«Урок по химии на тему» Азот»


Тема 2 9 класс
Урок 32
Тема урока: Азот и его соединения
ДЕВИЗ УРОКА: «Нет жизни без азота, ибо он является непременной составной частью белков» Д.Н.Прянишников
Цели урока: Обучающие: конкретизировать знания учащихся о строении атома и ковалентной неполярной связи на примере строения атома и молекулы азота, рассмотреть физические и химические свойства азота в свете окислительно-восстановительных реакций, показать значение азота как биогенного элемента, познакомить учащихся с нахождением его в природе.
Развивающие: развивать химический язык, отличие понятий “элемент” и “простое вещество”, понятие “степень окисления” и умение её определять, развивать критическое мышление через работу с учебным материалом и информационную компетентность учащихся.
Воспитывающие: в ходе урока продолжить экологическое воспитание, раскрыть значение работ учёных-химиков для дальнейшего развития науки химии.
Методы: эвристический – беседа.
Оборудование:  ступка с пестиком, фарфоровая чашечка, пробирки, прибор для получения газов, спиртовка, спички.
 реактивы - кристаллические бихромат аммония, сера, хлорид аммония, нитрит натрия, спирт.
 
Ход урока: 1. Организационная часть урока.
2. Проверка знаний учащихся.
Вопросы и задания опроса:
1. Решить задачу:
     Известняк, в котором содержалось 60% карбоната кальция, использовали для получения оксида кальция разложением при нагревании. Определите массу (в граммах) известняка, требующуюся для получения 7 г оксида кальция.
      Ответ: m(известняка) = 20,8 г.
 2. Устные вопросы:
Расскажите о получении серной кислоты.
Охарактеризуйте свойства серной кислоты.
 3. Запишите уравнение химической реакции с точки зрения электролитической диссоциации между сульфатом цинка и хлоридом бария.
 4. Индивидуальная работа по карточкам.
 5. Проверка письменного домашнего задания.
 6. Вопросы опроса:
- Что называют химическим элементом? (Химический элемент – это атомы одного вида)
- В каких формах существует химический элемент? (Химический элемент существует в трех формах: свободные атомы, простые вещества, сложные вещества).
- Какие вещества называют сложными? (Сложными называют вещества, молекула которых образована атомами разных химических элементов).
-  На какие классы делятся сложные вещества? (Сложные вещества делятся на четыре класса: оксиды, основания, кислоты, соли).
- Какие вещества называют солями? (Соли – это сложные вещества, молекула которых состоит из атомов металла и кислотных остатков).
- Какие вещества называют кислотами? (Кислоты – это сложные вещества, молекула которых состоит из атомов водорода и кислотного остатка).
- Какие вещества называют простыми? (Простыми называют вещества, молекула которых образована атомами одного химического элемента).
- На какие группы делятся простые вещества? (Простые вещества делятся на металлы и неметаллы).
3. Изучение программного материала.
1.История открытия азота.
Азот – «безжизненный» элемент или важная составная часть жизни на Земле?». Азот – самая большая (по массе и объему) часть атмосферного воздуха (76% и 78%). Соединения азота – участники обмена веществ в живой природе. Азот входит в состав белков, выводится из организма человека и животных в основном в виде карбамида или мочевины. При разложении растительных животных остатков образуется аммиак NH3.Азот открыл Даниэль Резерфорд в 1772 г. Удалив кислород из воздуха (для этого под стеклянный колпак была поставлена удушающая свеча), он обнаружил, что в оставшемся «удушливом воздухе» свеча уже не горит, а мышь, посаженная под колпак, погибает.
Почти одновременно с ним открыл азот Карл Шееле. Современное же название элементу азоту дал Антуан Лоран Лавуазье. Лазуезье произвел его от греческих слов «альфа» отрицание и «зоэ» - жизнь: «а зоос» означает «безжизненный», «непригодный для дыхания». В библейской мифологии также применялось слово «азот», означающее начало и конец всего сущего, суть жизни, первое и последнее деяние. Таким образом, получилось, что азот и элемент «безжизненный» и «исцеляющий». Неудачное название элемента привело к попыткам дать ему другое название. Так у азота появилось второе имя – «нитрогениум» или «нитроген», означающее «рождающий селитру» KNO3.
Почему назвали «азот»?Соединения азота - селитра, азотная кислота, аммиак - были известны задолго до получения азота в свободном состоянии. В 1772 г. Д.Резерфорд, сжигая фосфор и другие вещества в стеклянном колоколе, показал, что остающийся газ не поддерживает дыхания и горения. Д.Резерфорд назвал его «удушливым воздухом». К.Шееле назвал этот элемент, извлеченный из воздуха,- «дурным воздухом». В 1787 г. А.Лавуазье установил, что «жизненный» и «удушливый» газы, входящие в состав воздуха, это простые в-ва, и предложил название «азот». «А» - отсутствие, «зоо» - жизнь. «Безжизненный»- азот. И не случайно: испытания проводили на лабораторных мышах, помещая их под колпак с азотом, где они погибали. Нахождение в природе:- в свободном состоянии в атмосфере (78%)Азот – один из распространенных элементов на Земле.- в литосфере – 1,9*10-3 по массе
 Природная форма Оболочка Земли
Соли аммония и азотной кислоты Литосфера, гидросфера
Азот Атмосфера
Азот и аммиак вулканов Литосфера
Соединения в некоторых видах топлива (нефть, уголь) Литосфера
Нуклеиновые кислоты, белковые вещества Биосфера
- в живых организмах- 0,3% по массе- в белке животных и человека -16-17% азота. В организмах человека и плотоядных животных белок образуется за счёт потребляемых белковых в-в травоядных животных и в растениях.«Жизнь - есть способ существования белковых тел на Земле» - по определению Ф.ЭнгельсаД.Резерфорд –«удушливый воздух»К. Шееле – «дурной воздух»А.Лавуазье – «безжизненный воздух»Д.И.Прянишников – «Нет жизни без азота, ибо он является важнейшей составляющей частью белковой молекулы.
     Источником свободного азота является воздух, где он составляет 78% по объему и 75,6% по массе. Встречается в виде чилийской селитры. Входит в состав белков, которые являются важнейшими носителями жизни. В среднем белок на 16% состоит из азота.

