Водород презентация егэ

1. Водород H2

2.

• Когда-нибудь настанет время – и это
время не за горами, – когда мерилом
ценности станет не золото, а энергия.
И тогда изотопы водорода спасут
человечество от надвигающегося
энергетического голода: в
управляемых термоядерных
процессах каждый литр природной
воды будет давать столько же
энергии, сколько ее дают сейчас
300 л бензина.
Д.И.Щербаков

3.

Водород — основная составная часть звёзд и межзвёздного газа. В
условиях звёздных температур (например, температура поверхности
Солнца ~ 6000 °C) водород существует в виде плазмы, в межзвёздном
пространстве этот элемент существует в виде отдельных молекул,
атомов и ионов и может образовывать молекулярные облака,
значительно различающиеся по размерам, плотности и температуре

4. Водород в космосе

5. Ближайшая к нам звезда Галактики, которую мы знаем под именем «Солнце», на 70 % своей массы состоит из водорода.

6. Водород на Земле

Вода
Природный
газ
Нефть

7.

Открытие водорода
В 1766 году известный английский ученый Генри
Кавендиш получил «искусственный воздух» (так
часто называли в то время газы) действием цинка,
железа или олова на разведенную соляную или
серную кислоты. «Воздух» Кавендиша оказался не
видоизменением обычного атмосферного воздуха,
а совершенно самостоятельным веществом. Он
хорошо горел, почему и получил название
«горючего воздуха». Г. Кавендиша считают
первооткрывателем водорода.
Но лишь в 1784 году А.
Лавуазье доказал, что этот
«воздух» входит в состав
воды, и дал ему название,
гидрогениум», т.е.
«рождающий воду»,
«водород».

8. Химический элемент

• Порядковый номер
1
• Группа – I
• Период – 1
• Электронная
формула 1s1
• Степени окисления:
-1, 0, +1

9. Физические свойства

Водород —
легчайшее из всех известных
веществ (в 14,4 раза легче
воздуха), это бесцветный газ,
без вкуса и запаха, кипит
(сжижается) и плавится
(затвердевает)
соответственно при —252,6°С
и —259,1°С (только гелий
имеет более низкие
температуры плавления и
кипения). Из всех газов
водород обладает
наибольшей
теплопроводностью, мало
растворим в воде, но хорошо
— во многих металлах (Ni, Pt,
Pd и др.), особенно в
палладии (850 объёмов на 1
объём Pd). Жидкий водород
очень лёгок и текуч.

10. Опыт Пилатра де Розьера

Как-то он решил проверить, что будет,
если вдохнуть водород; до него никто
такого эксперимента не проводил.
Не заметив никакого эффекта,
ученый решил убедиться,
проник ли водород в легкие.
Он еще раз глубоко вдохнул
этот газ, а затем выдохнул его
на огонь свечи, ожидая увидеть
вспышку пламени. Однако водород
в легких экспериментатора
смешался с воздухом, и
произошел сильный взрыв.

11. Получение водорода

В промышленности:
2NaCl + 2H2O → H2↑ + 2NaOH + Cl2
СН4 + 2Н20 = CO2 + 4Н2 — 165 кДж
H2O + C ⇄ H2 + CO
CH4 + H2O ⇄ CO + 3H2 (1000 °C)
2CH4 + O2 ⇄ 2CO + 4H2
Крекинг и риформинг углеводородов
в процессе переработки нефти

12. Получение водорода

В лаборатории:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑
NaH + H2O → NaOH + H2↑
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
Zn + 2KOH + 2H2O → K2[Zn(OH)4] + H2↑
Тетрагидроксоцинкат дикалия

13. 1. Взаимодействие с активными металлами – окислительные свойства

Химические свойства
1. Взаимодействие с активными металлами
– окислительные свойства
При комнатной температуре
2K + H2→2KH (гидрид калия)
Ca + H2→CaH2 (гидрид кальция)
При нагревании
с менее активными металлами
2Al + 3H2→2AlH3 (гидрид алюминия)

14. Вывод:

В соединениях с
металлами,водород образует
гидриды – бинарные
соединения, твердые
солеподобные вещества.
(KH, CaH2, AlH3)
• H2 окислитель

15. 2. Взаимодействие с неметаллами – восстановительные свойства

При комнатной температуре водород
реагирует с фтором
F2+H2→2HF↑ (фтороводород), реакция
протекает со взрывом .
Водород хорошо горит в атмосфере
хлора
при поджигании или облучении
происходит взрыв
Cl2 + H2 → 2HCl ↑ (хлороводород)

16. при нагревании водород взаимодействует

с серой:
Н2 + S→Н2S↑ (сероводород)
при высокой температуре, давлении и в
присутствии катализатора (железо)
с азотом :
3N2 + 3H2 → 2NH3↑ (аммиак)

17. Вывод:

• В результате реакций с
неметаллами образуются
газообразные вещества
( HF↑ , HCl ↑, Н2S↑, NH3↑ ).

