XI класс (общая химия)
1. На заводе “Пензмаш” проектируют и производят аппаратуру для химических производств. На основе принципа Ле-Шателье обоснуйте технологический режим (температура, давление, концентрация веществ, использование катализатора) и охарактеризуйте аппаратуру:
а) синтеза аммиака N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q
б) серного ангидрида в производстве серной кислоты:
2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q
Совпадают ли теоретические взгляды на увеличение продуктов реакции с технологической практикой производства NH3, SO3? Объясните причину несовпадения.
2. Запишите математическое выражение закона действующих масс, автором открытия которого был Н.Н.Бекетов, для следующих реакций:
а) 2CO + O2 = 2CO2 в) 2NO + O2 = 2NO2
б) 2H2S + O2 = 2S + 2H2O г) CO2 + CaO = CaCO3
3. Запишите уравнение закона действующих масс для прямой и обратной реакции: а) CO2 + H2 ↔ CO + H2O б) 2SO2 + O2 ↔ 2SO3
4. Как изменится скорость реакции 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3, если давление в системе увеличить в пять раз.
5. В химической лаборатории завода, школьном кабинете химии сосуды, в которых получались или использовались галогены, заполняют под вытяжкой раствором сульфита натрия молярной концентрацией 0,1 моль/л. Рассчитайте массу реактива для приготовления 2 л такого раствора. Напишите уравнения реакций обезвреживания галогенов сульфитом натрия.
6. При анализе воздуха в гальваническом цехе на содержание оксида азота (IV) воздух пропускают через раствор иодида калия молярной концентрацией 0,001 моль/л. Напишите уравнение реакции и рассчитайте, какой объем оксида азота (IV) можно окислить, затратив 6 мл этого раствора.
Ответ: 2NO2 + 2KJ + O2 = J2 + 2KNO3
7. Для нейтрализации токсичного оксида серы (IV) на предприятиях используют водный раствор хлората калия KClO3. Напишите уравнение О-В реакции, расставьте коэффициенты, назовите окислитель, восстановитель, продукт окисления и восстановления. (Продукты дают положительную реакцию на катионы серебра и бария.).
Ответ: KClO3 + 3SO2 + 3H2O = KCl + 3H2SO4
8. 0,5 г металлического порошка от 10-копеечной монеты, содержащей 0,1 г двухвалентного металла, растворили в соляной кислоте. При этом получили 38,153 мл (н.у.) водорода. На остаток порошка подействовали концентрированной серной кислотой. Проба полученного сульфата металла с водным раствором аммиака дает характерное синее окрашивание. Определите, из каких двух металлов состоит монета и ее количественный состав (%).
9. Для предупреждения выброса соединений хрома (III) – Cr2(SO4)3, CrCl3, Cr(NO3)3 и т.д. в Суру на станции нейтрализации завода ТЭМ в сточные воды добавляют гидроксид кальция. Напишите ионное уравнение нейтрализации и рассчитайте потребность технической извести, содержащей гидроксид кальция массовой долей 90%, для осаждения Cr3+ в стоках объемом 150 м3 при концентрации катиона хрома 50 мг/л.
10. Для нейтрализации токсичных гальванических стоков хрома (VI) используют товарный бисульфит, содержащий активный гидросульфит натрия массовой долей 30%. Рассчитайте массу товарного реактива для нейтрализации 160 м3 хромосодержащих вод на заводе «Пензмаш» (концентрация K2Cr2O7 – 60 мг/л) согласно схемы уравнения:
K2Cr2O7 + NaHSO3 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + Na2 SO4 + K2SO4 + H2O
11. Напишите уравнения реакции получения металлического хрома из бихромата калия K2Cr2O7, содержащегося в сточных водах гальванических цехов Пензенского машиностроительного завода.
12. В XIX веке Н.Н. Бекетовым были получены оксиды и гидроксиды щелочных металлов: K + O2 = K2O4; K + K2O4 = K2O;
H2 + Na2O = NaOH + Na; Cs2O + H2 = CsOH + Cs
Расставьте коэффициенты в этих О-В реакциях.
13. Медные изделия в быту часто покрываются зеленоватым налетом, а в присутствии сероводорода в воздухе приобретают черный оттенок. Напишите уравнения реакций, объясняющих эти явления. Типичны ли эти реакции для указанных вами соединений?
Ответ: 2Cu+O2=2CuO; CuO+CO2=CuCO3; CuO+CuCO3+H2O=(CuOH)2CO3, CuO + H2S = CuS + H2O.
14. Для выделки украшений используют золотистый сплав состава: ω% (CuS) – 85%, ω% (Zn) – 13%, ω% (Sn) – 2%. Напишите уравнения реакций для получения металлов сплава, если сырьем служит малахит, сульфид цинка и оксид олова.
15. Перед хромированием чугунных изделий их кратковременно погружают в плавиковую кислоту (декапирование), для хромированных же деталей декапирование производят лишь в соляной кислоте. Объясните, почему нельзя заменить эти кислоты другими неорганическими кислотами.
16. Рассчитайте массу хромового ангидрида CrO3, необходимого для покрытия изделия хромом площадью 1,35 м2 при толщине покрытия 22 мк (ρ (хрома) = 6,92 г/см3). Хромовый ангидрид используют для хромирования изделий на предприятии «Эра».
17. В состав ванны никелирования в гальванических цехах Пензенских машиностроительных заводов входят сульфат и хлорид никеля (II). Напишите уравнения их гидролиза. Какое влияние оказывает на гидролиз добавление в ванну борной кислоты H3BO3?
18. Для снятия меди с заготовки будущей печатной платы на заводе ВЭМ используют насыщенный раствор хлорида железа (III). Напишите О-В процесс травления меди, назовите окислитель и восстановитель, продукт окисления и восстановления. Ответ: Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2
19. При пайке паяльником с медным стержнем используют нашатырь (NH4Cl). Разъясните, какие химические процессы происходят при нагревании паяльника с нашатырем, улучшающие качество сцепления металлических поверхностей.
Ответ: NH4Cl = NH3 + HCl; CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O;
3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O.
20. На Никольском стекольном заводе для декоративной отделки посуды используют раствор хлорного золота, который можно получить в цехе, растворяя стружки золота в царской водке (смеси концентрированных кислот HCl и HNO3). Напишите уравнение реакции. Отметьте роль соляной и азотной кислот в этой реакции (окислитель, восстановитель, среда?).
Ответ: Au + 3HCl + HNO3 = AuCl3 + NO +2H2O
21. При действии на хлорное золото (AuCl3) синильной кислотой получается комплексное соединение H[Au(CN)4] – золотосинеродистая кислота. Этим раствором на стеклянные изделия наносят полосы, рисунки, узоры. После прокаливания на изделии остается декоративная золотая отделка. Напишите уравнения реакции. Ответ: AuCl3 + 4HCN = H[Au(CN)4] + 3HCl
4H[Au(CN)4] + 17O2 = 4Au + 16CO2 + 8N2 + 2H2O
22. Аммиачным раствором нитрата серебра наносят несмываемые серебряные метки на белье в быту, медицинских учреждениях. Проявление и закрепление метки достигается путем быстрого поглаживания помеченного места горячим утюгом. Напишите уравнения химических реакций комплексообразования и разложения комплекса при нагревании.