2. Положение азота в периодической системе.
Азот – первый представитель главной подгруппы V группы Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. В главную подгруппу данной группы входят элементы P, As, Sb , Bi.. Что общего в строении атомов? Как изменяются свойства в подгруппе? ( восстановительные свойства усиливаются, т.к. растет радиус атомов, а окислительные ослабевают). Самый сильный окислитель в подгруппе - азот.


Порядковый номер Относительная атомная масса Молярная масса г/моль Номер периода Номер группы
7
14г 28г/ моль 2 V
Валентность, степень окисления
Строение атома
Электронная формула Графическая формула Строение молекулы
Возможные степени окисления: 0,+1,+2,+3,+4,
+5,-3
атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов
+7 :N…
1s22s22р3
 :N≡  + ≡N:  → N≡N
Связь - ковалентная неполярная, образована по обменному механизму за счет спаривания непарных электронов; тройная, именно последняя характеристика связи и объясняет чрезвычайную прочность и почти инертные свойства молекулярного азота.


Прочна ли молекула азота?

3.Свойства азота:
Заполнить таблицу: Свойства азота:
Физические свойства азота Химические свойства Применение азота
Газ без цвета, запаха и вкуса, Плохо растворим в воде, Немного легче воздуха, Tºпл.= -210ºС, Tºкип.= -196ºС
При охлаждении до – 196ºС превращается в бесцветную жидкость, а при – 210ºС – в белую снегообразную массу. В воде малорастворим, хуже кислорода, поэтому вода, соприкасаясь с воздухом, растворяет больше кислорода.
1).N2+Ме (при нагревании,кроме Li) =
2). N2+H2 (tº, p, kat )=
3). N2+O2 (tº до оксида азота(II)) =
Молекула азота (:NN:) очень устойчива (три ковалентные связи), поэтому обладает низкой реакционной способностью. Восстановитель N20 2N+2 Высокая температура (электрическая дуга, 3000°С)N20 + O2= 2N+2O(в природе - во время грозы)
1)    Взаимодействует с металлами при нагревании и только с литием при комнатной температуре, образуя нитриды.
3Mg0 + N20 = Mg3+2N2-3
6Li0 + N20 = 2Li3N      
2)    Взаимодействует с водородом в присутствии катализатора, при высоком давлении и температуре.
N20 + H20 = 2N-3H3+1 + Q
II. Восстановительные свойства азота.
N20 + О20 = 2N-2O-2 – Q
- Получение аммиака.
- Создание инертной атмосферы.
- Создание низких температур.
- Насыщение поверхности стали для повышения прочности.
4. Получение азота.
1. Промышленный способ. Перегонка жидкого воздуха.
2. Лабораторный способ. Разложение нитрита аммония: NH4NO2 (t) = ° N2 + 2H2O.

