資源簡介

《 5.1 潔凈的燃料——氫氣》教學設計
教學目標：
1、知識與技能：
⑴了解氫氣的物理性質；
⑵知道氫氣具有可燃性，理解點燃氫氣前要驗純的原因，并知道驗純的方法；
⑶知道化學變化伴隨有能量變化。
2、過程與方法：
初步學會研究氣體性質的方法及描述實驗現象的方法。
3、情感、態度與價值觀
⑴體會物質的性質決定物質的用途，了解氫氣是理想的高能潔凈燃料的原因；
⑵通過對燃燒與爆炸的實驗比較，讓學生認識從量變到質變的辨證觀點，增強學生的安全意識；
教材分析：
學生在學習了水的組成后，對水是由氫元素和氧元素組成的、水電解成氫氣和氧氣、氫氣的驗證等知識有了一定的了解。在此基礎上，學習“潔凈的燃料——氫氣”，可以讓學生對氫氣有進一步的了解。同時，在學習了氧氣這種氣體后，再次體驗研究氣體的方法：從物理性質到化學性質再到用途。
教學重、難點：
重點：氫氣的物理性質及可燃性、氫氣的驗純、燃燒反應的熱值。
難點：點燃氫氣之前必須驗純的原因和方法。
教學方法：
利用多媒體的直觀性幫助學生發揮想象力，從微觀的角度想象氫分子和氧分子的接觸，理解為什么同樣是氫氣燃燒，會出現兩種不同的現象。進一步理解從量變到質變的辨證思想，同時培養學生的安全意識。
教具準備：
多媒體課件，制氫裝置一套，氫氣一瓶，鎂帶、稀鹽酸、試管
課時安排：
1課時
教學過程：
[多媒體出示]在五十周年國慶大典上，放飛成千上萬只氣球的照片。
（學生觀察。）
[設問]
1、圖上反映了一個什么場景？
2、氣球中填充的是什么氣體？氣球上升說氣體具有什么性質？
（學生討論回答。）
[板書]出示課題：5.1 潔凈的燃料——氫氣
[展示]啟普發生器。
[講解]簡單介紹氫氣的制取。
[展示]一瓶新制并用排水法收集的氫氣，讓學生觀察、思考：
1、氫氣的色、態、味。
2、為什么瓶口倒置存放？
3、為什么可用排水法收集氫氣？
（學生觀察、了解制取氫氣的原理、方法，并猜想，回答。）
[提問]瓶口倒置體現了氫氣的密度比空氣小，那么，用什么方法可以證明這一性質呢？
（學生根據“放飛氫氣球”的啟示展開想象，設計實驗方案。）
[演示]實驗5-1：氫氣流吹肥皂泡
（學生通過觀察現象，得出氫氣密度比空氣小的結論。）
[講解]氫氣與氧氣一樣，也存在三態變化。
[板書]一、氫氣的物理性質
無色、無味、氣體，極難溶于水，密度比空氣小，是相同條件最輕的氣體，降溫可變為無色液體、雪狀固體。
[提問]氫氣和氧氣比較，在物理性質上有哪些異同？
（學生回憶氧氣的物理性質，對比回答與氫氣的異同。）
[投影]氫氣和氧氣物理性質的比較（略）
[提問]怎樣設計實驗來驗證剛才集氣瓶中收集到的氣體是氫氣？
（回憶舊知，設計方案。）
[演示]實驗5-2：氫氣在空氣里燃燒
[投影提問]
1、純凈的氫氣在空氣中燃燒的現象是什么？
2、它與空氣中哪種物質發生了反應？
3、它的產物是什么？你是怎樣知道的？
4、它們反應的化學方程式如何寫？
5、通過這個實驗，你對水的元素組成有哪些再認識？
（學生觀察實驗，思考回答。）
[板書]二、氫氣的化學性質——可燃性
現象：安靜燃燒，火焰為淡藍色，罩在火焰上方的燒杯內壁上有水珠生成，手觸燒杯，感覺燙。
2H2+O2點燃2H2O
[設問]為什么點燃的氫氣必須純凈呢？
[演示]實驗5-3：
（觀察實驗現象，注意與前一次燃燒實驗的不同，描述現象。）
[設問]同樣是氫氣與氧氣反應，為何純凈的氫氣能安靜地燃燒，不純的氫氣卻會發生爆炸呢？
[多媒體演示]氫氧混合氣爆炸實驗（微觀），引導學生從微觀方面來考慮。
（觀看課件對比分析。得出結論：由于與氧氣接觸面積不同，導致產生的現象不同。體會量變引起質變的過程，逐步懂得人們只要掌握反應的規律，就有可能控制住反應的方向。）
[講述]空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4.0%—74.2%，點燃時就會發生爆炸，這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。若小于爆炸極限，氫氣由于量少而點不著，大于爆炸極限，氫氣的量較純，可以在空氣中安靜地燃燒。除氫氧混合氣發生爆炸外，其他任何可燃性氣體、粉塵、蒸汽等與空氣混合遇火都可能發生爆炸，因此，可燃性氣體泄露時一定要杜絕一切火源，防止發生爆炸造成危險，這也要求我們在使用氫氣和其他可燃性氣體時，為了不發生危險，使用前一定要檢驗其純度。
（聽講、感悟。）
[播放錄象]檢驗氫氣純度的實驗
（觀察實驗，明確氫氣純凈與否的感性標準：①若有尖銳爆鳴聲，證明氫氣不純；②若有“噗”的聲音，證明氫氣已純。）
[提問]若用排空氣法收集氫氣時：①試管口為什么向下？②導管為什么要接近試管底部？③當聽到尖銳爆鳴聲，證明氫氣不純，需要重新驗純時，為什么要用拇指堵一會兒試管口？
（思考回答：①由于氫氣密度比空氣小；②有利于空氣排出，保證氣體純度；③試管中可能留有余火沒有熄滅，馬上再去接近發生器的導管口可能會發生危險。）
[講述]人類使用燃料進行燃燒，是為了通過燃燒反應產生熱量。那么，是否只有通過燃燒才能得到熱量呢？
[演示]在一支試管中加入一段鎂帶，再加入5毫升稀鹽酸，觀察產生的現象，再讓學生摸試管外壁。
（感覺試管外壁很熱。）
[板書]化學變化中的能量變化
[講述]化學反應在生成新物質的同時，總是伴隨著能量的變化，而能量的變化通常表現為熱量的變化。可燃物質的燃燒反應產生熱量，鎂帶與鹽酸反應也會放出熱量，許多化學反應都有放熱現象，也有些化學反應是吸熱的，如高錳酸鉀制氧氣，燃料是人類獲取能量的主要物質來源之一。
熱值，即每千克某物質完全燃燒時所產生的熱量。
[算一算]氫氣的熱值是汽油的多少倍？
[討論]1、為什么說氫氣是潔凈的高能燃料？
2、什么叫環保汽車？
[板書]三、氫氣的用途——理想的高能燃料
（學生閱讀P125的內容，了解氫氣為什么是理想是高能和潔凈燃料。）
[討論與交流]P126：1、2。
[機動]如時間有剩余，可播放錄象資料《氫氣的用途》。
[小結]師生共同完成。
[布置作業]P126：檢查站

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