Информационно-образовательный портал
e-mail: [email protected].ru

Урок по теме «Азот» в 9 классе (учебник О. С. Габриелян)

Урок по теме «Азот» в 9 классе (учебник О. С. Габриелян)

Новое содержание: история открытия азота, строение атома и молекулы азота, азот в природе и его биологическое значение.

Цели: повторить и закрепить знания учащихся по строению атома и молекулы азота; изучить физические и химические свойства простого вещества азота; раскрыть роль азота в природе.

Ход урока:

1. Организационный момент. Анализ практической работы – 7 мин

Провести анализ выполненной практической работы №6 по теме «Подгруппа кислорода» сообщить оценки.

2. Изучение нового материала (дифференцированная индивидуально-бригадная работа) – 25 мин.

Демонстрируется слайд с темой урока и целями урока.

Учащиеся получают информационные карты №1-6 и листы учета (приложение 1-7). Работают сначала индивидуально и записывают ответы на вопросы по своей информационной карточке на лист учета. При необходимости каждый учащийся может подойти к учителю за консультацией. Информационные карточки можно готовить разного уровня сложности, так как уровень знаний, умений и навыков у каждого ребенка разный, то есть дифференцированный подход к обучению. Например, информационные карты 1 и 2 можно предложить совсем слабым учащимся, а информационные карты 3-6 средним или сильным учащимся.

Затем учащиеся объединяются в бригады по 6 человек, так, чтобы в каждой бригаде были представители всех информационных карточек. Каждый учащийся объясняет и отвечает на заданные вопросы своей информационной карточки. Учащиеся, при необходимости, могут задавать друг другу вопросы и разбирать затруднения. Когда все выступят со своими карточками и лист отчета заполнится, переходим на закрепление. Учитель должен себе отмечать, как работает каждый ученик для итоговой оценки после вторичного закрепления.

3. Закрепление нового материала (фронтальная работа) – 9мин.

А) Демонстрируется слайд с кроссвордом.

1 м
2 о
3 л
4 е
5 к
6 у
7 л
8а

1. В какой оболочке Земли содержится 78% азота по объему?

2. Газ, не поддерживающий горение

3. Какая связь в молекуле азота?

4. Кто назвал азот «испорченным воздухом»?

5. Какое вещество образуется при взаимодействии азота с кислородом?

6. С помощью каких организмов бобовые растения связывают молекулярный азот?

7. В каких установках можно использовать жидкий азот?

8. Какое вещество синтезируют из азота и водорода?

4. Рефлексия (работа в парах) – 3мин

Демонстрируется слайд, как составить синквейн:

Название темы – одно существительное

Описание темы – два прилагательных

Описание действия – два глагола + деепричастие (или три глагола)

Отношение к теме – четыре слова

Суть темы – одно слово.

Синквейн составляют на листе учета

5. Д/з §23 +лист отчета, раб. тет. Упр5

Приложение 1.

Информационная карта №1

История открытия азота.

В 1772 г. азот (под названием «испорченный воздух») как простое вещество описал Д. Резерфорд. Он указал его основные свойства: не реагирует со щелочами, не поддерживает горения, непригоден для дыхания. Именно Д. Резерфорд и считается первооткрывателем азота.

В 1777 г. Генри Кавендиш провел следующий опыт: он многократно пропускал воздух над раскаленным углем, затем обрабатывал его щелочью, в результате получался осадок, который Кавендиш назвал «удушливым воздухом». С современных позиций ясно, что раскаленный уголь связывал кислород воздуха в углекислый газ, который затем реагировал со щелочью. Газообразный остаток представлял собой азот.

Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новое простое вещество (новый химический элемент). В том же году Кавендиш сообщил об этом опыте Джозефу Пристли.

Пристли в это время проводил серию экспериментов, в которых также связывал кислород воздуха и удалял полученный углекислый газ, т. е. получал азот, однако, будучи сторонником господствовавшей в те времена теории флогистона, совершенно неверно истолковал полученные результаты.

Название элемента, Предложенное Антуаном Лавуазье, происходит от греческого слова azoos – безжизненный. Современник и соотечественник Лавуазье Жан Шапталь, не мудрствуя, лукаво предложил назвать элемент №7 гибридным латино-греческим именем nitrogenium, что значит «селитру рождающий». Селитры-соли азотной кислоты, вещества известные с древнейших времен.