5. Применение азота и его значение:
- Получение аммиака.
- Создание инертной атмосферы.
- Создание низких температур.
- Насыщение поверхности стали для повышения прочности.

6.Генетическая взаимосвязь азота.
1.NH3 ← N2 → MeN.
↓ ↓NH4OH NO → NO2 NO2, N2O3, N2O5 (получают косвенно)
↓ ↓ ↓NH4R (R – кислотный остаток) HNO2 HNO3
↓ ↓
MeNO2 MeNO3
Закрепление материала:
1. Запишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:
А). N2→NH3→NH4OH→NH4Cl1. N2 + ? → NH3
2. NH3 + ? → NH4OH
3. NH4OH + ? → NH4Cl + ?.
Б). N2 → NO → NO2.
1. ? + ? = ?
2. ? + О2 = ?.
2. Вопросы для самоконтроля:
Газ без цвета, вкуса и запаха
Молекула двухатомна
Содержание в воздухе 78 %
В лаборатории получают разложением KMnO4 и H2O2
В промышленности – из жидкого воздуха
Химически малоактивен
Взаимодействует почти со всеми простыми веществами
С ним связаны процессы дыхания и фотосинтеза
Является составной частью белков
Участвует в круговороте веществ в природе
Правильные ответы: N2 -1, 2, 3, 5, 6, 9, 10. O2 -1, 2, 4, 5, 7, 8, 10.
3.Выполнение заданий у доски.
Задание 1. Определить степень окисления элементов в соединениях: KNO3, AgNO3, NH4NO3, N2, Mg3N2, NO2, NО, N2О, НNO2.
Задание 2. Дать характеристику химической реакции: N2+3H2 = 2NH3 +Q
Задание 3. Рассмотреть окислительно-восстановительную реакцию: N2+3H2 = 2NH3 +Q.
4. Самостоятельная работа учащихся.
1 Вариант
1. Число нейтронов в атоме азота.
А) 7 Б)14 В)15 Г) 8
2. Азот имеет степень окисления +4 в соединении:
А) Азот. Б) Оксид Азота (II). В) Оксид азота (IV). Г) Азотная кислота.
3. Какой вид химической связи в молекуле азота?
А) Ионная. Б) Ковалентная полярная. В) Ковалентная неполярная. Г) металлическая.
4. Укажите, к какому типу относится химическая реакция: 4NH3 + 3O2 > 2N2 + 6Н2О.
А) необратимая. Б) гетерогенная. В) окисления. Г) обмена.
5. Что означает слово азот в переводе с древнегреческого?
А) Жизнеутверждающий. Б) Безжизненный. В) Образующий селитру. Г) “Мифический воздух”.
6. Какой объем оксида Азота (II) образуется в реакции N2+O2 = 2NO –Q, если объем азота составил 2,24 л
А) 4,48 Б) 2,24 В) 44,8 Г) 67,2
2 Вариант
1. Число электронов в атоме азота.
А) 7 Б) 8 В) 14 Г) 15.
2. Азот имеет степень окисления +5 в соединении.
А) Азотная кислота. Б) Оксид Азота (II). В) Оксид Азота (IV) г) Азот.
3.Определите тип химической реакции: N2+O2 = 2NO –Q.
А) необратимая. Б) гетерогенная. В) эндотермическая Г) обмена.
4. Что участвует в фиксации атмосферного азота?
А) Клубеньки с микроорганизмами. Б) Вода. В) Пенициллин. Г) Известняки.
5. Какому ученому обязан Азот своим названием.
А) Лавуазье. Б) Ломоносову. В) Менделееву. Г) Бутлерову.
6. Какой объем аммиака образуется при синтезе N2+3H2 = 2NH3 +Q из 6,72 л. водорода? А) 4,48 Б) 22,4 В) 67,2 Г) 44,8
Задание на дом: п.24, упр.1-5.
Оксиды азота
Оксидов у азота – пять.
И нам давно пора узнать
Их нравы, вкусы, настроенье.
Запомнить будет вам легко:
N2 c O2 дает NO.
Про каждого из остальных оксидов
Расскажем мы сейчас. У них
У каждого свой собственный
Способ полученья, косвенный.
Оксид азота(I)
Это интересно:
В 19 веке больше был известен под названием «веселящий газ» - это бесцветный газ со слабым приятным запахом и сладковатым привкусом. В смеси с воздухом действует на людей по-разному – кого действительно «веселит», а кого погружает в сон. Все зависит от возраста человека, концентрации газа и принятой дозы.
