5.1氫氣第五單元

燃料與二氧化碳科粵2024版化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)【精做課件】授課教師：********班級(jí)：********時(shí)間：********5.1氫氣教案一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能目標(biāo)學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述氫氣的物理性質(zhì)，包括顏色、氣味、狀態(tài)、密度、溶解性等。深入理解氫氣的化學(xué)性質(zhì)，熟練掌握氫氣的可燃性、還原性，能夠正確書寫相關(guān)化學(xué)方程式。了解氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法，包括反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、收集方法及檢驗(yàn)方法。知曉氫氣在能源、工業(yè)等領(lǐng)域的重要用途。（二）過程與方法目標(biāo)通過觀察氫氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析歸納能力。在探究氫氣實(shí)驗(yàn)室制取方法的過程中，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。通過對(duì)氫氣用途的討論，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)將化學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系，增強(qiáng)知識(shí)應(yīng)用能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)讓學(xué)生感受氫氣作為新能源的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生對(duì)清潔能源的關(guān)注和對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。二、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)氫氣的化學(xué)性質(zhì)，尤其是可燃性和還原性。氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法。（二）教學(xué)難點(diǎn)理解氫氣還原氧化銅等實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。掌握氫氣實(shí)驗(yàn)室制取裝置的選擇和操作要點(diǎn)。三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)演示法、討論法、探究法四、教學(xué)過程（一）情境導(dǎo)入（5分鐘）【教師活動(dòng)】播放一段關(guān)于氫氣球升空、氫能源汽車行駛的視頻，提問學(xué)生：“視頻中出現(xiàn)的氣球?yàn)槭裁茨軌蜉p松升空？氫能源汽車使用的能源有什么特別之處？這都與我們今天要學(xué)習(xí)的氣體——?dú)錃饷芮邢嚓P(guān)。大家還在哪些地方聽說過氫氣呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考并分享自己對(duì)氫氣的初步認(rèn)識(shí)，從而引出本節(jié)課的主題。【學(xué)生活動(dòng)】觀看視頻，積極思考教師提出的問題，分享自己所了解的關(guān)于氫氣的信息，對(duì)氫氣產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。（二）氫氣的物理性質(zhì)（10分鐘）【教師活動(dòng)】展示一瓶收集好的氫氣，讓學(xué)生觀察氫氣的顏色和狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何探究氫氣的氣味、密度和溶解性。進(jìn)行氫氣密度比空氣小的演示實(shí)驗(yàn)：用氫氣吹肥皂泡，觀察肥皂泡迅速上升的現(xiàn)象；通過向盛滿氫氣的集氣瓶中倒入少量水，振蕩后，觀察水位變化，說明氫氣難溶于水?？偨Y(jié)氫氣的物理性質(zhì)：氫氣是一種無色、無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水?！緦W(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察教師的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象，思考?xì)錃馕锢硇再|(zhì)相關(guān)問題，理解并記憶氫氣的物理性質(zhì)。（三）氫氣的化學(xué)性質(zhì)（20分鐘）氫氣的可燃性【教師活動(dòng)】進(jìn)行氫氣在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)：在帶尖嘴的導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，觀察火焰顏色；在火焰上方罩一個(gè)冷而干燥的燒杯，觀察燒杯內(nèi)壁的現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出氫氣在空氣中燃燒生成水的結(jié)論，寫出化學(xué)方程式\(2H_{2}+O_{2}\xlongequal{點(diǎn)燃}2H_{2}O\)。接著進(jìn)行氫氣爆炸極限的實(shí)驗(yàn)演示，將一個(gè)充滿氫氣和空氣混合氣體的塑料瓶，通過點(diǎn)燃引發(fā)爆炸（提前做好安全防護(hù)），講解氫氣的爆炸極限，強(qiáng)調(diào)點(diǎn)燃?xì)錃馇氨仨殭z驗(yàn)氫氣純度的重要性，并示范檢驗(yàn)氫氣純度的方法：用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，移近酒精燈火焰，移開拇指點(diǎn)火。如果聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純；如果聽到很小的聲音，則表示氫氣較純?！緦W(xué)生活動(dòng)】觀察氫氣燃燒和爆炸的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析得出氫氣的可燃性及相關(guān)結(jié)論，學(xué)習(xí)氫氣純度的檢驗(yàn)方法，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)安全的重要性。氫氣的還原性【教師活動(dòng)】演示氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)：先向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置和藥品，然后按照正確的操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即先通氫氣排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，再點(diǎn)燃酒精燈加熱氧化銅，觀察到黑色的氧化銅逐漸變成紅色，同時(shí)試管口有水珠生成，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停止加熱，繼續(xù)通氫氣至試管冷卻。