Ответ: AgNO3 + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]NO3 + 2H2O
2[Ag(NH3)2]NO3 = 2Ag + 3N2 + 6H2O
23. Восстановлением глюкозой комплексных аммиачных растворов солей серебра получают на Пензенских предприятиях плотно прилегающие к стеклу тонкие пленки металлического серебра (изготовление зеркал). Напишите уравнения реакции комплексообразования и восстановления серебра глюкозой.
Ответ: AgNO3 + NH4OH = AgOH↓ + NH4NO3
AgOH↓ + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]OH + 2H2O
2[Ag(NH3)2]OH + C6H12O6 = 2Ag + 4NH3 + C6H12O7 + H2O
24. При кипячении воды из скважины дачного массива в районе «Сосновка» образуется красного цвета осадок. Анализ показал наличие в воде Fe2+ и кислотного остатка угольной кислоты. Назовите соль железа и напишите ее химическое превращения при кипячении.
Ответ: соль – растворимый гидрокарбонат железа (II): Fe(HCO3)2
4Fe(HCO3)2+O2=2Fe2O3+8CO2+4H2O
КОНСПЕКТЫ УРОКОВ, ШКОЛЬНЫХ ЛЕКЦИЙ.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ШКОЛЬНЫХ СЕМИНАРОВ.
Тема урока: ''Получение водорода в лаборатории, его физические свойства''
Цель урока:
Образовательная. Познакомить учащихся с первоначальным понятием ''кислота'' и на основе свойства кислоты реагировать с металлами, изучить лабораторный способ получения водорода.
Воспитательная. Продолжить формировать представление учащихся о сущности и явлении на примере изучаемой реакции замещения.
Развивающая. Развивать у учащихся умения сравнивать факты и явления, делать индуктивные и дедуктивные заключения на основе проблемного изучения материала.
Основной общий метод: частично-поисковый (эвристический).
№ звена урока. |
Содержание звеньев урока |
Методы и формы обучения. |
Звено № 1
Звено № 2
Звено № 3
Звено № 4
Звено № 5
Звено № 6
|
Подготовка учащихся к восприятию нового материала (мотивация учения).
Элемент водород существует в природе в составе простого вещества Н2 и сложных веществ, среди них наиболее распространенными являются вода Н2О, метан СН4 и др. Вместе дадим характеристику элементу водороду (Н) и простому веществу водороду (Н2). И элемент водород (Н), и простое вещество (Н2) называют одним термином ''водород''. Не следует их путать. Соберем все сведения об элементе в одну колонку, а сведения о простом веществе – в другую. Элемент водород (Н). Простое вещество (Н2). Химический знак Н. Химическая формула - Н2 Аr элемента = 1. Мr = 2 Валентность I Физические свойства. Х Химические свойства Применение. Способы получения. Распространение в природе элемента и вещества
Элемент водород (H) самый распространенный в природе, во вселенной. Простое вещество водород (Н2) содержится в атмосфере в ничтожно малых количествах. Сравните: в теле человека примерно водорода (Н) массовой долей 63%, а в атмосфере водорода (Н2) примерно 10-4%. Водород (Н2) самый легкий газ в природе имеет наименьшие размеры. По этой причине, полученный сегодня на уроке водород, с огромной скоростью будет покидать поверхность Земли. Подсчитано, что молекулы водорода диффундируют в атмосферу примерно со второй космической скоростью.
Изучение, представление нового материала.
В демонстрационной пробирке учащимся показывают опыт взаимодействия гранул цинка с соляной кислотой. Предварительно обсуждается понятие ''кислота''. На демонстрационном столе учителя кристаллы лимонной кислоты, щавелевой кислоты, растворы уксусной и соляной кислоты, этиловый спирт, раствор поваренной соли. Для того чтобы узнать, в какой пробирке находиться кислота, в лабораториях используют вещества–индикаторы, вещества, обнаруживающие кислоты. Таким веществом-индикатором является фиолетового цвета лакмус, чаще бумага, пропитанная лакмусом, называемая лакмусовой бумагой. Исследуем содержимое пробирок, погрузив лакмусовую бумагу к кристаллам и растворам веществ. Наблюдаем изменение цвета лакмуса на красный в водном растворе уксусной и соляной кислоты. Далее растворяем лимонную и щавелевую кислоты в воде, добавляем воду также к спирту и исследуем индикатором. Красная окраска появляется в растворе лимонной и щавелевой кислоты. Совместно с учащимися по результатам исследования делаем вывод: кислоты – это водные растворы некоторых веществ. Лимонная кислота – это водный раствор твердой лимонной кислоты. Уксусная кислота – это водный раствор жидкой
уксусной кислоты. Соляная кислота – это водный раствор газа хлороводорода НСl. Газ НСl не является кислотой, а только его водный раствор. Формула соляной кислоты записывается так же, как и формула газа НСl. По химическому составу кислоты – это некоторые сложные вещества содержащие водород: НСl – соляная кислота или хлороводородная кислота, Н2S – сероводородная кислота, Н2SО4 – серная кислота и др.
Учитель далее демонстрирует отношение металла цинка к кислоте. Учащиеся наблюдают внешние признаки взаимодействия цинка с соляной кислотой: выделение пузырьков газа, потемнение поверхности цинковых гранул. В продуктивной беседе учитель выясняет ряд вопросов.
Итоговый ответ после обсуждения: Нет, не является, так как кипение есть процесс образования газовых пузырьков по всей толще раствора, мы же наблюдаем их образование только в месте соприкосновения цинка с кислотой. Кроме того, изменился цвет гранул, они потемнели. Имеем все признаки химической реакции при соблюдении условий возникновения этой реакции.
