科粤版化学九上·5.1《 洁净的燃料——氢气》（课件+教案含练习）

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第五章  燃料5.1  洁净的燃料——氢气设计说明本节课共包含内容：氢气的物理性质、氢气的燃烧过程及产物、点燃氢气之前必须验纯、高能燃料等。本节课内容贴近生活，讲授时联系社会实际，从学生已有的生活经验出发，创设氢气爆炸的新闻情景，充分调动学生学习的积极性，激发兴趣，调动思维。通过氢气性质、燃烧、爆炸的实验，了解科学探究的一般方法。培养学生透过现象挖掘本质的能力，从而树立科学的探究观和世界观。同时引导学生观察实验、分析现象、得出结论，再将结论运用到生产、生活当中。教学目标【知识与技能】1.认识氢气的物理性质。2.了解氢气的燃烧过程及产物。3.知道点燃氢气之前必须验纯。4.初步学习如何检验氢气的纯度。【过程与方法】通过活动与探究，学生对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。【情感、态度与价值观】1.体会到只有了解化学，才能利用化学改造自然，激发学生学习化学知识的兴趣；2.在解决问题的过程中，激发学生的进取心，让学生获得成就感；3.培养学生的安全观念。重点难点教学重点氢气的物理性质及可燃性、氢气的验纯。教学难点点燃氢气前必须验纯的原因和方法。教学方法1.情境激学法：根据学情分析，创设问题情景，激发学生学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促进学生主动学习意识。2.多媒体辅助教学法：利用多媒体辅助教学的优势，增强教学的直观性。3.实验探究教学法：采用实验探究法，始终以实验为导向，指导学生认识化学实验的作用：观察→思考→结论。4.小组合作交流、讨论、归纳相结合的教学法：通过小组合作与交流，培养学生的团队合作精神及创新能力，同时让学生体验到学生之间分工、协作的必要性。教具、学具多媒体课件锌，稀硫酸，酒精灯，试管，尖嘴管等授课时数1课时教学过程导入新课在几十万年以前，人类还没有完全进化为现代人类时，一个偶然的机会，闪电击中了树木，引起了森林火灾，远古人类失去了家园，当大火熄灭后，森林中到处都是没有来得及逃生的动物的尸体，一个具有好奇心和勇于探索的年轻远古人，拿起了被烤焦的动物的尸体，咬了一口，发现味道鲜美，比以前的生肉要好吃，还很软，便于咀嚼。从那以后，人类逐渐开始使用火，它不但可以用来烹饪食物，夜间还可以照明，冬天还可以取暖，甚至还可以驱赶猛兽，保护自己的家园。从此，人类逐渐走向文明。火的使用，是人类进化的重要的一步。那么，燃烧这么重要，前面我们也学习了燃烧的条件。从这节课开始，我们来具体学习有关燃料的一些知识。【教师提问】我们生活中常用的燃料有哪些？他们燃烧后有什么缺点？常见的燃料有木柴、煤炭、天然气、液化气、煤气、汽油、煤油等。但这些燃料有的放热量少（煤炭），有的燃烧对空气有很大污染。【学生思考】有没有一种燃料，燃烧后即放热大，又没有污染呢？有的，这是我们这节课学习的内容——洁净的燃料——氢气讲授新课【回忆引入】我们曾经接触过氢气，在研究水的组成时，电解水后，我们的到了氢气和氧气。你知道氢气球爆炸时会烧伤人吗?请阅读以下一则报道，并回答有关问题。据报道，在某地曾发生一起气球爆炸伤人的事件。当时，有几位同学觉得该市广场上用来悬挂商业广告的大气球挺好玩，便合力把其中一只大气球从空中拉下来，手推脚踢。突然气球“砰”的一声爆炸，一股灼热的烈焰袭来，把几位同学烧伤。后经医院救治，幸未危及生命。造成这起事故的主、客观原因是什么?据此推知氢气应该具有哪些物理性质和化学性质?我们来观察下列实验，通过实验，大家发表自己的意见，总结出相关的性质。【实验5-1】用氢气流吹肥皂泡（用洗涤剂），然后用燃着的木条点燃空中的氢气泡。【现象】氢气泡上升，遇火后燃烧（可能会伴随有声音）。作对比实验，用嘴吹气泡，气泡向下漂移，用火柴点燃，并没有上述现象。【推断】气泡向上漂移，说明氢气的密度是小于空气密度的（向下飘说明密度大，同时说明气泡不一定都是向上飘的），气泡遇火燃烧，说明氢气具有可燃性。【教师总结】经过科学实验验证，在标准状况下，1 L的氢气仅为0.090 g，只有同条件下空气质量的2/29，氧气质量的1/16。是物质世界里密度最小的气体。我们一般情况下见到的氢气是气态的，但在-252 ℃时，为液态，-259 ℃时，变成雪花状固体。它的熔沸点比一般的气体都低。并且在一般情况下极难溶于水。【教师总结】氢气的物理性质：无色、无味气体，难溶于水，密度最小的气体，熔沸点低。