18. 3. Реакция горения

При взаимодействии водорода с
кислородом образуется вода.
Водород без примесей сгорает
спокойно.
2 Н2 + О2 = 2 Н2О + 573 кДж
(экзотермическая)

19. Гремучая смесь

Наиболее взрывчата смесь, состоящая из
двух объёмов водорода и одного
объёма кислорода – «гремучий газ»
2H2 + O2 = 2H2O, реакция протекает со
взрывом.
Вывод: прежде чем поджигать водород,
необходимо проверить его на чистоту.

20. 4.Взаимодействие с оксидами не активных металлов

Оксиды восстанавливаются до
металлов:
СuO + H2 = H2O + Cu + 130 кДж.
Fe2О3+ 3H2 = 2Fe + 3H2O
Способ получения металлов из оксидов и
изготовление деталей из них
называется порошковой металлургией.

21. Вывод:

• Водород восстанавливает металлы
из их оксидов, поэтому водород
является восстановителем.
H2
восстановитель

22. Выводы:

1). В обычных условиях молекулярный водород
взаимодействует лишь с наиболее активными
веществами — фтором, натрием , кальцием.
2). Соединения водорода с неметаллами в
большинстве являются газами. Исключение
составляет вода.
3). Химические реакции с водородом обычно
протекают при повышенной температуре,
давлении или в присутствии катализатора.
4). Водород горит, а кислород поддерживает
горение.
5). Водород в реакциях с оксидами не активных
металлов является восстановителем.

23. Применение водорода в промышленности

24. Использование водорода в качестве топлива автомобилей

При сгорании водорода в кислороде
образуется экологически чистый
продукт – вода.

25. Использование водорода в ракетных двигателях

Жидкий водород
является
распространенным
компонентом
ракетного топлива

26. Использование водорода в металлургической промышленности

Водород как
восстановитель,
для получения
металлов и
неметаллов
(кремния,
вольфрама)

27. Сварка металла

Смесь
кислорода с
водородом
используют
при сварке
и резке
металлов.

28. Производство стекла

• Водород является
активным газом и в
соединениях с
азотом может
использоваться в
производстве
листового, полого
стекла и
оптического
волокна.

29. В пищевой промышленности

Превращение
жидких
растительных
масел в
твердые
жиры –
маргарин.

30. В продажу водород поступает в баллонах под давлением свыше 150 атм. Они окрашены в тёмно-зелёный цвет и снабжаются красной надписью «Водород»

В продажу водород поступает в баллонах
под давлением свыше 150 атм. Они
окрашены в тёмно-зелёный цвет и
снабжаются красной надписью «Водород»

31. Применение водорода

32. Задачи:

• Какая масса водорода потребуется для
его взаимодействия с 64г серы.
• Какой объём водорода израсходуется на
восстановление оксида меди (II) если в
результате реакции образуется 13 г меди.
• По термохимическому уравнению
2 Н2 + О2 = 2 Н2О + 573 кДж рассчитайте
количество теплоты, которая выделится
при сжигании 10 литров водорода.

33. Домашнее задание:

• П.17, № 3 — 4

ВОДОРОД И ЕГО СВОЙСТВА

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Водород — это самый легкий газ (он в 14,4 раза легче воздуха), не имеет цвета, вкуса и запаха. Мало растворим в воде (в 1 л воды при 20°С растворяется 18 мл водорода). При температуре — 252,8°С и атмосферном давлении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород бесцветен.
Кроме водорода с массовым числом 1 существуют изотопы с массовыми числами 2 и 3 — дейтерий D и тритий Т.ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Для водорода характерны следующие реакции с простыми веществами (с Al, B, Si, P соединения водорода получают косвенным путём):
1. Взаимодействие с неметаллами

При поджигании или в присутствии платинового катализатора реагирует с кислородом, реакция протекает со взрывом.
O2 + 2H2 = 2H2O,
Смесь двух объёмов водорода и одного объёма кислорода называется гремучим газом.
При нагревании водород обратимо взаимодействует с серой:
S + H2 ⇔ H2S 
С азотом — при нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора (железо):
N2 + 3H2 = 2NH3 
С галогенами образует галогеноводороды:
F2 + H2 = 2HF,