Для ответа на этот вопрос вспомним, какие вещества имеются в растворе кислоты - есть НСl и есть Н2О. С каким веществом реагирует цинк, с НСl или Н2О? Поместим цинк в пробирку с водой – нет химической реакции! Не будет взаимодействия цинка и с сухим хлороводородом. Следовательно, реакция протекает с растворенным в воде хлороводородом, т.е. с соляной кислотой (НСl). 3. Теперь подумаем, газ Н2 или Сl2 будет выделяться при контакте цинка с соляной кислотой? Как это доказать? Итоговый ответ обсуждения: Необходимо
собрать выделяющийся газ в пробирку над водой. Это можно сделать, так как видно, что газ в водном растворе не растворяется, а выделяется в виде пузырьков газа. Соберем в пробирку таким способом чистый газ (в отличие от сбора газа вытеснением воздуха). Над водой мы собирали газы в процессе разложения воды электрическим током. Учитель закрывает пробирку пробкой с газоотводной трубкой, собирает газ над водой, закрывает пробирку под водой резиновой пробкой и предлагает ответить на вопрос: Как определить, водород собран или хлор? Вспомним, как мы определяли в пробирках кислород и водород, полученные при разложении воды электрическим током. Ответ: необходимо поднести к отверстию пробирки с чистым водородом пламя лучинки. Если это газ водород, то он вспыхнет, загорится. Если этого не произойдет, то это другой газ. Гипотеза проверяется учителем экспериментально: газ загорается. Таким образом, в процессе взаимодействия цинка с соляной кислотой выделяется водород. Теперь можно записать схему уравнения реакции взаимодействия: Zn + НСl = Н2 +? 4.Какое вещество получится еще кроме водорода? Чтобы ответить на этот вопрос, обсудим, к какому типу реакций относится этот процесс? Ответ: чтобы образовался водород необходимо вытеснить элемент водород из кислоты цинком, т.е. это реакция замещения, вместо замещенного водорода к хлору присоединяется двухвалентный элемент цинк, получим ZnCl2: Zn +2HCl = H2 + ZnCl2 Новое вещество ZnCl2 образовано атомом металла (Zn) и остатком кислоты (Cl). Такие сложные вещества, состоящие из атома металла и кислотного остатка, называются солями. ZnCl2 – хлорид цинка, это соль соляной кислоты. Действительно ли образовалась соль, определим опытным путем: выпарим воду на часовом стекле из
части полученного раствора в пробирке. Наблюдаем кристаллы белого цвета, которые не похожи ни на цинк, ни на кислоту. Это соль ZnCl2.
Выводы по изученному материалу.
Водород самый легкий газ в природе, бесцветный, не растворимый в воде, горючий, обладает огромной скоростью диффузии. В лаборатории получают взаимодействием цинка с соляной кислотой. Кислоты – это сложные вещества, содержащие один или несколько атомов водорода и кислотный остаток, проявляют свои свойства в водных растворах. Соли – это сложные вещества, в составе которых есть один или несколько атомов металла, связанных с кислотными остатками.
Совершенствование, систематизация знаний и умений.
1. Можно ли собрать водород вытеснением воздуха, держа пробирку отверстием вверх, как это делалось при собирании кислорода? 2. Как перелить водород из стакана в стакан? (сравните с подобной операцией переливания кислорода). 3. Напишите уравнение реакций, расставьте коэффициенты между указанными металлами и кислотами, обратите внимание на правильное составление формул солей:
2. Al + HCl = 3. Mg + HBr = 4. Na + H2S =
Применение знаний. 1. Демонстрация учителем получение водорода в приборе для получения газов:
а) в лабораторном приборе, б) в демонстрационном приборе – аппарате Киппа. Беседа и рассказ об устройстве приборов и принципе их действия. 2. Можно ли хранить водород в газометре как это принято для кислорода? Ответ обоснуйте.
Анализ работы учащихся, разъяснение домашнего задания, оценка знаний и умений учащихся.
Учитель подводит итоги работы всех учащихся, обращает внимание на неточности в ответах некоторых учеников, указывает, какие предыдущие темы следует повторить для недопущения в будущем подобных затруднений. Учитель выставляет оценки, комментирует их, просит открыть учебники, указывает материал для изучения дома, разъясняет особенности решения домашних задач и упражнений. При необходимости учитель индивидуально определяет некоторым отстающим в обучении ученикам дополнительные задания, называет их, комментирует и разъясняет особенности их выполнения в домашних условиях. Как правило, они не имеют обязательного характера для выполнения всеми учащимися, выбор задания определяется только индивидуальными особенностями восприятия химического материала школьником. |
Методы: 1.Объяснительноиллюстративный 2. Словесно- наглядные 3.Рассказ Формы обучения: фронтальная.
Методы:
1.Частично- поисковый 2. Словесно- наглядные 3. Беседа, объяснение
Формы обучения: фронтальная
Методы:
1.Частично- поисковый 2. Словесно- наглядные 3. Беседа
Формы обучения:
фронтальная.
Методы:
1.Объяснительноиллюстративный 2. Словесно- наглядные. 3. Объяснение
Формы обучения: фронтальная.
Методы:
1.Частично- поисковый 2. Словесно- наглядные. 3. Беседа
Формы обучения: Фронтальная
Методы:
1.Объяснительно иллюстративный 2.Словесно- наглядные. 3. Рассказ
Формы обучения:
фронтальная
Методы:
1.Частично- поисковый. 2. Словесно- наглядные. 3. Беседа
Формы обучения: фронтальная.
Методы: 1.Объяснительноиллюстративный
2. Словесно- наглядные. 3. Объяснение.
Формы обучения: Фронтальная
Методы: 1.Объяснительноиллюстративный 2. Словесно- наглядные. 3. Изложение.
Формы обучения: Фронтальная, индивидуальная.
|
|
|
|
Тема урока: ''Химические свойства водорода.
Применение водорода.''
Цель урока:
1.Образовательная. Изучая химические свойства водорода, познакомить учащихся с важнейшими областями народно-хозяйственного применения водорода. Совершенствовать экспериментальные знания и умения учащихся.
2.Воспитательная. Акцентировать внимание учащихся на безопасном использовании водорода, других горючих газов.
3.Развивающая. На основе проблемного обучения стимулировать у учащихся продуктивную деятельность раскрытия учебных проблем дедуктивным и индуктивным путем.
Основной общий метод: частично-поисковый (эвристический).
№ звена урока. |
Содержание звеньев урока. |
Методы и формы обучения. |
Звено № 1
Звено № 2
Звено № 3
Звено № 4
Звено № 5
Звено № 6
|
Подготовка учащихся к восприятию нового материала.
Работа у доски по заданиям: а) Самым распространенным веществом в природе является вода, содержащая водород массовой долей 11,1% и кислород массовой долей 88,9%. Напишите уравнения реакций разложения воды и метана СН4. Обоснуйте, в каком случае идет речь об элементе и простом веществе водороде. б) Выпишите из приведенного перечня уравнений: реакции соединения, замещения, разложения, в некоторых из них допишите продукты реакции, расставьте коэффициенты. H2+O2 = Zn+HCl = Mg+HBr = эл. ток H2O = Cu+O2 = H2+Cl2 =
N2+H2 = CH4 = CuO+H2 =
Fe2O3+H2 = Al+HCl =
Изучение нового материала.