【过渡】刚才我们了解了氢气的物理性质。那氢气可以燃烧，体现了氢气的哪个性质呢？氢气的可燃性是氢气的一条化学性质，那么，氢气在燃烧时，都有什么特点呢？我们通过以下实验进行探究。【实验5-2】在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，观察烧杯内的现象。注意：点燃氢气时，要进行验纯，只能点燃纯净的氢气。【观察】氢气在空气中燃烧，火焰为      色，罩在火焰上方的烧杯内壁有       ，手触烧杯，感觉         。【解释和结论】氢气在空气中燃烧，发出蓝色火焰，生成物是水，同时放出热量。由于氢气燃烧产物是水，对大气没有污染，所以氢燃料是不产生污染物的清洁燃料。【表达式】2H2+O22H2O【问题】为什么点燃氢气时要强调纯净的氢气呢？如果点燃不纯的氢气会怎么样。【实验5-3】取一个无盖、底部有小孔的塑料(纸)筒或杯，用纸团堵住小孔，开口一端朝下，通入一会儿氢气，使筒里的气体为氢气和空气的混合气。把这个筒拿到安全的地方，拔掉堵孔纸团，用燃着的木条在小孔处点火(为安全起见，点火时人要离远一些)，注意观察有什么现象出现?现象是________________________。答案：氢气爆炸，有一定的危险性。【解释】氢气燃烧时，反应迅速进行，气体急剧膨胀，发生爆炸。实验测得，当氢气的总体积在4％～74.2％时，点燃就会发生爆炸，这个范围叫做氢气的爆炸极限。所以，我们在使用氢气时，一定要检验它的纯度。【拓展】其他的可燃性气体在点燃时，是不是也要验纯呢？【问题】既然氢气的纯度那么重要，那么我们如何才能知道氢气已经纯净了呢？我们判断氢气是否纯净的依据仍然是爆炸。将气体收集在试管中进行检验：收集一试管氢气，用拇指堵住，使试管口稍向下倾斜，移近火焰，听到尖锐爆鸣声，说明氢气不纯，需要再收集，再检验；若听到轻微的“噗”声，表明氢气已纯。如果要用同一只试管收集第二支氢气，一定要用手指将试管口堵一会，然后在进行收集。同学们思考一下，这是为什么？【解释】如果氢气是纯的，只能在试管口处燃烧，即无限的空间内；如果是不纯的，将在试管内燃烧，即有限的空间内。用手指将试管堵一会，是将试管内未燃烧尽的氢气熄灭，防止收集第二支氢气时，将氢气引燃，引起氢气的爆炸。【小结】通过这节课的学习和研究，我们了解了氢气的物理和化学性质。同时，我们也学习了可燃性气体燃烧时的注意事项，就是要保证其纯净，也掌握了氢气验纯的方法。【学生阅读】氢气完全燃烧的热值是多少，汽油完全燃烧的热值又是多少，二者相差多少倍，哪一个更好。【教师讲解】很明显，氢气完全燃烧的热值比汽油完全燃烧的热值高，并且燃烧产物没有污染，是难能可贵的即清洁又高能的燃料。【讨论交流】既然氢气有这么多的优点，但在我们生活中并没有大量使用，这是为什么呢？【教师讲解】这是由于在制造、贮存和运输方面还有许多困难没有解决。所以氢能源的使用只在高科技领域。现在只能说氢气是理想的高能洁净燃料。当堂达标1.检验氢气的纯度时，用右手拿充满气体的试管，用拇指堵住管口，移近火焰时应（　　）A.管口向下                             B.管口向上C.试管保持水平，管口向前                D.试管保持水平，管口向后答案：A2.检验氢气的纯度时，判断氢气较纯的现象是（　　）A.没有听到声音　　               B.听到轻微的声音C.听到尖锐的声音                 D.试管爆裂答案：B3.关于氢气的物理性质的描述中不正确的是（    ）A.氢气具有刺激性气味      B.氢气极难溶于水C.氢气是最轻的气体         D.在-259 ℃时氢气能变成雪状的固态答案：A4.氢气具有的化学性质是（    ）A.通常状况下是无色气体          B.密度小       C.具有可燃性                    D.熔点低答案：C5.下列各组混合物，点燃后可能爆炸的是（    ）A.纯净的氢气                    B.氢气和二氧化碳    C.氧气和二氧化碳                D.氢气和空气答案：D板书设计第五章　燃料5.1  洁净的燃料——氢气1.氢气的物理性质：无色、无味气体，难溶于水，密度最小的气体，熔沸点低。2.化学性质：可燃性（1）纯净的氢气在空气中点燃可安静的燃烧发出浅蓝色火焰，生成水并放出热量。2H2+O22H2O（2）点燃不纯的氢气（混有空气）会发生爆炸，点燃氢气前必须检验氢气的纯度。（3）验纯的方法3.爆炸极限4.氢气是理想的高能洁净燃料