Урок № 47/14 11.01. 2016г
Тема: Азот. Строение атома и молекулы, свойства простого вещества.
Цели: 1.Обучающие:
*способствовать формированию у учащихся представления об азоте
как наиболее активном неметалле;
*изучить строение, физические и химические свойства, применение
азота на основе его положения в ПСХЭ ;
*охарактеризовать азот в свете представлений о трёх формах существо-
вания элемента;
*рассмотреть взаимосвязь азота и его соединений с живыми организмами.
2.Развивающие:
*способствовать развитию у учащихся исследовательских умений в
процессе обучения в сотрудничестве;
*развивать навыки самостоятельной работы;
*учить формулировать основную мысль и выделять главное;
*расширять кругозор учащихся и желание получать новые сведения.
3.Воспитательные:
*создавать условия для самореализации личности, взаимопомощи и
индивидуальной ответственности каждого при работе в группе;
*воспитывать сотрудничество, продолжить формирование культуры
общения;
*формировать знания об экологических факторах природы;
*показать связь изучаемого материала с реальной жизнью.
Тип урока: комбинированный
Методы и приемы обучения: поисковый, частично-исследовательский,
работа в парах (малых группах), проблемные
ситуации, беседа, ИКТ.
Оборудование: карточки-задания для групп, ПСХЭ, компьютер,
проектор, приложениек учебнику «Химия -9»,
виртуальная школа «Кирилла и Мефодия
Ход урока.
1.Организационный момент. Приветствие.
2.Анализ контрольной работы по темам «Подгруппа кислорода» и «Галогены» (5 минут, ошибок практически нет).
3.Введение в тему (мотивация к учебной деятельности)
(слайды - портреты К. Шееле, Д. Резерфорда, А. Лавуазье, Ж. Шаптала)
Соединения азота (селитра, азотная кислота, аммиак) были известны задолго до получения азота в свободном состоянии. В 1772 г. Резерфорд, сжигая фос -
Фор и другие вещества в стеклянном колоколе, показал, что оставшийся газ не поддерживает дыхание и горение. Резерфорд назвал его «удушающим
воздухом». К. Шееле назвал этот элемент, извлеченный из воздуха, «дурным воздухом». В 1787 году А. Лавуазье установил, что «жизненный» и «Удушаю-щий» газы, входящие в состав воздуха, - это одно и то же простое вещество, 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. В 1790 году Ж. Шапталом было предложено другое латинское название –«нитрогениум», означающий «рождающий селитру»
4.Актуализация знаний об азоте как о химическом элементе.
Вне пределов Земли азот обнаружен в газовых туманностях, солнечной атмосфере, на Уране, Нептуне, межзвездном пространстве и т. д. Азот - четвертый по распространенности элемент Солнечной системы. (после водорода, гелия и кислорода). Он составляет большую часть атмосферы, где его содержание по массе равно 75,6% или по объему -78%. Его очень много в земной коре, поэтому можно сделать предположение, что главным источником азота служит верхняя часть мантии, откуда он поступает в другие оболочки Земли с извержениями вулканов. Азот является элементом, необходимым для существования животных и растений. Его количество в биосфере оценивается примерно в 1,9•1011 тонн.
Азот входит в состав белков (16-18% по массе), аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, хлорофилла, гемоглобина и т. д. В составе живых клеток по числу атомов азота около 2%, по массовой доле около 2,5 %. В связи с этим значительное количество связанного азота содержится в живых организмах, «мертвой органике» и дисперсном веществе морей и океанов. В результате процессов гниения и разложения азотосодержащей органики, при условии благоприятных факторов окружающей среды, могут образоваться природные залежи полезных ископаемых, содержащие азот, например «чилийская селитра», норвежская и индийская селитры.
5.Самостоятельная работа учащихся в группах по учебнику, составление опорного конспекта.
На столах карточки - инструкции по выполнению заданий. По истечении 10-12 минут представитель каждой группы выступает с итогами небольшой исследовательской работы по изучаемой теме.
Учитель:
Чтобы разобраться, что это за таинственный элемент, сегодня вы должны выполнить различные задания. (карточки в группы)
1 группа - дать характеристику азоту по плану:
- химический знак
- порядковый номер
- атомная масса
- период
- группа, подгруппа
- построить схему строения атома азота, ЭГФ;
- построить схему образования молекулы азота;
- вид и механизм образования химической связи.
2группа – указать состав ядра (число протонов, нейтронов, электронов), строение электронной оболочки;
- как изменяются неметаллические свойства в периоде, сравнить эти свойства по периоду и подгруппе, сделать вывод об активности азота;
- какие с. о. проявляет азот (при проверке работы - слайд);
3 группа – физические свойства азота;
- химические свойства азота (проверка по слайду);
- способы получения в промышленности и лаборатории;
- применение азота.
После выполнения задания, учащиеся отвечают с места. Взаимопроверка с помощью компьютера.
Учащиеся записывают электронное строение атома азота, ЭГФ.
6.Защита работы и обобщениезнаний, составление опорного конспекта
По плану на карточке ученик озвучивает и объясняет свою работу - продукт исследовательской деятельности.
Все учащиеся переносят записи в свои рабочие тетради. Показ слайдов мультимедийной презентации по выступлениям учащихся.
7. Рассказ учителя с элементами беседы об экологических проблемах, связанных с азотом.