1. Из приведенного выше перечня химических взаимодействий совместно выберем те реакции, в которых в качестве продукта получается водород: а) Zn+2HC =ZnCl2+H2 ------ Получение водорода в б) 2Al+6HCl =2AlCl3+3H2 лаборатории
эл. ток а) 2H2O ==== 2H2+O2 -- --- Получение водорода в t б) CH4 =C+2H2 промышленности
2. Из приведенного выше перечня выберем те процессы, которые свидетельствуют о химических свойствах водорода:
t 2H2+O2 = 2H2O ----- Водород t взаимодействует с 3H2+N2 = 2NH3 неметаллами при t нагревании H2+Cl2 = 2HCl
t H2+CuO = Cu + H2O ----- Водород взаимодействует t с оксидами 3H2+Fe2O3 = 2Fe +3H2O металлов при нагревании
Изучим на опыте особенности химического взаимодействия водорода с кислородом. а) В каком количестве вещества следует смешать водород и кислород для проведения реакции? Ответ: В соответствии с коэффициентами в уравнении 2H2 + O2 = 2H2O необходимо смешать водород количеством вещества 2 моль и кислород количеством вещества 1 моль. б) Есть ли такой прибор, для измерения этих количеств вещества Н2 и О2? Ответ: Нет такого прибора для точного измерения количества вещества, т.е. точного измерения 2 · 6,02 · 1023 молекул Н2 и 6,02 · 1023 молекул О2. в) Можно ли для проведения реакции взвесить массы водорода и кислорода, т.е. 2 моль · 2 г/моль = 4 г (Н2) и 1моль · 32 г/моль = 32 г (О2)? Ответ: Газообразные вещества не взвешивают, это очень трудно выполнить, а измеряют их объемы. г) В каком соотношении объемов следует смешать
водород и кислород? Ответ: Вспомним опыт разложения воды электрическим током. Были получены 2V (Н2) и 1V (О2). Следовательно, при смешивании этих объемов они прореагируют полностью с образованием воды. д) Необходимо собрать газы точного объема над водой или вытеснением воздуха из пробирки? Ответ: Только собирая газ над водой, можно точно измерить объемы вытесненной газом воды, т.е. объемы Н2 и О2. Учитель собирает в полиэтиленовую банку 2V (Н2) и 1V (О2) над водой, закрывает в воде банку крышкой, ставит на стол. Учащиеся отмечают отсутствие каких-либо признаков реакции между Н2 и О2 при обычных условиях. е) Какие условия проведения химической реакции мы создали для взаимодействия Н2 и О2 и каким еще условием можно воспользоваться для начала реакции? Ответ: Газы смешаны друг с другом, вероятно, нужно еще нагреть газы. Учитель открывает крышку банки и подносит на вытянутой руке пламя горящей лучинки к отверстию банки. (Предупреждает о возможном взрыве). Смесь горячего водорода с кислородом взрывается, наблюдается пламя сгораемого водорода у отверстия банки. Учитель констатирует, что смесь 2V (Н2) и 1V (О2) по причине взрывоопасного взаимодействия называется гремучим газом. На основе наблюдаемых явлений учитель продолжает беседу. ж) Можно ли в смеси водорода с кислородом, горючего метана СН4 с О2 (или другого газа) зажигать спичку, создавать электрическую искру? Ответ отрицательный, обосновывается результатами только что проведенного опыта. з) Вновь вспомним опыт разложения воды электрическим током. Собранный тогда водород мы поджигали пламенем лучинки. Не нарушили ли мы тогда правила техники безопасности? Ответ: Собранный в опыте водород, был чистым, без смеси с кислородом, т.к. собирали над водой. Чистый водород зажигается и горит спокойно. Таким образом, мы вывели важное для себя
правило: прежде чем поджигать неизвестный по составу горючий газ, необходимо проверить его на чистоту. Учитель демонстрирует технику проведения опыта проверки водорода ''на чистоту'', технику безопасного поджигания водорода и других горючих газов ''пробиркой''. Далее обсуждается проблема проведения опыта взаимодействия оксида меди с водородом. а) Может ли водород взаимодействовать с кислородом, входящим в состав других веществ, содержащих элемент кислород, например, с оксидами металлов, оксидом меди? Нами ранее был записан такой процесс: H2+CuO = Cu + H2O. Ответ: Может, но только, вероятно, при нагревании, как и взаимодействие Н2 и О2. Подумаем, как опытным путем осуществить этот процесс в пробирке, на дне которой поместим оксид меди черного цвета. б) Следует пробирку закрепить в лапке штатива дном выше отверстия или наоборот? Ответ: Дно должно быть выше отверстия, чтобы капли охлажденной полученной воды в реакции не стекали на нагреваемое раскаленное дно. Это привело бы к растрескиванию пробирки и возгоранию находящегося в ней водорода. в) Газоотводную трубку с чистым водородом поднесем к оксиду меди и начнем нагревать пробирку. Нагревание начинать сразу же или необходимо выждать, пока пробирка заполниться горючим газом? Ответ: Необходимо выждать пока пробирка заполниться водородом, иначе мы будем нагревать взрывоопасную смесь Н2 и О2. г) Как долго ожидать наполнение водородом пробирки? Ответ: Примерно столько времени, сколько ожидали заполнения пробирки при проверки водорода на ''чистоту''. д) Следует ли подносить спиртовку близко к отверстию пробирки при ее нагревании? Ответ: Нельзя, т.к. будет воспламеняется водород. Пробирку с водородом нагревают. Учащиеся наблюдают капельки образовавшейся воды у отверстия пробирки, образование меди красного цвета. Далее обсуждается,
как закончить опыт, чтобы не произошло взрыва в пробирке. е) Следует погасить спиртовку и продолжать подавать водород в пробирку или вынуть газоотводную трубку, а затем погасить пламя спиртовки? Ответ: Если вынуть сразу газоотводную трубку, то в пробирку зайдет кислород воздуха. Таким образом, может образоваться гремучая смесь, а полученная медь быстро окислится. Поэтому, погасим спиртовку, а водород будем подавать до тех пор, пока не остынет пробирка.
Выводы по изученному материалу.
При обычных условиях водород не проявляет активных химических свойств. Но при нагревании реагирует с кислородом и другими неметаллами (S, N2, Cl2 и др.), взрывоопасен в смеси с кислородом, воздухом при высокой температуре. Водород может реагировать при нагревании со сложными веществами – оксидами металлов с образованием металла и воды. Водород, как и другие горючие газы, следует поджигать только после их проверки на чистоту.
Совершенствование, систематизация знаний и умений.
1. Запишем уравнения реакций, свидетельствующие о применении водорода; расставим коэффициенты, укажем условия протекания реакций: Fe2O3 + H2 = Fe +? MoO3 + H2 = ? + H2 = NH3 ZnO + H2 = ?+H2O WO3 + H2 = H2 + ? = HCl H2 + ? = H2O 2. В четырех пробирках содержатся чистые газы: СО2, Н2, О2 и воздух, как их распознать? 3. Может ли взорваться герметично закрытый бак, заполненный водородом, при нагревании? Если нет, то
при каких условиях может произойти взрыв? Применение знаний, умений.
1. Есть медная пластинка, проволочка, фольга. Нужно перевести эти предметы в порошок меди. Как осуществить этот переход? 2. Можно ли консервировать корма для животных, сохранить овощи и фрукты свежими в среде водорода? Кислорода? Есть ли такой способ хранения на практике? 3. Водород для нужд народного хозяйства получают реакцией замещения из воды: С+2Н2О=СО2+2Н2 (реакция идет, к примеру, при горении влажного угля). Определите массу углерода, необходимого для получения водорода массой 8 кг. 4. Может ли вода использоваться как топливо?
