資源簡介

(共30張PPT)
5.1 氫氣
第五單元 燃燒與二氧化碳
hydrogen
Chapter 5 Combustion and Carbon Dioxide
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
學(xué)習(xí)目標(biāo)
01
02
認(rèn)識氫氣的物理性質(zhì)，掌握氫氣的燃燒過程與燃燒產(chǎn)物，知道氫氣是高能和潔凈的理想燃料的原因
03
了解氫氣驗純的必要性，掌握氫氣驗純的方法
結(jié)合氫能源在日常生活中的應(yīng)用，體會綠色環(huán)保理
教學(xué)重點
教學(xué)難點
01 氫氣的燃燒過程和燃燒產(chǎn)物，驗純
01 綠色環(huán)保理念
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
問題探討
圖 5.1-1 北京冬奧會主火炬
你知道嗎？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（如圖 5.1-1）使用氫氣作燃料是因為它有什么獨特的優(yōu)點呢？
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
目
錄
CONTENTS
1
最輕的氣體
3
理想的燃料
2
最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
最輕的氣體
01
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
新課探究
一、最輕的氣體
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
新課探究
一、最輕的氣體
觀察活動 >>>
目 的
知道氫氣的性質(zhì)
【實驗 5-1】
操作 現(xiàn)象 性質(zhì)推斷
用氫氣流吹肥皂泡
用燃著的木條點燃肥皂泡
肥皂泡迅速上升
氫氣的密度比空氣小
肥皂泡被點燃，發(fā)出淡藍色的火焰
具有可燃性
氫氣肥皂泡
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
新課探究
一、最輕的氣體
1. 氫氣的物理性質(zhì)
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性
是同條件下空氣密度的 2/29，氧氣密度的 1/16，
是物質(zhì)世界里最輕的氣體
無色
無臭
氣體
0.090g·L-1
難溶于水
25℃，101.3kPa（常溫常壓下）
－253 ℃
－259 ℃
無色液體
雪花狀的白色固體
新課探究
一、最輕的氣體
1. 氫氣的物理性質(zhì)
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
向上排空氣法
排水法
向下排空氣法
√
√
難溶于水
密度比空氣小
最潔凈的燃料
02
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
新課探究
二、最潔凈的燃料
用燃著的木條接觸氫氣肥皂泡時，會發(fā)現(xiàn)它可以著火燃燒，這說明氫氣是一種可燃氣體。
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
那么，氫氣的燃燒產(chǎn)物是什么呢？
氫氣肥皂泡
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
觀察活動 >>>
目 的
觀察氫氣的燃燒現(xiàn)象
【實驗 5-2】在帶尖嘴的金屬導(dǎo)管口點燃純凈的氫氣（如圖），觀察火焰的顏色。把一個冷而干燥的燒杯罩在火焰上方，觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象：氫氣在空氣中燃燒，火焰為 色；罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁上有 ；手觸燒杯，感覺 。
氫氣燃燒
淡藍
水珠生成
發(fā)燙
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
1. 氫氣的燃燒實驗
實驗結(jié)論：
氫氣在氧氣中燃燒生成水，并放出熱量。
2H2 + O2 2H2O
點燃
化學(xué)方程式：
氫氣是不產(chǎn)生污染物的潔凈燃料
產(chǎn)物僅為水
氫氣具有可燃性，可作燃料
為什么說氫氣是潔凈燃料？
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
通過這個實驗，你對水的元素組成有哪些再認(rèn)識？
氫分子
氧分子
水分子
思考：
在該反應(yīng)中，氫氣與空氣中的氧氣反應(yīng)只生成了水。
說明水是由氫元素和氧元素組成。
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，元素的種類在化學(xué)反應(yīng)前后不變
依據(jù)：
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
為什么在進行點燃氫氣的實驗時，要強調(diào)氫氣必須純凈呢？
這樣做的目的是什么？
請再觀察一個有趣的爆鳴實驗。
2. 氫氣的爆鳴實驗
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
觀察活動 >>>
目 的
知道氫氣與空氣混合后遇明火易發(fā)生爆炸，從而明確可燃性氣體的安全使用方法。察氫氣的燃燒現(xiàn)象
【實驗 5-3】如圖，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，通入氫氣，使杯中的氣體為氫氣和空氣的混合氣。在安全的地方，去掉堵孔紙團，用燃著的木條在小孔處點火（為安全起見，點火時人要離遠一些）。觀察現(xiàn)象。