реакция протекает со взрывом при любой температуре,
Cl2 + H2 = 2HCl,

реакция протекает только на свету.
С сажей взаимодействует при сильном нагревании:
C + 2H2 = CH4 
2. Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами

Водород образует с активными металлами гидриды:
Na + H2 = 2NaH 
Ca + H2 = CaH2 
Гидриды — солеобразные, твёрдые вещества, легко гидролизуются:
CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2 ↑
3. Взаимодействие с оксидами металлов (как правило, d-элементов)

Оксиды восстанавливаются до металлов:
CuO + H2 = Cu + H2O
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
WO3 + 3H2 = W + 3H2O
4. Гидрирование органических соединений

При действии водорода на ненасыщенные углеводороды в присутствии никель—катализатора и повышенной температуре происходит реакция гидрирования:
CH2=CH2 + H2 = CH3-CH3
Водород восстанавливает альдегиды до спиртов:
CH3CHO + H2 = C2H5OH
ПОЛУЧЕНИЕ:
Вплоть до конца XIX века получение водорода было делом достаточно хлопотным. Добывали его в мизерных количествах, растворяя обычные металлы в кислотах, а также щелочные и щелочноземельные в воде. Только после того, как электричество начали производить в промышленных масштабах, появилась возможность относительно легко добывать его тоннами с помощью электролиза. Выглядит электролитический процесс примерно так: в ванну с водой опускают два электрода, на одном — положительный потенциал, на другом — отрицательный. На плюсе в результате прохождения тока выделяется кислород, а на минусе — водород.
В промышленности

1.Электролиз водных растворов солей:
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2 
2.Пропускание паров воды над раскаленным коксом при температуре около 1000°C:
H2O + C ⇔ H2 + CO
3.Из природного газа.
Конверсия с водяным паром:
CH4 + H2O ⇔ CO + 3H2 (1000°C)
Каталитическое окисление кислородом:
2CH4 + O2 ⇔ 2CO + 4H2 
4. Крекинг и реформинг углеводородов в процессе переработки нефти.
В лаборатории

1.Действие разбавленных кислот на металлы. Для проведения такой реакции чаще всего используют цинк и соляную кислоту:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 
2.Взаимодействие кальция с водой:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 
3.Гидролиз гидридов:
NaH + H2O = NaOH + H2 
4.Действие щелочей на цинк или алюминий:
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2 
Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2 
5.С помощью электролиза. При электролизе водных растворов щелочей или кислот на катоде происходит выделение водорода, например:
2H3O+ + 2e = H2 + 2H2O
ПРИМЕНЕНИЕ:

Водород используют при синтезе аммиака NH3, хлороводорода HCl, метанола СН3ОН, при гидрокрекинге (крекинге в атмосфере водорода) природных углеводородов, как восстановитель при получении некоторых металлов. Гидрированием природных растительных масел получают твёрдый жир — маргарин. Жидкий водород находит применение как ракетное топливо, а также как хладагент. Смесь кислорода с водородом используют при сварке.
ВОДА:

1. Взаимодействие с металлами:

Ca +2H2O = Ca(OH)2 + H2

Mg(порошок) + 2H2O + Mg(OH)2 + H2

2Al (без оксидной плёнки) + 6H2O =2Al(OH)3 + 3H2O

Zn +H2O = ZnO + H2

3Fe +4H2O = Fe3O4 + 4H2O

1. С неметаллами:

2H2O + 2F2 = 4HF + O2

H2O + Cl2 = HCl + HClO

1. С оксидами:

СaO + H2O = Ca(OH)2

P2O5 + 3H2O + 2H3PO4

1. С органическими веществами:

СН2=СН2 + Н2О = С2Н5ОН

1. Получение аквакомплексов:

CuSO4 + 5H2O = CuSO4 · 5H2O

Na2CO3 + 10H2O = Na2CO3 · 10H2O

ПЕРОКСИД ВОДОРОДА:

2H2O2 = 2H2O + O2

H2O2 + 2KI = I2 + 2KOH

NaNO2 + H2O2 = NaNO3 + H2O

PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O

2KMnO4 + 7H2O2 + 5H2SO4 = 2MnSO4 + 7O2 + 2SO2 + K2SO4 + 12H2O

Водород

Теория, мой друг, суха, но зеленеет жизни древо…

И.Гете

Отгадайте о чём идёт речь

Я, газ, легчайший и бесцветный,

Неядовитый и безвредный,

Соединяясь с кислородом,

Я для питья даю вам воду!