Анализ работы учащихся, оценка знаний и умений учащихся, разъяснение домашнего задания.
Учитель подводит итоги работы учащихся. Комментирует и выставляет оценки. Просит открыть учебники, разъясняет домашнее задание, особенности решения задач и выполнения упражнений дома. Индивидуально некоторым ученикам предлагается выполнить дома задания дифференцированного характера. Эти задания предлагаются как хорошо успевающим, так и неуспевающим школьникам. Таковыми могут стать: усложненные задачи, задания олимпиадного характера. Или наоборот – задания имеют цель скорректировать знания ученика, подтянуть знания до необходимого уровня.
|
Методы:
1.Объяснительно-иллюстративный. 2.Словесно-наглядные. 3. Объяснение.
Формы обучения: 1.Индивидуаль-ная. 2.Фронтальная.
Методы: 1. Объяснительно-иллюстративный. 2.Словесно-наглядные. 3. Беседа.
Формы обучения: фронтальная.
Методы:
1. Частично-поисковый. 2.Словесно-наглядные. 3. Беседа.
Формы обучения: фронтальная.
Методы:
1. Объяснительно-иллюстративный. 2.Словесно-наглядные. 3. Рассказ, объяснение.
Формы обучения: фронтальная.
Методы:
1. Частично-поисковый. 2.Словесно-наглядные. 3. Беседа.
Формы обучения: фронтальная.
Методы:
1. Объяснительно-иллюстративный. 2.Словесно-наглядные. 3.Изложение
Формы Обучения: Фронтальная.
Методы:
1. Частично-поисковый. 2.Словесно-наглядные. 3. Беседа.
Формы обучения: Фронтальная, индивидуальн.
Методы:
1. Частично-поисковый. 2.Словесно-наглядные. 3. Беседа.
Формы обучения: Фронтальная,
Методы: 1. Объяснительно-иллюстративный. 2.Словесно-наглядные. 3.Изложение.
Формы обучения: Фронтальная, индивидуальная. |
|
|
|
Тема урока: ''Распределение электронов по энергетическим уровням''
Цель урока:
1.Образовательная: вскрыть причину периодического изменения свойств элементов и их соединений периодическим повторением строения незавершенного электронного уровня элементов.
2.Воспитательная: подвести учащихся к пониманию качественных изменений свойств элементов постепенным изменением количественных признаков строения атомов элементов.
3.Развивающая: излагая учебный материал последовательным рядом проблемных ситуаций, предоставить учащимся возможность сравнивать, обобщать результаты сравнений, формулировать выводы.
Общий метод: объяснительно-иллюстративный
(в рамках проблемного обучения).
№ Звено № 1
Звено № 2.
Звено № 3.
Звено №4-5
Звено № 6
|
Содержание звеньев урока.
Подготовка учащихся к восприятию нового материала. Учитель создает проблемную ситуацию, ставя перед учащимися последовательно ряд вопросов: 1.Как объяснить наблюдаемое явление в периодической системе: заряд ядра атома увеличивается непрерывно, а химические свойства элементов изменяются прерывно, периодически? 2.Является ли заряд ядра самой главной причиной проявления химических свойств элемента, а именно: его валентности, отношения к кислороду, водороду, самой важной причиной для определения характера оксида, гидроксида элемента? Ответ: Вероятно, нет, в противном случае химические свойства элементов изменялись бы (усиливались или ослаблялись) также непрерывно. Это подтверждается следующим фактом: от лития к францию резко растет заряд ядра атомов, а свойства щелочных металлов заметно не изменяются. Учитель далее формулирует гипотезу решения очевидного противоречия, а именно: остается предположить, что определяющим для проявления свойств химического элемента являются электроны в околоядерном пространстве атома, число которых точно равно заряду ядра атома.
Изучение, представление нового материала.
Учитель на основе собственных логических утверждений формулирует и другую учебную гипотезу, которую следует или доказать или опровергнуть в ходе изучения материала: ''Если свойства химических элементов изменяются периодически, то и в расположении электронов в положительном поле ядра атома должна быть периодичность, должна быть прерывность''. Учитель сообщает, что электроны имеют постоянную массу, постоянный заряд, но энергия разных электронов, запас энергии электронов может быть разным. Следовательно, в зависимости от запаса энергии электрона, они будут располагаться на разном расстоянии от ядра атома. Чем больше энергии имеют электроны, тем дальше они будут находиться от ядра и наоборот. Электроны с примерно одинаковым запасом энергии в таком случае займут часть пространства атома на определенном расстоянии от ядра атома. Эта часть пространства в поле ядра атома будет называться энергетическим уровнем. Уровни нумеруют целыми числами. Ближайшему к ядру с наименьшим запасом энергии уровню присваивается значение (1), следующему энергетическому уровню с несколько большим запасом энергии электронов – значение (2) и т.д., что и показано на рисунке 1.
4 - 4 - 32 ē (максимально) 3 - 3 - 18 ē (максимально) 2 - 2 - 8 ē (максимально) 1 - 1 - 2 ē (максимально)
Рис.1. Обозначение Рис 2. Число электронов энергетических на энергетических уровней с уровнях. увеличивающимся запасом энергии. Максимальное число электронов на том или
ином энергетическом уровне подсчитывают по формуле: N = 2n2, где N – максимальное число электронов на уровне, n – номер уровня. На первом уровне будут находиться не более (N =2·12 =2) двух электронов, на втором уровне не более 8 электронов (N=2·22=8), на третьем – не более 18 ē, на четвертом – не более 32 ē. Более 32 электронов на уровне быть не может, такие уровни не стабильны (см. рис. 2). Отметим также, что на любом внешнем уровне (самом удаленном от ядра) может находиться не более восьми электронов, кроме первого уровня. Обратим внимание, что электроны располагаются в околоядерном пространстве атома не хаотично, а в строгом соответствии с запасом их энергии, образуя сгустки все возрастающей энергии по мере удаления от ядра атома. Но пока мы не заметили периодической зависимости в расположении электронов, чтобы объяснить периодическое повторение свойств элементов. С этой целью рассмотрим, как заполняются электронами уровни по мере увеличения заряда ядра атома в периодической таблице. Для этого рассмотрим рисунки (3-5) заполнения электронами энергетических уровней у элементов I, II и III периодов.
Е I период 1 - 1ē 2ē
Н Нe Рис. 3. У атома водорода (рис.3) на первом энергетическом уровне 1ē, т.к. заряд ядра его атома равен (+1), у атома Нe на этом же уровне 2ē, т.к. заряд ядра его атома равен (+2). Трех электронов на первом уровне быть не может, следовательно, у элемента Li, заряд которого (+3), третий электрон пойдет на второй уровень с большим запасом энергии. По мере увеличения заряда ядра атома от
Li к Ne во втором периоде, каждый новый электрон поступит на второй энергетический уровень, где может максимально находиться 8 электронов (рис. 4). Е II период 2 - 1ē 2ē 3ē 4ē 5ē 6ē 7ē 8ē
1 - 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē
Li Be B C N O F Ne Рис. 4. Одиннадцатый электрон у натрия (+11) займет уже третий энергетический уровень атома с еще большим запасом энергии. В третьем периоде от Nа к Ar каждый новый электрон будет занимать только третий уровень (рис. 5).