Выдающийся химик Гемфри Дэви с помощью этого газа устраивал специальные сеансы. Вот как описывал действие N2O один из современников Дэви: «Одни джентльмены прыгали по столам и стульям, у других развязались языки, третьи обнаруживали чрезвычайную склонность к потасовке». Веселящий газ применяют в медицине, обеспечивая пациенту безопасный наркоз, в сжатом виде находит применение в качестве распылителя некоторых аэрозолей и пенообразователя.
Получение:
Термическое разложение нитрата аммония
__________________ = N2O + H2O
Химические свойства:
Несолеобразующий (не взаимодействует с водой), неустойчив, разлогаетсяN2O = O2 + ____________
Горят углеродистые вещества, а в смеси с аммиаком__________ и водородом взрывается.
Оксид азота(II)
Это бесцветный газ, плохо растворимый в воде - _________________________.
Получение:
Окислением азота кислородом
N2 + ____ = ________
Окисление аммиака в присутствии Pt
_____ + O2 = H2O + _____
Разбавленная азотная кислота с медью
Cu + ______ = Cu(NO3)2 + H2O + _______
Химические свойства:
окисляется кислородом до оксида азота IV
N2 + ____ = ______
восстанавливается водородом до свободного азота
NO + ____ = _____ + H2O
Оксид азота (IV)
Получил название «бурый газ» или «лисий хвост» за характерную окраску. Это газ с резким неприятным запахом, хорошо растворимый в воде. Тк раздражает дыхательные пути, то является токсичным веществом.
Получение:
Окисление оксида азота II
______ + О2 = ________
Концентрированная азотная кислота с медью
Сu + ________ = Cu(NO3)2 + ______ + H2O
Растворяется в воде
NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 При комнатной температуре смесь
NO2 + H2O = _____ + NO в горячей воде
NO2 + H2O + O2 = ________ в присутствии катализатора О2
Оксид азота(III)
Окрашенная в темно-синий цвет жидкость, растворяется в воде с образованием кислоты ________ (_______________ оксид).
Получение:
Охлаждением смеси оксидов азота II и IV
_______ + ________ = N2O3
Химические свойства:
взаимодействует с водой до азотистой кислоты
N2O3 + H2O = _________
взаимодействует со щелочами до образования соли азотистой кислоты и воды
N2O3 + _______ = ________ + Н2О
Оксид азота (V )Белое твердое вещество, хорошо растворимое в воде ( какая кислота образуется?________________), кислотный оксид.
Получают:
Обезвоживанием азотной кислоты оксидом фосфора V
HNO3 = _____ + H2O
Действием озона на оксид азота IV
NO2 + O3 = _____ + O2
Химические свойства:
Неустойчив, разлагается со взрывом
N2O5 = NO2 + O2
Взаимодействует в водой до образования азотной кислоты
N2O5 + _____ = _______
Взаимодействует со щелочами до образования соли азотной кислоты и воды
N2O5 + _______ = ________ + H2O
Свойства оксидов азота.
Название Оксид азота I Оксид азота II Оксид азота III Оксид азота IV Оксид азота V
формула Агрегатное состояние Цвет Токсичность для организма Отношение к воде Кислотно-основные свойства Особые свойства Получение Химические свойства Применение Выполните задания:
1. Решите цепочку уравнений реакций:
А) N2 → NH3 → NH4NO3
↓ ↓
NO
Б) NH3 → NH4OH → (NH4)2SO4
↓ ↓
N2 NH4Cl

Приложенные файлы


Добавить комментарий