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，講解反應(yīng)原理，寫出化學(xué)方程式\(H_{2}+CuO\xlongequal{\triangle}Cu+H_{2}O\)，強(qiáng)調(diào)氫氣在該反應(yīng)中奪取氧化銅中的氧，表現(xiàn)出還原性?！緦W(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)原理和氫氣的還原性，思考實(shí)驗(yàn)操作步驟的原因。（四）氫氣的實(shí)驗(yàn)室制?。?5分鐘）【教師活動(dòng)】講解氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取原理：鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，化學(xué)方程式為\(Zn+H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+H_{2}\uparrow\)。展示不同的實(shí)驗(yàn)儀器，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇合適的發(fā)生裝置，根據(jù)氫氣的密度和溶解性選擇收集裝置（排水法或向下排空氣法）。進(jìn)行氫氣實(shí)驗(yàn)室制取的實(shí)驗(yàn)演示，規(guī)范操作步驟，包括儀器的連接、藥品的取用、氣體的收集和檢驗(yàn)等。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)，如藥品的用量、裝置的氣密性檢查等。【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)習(xí)氫氣實(shí)驗(yàn)室制取的原理，思考實(shí)驗(yàn)裝置的選擇依據(jù)，觀察教師的實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作方法和注意事項(xiàng)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)。（五）氫氣的用途（10分鐘）【教師活動(dòng)】組織學(xué)生進(jìn)行小組討論：“根據(jù)氫氣的性質(zhì)，想一想氫氣在生活和生產(chǎn)中有哪些用途？”引導(dǎo)學(xué)生從氫氣的可燃性、還原性、密度小等性質(zhì)出發(fā)，思考其用途。總結(jié)氫氣的用途：作為清潔能源用于氫能源汽車等；利用其還原性用于冶煉金屬；由于密度小，可用于填充探空氣球等。同時(shí)介紹氫氣作為能源的優(yōu)勢(shì)和目前面臨的問題，如儲(chǔ)存和運(yùn)輸困難等。【學(xué)生活動(dòng)】積極參與小組討論，結(jié)合氫氣的性質(zhì)思考其用途，通過討論和教師總結(jié)，了解氫氣在不同領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）【教師活動(dòng)】引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，通過提問的方式，如“氫氣有哪些物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？”“氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法是什么？”“氫氣有哪些重要用途？”幫助學(xué)生梳理知識(shí)要點(diǎn)。對(duì)學(xué)生在本節(jié)課中的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)安全問題?！緦W(xué)生活動(dòng)】積極參與課堂小結(jié)，回顧知識(shí)，回答教師的問題，對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，強(qiáng)化對(duì)氫氣相關(guān)知識(shí)的理解和記憶。（七）布置作業(yè)（5分鐘）完成教材課后練習(xí)題中關(guān)于氫氣性質(zhì)、制取和用途的相關(guān)題目。查閱資料，了解目前科學(xué)家在氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面的研究進(jìn)展，寫一篇簡(jiǎn)短的科普小報(bào)告。五、教學(xué)反思在本節(jié)課的教學(xué)中，通過實(shí)驗(yàn)演示和多種教學(xué)方法，學(xué)生對(duì)氫氣的相關(guān)知識(shí)有了較為全面的了解。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，但在實(shí)驗(yàn)操作演示過程中，部分學(xué)生對(duì)一些細(xì)節(jié)操作觀察不夠仔細(xì)。在講解氫氣的化學(xué)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制取方法時(shí)，部分學(xué)生對(duì)反應(yīng)原理和裝置選擇的理解存在困難。在后續(xù)教學(xué)中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)，增加學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，針對(duì)難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行更詳細(xì)的講解和更多的實(shí)例分析，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)。5課堂檢測(cè)4新知講解6變式訓(xùn)練7考試考法8小結(jié)梳理學(xué)習(xí)目錄1復(fù)習(xí)引入2新知講解3典例講解新課導(dǎo)入你知道嗎？氫氣在我們的日常生活中很少用作燃料，2022年北京冬奧會(huì)主火炬(如右圖所示)使用氫氣作燃料是因?yàn)樗惺裁椽?dú)特的優(yōu)點(diǎn)呢？點(diǎn)擊圖片播放視頻推進(jìn)新課氫氣究竟有哪些特別的性質(zhì)呢？請(qǐng)你觀察一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。點(diǎn)擊播放思考：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，你能推斷出氫氣具有哪些性質(zhì)？項(xiàng)目觀察現(xiàn)象性質(zhì)推斷用氫氣流吹肥皂泡用燃著的木條點(diǎn)燃肥皂泡氣泡上升密度小于空氣密度氣泡遇火燃燒具有可燃性觀察活動(dòng)>>>【實(shí)驗(yàn)5-1】目的：知道氫氣的性質(zhì)。▋▎最輕的氣體

