資源簡介

課題1 空氣
一、教材分析
本課題包含三部分內容，即“空氣是由什么組成的”“空氣是一種寶貴的資源”和“保護空氣”。這三部分內容相互密切聯(lián)系，并逐步深入。第一部分通過化學史和實驗探究使學生得到氧氣約占空氣總體積五分之一的結論，注意引導學生領悟科學家真實的科學探究，對學生進行科學素養(yǎng)的教育。第二部分和第三部分可把主動權交給學生，通過閱讀、討論、查閱資料等方式獲取知識，教學重在對學生進行解決問題的思路方法指導。
二、學情分析
學生通過小學科學的學習和日常積累對空氣已經(jīng)有了一些常識性的了解，但從化學學習要求的角度看，學生僅知道這些常識是不夠的，需要系統(tǒng)地掌握空氣的組成和重要性質，需要系統(tǒng)地學習對物質進行研究的方法和思路。教師在教學中要從學生已有知識出發(fā)，讓學生循序漸進，逐步形成完整的空氣的知識結構。但由于學生尚不完全具備相應的化學知識和實驗技能，獨立設計并完成“測定空氣里氧氣含量”的實驗有一定困難，所以還需要在教師的指導下進行。
三、課時安排
本課程共分為二課時：課時1 空氣的組成
課時2 空氣是一種寶貴的資源、保護空氣
課時2 空氣是一種寶貴的資源、保護空氣
一、教學目標
1.了解氧氣、氮氣、稀有氣體的主要物理性質和用途，認識空氣是寶貴的自然資源。
2.初步了解空氣污染的危害和防治措施，形成保護和節(jié)約資源的可持續(xù)發(fā)展意識與社會責任。二、教學重難點
重點：氧氣、氮氣和稀有氣體的性質與用途。
難點：進一步理解物質的性質與用途之間的聯(lián)系。
三、教學過程
【知識回顧】空氣的組成及各成分的體積分數(shù)，并根據(jù)純凈物和混合物的概念對空氣及其成分進行物質分類。
【過渡】空氣是一種寶貴的資源，是生命賴以生存的物質基礎，生物生存的兩大基本活動，呼吸作用和光合作用，都有氧氣的參與。
【學生活動】交流討論：除了呼吸作用和光合作用，空氣對人類的生活還有哪些影響？
【學生活動】閱讀課本P28，討論歸納氧氣的性質和用途。
【總結】
1.供給呼吸：動植物呼吸作用主要是需要氧氣來參與生物體的新陳代謝活動，人類在一些特殊的活動中，也需要氧氣供給呼吸，如潛水、醫(yī)療急救、宇宙航行等。
2.支持燃燒：木柴等燃料的燃燒需要氧氣的參與，如前面學習的蠟燭燃燒過程中就消耗了氧氣，另外在火箭等航天器發(fā)射、煉鋼、電焊等活動中也需要氧氣來支持燃燒。
【講解】通過上述的講解我們知道，氧氣的性質與用途之間存在著緊密的聯(lián)系，在之前的學習中我們也了解到，物質的性質決定物質的用途，而用途可以體現(xiàn)性質，這也是化學學科的重要思想。
【學生活動】交流討論：各種薯片等膨化食品是大家喜歡的零食，那么這些食品包裝都是氣鼓鼓的，里面充的是什么氣體呢？
【總結】氮氣。
【講解】氮氣是空氣中含量最多的氣體，它在工農業(yè)生產和日常生活中有著廣泛的用途，其中最重要的作用是作保護氣，給食物等營造低氧或者無氧的環(huán)境，從而可以防止食物腐爛變質。如我們的國家糧倉里面就充滿了氮氣，以防止糧食霉變。
【學生活動】交流討論：為什么氮氣可以做食品保護氣呢？這與它的什么性質有關呢？
【總結】用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗完畢后，瓶內剩余的氣體主要就是氮氣。這說明氮氣不能支持燃燒也不支持燃燒，即氮氣的化學性質不活潑，常溫下不易與其他物質反應，另外氮氣不易溶于水。這就是其可以作保護氣的原因。
【課件展示】氮氣作保護氣：燈泡中充氮氣以延長使用壽命，食品袋中充氮氣以防腐，焊接金屬時的保護氣。
【講解】除此之外，氮氣還有其他的用途。比如可以用液氮炒酸奶，氮氣的沸點是-195.8℃，液氮汽化時吸收熱量，提供了低溫環(huán)境，這還可以應用在醫(yī)療和交通等方面。
【課件展示】液氮提供低溫環(huán)境：醫(yī)療上可在液氮冷凍條件下做手術，超導材料在液氮低溫環(huán)境下能顯示超導性能，以此發(fā)展磁懸浮列車。