Приложение 2.

Информационная карта №2

Азот в природе. Физические свойства азота.

Основная масса сосредоточена в атмосфере. В воздухе свободный азот составляет 78,09% по объему, не считая незначительных примесей в виде аммиака и оксидов. Азот накапливается в почвах 0,1% в составе нитратов и живых организмах 0,3% в составе молекул белков. Хотя название «азот» означает «не поддерживающий жизни», на самом деле это необходимый для жизнедеятельности элемент. В белке животных и человека содержится 16-17% азота. В этом заключается биологическая роль этого элемента.

Азот является газом без цвета, запаха и вкуса. Немного легче воздуха. Не поддерживает дыхание и горение. Малорастворим в воде и органических растворителях

Приложение 3.

Информационная карта №3

Строение атома и молекулы азота.

Элемент азот N – первый представитель главной подгруппы V группы ПСХЭ Д. И. Менделеева. Его атомы содержат на внешнем энергетическом уровне пять электронов, из которых три электрона неспаренные. Отсюда следует, что атомы этого элемента могут присоединять три электрона, завершая внешний энергетический уровень, и в следствие этого приобретают степень окисления -3, например в соединениях с водородом – аммиаке NН3 и с металлами – нитридах Li3N, Mg3N2 и т. д.

Атомы азота могут также отдавать свои внешние электроны более электроотрицательным элементам (фтору, кислороду) и приобретать при этом степени окисления +3 и +5. Атомы азота в степенях окисления +1,+2,+3,+4 могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

В свободном состоянии азот существует в виде двухатомных молекул N2. В этих молекулах два атома азота связаны очень прочной тройной ковалентной связью.

Приложение 4.

Информационная карта №4

Химические свойства азота.

Ввиду своей значительной инертности азот при обычных условиях реагирует только с литием:

при нагревании он реагирует с некоторыми другими металлами и неметаллами, также образуя нитриды:

Наибольшее практическое значение имеет нитрид водорода (аммиак) NH3, получаемый взаимодействием водорода с азотом.

В электрическом разряде реагирует с кислородом давая оксид азота (II) NO.

Приложение 5.

Информационная карта №5

Области применения азота.

Наиболее распространён аммиачный способ связывания атмосферного азота. Обратимая реакция синтеза аммиака:

Существует ещё один, менее распространённый способ промышленного связывания атмосферного азота – цианамидный метод, основанный на реакции карбида кальция с азотом при 1000 °C. Реакция происходит по уравнению:

Ежегодно из атмосферы Земли промышленным путём отбирается примерно 1·106 т азота . Жидкий азот применяется как хладагент и для криотерапии.

Промышленные применения газообразного азота обусловлены его инертными свойствами. Газообразный азот пожаро– и взрывобезопасен, препятствует окислению, гниению. В нефтехимии азот применяется для продувки резервуаров и трубопроводов, проверки работы трубопроводов под давлением, увеличения выработки месторождений. В горнодобывающем деле азот может использоваться для создания в шахтах взрывобезопасной среды, для распирания пластов породы. В производстве электроники азот применяется для продувки областей, не допускающих наличия окисляющего кислорода. Если в процессе, традиционно проходящем с использованием воздуха, окисление или гниение являются негативными факторами – азот может успешно заместить воздух.

Важной областью применения азота является его использование для дальнейшего синтеза самых разнообразных соединений, содержащих азот, таких, как аммиак, азотные удобрения, взрывчатые вещества, красители и т. п. Большие количества азота используются в коксовом производстве («сухое тушение кокса») при выгрузке кокса из коксовых батарей, а также для «передавливания» топлива в ракетах из баков в насосы или двигатели.

В пищевой промышленности азот зарегистрирован в качестве пищевой добавки E941, 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.

Газообразным азотом заполняют камеры шин шасси летательных аппаратов. Кроме того, в последнее время заполнение шин азотом стало популярно и среди автолюбителей, хотя однозначных доказательств эффективности использования азота вместо воздуха для наполнения автомобильных шин нет.

Заморозка жидким азотом живых существ с возможностью последующей их разморозки проблематична. Проблема заключается в невозможности заморозить (и разморозить) существо достаточно быстро, чтобы неоднородность заморозки не сказалась на его жизненных функциях.

Приложение 6.

Информационная карта №6

Круговорот азота в природе.