Е
3 - 1ē 2ē 3ē 4ē 5ē 6ē 7ē 8ē III период
2 - 8ē 8ē 8ē 8ē 8ē 8ē 8ē 8ē
1 - 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē 2ē
Nа Мg Аl Si Р S СI Аr Рис. 5. Обратим внимание на заполнение электронами внешнего (второго) уровня у элементов Li – Ne и внешнего уровня (третьего) у элементов Na – Ar. Отметим, что заполнение электронами внешних уровней повторяется от 1ē до 8ē. Повторяются и свойства элементов II и III периодов: металлические свойства постепенно ослабевают и через переходный элемент (Be, Al) постепенно усиливаются неметаллические свойства. Таким образом, можно
сказать, что периодическое повторение свойств химических элементов определяется периодическим повторением числа электронов на внешнем уровне. В этом и состоит физический смысл периодического закона.
Выводы по изученному новому материалу.
Сколько бы электронов в околоядерном пространстве атома не имелось, все они распределены по запасу энергии на определенном расстоянии от ядра атома, образуя энергетические уровни. На внешнем энергетическом уровне наблюдается периодическое повторение постепенного увеличения числа электронов от 1 до 8, чем обусловлено периодическое повторение свойств химических элементов в малых периодах.
Обобщение и систематизация знаний. Применение знаний.
Учитель предлагает на основе рисунков (3-5) ответить на ряд вопросов. Учащиеся работают в группах, в конце совместной деятельности заслушиваются и корректируются ответы. 1. Сколько электронов на внешнем уровне имеют типичные металлы Li, Nа, Мg? Поясните, что означает понятие “металл'' с точки зрения строения атома (небольшое число электронов на внешнем уровне, часто один, два электрона). 2. Сколько электронов на внешнем уровне имеют типичные неметаллы F, Сl, О, S? Поясните, что значит понятие ''неметалл'' с точки зрения строения атома (близкое к восьми число электронов на внешнем уровне). 3. Сколько электронов на внешнем уровне имеют атомы инертных элементов? (два у Нe, остальные имеют восемь электронов, т.е. уровень внешний у этих элементов полностью завершен).
4. Объясните, почему с точки зрения строения атома в периоде плавно изменяются свойства элементов от металла к неметаллу, а при переходе к новому периоду свойства резко изменяются от активного неметалла (галогена) до активного щелочного металла? (в периоде плавно нарастает число электронов, а от периода к периоду резко изменяется число электронов на внешнем уровне). 5. Обратите внимание, что число электронов на внешнем уровне у элементов главных подгрупп равно номеру группы, а по номеру группы определяют валентность элемента. Можно ли утверждать, что числом электронов на внешнем уровне следует определять валентность элемента. Всегда ли есть такое совпадение? (в большинстве случаев это действительно так, не совпадает валентность с номером группы у О, F и некоторых других элементов). В ходе обсуждения поставленных задач учитель обращает внимание на тот факт, что у атома столько энергетических уровней, каков номер периода в котором он находиться. Акцентирует внимание на понятиях ''завершенный'', ''незавершенный'' электронный уровень.
Анализ достижений учащихся, оценка знаний и умений, разъяснение домашнего задания.
Учитель отмечает и оценивает работу учащихся, комментирует выставленные оценки, разъясняет домашнее задание, записывает на доске упражнения для домашней работы. |
Методы и формы обучения.
Методы:
1.Объяснительно -иллюстративный 2. Словесно-наглядные. 3.Беседа. Форма обучения: фронтальная.
Методы:
1.Объяснительно иллюстративный
2.Словесно- наглядные 3. объяснение.
Форма обучения: фронтальная
Методы: 1.Объяснительно-иллюстративный 2.Словесно- наглядные 3. Рассказ.
Форма обучения: Фронтальная.
Методы:
1. Частично-поисковый 2. Словесно-наглядные. 3. Беседа.
Форма обучения: групповая работа.
|
|
|
|
звена урока.
Е
Е
Школьная лекция "Производство серной кислоты" (2 часа)
(IX класс)
Общий метод обучения: объяснительно-иллюстративный (в рамках проблемного обучения).
Форма обучения: фронтальная.
План лекции:
1. Использование серной кислоты в народном хозяйстве.
2. Сырье производства кислоты.
3. Закономерности реакций производства серной кислоты.
4. Первая стадия производства и аппаратура.
5. Вторая стадия производства и аппаратура.
6. Третья стадия производства и аппаратура.
7. Общая схема производства серной кислоты.
1. Серная кислота - важнейший продукт химического производства. Она используется для:
а) получения минеральных удобрений:
Ca3(PO4)2+H2SO4 конц. → Ca(H2PO4)2+CaSO4 - простой суперфосфат
NH3+H2SO4→ (NH4)2SO4 - сульфат аммония;
б) получения других неорганических кислот:
NaCl+H2SO4→ Na2SO4+HCl
NaNO3+H2SO4→ Na2SO4+HNO3
Ca3(PO4)2+H2SO4 → CaSO4+H3PO4;
в) получения солей серной кислоты:
(CuOH)2CO3+H2SO4 → CuSO4+CO2+H2O
ZnCO3+H2SO4 → ZnSO4+CO2+H2O;
г) снятия оксидной пленки с металлов перед гальваническим покрытием (декапирование):
Fe2O3+H2SO4 → Fe2 (SO4)3+H2O
раствор
FeO+H2SO4 → FeSO4+H2O
раствор
CuO+H2SO4 → CuSO4+H2O.
раствор
Д/з: Во всех схемах реакций расставить коэффициенты и обосновать условия протекания реакций (концентрированная или разбавленная кислота, нужно ли нагревание, кристаллические вещества или растворы веществ реагируют и т. д.). Доработку лекции провести рядом с уравнениями реакций.
Серная кислота также применяется для очистки нефтепродуктов от примесей, получения взрывчатых веществ, красителей, лекарственных препаратов.
Концентрированная H2SO4 транспортируется в железных (стальных) емкостях, так как без нагревания взаимодействие H2SO4 и Fe не идет; железо, а также Al, Cr холодной серной кислотой (конц.) пассивируются. Разбавленная серная кислота может храниться в емкостях, изнутри покрытых свинцом. Процесс взаимодействия Pb + H2SO4 = PbSO4↓ + H2 быстро прекращается. Образовавшийся нерастворимый сульфат свинца предотвращает дальнейшее растворение свинца. Раствор серной кислоты хранят также в стеклянных и пластиковых емкостях.
