Водород: знакомый и незнакомый

Урок-проект «Водород: знакомый и незнакомый»

«И если вчера человечество благоговело перед иным видом энергии – электричеством, а позавчера перед паровым котлом, то сегодня Мы управляем реакцией распада атомного ядра, а завтра будем управлять реакцией синтезы ядер – создадим земные солнца» Д.И. Щербаков

Цель проекта: Знакомство с водородом как элементом и веществом

Рассматриваемые вопросы: История открытия элемента Строение атома и молекулы Получение Физические и химические свойства Применение

Рабочие группы:

1 группа – «Теоретики» 2 группа – «Исследователи» 3 группа – «Практики»

История открытия

Впервые этот газ в чистом виде выделил 240 лет назад английский химик Генри Кавендиш. Свойства полученного им газа были настолько удивительны, что ученый принял его за легендарный «флогистон», «теплород» — вещество, по канонам науки того времени определявшее температуру тел. Он прекрасно горел (а огонь считался почти чистым флогистоном), был необычайно легок, в 15 раз легче воздуха, хорошо впитывался металлами.

История открытия

Другой великий химик, француз Антуан-Лоран Лавуазье, уже в 1787 году доказал, что полученное Кавендишем вещество — вполне обычный, хотя и очень интересный химический элемент. Свое название он получил оттого, что при горении давал не дым, сажу и копоть, а воду.

Водород в природе:

Водород широко распространен в природе — содержится в воде, во всех органических соединениях, в свободном виде — в некоторых природных газах. Содержание его в земной коре достигает 0,15% ее массы (с учетом гидросферы — 1%). Водород составляет половину массы Солнца.

Водород самый распространенный элемент во вселенной

Общая характеристика:

Порядковый номер 1 1 малый период I группа главная подгруппа Ar=1 Электронная конфигурация 1S1 В одних условиях водород проявляет металлические свойства - отдает электрон, как щелочные металлы В других — неметаллические свойства - принимает электрон, как галогены.

Молекула водорода

Молекула водорода состоит из двух атомов - H2 Ковалентная неполярная связь Н:Н

Получение водорода в лаборатории

Zn + 2HCl ? ZnCl2 + H2?

2H2 + O2 = 2H2O смесь водорода с кислородом в объемном отношении 2:1 называют «гремучим газом»

Физические свойства водорода

Бесцветный газ Без запаха Почти нерастворим в воде В 14,5 раз легче воздуха

Промышленные способы получения водорода

Водород получают конверсией водяных паров с углем или метаном H2O + C ? H2 + CO CH4 + H2O ? CO + 3H2

Восстановительные свойства водорода

Горит в кислороде 2H2 + O2 = 2H2O Реагирует с другими неметаллами N2 +3H2 ?2NH3 Реагирует с оксидами металлов СuO + H2 = Cu + H2O

Взаимодействие водорода с оксидом меди (II)

Окислительные свойства водорода

Реагируют со щелочными и щелочноземельными металлами с образованием гидридов 2Na + H2 = 2NaH Са + H2 = СаH2

Применение водорода

?

Применение водорода

Применение

Свойства водорода

Горит с выделением большого количества теплоты

В качестве топлива

Реагирует с неметаллами

Производство важных веществ: аммиака, хлороводорода и др.

Реагирует с оксидами металлов

Применение в металлургии

Легкий газ (из истории)

Применение

Наработав в достаточном количестве этот легкий газ, люди сначала приспособили его для воздушных полетов. В этом качестве первый элемент Таблицы Менделеева применяли вплоть до 1937 года, когда в воздухе сгорел крупнейший в мире, в два футбольных поля размером, заполненный водородом немецкий дирижабль «Гинденбург». Катастрофа унесла жизни 36 человек, и на таком использовании водорода был поставлен крест. С тех пор аэростаты заправляют исключительно гелием. Гелий — газ, увы, более плотный, но зато негорючий. .

Водородная энергетика: миф или реальность

В недалёком будущем основным источником получения энергии станет реакция горения водорода, и водородная энергетика вытеснит традиционные источники получения энергии (уголь, нефть и др.). При этом предполагается, что для получения водорода в больших масштабах можно будет использовать электролиз воды.

В 1979 году компания BMW выпустила первый автомобиль, вполне успешно ездивший на водороде, при этом не взрывавшийся и выпускавший из выхлопной трубы водяной пар. В эпоху усиливающейся борьбы с вредными выхлопами машина была воспринята как вызов автомобильному рынку.

Контрольные вопросы:

Какой элемент характеризуется наибольшей распространенностью во Вселенной? Кто впервые выделил водород в чистом виде? Охарактеризуйте химические свойства водорода. Что называют гремучим газом? Какие соединения водород образует с активными металлами? Оксиды каких элементов восстанавливаются водородом? Каковы способы получения водорода в промышленности? Как получают водород в лаборатории? Перечислите основные области применения водорода.

Что мы узнали о водороде

Нахождение в природе

История открытия

Положение в ПС и строение атома

Строение молекулы и получение

Применение

Физические, химические свойства

Домашнее задание

§17 выучить Письменно упражнения № 3-5 Используя дополнительную литературу, найти как можно больше химических реакций промышленного и лабораторного способов получения водорода. Повторить тему «Изотопы»