觀察到的現(xiàn)象是： 。
點燃氫氣和空氣的混合物
開始時H2安靜燃燒，一段時間后，發(fā)出爆炸聲，紙筒被高高掀起
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
為什么在進行點燃氫氣的實驗時，要強調(diào)氫氣必須純凈呢？
3. 氫氣的爆炸極限
實驗結(jié)論：
氫氣屬于可燃性氣體，當(dāng)它與空氣混合并在一定濃度范圍內(nèi)時，一旦遇到明火或高溫，就會發(fā)生爆炸。
氫氣是易爆氣體，具有相當(dāng)寬的爆炸極限（體積分?jǐn)?shù)：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
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
氫氣的驗純
新課探究
二、最潔凈的燃料
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
觀察活動 >>>
目 的
學(xué)習(xí)氫氣驗純的方法
【實驗 5-4】如圖，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，接近酒精燈火焰，再移開拇指點火。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(fù)上述操作。若聽到輕微的“噗”聲，說明氫氣已純凈。
氫氣驗純
尖銳爆鳴聲
輕微的“噗”聲
不 純
較 純
理想的燃料
03
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
新課探究
三、理想的燃料
1. 氫能的主要優(yōu)點
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
氫氣可以通過水分解得到，原料易得。
（1）燃燒熱值高：
（3）清潔無污染：
（2）原料易得：
氫氣燃燒時，能與空氣中的氧氣化合生成水，同時放出大量的熱。據(jù)測定，氫氣的熱值為 1.4×105 kJ kg－1
汽油的熱值為4.6×104 kJ kg－1（請計算：氫氣的熱值為汽油的多少倍）
約為汽油的3倍
拓展：酒精的3.9倍，煤炭的4.5倍。
燃燒產(chǎn)物是水，對環(huán)境無任何污染。
1.4×105
4.6×104
=
氫氣的確是難能可貴的既潔凈又高能的理想燃料
新課探究
三、理想的燃料
2. 氫能的缺點
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
（1）制取成本高：還沒制得廉價的光分解催化劑
（2）儲存、運輸中的安全問題未解決：在儲存、運輸中的安全問題未解決(難液化，易燃、易爆
新課探究
三、理想的燃料
3. 氫能的應(yīng)用
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
（1）液氫的應(yīng)用：
我國在氫氣制造、貯存、運輸、應(yīng)用等方面，已取得重大突破，氫能源在許多領(lǐng)域的應(yīng)用正在迅速發(fā)展。
液氫早已應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈和航天飛機等領(lǐng)域
火箭
導(dǎo)彈
航天飛機
新課探究
三、理想的燃料
3. 氫能的應(yīng)用
理想的燃料
最潔凈的燃料
最輕的氣體
（2）氫燃料的應(yīng)用：
近年來氫燃料在汽車、奧運火炬等方面也得到了應(yīng)用
氫能的應(yīng)用充分體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念
課堂小結(jié)
【檢測題1】氫氣肥皂泡在空氣中迅速上升，這一事實說明氫氣（　　）
A．無色 B．無氣味
C．難溶于水 D．密度比空氣小
D
課堂檢測
【檢測題2】氫氣區(qū)別于其它氣體的最顯著特點是（　　）
A．無色無味 B．可以燃燒 C．密度最小 D．難溶于水
C
【檢測題3】2023年10月25日電，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，成功發(fā)射神舟十七號載人飛船，本次飛行成組有航天員湯洪波、唐勝杰和江新林組成。航天所用的燃料之一為液氫，材料說明氫氣具備的化學(xué)性質(zhì)是
（　　）
A．利用了液氫可以做燃料 B．利用了氫氣具有還原性
C．利用了氫氣具有可燃性 D．燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰
C
課堂檢測
【檢測題4】在收集氫氣、檢驗氫氣純度的實驗操作中，不正確的是（　　）
A．用排水法收集一試管氣體
B．用拇指堵住試管口，管口向上，靠近火焰，移開拇指點火
C．如果聽到的聲音很小，表示氣體較純
D．如果聽到尖銳的爆鳴聲，可直接用排水法收集一試管氫氣，再進行檢驗
B
課堂檢測
課堂檢測
【檢測題5】氫能是一種應(yīng)用前景非常誘人的新能源，但目前仍處在研究、實驗階段，還未廣泛使用，其主要原因有（　　）
①氫氣燃燒對環(huán)境影響的評價問題尚無定論
②氫氣的制備耗能巨大，廉價制氫的技術(shù)尚未成熟
③氫氣儲存、運輸?shù)劝踩珕栴}尚未解決
④氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量低于相同質(zhì)量的礦物燃料，經(jīng)濟效益欠佳
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
B
謝謝您的觀看
THANKS

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