Главный источник азота органических соединений – газообразный азот N2 в составе атмосферы. Молекулярный азот не усваивается живыми организмами. Переход его в доступные живым организмам соединения (фиксация) может происходить несколькими путями. Фиксация азота частично происходит в атмосфере, где при грозовых разрядах образуется оксид азота (II), который окисляется до оксида азота (IV), с последующим образованием азотной кислоты и нитратов, выпадающих на поверхность Земли с атмосферными осадками.

Наиболее важной формой фиксации азота является ферментативная фиксация в процессе жизнедеятельности сравнительно немногих видов организмов-азотфиксаторов. Отмирая, они обогащают среду органическим азотом, который быстро минерализуется. Наиболее эффективна фиксация азота, осуществляемая бактериями, формирующими симбиотические связи с бобовыми растениями. В результате их деятельности в наземных и подземных органах растений (например, клевера или люцерны) за год накапливается азота до 150-400 кг на 1 га. Азот связывают также свободноживущие азотфиксирующие почвенные бактерии, а в водной среде – сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Все азотфиксаторы включают азот в состав аммиака (NH3), и он сразу же используется для образования органических веществ, в основном для синтеза белков. Минерализация азотсодержащих органических веществ редуцентами происходит в результате процессов аммонификации и нитрификации. Аммонифицирующие бактерии в процессе биохимического разложения мертвого органического вещества переводят азот органических соединений в аммиак, который в водном растворе образует ионы аммония (NH4+). В результате деятельности нитрифицирующих бактерий в аэробной среде аммиак окисляется в нитриты (NO2-), а затем в нитраты (NO3-).

Большинство растений получают азот из почвы в виде нитратов. Поступающие в растительную клетку нитраты восстанавливаются до нитритов, а затем до аммиака, после чего азот включается в состав аминокислот, составляющих белки. Часть азота растениями усваивается непосредственно в виде ионов аммония из почвенного раствора.

Животные получают азот по пищевым цепям прямо или опосредованно от растений. Экскреты и мертвые организмы, составляющие основу детритных пищевых цепей, разлагаются и минерализуются организмами-редуцентами, превращающими органический азот в неорганический.

Возвращение азота в атмосферу происходит в результате деятельности бактерий-денитрофикаторов, осуществляющих в анаэробной среде процесс, обратный нитрификации, восстанавливая нитраты до свободного азота.

Значительная часть азота, попадая в океан (в основном со стоком вод с континентов), используется водными фотосинтезирующими организмами, прежде всего фитопланктоном, а затем, попадая в цепи питания животных, частично возвращаются на сушу с продуктами морского промысла или птицами. Небольшая часть азота попадает в морские осадки.

Приложение 7.

ЛИСТ ОТЧЕТА ПО ТЕМЕ «АЗОТ»

Информационная карта №1: ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ АЗОТА
Вопросы: Ответы:
  1. Когда был открыт азот?
  1. Кем был открыт азот?
  1. Что означает слово «азот»?
Информационная карта №2 АЗОТ В ПРИРОДЕ. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТА.
  1. Содержание азота в различных оболочках земли
  1. Перечислите физические свойства
  1. Почему азот назвали «безжизненным газом»?
Информационная карта №3 СТРОЕНИЕ АТОМА И МОЛЕКУЛЫ АЗОТА
  1. Каково положение химического элемента в ПСХЭ?
  1. Какова электронная конфигурация атома?
  1. Каковы возможные степени окисления азота?
  1. Сколько химических связей может образовать атом азота?
  1. Какая химическая связь в молекуле азота?
Информационная карта №4 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЗОТА
  1. Каково отношение азота к металлам?
  1. Каково отношение азота к водороду?
  1. Каково отношение азота к кислороду?
  1. Какие свойства: окислительные или восстановительные – проявляет азот?
Информационная карта №5 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АЗОТА
  1. Как используют низкую химическую активность азота?
  1. Какие из реакций, характеризующих химические свойства азота, имеют промышленное значение?
  1. Для чего осуществляют промышленное связывание атмосферного азота?
Информационная карта №6 КРУГОВОРОТ АЗОТА В ПРИРОДЕ
  1. Как осуществляется круговорот азота в природе?
  1. Как происходит фиксация атмосферного азота?
  1. В каких соединениях встречается азот в природе?

А. П. Ямщинина, МОУ "СОШ 42", г. Воркута, Республика Коми

Метки: Химия