В последнее время человечество сталкивается с экологическими проблемами, связанными с азотосодержащими веществами. Одна из них - кислотные дожди. Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Присутствие в воздухе заметных количеств, например, аммиака или ионов кальция приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако такие осадки также принято называть кислотными, поскольку они при попадании на почву или в водоемы меняют их кислотность. Подкисление природной среды отрицательно влияет на состояние экосистем. В этом случае из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы, например, свинец, алюминий и др.
Азот содержится в каменном угле и нефти. Из антропогенных источников выделяется около 93%токсида азота (II), который в результате химических реакций в атмосфере превращается оксид азота (IV), образующий с водой азотную кислоту.
При воздействии происходит окисление ненасыщенных жирных кислот мембран, тем самым изменяется их проницаемость, что в дальнейшем оказывает влияние на такие жизненно важные процессы, как дыхание и фотосинтез. В первую очередь происходит гибель лишайников, которые могут существовать только при очень чистом состоянии окружающей среды. Причинами образования кислотных дождей являются искусственные источники, такие как минеральные удобрения, сжигание топлива, нефтепе-реработка, автотранспорт и др. Кислотный дождь наносит вред водной флоре и фауне, уничтожает растительность на суше (лесов), наносит ущерб металлам, зданиям, памятникам и прочим сооружениям.
Каждая экосистема может усвоить определенное количество азота, и последствия этого в целом благоприятны – растения станут расти быстрее. Однако при насыщении экосистемы азот начнет вымываться в водоемы, тогда озера начнут зарастать водорослями, из водоемов будут вытесняться все другие формы жизни.
(демонстрация слайдов с результатами отрицательного действия азота)
8.Рефлексия.
- Какое значение имеет азот в природе?
- Где применяется жидкий азот? Что такое криотерапия?
- Что вы можете сказать о химических свойствах азота?
- Какие степени окисления азот при этом проявляет?
9.Домашнее задание
§28 (ч.1)
10.Подведение итогов урока.
Отмечаются активные учащиеся, слаженность работы в группах, взаимопомощь исследования в группах.
Выставление отметок за урок.
Опорный конспект к уроку (все учащиеся должны заполнить в течение урока)
1.Электронная конфигурация атома азота______________________________
2.В периодической системе атом азота расположен в________ группе,______
__________ подгруппе _________ периода. Количество электронных слоев
___________ , общее число электронов ___________ , число неспаренных электронов________.
3.Степени окисления азота_________________________________________ .
4.Степень окисления азота в соединениях :
NH3, N2O5 , Mg3N2, NO, HNO3, HNO2, N2
5.N2 – это ____________ вещество, ____________ физические свойства ____
__________________________________________________________________
6. Химические свойства_____________________________________________
окислительные___________________________________________________
восстановительные________________________________________________
7.Способы получения в промышленности______________________________
__________________________________________________________________
В лаборатории_____________________________________________________
8.Применение азота:________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
9.Напишите реакции взаимодействия азота с металлами и неметаллами (по 2 примера)________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Определите степени окисления:
NH3 , N2O5 ,Mg2N3 , NO2 , NO, N2O3 , HNO3 , HNO2 , N2
Возможные степени окисления азота
степень окисления | примеры |
0 | N2 |
+ 1 | N2O |
+2 | NO |
+3 | N2O3 HNO2 |
+4 | NO2 |
+5 | N2O5 HNO3, |
- 3 | NH3 Mg3N2 |
Строение атома азота:
N +7 ﴿ ﴿
2з 5з
Электронная конфигурация атома азота:
147N 2з;5з
1s22s22p3
Физические свойства азота:
Газ Без цвета Без запаха Мало растворим в воде Температура кипения = -195єС Температура плавления = - 210єССоставить кластер по химическим свойствам азота:
Me3N
Me3N2
MexNy
↑ t
tMe t
C2N2 ←C+ + +Hal2 → NHal3
P3N5t ← P+N2+H2 →t NH3
Нереаги← S+ +
руетO2
↓
NO (t=1200єC)
Уравнения реакций:
6Li + N2 → 2Li3N 3Mg + N2 → Mg3N2 3H2 + N2 → 2 NH3 N2 + O2 → 2NO +QПолучение азота в промышленности:
Получают азот в промышленности из воздуха. Для этого воздух сначала охлаждают, а жидкий воздух подвергают перегонке (дистилляции). Температура кипения азота ниже (- 195,8єС), чем кислорода (-182,9єС), поэтому при осторожном нагревании жидкого воздуха азот испаряется первым. Перевозят газообразный азот в сжатом виде в черных баллонах, имеющих желтую надпись «азот»
В лаборатории азот получают термическим разложением нитрита аммония :NH4NO2→N2 + 2H2O
Применение азота:
1.Промышленное применение газообразного азота обусловлено его инертностью, он пожаро- и взрывобезопасен, препятствует окислению и гниению.
2.В нефтехимии применяется для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, увеличения выработки месторождений.
3.В производстве электроники азот применяется для продувки областей, не допускающих наличия окисляющего кислорода.
4.Синтез самых разнообразных азотосодержащих соединений - аммиака, азотных удобрений, взрывчатых веществ, красителей и т. д.
5.В пищевой промышленности азот зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е941, как газовая среда для упаковки и хранения, хладагент, а жидкий азот применяется при разливе масел и негазированных напитков для создания избыточного давления и инертной среды в мягкой таре.
6.Жидкий азот применяется как хладагент и для криотерапии. Криотерапия – это лечение холодом: профилактика заболеваний, общее оздоровление, спортивная медицина, реабилитация после травм, продление жизни и омоложение. Заморозка жидким азотом живых существ с возможностью последующей их разморозки пока проблематична.
