《洁净的燃料——氢气》教学设计

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5．1洁净的燃料——氢气

教学目标

一、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

二、过程与方法

1、遵守实验规程，意识到安全操作的重要性

2、知道化学变化伴随有能量变化

三、情感态度与价值观

1、认识氢气是理想的高能洁净燃料的原因。

教学重点

氢气的物理性质及可燃性、氢气的验纯、燃烧反应的热值

教学难点

点燃氢气前必须验纯的原因和方法

教学方法: 实验引导，观察分析，结合多媒体直观形象化，学生为主体。

教具准备: 多媒体电脑一台；实验室氢气肥皂泡仪器一套；尖嘴和长玻璃管各一个；酒精灯；塑料罐；烧杯；火柴；试管。

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图



引言：播放在五十周年国庆大典上，放飞成千上万只气球。提问：大家看到了刚才录像中一下子飞起来了许多气球，那同学们知道为什么气球会飞起来吗？我们平时用嘴吹的气球能飞起来吗？为了解开这个谜团，学完这节课就会真相大白。前面我们学习了燃烧的条件。从这节课开始，我们来具体学习有关燃料的一些知识。

倾听

激发学生学习本章节知识的兴趣



提问：那么，我们生活中常用的燃料有哪些呢？

（还有吗？同学们说的都很正确）

思考，回答：常见的燃料有木柴、煤炭、天然气、液化气、煤气、汽油、煤油等

激发学生学习本章节知识的兴趣



自问自答：那有没有一种燃料，燃烧后即放热大，又没有污染呢？

有的，这就是我们这节课学习的内容  洁净的燃料  氢气

板书：洁净的燃料——氢气

思考，倾听

引入课题



回忆：通过上一章的学习，我们已经知道，水电解可以得到氧气和氢气。现在我这里有一瓶收集满的氢气，大家观察一下，氢气是什么样子的？

让学生观察，思考，氢气的色、态、味。

那么，氢气有哪些性质呢？让我们来先做一个有趣的实验。

观察，思考。通过实验，大家发表自己的意见，总结出相关的性质

培养，观察和分析实验现象的能力



实验5－1

我们准备两个气球，一个通入氢气，一个球用嘴吹。然后同时放开手，大家看到什么现象呢？

推断：氢气球向上升，说明气体的密度是小于空气密度的，那么这也将开始时那个谜团解开了，广场上一下子飞起来的气球是因为球里充的是氢气。

观察，回答：氢气球上升

培养，观察和分析实验现象的能力



总结：经过科学实验验证，氢气在标准状况下，1L的气体仅为0.090g只有同条件下的空气的2/29,氧气的1/16。是密度最小的气体。

氢气和氧气一样也存在三态，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，极难溶于水中。

倾听，理解

培养学生透过现象看本质的能力



提问：同学们能用最简短的文字来总结一下氢气的物理性质吗？

思考，回答：氢气是无色、无味气体，难溶于水，密度最小。熔沸点低。

培养，观察和分析实验现象的能力



过渡：刚才我们了解了氢气的物理性质。现在，让我们再进行几个实验，观察氢气的燃烧反应。

倾听

激发兴趣



实验5－2氢气的燃烧

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置在火焰上方，观察烧杯壁上出现的现象。用手触烧杯感觉一下。

观察，思考

培养，观察和分析实验现象的能力



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 。

板书：淡蓝色、小水滴、热。

思考，回答：淡蓝色，小水滴，热。

培养，观察和分析实验现象的能力



解释和结论：氢气在空气中燃烧，生成物是水，同时放出热量和蓝色火焰。

由于氢气燃烧产物是水，对大气没有污染，所以，我们说氢燃料是不产生污染物的清洁燃料。

燃烧

H2＋O2＝2H2O

倾听，思考

培养学生总结实验的能力



过渡：你们一定感到奇怪，为什么在进行导气管口点燃氢气的实验时，一再强调氢气必须纯净？为了弄清为什么，让我们再来观察一个有趣的爆鸣实验。

倾听，思考

激发兴趣



实验5－3

取一个无盖、底部钻一小孔的塑料杯，用纸团堵住小孔，开口一端朝下，通入一会儿氢气，使杯里的气体为氢气和空气的混合气。把这个杯子拿到安全的地方，拔掉堵孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火，大家观察到什么现象？

观察，思考，回答：杯子会掀开来，听到爆炸声

培养，观察和分析实验现象的能力



为什么会这样呢？原来当氢气与空气混合时，一旦点燃，反应迅速进行，在极短的时间内放出大量的热，使塑料杯子内的气体急剧膨胀，结果发生爆炸。

实验测定，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。板书：爆炸极限，4%——74.2%

因此，在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气之前，一定要检验氢气的纯度。

倾听，思考，掌握

培养，观察和分析实验现象的能力



提问：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？

当然，不能直接去点燃氢气发生器。但是，我们判断氢气是否纯净的依据仍然是爆炸。只不过将气体收集在试管中进行而已。同学们猜想一下，如果试管中的氢气是纯净的，应该有什么样的现象，不纯，又会有什么样的现象？

思考

引起思考



那让我们再来做实验看看吧。

实验5-4

收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。

观察，思考

培养，观察和分析实验现象的能力



提问：同学们看到什么现象呢？

如果试管中的氢气时纯净的，氢气会被点燃，并伴随有‘噗’的响声，如果不纯，则会伴随有尖锐的爆鸣声。

思考，回答

培养，观察和分析实验现象的能力



人类使用燃料进行燃烧是为了通过燃烧反应产生热量，那么，是否只有通过燃烧才能得到热量呢？我们已经知道，氢气完全燃烧时，跟空气里的氧气化合成水，同时放出大量的热。这热量有多大呢？据测定，氢气完全燃烧的热值为143×103kJ／kg，而汽油完全燃烧的热值为46×103kJ／kg，可见氢气真是难能可贵的既清洁有高能的理想燃料。

目前，液氢已在宇宙火箭、航天飞机、导弹等方面应用。

倾听，思考

引起思考



最后我们以小诗来总结一下氢气的性质。

回答：氢气燃烧的热值高，产物是水，它是理想的高能和洁净燃料。

培养学生总结的能力



总结：

横放形如工：元素符号：H

气体它最轻：是密度最小的气体

点燃既来水：燃烧后的产物是水

不纯会爆鸣：点燃不纯的氢气发生爆炸（检验纯度）

思考，回答

培养学生总结的能力



作业：









教学板书

洁净的燃料——氢气

一、氢气的物理性质：

无色、无味气体，难溶于水，密度最小。熔沸点低。

二、氢气具有可燃性

淡蓝色，小水滴，热

三、验纯

氢气时纯净的，氢气会被点燃，并伴随有‘噗’的响声

不纯，则会伴随有尖锐的爆鸣声

四、爆炸极限。

总体积在4％～74.2％

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