оксиды:

А) железа (III)  Б) серы(II) В) цинка (II)      Назовите соединения.

С классом провожу закрепление изученного материала, используя кроссворд (слайд 2). 

Ключевым словом является название самого распространенного химического элемента в земной коре)
1. Вещества, которые получаются при горении разных веществ в кислороде.
2.Английский химик, открывший кислород.
3.Вещество, поддерживающее горение и дыхание.

4.Тип химических реакций, в результате которых получают кислород.

5.Простое вещество, при горении которого в кислороде образуется белое твердое вещество.

6.Процесс с участием кислорода, сопровождающийся выделением теплоты и света.

7.Тип реакции S + O₂ = SO₂.

8.Соединение кислорода, необходимое для процессов жизнедеятельности.

Затем проверяем учащихся у доски.

4. Изучение нового материала.

  Учитель: Сегодня мы продолжим изучение химии элементов, которое мы начали  со знакомства с кислородом. На сегодняшнем уроке мы познакомимся с химией водорода. При изучении курса химии мы уже неоднократно встречались с водородом. Пришло время обобщить и расширить знания об этом химическом элементе, познакомиться с областями и перспективами его производства. Мы с вами живём в 21 веке, в веке цифровых технологий, ноутбуков и сверхскоростных самолётов. Как вы думаете, сколько ещё тайн скрывает от нас с вами природа, а сколько их было много, много

лет назад. Посмотрите на девиз нашего урока: «Через тернии - к звёздам!» (на доске). О чём он предупреждает? – это пока тоже для вас тайна, которая будет раскрыта к концу нашего урока. Мы должны подняться на высоту звёзд в приобретении знаний о водороде.

Итак, напомню, тема нашего урока – «Водород»(слайд 3).  

План урока (Записываю на доске).

1.    Водород в природе.

2.    Историческая справка.

3.    Водород – химический элемент.

4.    Водород – простое вещество.

5.    Получение и собирание водорода.

6.    Физические свойства водорода.

7.    Применение водорода.

Учитель предлагает записать план урока в рабочие тетради.

Целеполагание учащимися после записи плана урока.

 Учитель: переходим к изучению первого  вопроса плана (слайд 4)

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!

(Объясните смысл стихотворения, изучив материал учебника нахождение водорода в природе стр. 71)

Учащиеся работают с материалом учебника и рассказывают о нахождении водорода в природе.

Учитель дополняет ответы учащихся и демонстрирует (слайд 5) Водород самый распространённый элемент в космосе. Основная масса звёзд состоит из водорода. В условиях звёздных температур и межзвёздного пространства это элемент существует в виде отдельных атомов. Водород входит в состав основного компонента Земли – вода. Хоть доля водорода в земной коре около 1% от массы, однако, его роль в природе определяется не массой, а числом атомов, доля которых 17%. Многие органические вещества представляют собой соединения С,О, Н,: нефть, природный газ, углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты, витамины. В теле человека 10% атомов водорода.

Учитель: Обратимся к истории (слайды 6,7,8).

Водород был известен ещё в XVI в. Теофрасту Парацельсу, его получали также Ван-Гельмонт, Роберт Бойль, Николя Лемери, М.В.Ломоносов, Джозеф Пристли и другие учёные. В 1766 году известный английский учёный Генри Кавендиш получил “искусственный воздух” действием цинка на разведённую соляную кислоту. Это было совершенно новое вещество, которое хорошо горело и получило название “горючего воздуха”. Лишь в 1787 году Антуан Лавуазье доказал, что “горючий воздух”, открытый в 1766 году входит в состав воды и дал ему название “гидрогениум”, т.е. “рождающий воду”, “водород”.

(слайд 10).  Учитель. Используя приобретённые вами знания по химии, дадим общую характеристику водороду.

Внимание на доску: заполним таблицу

Учащиеся: отмечают, что молекула водорода двухатомная,

Mr (H₂) = 2 и одновременно заполняют таблицу сравнения химического элемента и простого вещества водорода.

Водород как простое вещество и как химический элемент.

 (Работа осуществляется в статистических парах) а затем, самоконтроль (слайд 11)

Учитель: Внимательно выслушайте предложения и определите, в каком из них речь идёт о химическом элементе, а в каком о простом веществе.

1. Водород входит в состав воды и нефти. 2. Водородом наполняют воздушные шары. 3 . Водород – самый лёгкий из всех газов. 4. Водород в земной коре в % по массе занимает 9-е место.

Учащиеся работают устно, отвечают на вопрос и делают выводы, чем отличается простое вещество и химический элемент.

(слайд 12). Учащиеся зачитывают проблемный вопрос на слайде и отвечают на него.

Учитель: Да, верно, вода – самый доступный источник водорода. В промышленности действительно водород получают из воды.

Сообщения учащихся.

1 учащийся. Эксперимент по получению водорода из воды с помощью солнечной энергии проводился в Университете Нового Южного Уэльса в Австралии. В этой технологии солнечный свет сначала преобразуется в электричество, которое уже разлагает воду на кислород и водород в присутствии катализатора (слайд 13)

2 учащийся. Вплоть до конца XIX века получение водорода было делом достаточно хлопотным. Его добывали в мизерных количествах, растворяя обычные металлы в кислотах, а также щелочные и щелочноземельные металлы в воде. Только после того, как электричество начали производить в промышленных масштабах, появилась возможность легко добывать его тоннами. Но этот способ сравнительно дорогой. Т.к. из воды водород можно получить, только разложив его электрическим током.