Д/з: Напишите уравнения реакций между Fe, Al, Cr с H2SO4 (конц.) при нагревании.
2. Сырье - это природные руды, горные породы, т.е. природные соединения, содержащие серу, из которых можно получить продукт - серную кислоту. Такими соединениями являются: H2S, сера самородная, сульфиды цветных металлов: ZnS, PbS, CuS, HgS и др., серный колчедан FeS2, сульфаты: CaSO4, Na2SO4, MgSO4 и др. Какими из этих веществ следует воспользоваться в целях получения серной кислоты? Вероятно, теми соединениями, которых в земной коре много, и в которых массовая доля серы достаточно велика. Такими являются: сера самородная, ω%(S) приближается к 100%; сероводород, ω%(S) равна 94%. H2S находится в качестве нежелательной примеси в природном газе (Оренбургское, Астраханское месторождения). Из него можно получить серу и далее серную кислоту: H2S +O2 → S + H2O и H2S + SO2 →S + H2O.
Массовая доля серы в сульфидах цветных металлов значительно меньше:
например, в ZnS: ω%(S) =32*100% /97,4 =32,85%; в CuS: ω%(S) =32*100% / 95,5 = 33,5%. Однако, эти соединения используются в производстве серной кислоты, так как при получении из сульфидов металлов образуется SO2, выброс которого в атмосферу недопустим по экологическим причинам: ZnS+O2→SO2+ZnO; PbS+O2→PbO+SO2; SO2 далее улавливают и направляют на получение серной кислоты.
Массовая доля серы в пирите FeS2 достаточно велика, примерно 53,2%. Это одно из важнейших сырьевых природных материалов получения серной кислоты.
Могут ли сульфаты быть использованы в качестве сырья?
Ответ отрицательный, т.к. серную кислоту реакцией обмена из сульфатов получить невозможно (почему?), а иные способы требуют больших затрат энергии.
Д/з: Расставьте коэффициенты методом электронного баланса в О-В реакциях, приведенных выше, укажите условия их проведения.
Природное сырье содержит нежелательные твердые примеси. Для их отделения от серосодержащих веществ используют способ обогащения сырья - флотацию. Способ основан на разной смачиваемости водой пустой породы и минералов. Флотацию проводят так: в емкость с сырьем заливают воду, добавляют пенообразователь (сосновое масло, древесный деготь и т.д.) и продувают воздух. Твердые смачиваемые примеси оседают на дно, а не смачиваемая водой ценная серосодержащая порода поднимается пузырьками воздуха на поверхность, которую собирают и направляют на производство.
3. Рассмотрим химические процессы производства серной кислоты из пирита FeS2, дадим им характеристику.
а) 4FeS2(тв.) + 11O2(г) = 2Fe2O3 + 8SO2 + Q - реакция гетерогенная, необратимая, экзотермическая.
б) 2SO2 + O2 = 2SO3 +Q - реакция гомогенная (SO3 в условиях производства – газ), обратимая, каталитическая, экзотермическая. При твердом катализаторе – процесс гетерогенный.
в) SO3 + H2O = H2SO4 + Q - реакция необратимая, некаталитическая, экзотермическая.
4.Обжиг пирита - первая стадия производства серной кислоты. Как повысить скорость гетерогенной реакции 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2, чтобы получить максимальное количество SO2? Следует ли нагревать исходные вещества? Да, повышается скорость реакции. Подавать для обжига чистый кислород или воздух? Лучше чистый кислород, т.к. при увеличении концентрации кислорода увеличивается скорость химической реакции. Но этот путь слишком дорогой, используют воздух, обогащенный кислородом. Взаимодействие вести с крупными кусками FeS2 или пылевидным колчеданом? Мелкораздробленным, пылевидным FeS2, т.к. увеличивается скорость химической реакции при увеличении площади соприкосновения веществ. Обжиг вести с неподвижным пиритом или пиритом, смешанным с кислородом? Смешанным, подвижным пиритом, говорят в "кипящем" слое пирита, т.к. резко увеличивается площадь соприкосновения веществ. Итак, технологический режим обжига следующий: температура до 8000С, воздух, обогащенный кислородом, пылевидный FeS2, "кипящий" слой.
Какова должна быть конструкция аппарата обжига, исходя из выведенного технологического режима? Это герметичный стальной аппарат, выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. В нижней части аппарата должны быть отверстия для подачи обогащенного кислородом воздуха, а в верхней части - отверстия для подачи пылевидного колчедана. Используется противоточное движение реагирующих веществ для создания "кипящего" слоя. Через верхнее боковое отверстие - штуцер выводится SO2 с некоторым количеством пыли. Поскольку реакция экзотермическая, то температура может повыситься более чем 800 градусов, что приводит к спеканию частиц. Для утилизации избыточной теплоты в печи предусмотрен теплообменник с циркулирующей водой. Горячая вода или пар далее используется для нужд производства, к примеру, для отопления цехов, домов, выработку электроэнергии и пр. Полученный Fe2O3 с примесями колчедана (огарок) выводится из нижнего бокового отверстия. Аппарат называется печь обжига (учащиеся рассматривают цветную таблицу).
Горячий печной газ (SO2, твердые и газообразные примеси) тщательно очищают перед каталитическим окислением SO2 в SO3, т.к. некоторые вещества могут "отравить" катализатор, уменьшить его активность. Предусмотрено три этапа очистки. Печной газ под действием центробежной силы в циклоне освобождается от крупных твердых частиц; в электрофильтре - от мелких пылевидных частиц под действием сильного электрического поля; в сушильной башне - от водяных паров концентрированной серной кислоты по принципу противотока (одновременно рассматривается цветная таблица).
Д/з: Ознакомиться подробно со схемой очистки печного газа по учебнику.
5. Очищенный SO2 окисляется O2 в контактном аппарате до SO3 :
kat
2SO2+O2< =>2SO3 +Q.
Оптимальный режим окисления: температура 600 градусов (начало окисления) и 400-450 градусов (окончание), давление 1 атм., избыток кислорода воздуха, катализатор оксид ванадия V2O5. Для понимания этих условий (c целью повышения выхода оксида серы (VI)) сравним технологический режим с условиями смещения равновесия в сторону SO3 в соответствии с принципом Ле-Шателье.
Технологический режим |
Смещение равновесия согласно принципа Ле-Шателье |
Объяснение противоречий |
Высокая t.
Р не повышать.
Использовать катализатор.
Избыток О2 воздуха. |
t понижать (?)
Р повышать (?)
Катализатор не смещает равновесия (?)
Избыток О2 или SO2 |
Высокая температура увеличивает υ х..р Р не повышают, так как увеличивается стоимость аппаратуры из-за сжатия 80% азота в воздухе. Катализатор активирует реагирующие молекулы, реакционноспособность их повышается.