А сейчас — физминутка !

Тема: Водород План урока

• Строение атома и особенности положения в ПС.
• Физические свойства.
• Распространенность в природе.
• Получение водорода.
• Химические свойства водорода.

Водород – химический элемент.

Характеристика водорода по периодической системе.

• 1. Порядковый номер.
• 2. Номер периода.
• 3. Номер группы и ее тип.
• 4. Относительная атомная масса.
• 5. Заряд ядра атома
• 6. Число электронов, протонов и нейтронов

Водород – простое вещество

• 1. Металл – неметалл
• 2. Формула простого вещества
• 3. Агрегатное состояние при обычных условиях

Водород – простое вещество.

Н 2

Физические свойства водорода

• Лёгкий горючий газ без цвета, запаха и вкуса.
• Температура плавления -259,15
• Температура кипения -252,7
• Плохо растворим в воде.

Водород в природе.

Первый я на белом свете:

Во вселенной, на планете

Превращаюсь в лёгкий гелий,

Зажигаю Солнце в небе.

Гость из космоса пришёл

В воде приют себе нашёл!

Нахождение в природе

В земной коре

Во вселенной

Получение водорода из воды с помощью солнечной энергии

Получение водорода

В промышленности :

2СН 4 + О 2 = 2СО + 4Н 2 ↑

2H 2 O = 2H 2 ↑ + O 2 ↑

В лаборатории :

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 ↑

Образование гремучей смеси

Обычно лёгок и летуч,

Он вдруг становится могуч:

Его нагрев неосторожно

Взорвать в округе всё возможно.

Химические свойства водорода

• Водород – окислитель:

2Li 0 + H 2 0 = 2Li +1 H -1 (с активными металлами при повышенных температуре и давлении);

• Водород – восстановитель:
• — с наиболее активными неметаллами:
• Н 2 + Сl 2 = 2HCl
• — с кислородом: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O
• — с азотом: 3H 2 + N 2 = 2NH 3
• — с оксидами металлов: CuO + H 2 = Cu + H 2 O
• — галогенводороды при растворении в воде диссоциируют с образованием гидратированных ионов водорода, т.е. проявляют кислотный характер:
• HCl = H + + Cl —

Выберите утверждения, верные для водорода:

• Газ без цвета, вкуса, запаха, малорастворим в воде.
• В реакциях, как правило, окислитель.
• Используется как восстановитель в металлургии.
• Получают электролизом воды.
• Самый распространенный элемент космоса.
• Входит в состав воздуха.
• Реагирует с неметаллами.
• Входит в состав оксидов.
• Галогенводороды при растворении в воде диссоциируют с образованием гидратированных ионов водорода, т.е. проявляют кислотный характер

Цепочка превращений

• Н 2 — НСl — H 2 — H 2 O — H 2 — NH 3

Задача

• Над нагретой серой пропустили водород, полученный газ пропустили через раствор сульфата меди (П), в результате чего выпал осадок массой 12 г. Рассчитайте объем (н.у.) водорода, вступившего в реакцию

Лабораторный опыт № 4

Испытание индикатором растворов водородных соединений неметаллов

• Внимательно слушайте и выполняйте указания учителя.
• Рабочее место надо содержать в чистоте, не загромождая его предметами, не относящимися к данной работе. Лишние книги и тетради не должны находиться на рабочем месте.
• По окончании работы необходимо привести в порядок рабочее место.
• Категорически запрещается проводить опыты, не относящиеся к данной работе, трогать вещества руками и пробовать их на вкус.

Спасибо за урок!

Запишите домашнее задание:

параграф 36, № 3,6

Подготовить сообщения по теме:

«Применение водорода»

Если вы согласны с утверждениями, поставьте плюс.

• 1. Я узнал много нового и интересного.
• 2. На все возникшие в ходе урока вопросы я получил ответы.
• 3. Мне это пригодится в будущей профессиональной деятельности и в повседневной жизни.
• 4. Считаю, что работал добросовестно и достиг цели урока.

Водород
Посмотрите презентацию и выполните задания на слайде 4 и 5

Способы получения

Физические свойства

Применение

Химические свойства

Химический элемент

Проверь себя
Закончи уравнения реакций

Укажите области применения водорода, связанные с его свойствами

Свойство	Область применения
Газ , легче воздуха
Взаимодействует с простыми веществами неметаллами
Взаимодействует с оксидами неактивных металлов
При горении выделяется большое количество теплоты

Спасибо за внимание
До новых встреч
Химический элемент

Применение водорода
Получение водорода