Моя школа LS

Математика

Физика

Биология

Русский язык

Обществознание

История

Химия

Информатика

Английский язык

География

Литература

Водород и его соединения

Тема урока: Водород и его соединения 📚

Водород — первый элемент таблицы и самый распространённый элемент Вселенной. Разберёмся, как его получают, почему он взрывается и зачем нужен промышленности.

Цели урока 🎯

  • Узнать способы получения водорода в лаборатории и промышленности 🧪

  • Понять, почему водород — и топливо, и восстановитель 🔥

  • Прорешать задачи на объём и массу по уравнениям реакций 🧮

Основная часть урока 📝

1. Особое место в таблице 🤔

У атома водорода всего один электрон. Он может его отдать (как металлы I группы) или принять один до пары (как галогены), поэтому водород в таблице часто показывают сразу в двух группах — IA и VIIA.

✨ Важно: простое вещество водород — двухатомный газ H2, самый лёгкий из всех газов, без цвета и запаха.

2. Как получают водород 🛠

В лаборатории водород получают действием разбавленных кислот на цинк: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ или Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑. В промышленности его выделяют из природного газа (метана) и воды.

Пример 1. Какой объём водорода (н.у.) выделится при растворении 13 г цинка в разбавленной серной кислоте?

  1. Уравнение: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑.

  2. n(Zn) = 13/65 = 0,2 моль.

  3. По уравнению n(H2) = n(Zn) = 0,2 моль.

  4. V(H2) = 0,2 × 22,4 = 4,48 л.

Ответ: 4,48 л водорода.

3. Химические свойства 🔥

Водород горит: 2H2 + O2 = 2H2O. Смесь водорода с воздухом взрывоопасна — её называют гремучим газом, поэтому перед опытами водород проверяют на чистоту. С хлором даёт хлороводород: H2 + Cl2 = 2HCl, с серой — сероводород: H2 + S = H2S.

А ещё водород — восстановитель: он отбирает кислород у оксидов металлов.

Пример 2. Сколько граммов меди получится при восстановлении водородом 16 г оксида меди(II)?

  1. Уравнение (при нагревании): CuO + H2 = Cu + H2O.

  2. M(CuO) = 64 + 16 = 80 г/моль; n(CuO) = 16/80 = 0,2 моль.

  3. n(Cu) = n(CuO) = 0,2 моль.

  4. m(Cu) = 0,2 × 64 = 12,8 г.

Ответ: 12,8 г меди. Признак реакции: чёрный порошок CuO краснеет.

4. Соединения водорода 🔍

  • вода H2O — самое важное соединение на Земле 💧

  • хлороводород HCl — его раствор называется соляной кислотой

  • аммиак NH3 — сырьё для азотных удобрений

  • метан CH4 — главная часть природного газа

5. Задача на закрепление 🧮

Пример 3. Сколько граммов воды образуется при сжигании 44,8 л водорода (н.у.)?

  1. Уравнение: 2H2 + O2 = 2H2O.

  2. n(H2) = 44,8/22,4 = 2 моль.

  3. По уравнению n(H2O) = n(H2) = 2 моль.

  4. m(H2O) = 2 × 18 = 36 г.

Ответ: 36 г воды. Проверка баланса: слева 4 атома H и 2 атома O, справа тоже 4 H и 2 O.

Типичные ошибки ⚠️

  • ❌ Пишут в уравнениях H вместо H2. ✅ Водород — двухатомный газ, в реакциях участвует молекула H2.

  • ❌ Берут M(H2) = 1 г/моль. ✅ Молярная масса молекулы H2 равна 2 г/моль.

  • ❌ Поджигают водород, не проверив чистоту. ✅ Сначала проба на хлопок: чистый водород сгорает с глухим звуком, смесь с воздухом — с резким лающим.

  • ❌ Забывают условие реакции CuO + H2. ✅ Восстановление идёт только при нагревании.

Готовишься к контрольной? 🎓

Перед контрольной важно не перечитывать параграф, а прорешивать. В «Моей школе LS» (онлайн-обучение с 1 по 11 класс) учитель на живом уроке в малой группе разберёт с тобой уравнения и задачи ровно того типа, что попадутся в работе.

Записаться на онлайн-обучение →

Мини-конспект 📋

  • Водород — самый лёгкий газ; молекула двухатомная, M(H2) = 2 г/моль.

  • Лаборатория: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑.

  • Горение: 2H2 + O2 = 2H2O; смесь с воздухом взрывоопасна.

  • Восстановитель: CuO + H2 = Cu + H2O (при нагревании).

  • Главные соединения: H2O, HCl, NH3, CH4.

  • 1 моль любого газа при н.у. занимает 22,4 л.

Зачем это нужно? 🚀

  • Водород — экологичное топливо будущего: при его сгорании образуется только вода 🚗

  • Из водорода и азота делают аммиак, а из него — удобрения для полей 🌾

  • Водородом восстанавливают чистые металлы из оксидов в металлургии 🏭

У водорода один электрон: он может отдать его, как щелочные металлы I группы, или принять один электрон до устойчивой пары, как галогены VII группы. Поэтому его показывают в обеих группах.

  1. n(H2) = 1/2 = 0,5 моль.

  2. V = 0,5 × 22,4 = 11,2 л.

Ответ: всего 1 г водорода занимает 11,2 л — он очень лёгкий.

Собери пробирку водорода и поднеси к пламени. Чистый водород сгорает спокойно, с глухим хлопком. Резкий «лающий» звук означает, что в пробирке гремучая смесь с воздухом — работать с таким газом нельзя.

Моя школа LS

Онлайн-школа С 1 по 11 класс
Почувствуйте разницу в образовании с авторскими методиками

Подробнее

Оцените урок:

Оценка 5 из 5