Избытком О2 воздуха смещается равновесие активно реагирующих SO2 и О2 в сторону SO3.
|
|
|
|
Очищенный и охлажденный SO2 с кислородом воздуха нагреваются в межтрубном пространстве теплообменников, в трубах которых проходят горячие пары и газы процесса каталитического окисления (SO3, избыток кислорода, азот воздуха). Трубчатых теплообменников два, один из которых в контактном аппарате – так называется аппарат, где происходит окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI). Важной деталью контактного аппарата является многочисленные полки с мелкораздробленным катализатором, сквозь слои которого проходит реагирующая смесь SO2 и О2 (просмотр цветной таблицы или фрагмента кинофильма).
Д/з: Подробно ознакомиться с процессом подогрева газов, процессом каталитического окисления SO2, направлением движения газов в аппаратах согласно тексту учебника и цветным таблицам.
6.На заключительной стадии происходит гидратация оксида серы (VI):
SO3 + H2O = H2SO4 + Q (t=3000С)
Известно, что над жидкой водой есть всегда пары воды, SO3 в условиях производства также является парообразным. В результате образуется туман из капель серной кислоты, который трудно конденсировать. Следовательно, необходимо найти такой содержащий воду поглотитель для SO3, чтобы над ним не было паров воды. Таким раствором является концентрированная H2SO4 (ω% = 98%), где на каждые 100 г раствора содержится 2 г воды. Процесс протекает в цилиндрической поглотительной башне - абсорбере, где сверху на керамическую насадку в башне стекает серная кислота (конц), а снизу по принципу противотока поступает пар оксида серы (VI). Площадь соприкосновения увеличивается, реакция идет с образованием безводной кислоты – моногидрата: SO3 . H2O. В ней дополнительно растворяется SO3, образуя олеум состава: H2SO4 . nSO3. Олеум "дымит" на воздухе, т.к. пары SO3 соединяются с парами воды в воздухе, образуя сернокислый туман. Олеум направляют на склад, транспортируют на предприятия потребления, где готовят кислоту необходимой концентрации.
7. Получение серной кислоты контактным способом осуществляется с использованием важнейших принципов химического производства - принципа противотока, теплообмена, катализа, непрерывности процесса. Общую схему производстава изобразим опорным конспектом с указанием используемых принципов производства на каждой стадии. Учитель демонстрирует опорный конспект и повторяет кратко содержание лекции.
Школьный семинар на тему:
"Периодический закон и система химических элементов Д.И.Менделеева в свете теории строения атома" (Х1 класс).
Общий метод: Частично-поисковый.
Форма обучения: фронтальная.
1. Обоснуйте понятие "металл" по положению этих элементов в П.С. и с точки зрения строения атома. Какой научный смысл имело это понятие до описания строения атома.
2.Обоснуйте понятие "неметалл" по положению элементов в П.С. и с точки зрения строения атома. Какой научный смысл имело это понятие до описания строения атома.
3. Что означает понятие "период" по Д.И. Менделееву и с точки зрения строения атома. Объясните изменение валентности элементов в малых периодах (II и III) и в большом на примере четвертого периода с точки зрения строения атома.
4.Объясните изменение других свойств элементов в периодах с позиций строения атома:
а) металличности и неметалличности;
б) энергии ионизации и сродства к электрону;
в) электроотрицательности и радиуса атомов;
г) восстановительных и окислительных свойств элементов (на примере элементов III и IV периодов).
5. Какой научный смысл понятий "группа", "подгруппа" элементов в представлениях Д.И.Менделеева и с позиций строения атома. Как изменяются перечисленные выше свойства элементов в главных подгруппах?
6. Объясните с точки зрения строения атома возможность проявления элементами всей группы высшей валентности, равной номеру группы (на примере элементов IV и VII группы). Какую иную валентность могут проявлять эти элементы?
7. Какое объяснение предложил Менделеев для деления элементов больших периодов на два ряда? Как объясняет это деление теория строения атома?
8. Какой научный смысл понятий: "s-, p-, d- и f- элементы"? В каких группах, подгруппах находятся эти элементы? Какие из них и почему только металлы, только неметаллы; являются и металлами, и неметаллами?
9. Объясните, почему с позиций строения атома свойства химических элементов изменяются периодически с ростом заряда ядра атома.
10. На основе электронных формул элементов:
1s 22s 22p 63s 23p 3 3d0 и 1s 22s 2 2p 63s 2 3p 6 3d 54s2
обоснуйте положение элементов в П.С, опишите их свойства по плану:
а) номер периода элемента,
б) четный или нечетный ряд периода,
в) номер группы элемента,
г) главная или побочная подгруппа,
д) является металлом или неметаллом,
е) возможные валентности элементов,
ж) формулы оксидов, гидроксидов, их характер и химические свойства.
Школьный семинар на тему:
''Химическое и электронное строение органических соединений.
Свойства органических соединений (Х класс)
Общий метод обучения: частично-поисковый.
Форма обучения: индивидуальная; фронтальная.
Укажите, у какого углерода будет, прежде всего, замещаться атом водорода в соединении СН3-СН2-СН2-СН2Cl при взаимодействии с хлором? Обоснуйте ответ и укажите условия и механизм реакции.
С каким из нижеследующих веществ быстрее вступает в реакцию бромоводород: этен, пропен, 2-метилпропен? Ответ обоснуйте и укажите механизм реакции присоединения.
Укажите, как идет присоединение бромоводорода у трифторпропена и акриловой кислоты? Напишите уравнения реакций.
Какое вещество гептан или толуол быстрее прореагируют с бромом при слабом освещении? Напишите уравнения реакций. Укажите продукты реакций при дальнейшем бромировании.
Расположите спирты по убыванию подвижности водородного атома в гидроксогруппе: СН3ОН; СН2F-СН2ОН; СН2Вr-СН2ОН; СН3-СН(ОН)-СН3; Н3С-СОН(СН3)-СН3; Н3С-СОН(СF3)-СН3. Укажите, в каком месте этого ряда будет находиться вода Н-ОН?
На примере спиртов объясните влияние радикала на взаимодействие спирта с натрием, а также влияние ОН-группы на радикал на примере реакции окисления спирта оксидом меди при нагревании.
Какой из альдегидов быстрее окислится аммиачным раствором оксида серебра: уксусный, муравьиный, хлоруксусный? Расположите в ряд альдегиды по активности.
Как и почему изменяются кислотные свойства в ряду веществ: ацетилен, этанол, глицерин, фенол, уксусная кислота? Напишите уравнения реакций и обоснуйте условия проявления кислотных свойств.
Расположите кислоты в порядке возрастания их степени диссоциации: муравьиная, йодуксусная, уксусная, бромуксусная, хлоруксусная, трихлоруксусная. Ответ подтвердите соответствующими справочными данными.
Расположите в порядке усиления основных свойств следующие вещества: этанол, аммиак, диметиламин, анилин, метиламин, трифениламин. В каких химических реакциях эти свойства подтверждаются?
11.Что общего в строении и свойствах фенола, толуола, анилина? В чем
причина этого сходства? Обоснуйте ответ уравнениями химических
реакций.