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5.1氢气
【素养目标】
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检纯。
4.初步学习如何检验氢气的纯度。
5.遵守实验规程,意识到安全操作的重要性。
6.知道化学变化伴随有能量变化。
7.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、氢气的检纯。
【教学难点】
点燃氢气之前必须检纯的原因和方法。
【教学用具】
多媒体课件
【教学课时】一课时
【教学过程】
[引入新课]早在几十万年前，人类的祖先就开始利用燃料的燃烧来取暖和获得熟食。从古至今，燃料都与我们的生活及社会发展密切相关。那么，常见的燃料有哪些呢？它们各有什么特点呢？今天开始我们一起来学习燃料相关的内容吧。
[演示实验]教师演示课本P142【实验5-1】，注意边演示边指导学生进行观察和思考。
[交流讨论]结合实验现象，讨论氢气有哪些特别的性质。
[总结]氢气的特性：
操作
现象
性质推断
用氢气流吹肥皂泡
肥皂泡在空气中迅速上升
氢气的密度比空气的小
用燃着的木条点燃肥皂泡
肥皂泡燃烧
氢气具有可燃性
[学生阅读]指导学生阅读课本P142“最轻的气体”内容，总结氢气的物理性质。
[小结]氢气的物理性质：
颜色、气味
常温常压下为无色、无气味的气体
溶解性及密度
难溶于水，密度比空气的小，是物质世界里最轻的气体
三态转化
[思考]用燃着的木条接触氢气肥皂泡时，会发现它可以着火燃烧，这说明氢气是一种可燃气体。那么，氢气的燃烧产物是什么呢？
[学生回答]是水。
[演示实验]教师演示课本P143【实验5-2】，指导学生观察实验现象。
[实验记录]氢气的燃烧：
操作
现象
(１)在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色
氢气在空气中燃烧，火焰为淡蓝色
（2）把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，观察现象
罩在火焰上方的烧杯内壁上有水珠，手触烧杯感觉发烫
[分析解释]氢气在空气中燃烧，实际上是与空气中的氧气发生反应，生成水并放出热量的过程。
[形成结论]氢气具有可燃性,氢气能在空气中燃烧,生成水并放出热量。因此，氢气是不产生污染物的洁净燃料。
[提出问题]通过这个实验，你对水的元素组成有哪些再认识？
[学生回答]该实验能说明，水由氢元素和氧元素组成，
[教师讲解]氢气等可燃性气体与空气混合后遇明火易发生爆炸,因此在点燃氢气前，氢气必须验纯，以确保氢气可以安全使用。
[演示实验]教师演示课本P144【实验5-4】，注意让学生保持安全距离观察。
[实验记录]
实验操作
实验现象
（1）取一个无盖、底部钻一小孔的塑料(纸)杯，用纸团堵住小孔，杯口朝下
(２)通入氢气，使杯中的气体为氢气和空气的混合气
(３)在安全的地方，去掉堵孔纸团，用燃着的木条在小孔处点火，观察现象
听到“嘣”的一声，塑料(纸)杯被气浪高高掀起
[分析解释]塑料(纸)杯内为氢气和空气的混合气体,一旦点燃，反应迅速进行，在极短的时间内放出大量的热，塑料(纸)杯内气体在有限空间内急剧膨胀，因而发生爆炸。
[总结]氢气中混有一定量空气时，点燃后会发生爆炸，因此点燃氢气前一定要验纯。
[教师讲解]氢气是易爆气体，具有相当宽的爆炸极限(体积分数：4%~74%)。因此，在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要验纯。
[交流讨论]怎样检验氢气的纯度？
[演示实验]教师演示【实验5－4】。
[实验过程]
操作
现象与结论
用拇指堵住收集了氢气的小试管的管口，使试管口稍向下倾斜
（1）若听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，用拇指按住试管口一会儿，使氢气燃烧的火焰熄灭，再收集氢气，重复上述操作；
（2）若听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净
接近酒精灯火焰，再移开拇指点火
[教师讲解]若验纯时无声音，可能是没收集到氢气,或氢气逸散了,不能说明氢气已纯净。
[学生练习]组织学生分组练习氢气的验纯实验，教师注意巡查，指导学生操作。
[思考]氢气在我们的日常生活中很少用作燃料，2022年北京冬奥会主火炬使用氢气作燃料是因为它有什么独特的优点呢？
[总结]氢能源的优点：
（1）洁净：氢气燃烧的产物是水，对环境无污染。
（2）高能：氢气的热值约为汽油的３倍。
（3）可再生、原料易得：氢气可以通过水分解得到，原料易得。
[学生阅读]指导学生阅读课本P145氢气的应用相关内容，了解氢气的应用前景。
[教师讲解]我国在氢气制造、贮存、运输、应用等方面,已取得重大突破。液氢早已应用于火箭、导弹和航天飞机等领域。近年来氢燃料电池在汽车、奥运火炬等方面也得到了应用，充分体现了绿色环保的理念。
[课堂练习]点燃下列混合气体时可能发生爆炸的是（）
A.H2和N2B.H2和CO2C.CO和O2D.H2和Ar
[答案]C
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