資源簡介

5．1 氫氣
素養目標
1.認識氫氣的物理性質。
2.了解氫氣的燃燒過程及產物。
3.知道點燃氫氣之前必須檢純。
4.初步學習如何檢驗氫氣的純度。
5.遵守實驗規程 , 意識到安全操作的重要性。
6.知道化學變化伴隨有能量變化。
7.認識氫氣是理想的高能潔凈燃料的原因。
教學重點
氫氣的物理性質及可燃性、氫氣的檢純。
教學難點
點燃氫氣之前必須檢純的原因和方法。
教學工具
多媒體課件
教學課時
一課時
教學過程
[引入新課]早在幾十萬年前，人類的祖先就開始利用燃料的燃燒來取暖和獲得熟食。從古至今，燃料都與我們的生活及社會發展密切相關。那么，常見的燃料有哪些呢？它們各有什么特點呢？今天開始我們一起來學習燃料相關的內容吧。
[演示實驗]教師演示課本P142【實驗5-1】，注意邊演示邊指導學生進行觀察和思考。
[交流討論]結合實驗現象，討論氫氣有哪些特別的性質。
[總 結]氫氣的特性：
操作 現象 性質推斷
用氫氣流吹肥皂泡 肥皂泡在空氣中迅速上升 氫氣的密度比空氣的小
用燃著的木條點燃肥皂泡 肥皂泡燃燒 氫氣具有可燃性
[學生閱讀]指導學生閱讀課本P142“最輕的氣體”內容，總結氫氣的物理性質。
[小結]氫氣的物理性質：
顏色、氣味 常溫常壓下為無色、無氣味的氣體
溶解性及密度 難溶于水，密度比空氣的小，是物質世界里最輕的氣體
三態轉化
[思考]用燃著的木條接觸氫氣肥皂泡時，會發現它可以著火燃燒，這說明氫氣是一種可燃氣體。那么，氫氣的燃燒產物是什么呢？
[學生回答]是水。
[演示實驗]教師演示課本P143【實驗5-2】，指導學生觀察實驗現象。
[實驗記錄]氫氣的燃燒：
操作 現象
(１)在帶尖嘴的金屬導管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色 氫氣在空氣中燃燒，火焰為淡藍色
（2）把一個冷而干燥的燒杯罩在火焰上方，觀察現象 罩在火焰上方的燒杯內壁上有水珠，手觸燒杯感覺發燙
[分析解釋]氫氣在空氣中燃燒，實際上是與空氣中的氧氣發生反應，生成水并放出熱量的過程。
[形成結論]氫氣具有可燃性,氫氣能在空氣中燃燒,生成水并放出熱量。因此，氫氣是不產生污染物的潔凈燃料。
[提出問題]通過這個實驗，你對水的元素組成有哪些再認識？
[學生回答]該實驗能說明，水由氫元素和氧元素組成，
[教師講解]氫氣等可燃性氣體與空氣混合后遇明火易發生爆炸,因此在點燃氫氣前，氫氣必須驗純，以確保氫氣可以安全使用。
[演示實驗]教師演示課本P144【實驗5-4】，注意讓學生保持安全距離觀察。
[實驗記錄]
實驗操作 實驗現象
（1）取一個無蓋、底部鉆一小孔的塑料(紙)杯，用紙團堵住小孔，杯口朝下(２)通入氫氣，使杯中的氣體為氫氣和空氣的混合氣(３)在安全的地方，去掉堵孔紙團，用燃著的木條在小孔處點火，觀察現象 聽到“嘣”的一聲，塑料(紙)杯被氣浪高高掀起
[分析解釋]塑料(紙)杯內為氫氣和空氣的混合氣體,一旦點燃，反應迅速進行，在極短的時間內放出大量的熱，塑料(紙)杯內氣體在有限空間內急劇膨脹，因而發生爆炸。
[總結]氫氣中混有一定量空氣時，點燃后會發生爆炸，因此點燃氫氣前一定要驗純。
[教師講解]氫氣是易爆氣體，具有相當寬的爆炸極限(體積分數：4%~74%)。因此，在使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要驗純。
[交流討論]怎樣檢驗氫氣的純度？
[演示實驗]教師演示【實驗 5－4】。
[實驗過程]
操作 現象與結論
用拇指堵住收集了氫氣的小試管的管口，使試管口稍向下傾斜 （1）若聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純，用拇指按住試管口一會兒，使氫氣燃燒的火焰熄滅，再收集氫氣，重復上述操作；（2）若聽到輕微的“噗”聲，說明氫氣已純凈
接近酒精燈火焰，再移開拇指點火
[教師講解]若驗純時無聲音，可能是沒收集到氫氣,或氫氣逸散了,不能說明氫氣已純凈。
[學生練習]組織學生分組練習氫氣的驗純實驗，教師注意巡查，指導學生操作。
[思考]氫氣在我們的日常生活中很少用作燃料，2022年北京冬奧會主火炬使用氫氣作燃料是因為它有什么獨特的優點呢？
[總結]氫能源的優點：
（1）潔凈：氫氣燃燒的產物是水，對環境無污染。
（2）高能：氫氣的熱值約為汽油的３倍。
（3）可再生、原料易得：氫氣可以通過水分解得到，原料易得。
[學生閱讀]指導學生閱讀課本P145氫氣的應用相關內容，了解氫氣的應用前景。
[教師講解]我國在氫氣制造、貯存、運輸、應用等方面,已取得重大突破。液氫早已應用于火箭、導彈和航天飛機等領域。近年來氫燃料電池在汽車、奧運火炬等方面也得到了應用，充分體現了綠色環保的理念。
[課堂練習]點燃下列混合氣體時可能發生爆炸的是 （ ）
A.H2和N2 B.H2和CO2 C.CO和O2 D.H2和Ar
[答案]C
[教學板書]
5．1 氫氣
1.氫氣的特性
（1）可燃性；（2）密度比空氣的小。
2.氫氣的物理性質：
顏色、氣味 常溫常壓下為無色、無氣味的氣體
溶解性及密度 難溶于水，密度比空氣的小，是物質世界里最輕的氣體
三態轉化
3.氫氣的燃燒
（1）氫氣的燃燒實驗
（2）氫氣的爆炸實驗
（3）氫氣的驗純
4.氫能源的優點：
（1）潔凈：氫氣燃燒的產物是水，對環境無污染。
（2）高能：氫氣的熱值約為汽油的３倍。
（3）可再生、原料易得：氫氣可以通過水分解得到，原料易得。
課后作業
完成練習冊本課時課后練習。

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