從氫氣肥皂泡迅速上升的現(xiàn)象，便知道氫氣是一種密度比空氣小的氣體。經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)的測(cè)定，已知在25℃、101.3kPa(常溫常壓)下，氫氣的密度只有0.090g·L-1，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。

氫氣無色、無氣味、難溶于水，常壓下，溫度降至-253℃時(shí)，變?yōu)闊o色液體；進(jìn)一步降至-259℃時(shí)，變成雪花狀的白色固體。思考：氫氣有哪些物理性質(zhì)？無色無味氣體密度最小，熔沸點(diǎn)很低難溶于水氫氣與氧氣的物理性質(zhì)的比較氫氣氧氣色態(tài)味溶解性

密度（常溫常壓）

空氣密度＝1.293g·L-1通常狀況下，為無色無味的氣體難溶于水不易溶于水密度比空氣小密度比空氣大用燃著的木條接觸氫氣肥皂泡時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)它可以著火燃燒，這說明氫氣是一種可燃?xì)怏w。那么，氫氣的燃燒產(chǎn)物是什么呢？▋▎最潔凈的燃料觀察活動(dòng)>>>目的：觀察氫氣的燃燒現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式結(jié)論點(diǎn)燃純凈氫氣

火焰為____色，罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁上有________；手觸燒杯，感覺____。【實(shí)驗(yàn)5-2】淡藍(lán)水珠出現(xiàn)燙反應(yīng)放熱產(chǎn)物是水點(diǎn)擊播放視頻清潔

燃料思考：氫氣有哪些化學(xué)性質(zhì)？1.常溫下，氫氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。2.氫氣的可燃性。現(xiàn)象：淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁有水霧，放出大量熱。討論：你對(duì)水的元素組成有哪些再認(rèn)識(shí)？該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明水由H和O兩種元素組成？思考：為什么在進(jìn)行點(diǎn)燃?xì)錃獾膶?shí)驗(yàn)時(shí)，要強(qiáng)調(diào)氫氣必須純凈呢？這樣做的目的是什么？觀察活動(dòng)>>>

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。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式注點(diǎn)燃?xì)錃夂涂諝獾幕旌衔?/p>

【實(shí)驗(yàn)5-3】點(diǎn)擊播放視頻發(fā)生爆炸

點(diǎn)燃使用前必須檢

驗(yàn)純度討論：為什么純凈的氫氣在空氣中安靜燃燒，而氫氣不純時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸呢？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%，即當(dāng)空氣里混入氫氣的體積達(dá)到總體積的4%～74%時(shí)，點(diǎn)燃就會(huì)發(fā)生爆炸。這個(gè)范圍叫做氫氣的爆炸極限）。因此，在使用氫氣時(shí)，要特別注意安全。注意：點(diǎn)燃或加熱氫氣前，必須驗(yàn)純思考：如何檢驗(yàn)氫氣的純度？猜想：將氫氣收集在試管中管口向下移近火焰，如果試管中的氫氣是純凈的，應(yīng)該有什么樣的現(xiàn)象；不純凈又會(huì)有什么樣的現(xiàn)象？觀察活動(dòng)>>>