Учитель: В настоящее время его получают в промышленности из природного газа – метана. В лаборатории водород получают из соединений класса кислот: соляной, серной (слайды 14,15). Как же извлечь водород из кислот? Надо его в кислоте заместить металлом. Разберём способы собирания водорода (слайд 16) работа с материалом слайда.

Демонстрационный опыт. Получение водорода в лаборатории и наполнение водородом мыльных пузырей. Правила техники безопасности. Проверка водорода на чистоту. Демонстрация аппарата Киппа. Водород можно получать и в аппарате Киппа, если его необходимо получить в большом количестве. Своё название аппарат Киппа получил по названию голландской фирмы производителя.

Физминутка под музыку (слайд 17)

Учитель: При получении водорода необходимо соблюдать технику безопасности и обязательно проверять его на чистоту (слайд 18) Вот какая история произошла с французским химиком, директором парижского музея науки Пилатом де Розье. Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород. До него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, учёный решил убедиться, проник ли водород в лёгкие? Он ещё раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в лёгких экспериментатора смешался с воздухом и произошёл 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: Познакомимся с физическими свойствами водорода (слайд 19)

Все области применения водорода основаны в основном на физических свойствах водорода (слайд 20). У водорода самая высокая теплопроводность среди всех газов и это свойство находит применение в современной энергетике для охлаждения электрических машин.

В 1783 г. французский физик Ж.Шарль совершил полёт на воздушном шаре, наполненном водородом. В 1794г. такие воздушные шары нашли широкое применение в военном деле. С 1932 – 1937гг. стали использовать дирижабли (слайд 21)

Сообщения учащихся (слайды 22,23)

3 учащийся. В 1944году американские военные попытались использовать водород в качестве ракетного топлива. Помешала делу высокая взрывоопасность газа: стоило совсем немного отклониться от нормальной работы двигателей или допустить малейшую протечку, и мирный водород мигом превращался в зловещий “гремучий газ”. В результате ракеты не долетали до цели, взрываясь прямо на старте. По той же причине американцам не удалось в 50-е годы прошлого века построить водородный самолёт, а в 70-е, во времена нефтяного кризиса, – водородный эсминец. В этом смысле дела в СССР, основном тогдашнем конкуренте Штатов в области водородной энергетики, были более успешны. Советские учёные решили добывать из водорода энергию в виде электричества, напрямую окисляя его в водной среде, а не поджигая в смеси с кислородом. Для этого они использовали топливные элементы, в которых водород на специальной ионообменной мембране соединялся с кислородом, в результате чего получались вода и электричество. Технология оказалась настолько удобной, что сейчас без участия топливных элементов не проходит ни одна серьёзная космическая экспедиция.

4 учащийся. Немного позже учёные всё же придумали, как использовать водород в качестве горючего и при этом не взорваться. В газ стали добавлять специальные присадки – ингибиторы. Например, пропилен. Всего 1% этого дешёвого газа – и водород из грозного оружия превращается в безопасный газ. В результате уже в 1979г. компания BMW выпустила первый автомобиль, вполне успешно ездивший на водороде, при этом не взрывавшийся и выпускавший из выхлопной трубы пар. Баварские автомобилестроители в рамках программы “Чистая энергия” приспособили под езду на водороде несколько “семёрок”. Оборудованная 4-литровым двигателем водородная «семёрка» развивает мощность в 184 лошадиные силы и проходит на одной заправке (170литров жидкого водорода) – 300 км.

5. Этап закрепления новых знаний.

Итог нашего урока: мы познакомились со вторым после кислорода элементом в химии – водородом. Вы узнали о нахождении водорода в природе, его свойства и уникальность, способы получения и применения. Мы поднялись на высоту звёзд.

Контрольный тест.

Необходимо выбрать правильные утверждения. В рабочей тетради в столбик проставьте цифры с 1 по 12. Если вы согласны с утверждением, ставьте напротив цифры плюс, если нет, то минус. Учитель зачитывает утверждения.

1.    Водород – самый распространённый элемент во Вселенной.

2.    Водород – самый распространённый газ на Земле.

3.    Основным соединением водорода на нашей планете является вода.

4.    Большое количество атомов водорода входит в состав веществ, образующих живые организмы.

5.    Валентность водорода равна 2.

6.    Формула простого вещества водорода равна Н₂.

7.    Газ водород обладает наименьшей среди всех веществ молекулярной массой.

8.    Газообразный водород хорошо растворим в воде.

9.    Водород в смеси с кислородом взрывоопасен.

10.                       Чтобы собрать водород, пробирку надо держать отверстием вверх.

11.                       Водород можно собрать методом вытеснения воды.

12.                       Соединения водорода с металлами называются гидридами.

Обменяйтесь тестом с соседом по парте, сравните с ответами и оцените работы (слайд 24).  Это ваша оценка за урок.

(слайд 25) Рефлексия.

6. Этап информации учащимся о домашнем задании и инструкции по его выполнению

(слайд 26) Подведение итогов урока. Оценивание. Домашнее задание.