【講解】除了上述兩個重要的用途之外，氮氣另一個重要的用途是可以用作重要的化工原料，氮氣可以和氫氣在高溫高壓催化劑的作用下生成氨氣，氨氣再經(jīng)過進一步轉化可制造硝酸和氮肥。
【學生活動】交流討論：絢麗多彩的霓虹燈的主要作用物質什么呢？
【總結】稀有氣體。
【講解】
1.稀有氣體在通電時會發(fā)出不同顏色的光，可用作電光源。如圖片中展示氦、氖、氬等氣體在通電狀態(tài)下發(fā)出的不同顏色的光，且其光源的穿透性很強，除了霓虹燈，還可做燈塔等指示性光源，應用非常廣泛。
2.稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙等）是無色、無味的氣體，化學性質很不活潑，一般情況下，和其他物質都不反應，過去，曾被稱為“惰性氣體”，也可用作燈泡、金屬焊接等的保護氣。
3稀有氣體中的氦氣是一種密度僅次于氫氣的密度很小的一種氣體，且其化學性質不活潑，相對較安全，可以用作飛艇和熱氣球。另外液態(tài)氦的溫度很低，汽化吸熱，也可用于制造低溫環(huán)境。
【總結】從上面介紹的氧氣、氮氣和稀有氣體的性質和用途我們可以再次確定物質的性質和用途之間的緊密聯(lián)系，在學習中要關聯(lián)性記憶，避免死記硬背。
【過渡】空氣是一種寶貴的資源，通常情況下，空氣中各成分的含量保持相對穩(wěn)定。但隨著人類活動的增加，特別是工業(yè)生產和交通運輸產生的廢氣源源不斷地排放，使空氣中有害氣體和煙塵的含量不斷升高，導致空氣質量下降。
【學生活動】閱讀教材內容并結合實際討論完成以下內容：
1. 大氣污染是怎么形成的？
①自然原因：森林火災、火山噴發(fā)過程中產生的大量有毒有害氣體和煙塵；②工廠廢氣的任意排放，大量使用煤炭資源、汽車排放的尾氣等。
2. 這些污染現(xiàn)象產生了哪些大氣污染物？造成了哪些空氣污染問題？
①固體污染物有可吸入顆粒物 (PM10)、細顆粒物(PM2.5)，會造成嚴重的霧霾；②氣體污染物有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮和臭氧等，其中二氧化硫和二氧化氮會造成酸雨。
3. 如何防治這些空氣污染問題？
①國際或國家層面應該改變能源結構，使用清潔能源等；②個人層面可以踐行和宣傳“低碳生活”，如乘坐公共交通工具等。
【補充】全球三大大氣污染問題分別是全球氣溫變暖、酸雨和臭氧空洞，其中二氧化碳等溫室氣體的排放，使溫室效應不斷加劇；二氧化硫和二氧化氮等酸性氣體的不斷排放造成酸雨，毀壞著地球的森林、土地、河流等資源；氟氯烴等污染物的排放也地球大氣層中的臭氧層形成空洞，危害著地球的生態(tài)圈。
【講解】我國為了加強大氣質量監(jiān)測，每日會發(fā)布相應的空氣質量日報。
空氣質量日報的內容包括“空氣污染指數(shù)”、“首要污染物”、“空氣質量級別”等。目前計入空氣污染指數(shù)的項目有二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物、可吸入顆粒物和臭氧等。另外還有發(fā)布空氣質量指數(shù)，用數(shù)據(jù)來說明當日的空氣質量狀況。
污染指數(shù) 空氣質量級別 空氣質量狀況
0－50 Ⅰ 優(yōu)
51－100 Ⅱ 良
101－200 Ⅲ 輕度污染
201－300 Ⅳ 中度污染
＞ 300 Ⅴ 重度污染
【課堂小結】
【課堂練習】略
【板書設計】
課題1 空氣
課時2 空氣是一種寶貴的資源、保護空氣
空氣是一種寶貴的資源
1.氧氣
2.氮氣 性質用途
3.稀有氣體
保護空氣： PM10、PM2.5、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧

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