目的：學(xué)習(xí)氫氣驗(yàn)純的方法。

操作要領(lǐng)現(xiàn)象結(jié)論【實(shí)驗(yàn)5-4】用排水法或向下排空氣法收集一試管氫氣用拇指堵住試管口，移近火焰，松開拇指點(diǎn)火。聽到尖銳的爆鳴聲不純聽到輕微的“噗”聲純凈點(diǎn)擊播放視頻兩位同學(xué)做氫氣驗(yàn)純實(shí)驗(yàn)。甲同學(xué)用小試管收集氫氣并管口向下移近酒精燈火焰，結(jié)果聽到尖銳的爆鳴聲，他未經(jīng)任何操作便馬上用同一只試管去收集氫氣，準(zhǔn)備再一次驗(yàn)純；乙同學(xué)將收集了氫氣的試管管口向上移近酒精燈火焰，沒有聽到爆鳴聲，他判決氫氣已純。兩位同學(xué)的操作是否正確？為什么？

甲同學(xué)應(yīng)用拇指按住試管口一會(huì)，使管內(nèi)氫氣燃燒的火焰熄滅后，此時(shí)才能收集氫氣，否則易引起爆炸。乙同學(xué)沒有聽到爆鳴聲不能說明氫氣已純，因?yàn)樵嚬軆?nèi)部的氫氣的體積分?jǐn)?shù)小于4.0%也不會(huì)聽到爆鳴聲。▋▎理想的燃料氫氣燃燒時(shí)，能與空氣中的氧氣化合生成水，同時(shí)放出大量的熱。這熱量有多大呢？據(jù)測(cè)定，氫氣的熱值為1.4×105kJ·kg-1，而汽油的熱值為4.6×104kJ·kg-1。請(qǐng)計(jì)算：氫氣的熱值為汽油的多少倍？大約3倍氫氧燃料電池此外，氫氣可以通過水分解得到，原料易得。由此可見，氫氣的確是難能可貴的既潔凈又高能的理想燃料。在國(guó)家加快綠色發(fā)展、大力支持新能源建設(shè)方針的推動(dòng)下，我國(guó)在氫氣制造、貯存、運(yùn)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(jī)等領(lǐng)域，近年來氫燃料電池在汽車、奧運(yùn)火炬等方面也得到了應(yīng)用,充分體現(xiàn)了綠色環(huán)保理念。知識(shí)點(diǎn)1

氫氣的物理性質(zhì)1.

氫氣的發(fā)現(xiàn)、生產(chǎn)和應(yīng)用極大地推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展。下列關(guān)于氫氣的描述中，錯(cuò)誤的是(

)CA.

通常狀況下，氫氣是無色、無氣味的氣體B.

相同條件下，氫氣是密度最小的氣體C.

氫氣易溶于水D.

能用吹肥皂泡的方法鑒別氫氣和氧氣【點(diǎn)撥】氫氣難溶于水，C錯(cuò)誤。返回知識(shí)點(diǎn)2

氫氣的化學(xué)性質(zhì)2.

氫氣是易爆氣體，具有相當(dāng)寬的爆炸極限。點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要?yàn)純（如圖）。檢驗(yàn)氫氣純度時(shí)，判斷氫氣較純的現(xiàn)象是(

)BA.

聽到尖銳的爆鳴聲B.

聽到輕微的“噗”聲C.

未聽到聲音D.

試管炸裂返回3.

長(zhǎng)征五號(hào)B火箭相繼將天和核心艙和問天實(shí)驗(yàn)艙送入太空，向世界宣告：屬于中國(guó)人的空間站時(shí)代已經(jīng)到來。液氫和液氧可用作火箭發(fā)射的推進(jìn)劑。（1）液氫作火箭燃料除了燃燒時(shí)產(chǎn)生較大的推動(dòng)力以外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是____________________________。燃燒產(chǎn)物無污染（合理即可）【點(diǎn)撥】氫氣燃燒生成水，對(duì)環(huán)境無污染。（2）小雨同學(xué)為驗(yàn)證氫氣的性質(zhì)，做了如圖所示實(shí)驗(yàn)，將純凈的氫氣點(diǎn)燃，觀察到導(dǎo)管口有________火焰，將干燥的冷燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)______。據(jù)此，她發(fā)現(xiàn)氫氣的一個(gè)性質(zhì)是__________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________，該反應(yīng)屬于______反應(yīng)。淡藍(lán)色水霧有可燃性

化合【點(diǎn)撥】純凈的氫氣燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，生成水，將干燥的冷燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧，說明氫氣具有可燃性，氫氣燃燒的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)。