§ 5.1潔凈的燃料??氫氣
教學(xué)目標(biāo)
1. 認(rèn)識(shí)氫氣的物理性質(zhì)。
2. 了解氫氣的燃燒過(guò)程及產(chǎn)物。
3. 知道點(diǎn)燃?xì)錃庵氨仨殭z純。
4. 初步學(xué)習(xí)如何檢驗(yàn)氫氣的純度。
5. 遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)程 , 意識(shí)到安全操作的重要性。
6. 知道化學(xué)變化伴隨有能量變化。
7. 認(rèn)識(shí)氫氣是理想的高能潔凈燃料的原因。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn) : 氫氣的物理性質(zhì)及可燃性、氫氣的檢純、燃燒反應(yīng)的熱值。
難點(diǎn) : 點(diǎn)燃?xì)錃庵氨仨殭z純的原因和方法。
教學(xué)過(guò)程
[ 第一課時(shí) ]
[ 引言 ] 利用燃料的燃燒反應(yīng)來(lái)取暖和獲得熟食 , 是人類(lèi)文明的開(kāi)始 , 燃燒與我們的生活及社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。大家在§ 3.3 已經(jīng)學(xué)習(xí)燃燒與滅火的知識(shí) , 今天我們來(lái)學(xué)習(xí)第五章 ( 板書(shū)章的題目 ), 首先學(xué)習(xí)一種潔凈又高能的燃料一一氫氣 ( 板書(shū)課題 ) 。
[ 演示 ][ 實(shí)驗(yàn) 5-1] 用氫氣流吹肥皂泡并點(diǎn)燃肥皂泡。
[ 討論交流 ]
1. 氫氣是__色__味、密度最__的__體,極___溶于水。 ( 回憶氧氣的物理性質(zhì) , 觀察后討論完成填空 )
2. 氫氣可以燃燒嗎 ? 需要什么條件 ? 有何現(xiàn)象 ? 反應(yīng)生成什么 ?( 演示 [ 實(shí)驗(yàn) 5-2])
3. 為什么點(diǎn)燃的氫氣必須是純凈的 ?( 演示 [ 實(shí)驗(yàn) 5-3])
4. 什么叫爆炸極限 ?( 復(fù)習(xí)第 80 頁(yè)的 “ 爆炸”內(nèi)容 )
5. 怎樣檢驗(yàn)氫氣的純度 ?( 演示 [ 實(shí)驗(yàn) 5-4])( 安排學(xué)生分組練習(xí)操作 )
[ 小結(jié)并板書(shū) ]
1. 氫氣的物理性質(zhì) : 無(wú)色無(wú)味最輕的氣體 , 極難溶于水。
2. 常溫下氫氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。
3. 氫氣的可燃性
(1) 純凈的氫氣在空氣中經(jīng)點(diǎn)燃可安靜燃燒形成淺藍(lán)色火焰 , 生成水并放出熱量。
2H2十02 2H2O
(2) 點(diǎn)燃不純的氫氣 ( 與空氣混合 ) 會(huì)發(fā)生爆炸 , 點(diǎn)燃?xì)錃庵氨仨殭z驗(yàn)氫氣的純度。學(xué)會(huì)氫氣的檢純方法。
4. 一切可燃?xì)怏w混有一定比例的空氣時(shí) , 點(diǎn)燃都會(huì)發(fā)生爆炸 ,這種體積比范圍稱(chēng)為爆炸極限。
[ 第二課時(shí) ]
[ 復(fù)習(xí) ]
1. 氫氣有哪些重要的物理性質(zhì) ?
2. 氫氣在什么條件下可以燃燒 ? 生成什么 ?
3. 點(diǎn)燃?xì)錃馇氨仨氉鍪裁?? 如何操作 ?
[ 講述 ] 人類(lèi)使用燃料進(jìn)行燃燒 , 是為了通過(guò)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生熱量。那么 , 是否只有通過(guò)燃燒才能得到熱量呢 ?
[ 演示 ] 在一支試管中加入幾塊小鋁片 , 再加入 5ml 稀鹽酸 , 觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象 , 再讓學(xué)生用手摸試管的外壁。
[ 板書(shū) ] 化學(xué)變化中的能量變化
[ 講述 ] 化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí) , 總是伴隨著能量的變化 , 而能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化?扇嘉镔|(zhì)的燃燒反應(yīng)產(chǎn)生熱量 , 鋁片與鹽酸反應(yīng)也會(huì)放出熱量 , 許多化學(xué)反應(yīng)都有放熱現(xiàn)象 , 也有些化學(xué)反應(yīng)是吸熱的 , 如 C+C02 2C0, 燃料是人類(lèi)獲取能量的主要物質(zhì)來(lái)源之一。
什么叫熱值 ? 每千克萊物質(zhì)完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量。 ( 熱量的單位千焦與能量單位一致 )
[ 練習(xí) ] 氫氣的熱值是汽油的多少倍 ?
[ 討論交流 ]
1. 為什么說(shuō)氫氣是潔凈的高能燃料 ?
2. 什么叫環(huán)保汽車(chē) ?
[ 閱讀 ] 〈知識(shí)視窗〉氫氧燃料電池
[ 小結(jié) ] 氫氣燃燒的熱值很高 , 產(chǎn)物是水 , 所以氫氣是理想的高能潔凈燃料。
§ 5.2組成燃料的主要元素━━碳
教學(xué)目標(biāo)
1. 了解金剛石與石墨的物理性質(zhì)及主要用途。
2. 明確物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。
3. 知道一種元素可以因結(jié)構(gòu)不同而能組成幾種不同的單質(zhì)。
4. 認(rèn)識(shí)碳的燃燒及其產(chǎn)物。
5. 了解 CO 和 C02 的性質(zhì)及 CO2的用途。
6. 初步學(xué)會(huì)制取CO2, 了解實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制備氣體的思路和方法。
7. 了解并關(guān)注溫室效應(yīng) , 增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。
8. 認(rèn)識(shí)自然界中的碳循環(huán)。
9. 理解碳與一些含碳化合物的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn) :C 、 CO 及 C02 的性質(zhì)、 CO2的實(shí)驗(yàn)室制法、關(guān)注社會(huì)與環(huán)境責(zé)任感的培養(yǎng)。
難點(diǎn) :C02 性質(zhì)及制法的探究過(guò)程和方法、碳與一些含碳化合物的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系。
教學(xué)過(guò)程
[ 第一課時(shí) ]( 碳的單質(zhì) )
[ 引言 ] 大家已經(jīng)學(xué)過(guò)氧和氫兩種元素 , 今天再來(lái)學(xué)習(xí)一種元素一一碳 ,C 、 H 、 O 這三 種元素與人類(lèi)的關(guān)系非常密切 , 是構(gòu)成生命的基本元素。目前已知的 1000 多萬(wàn)種化合物中 , 絕大多數(shù)都是含碳化合物 , 碳是為人類(lèi)提供能量的燃料的主要元素。首先 , 大家來(lái)認(rèn)識(shí)一下碳的幾種單質(zhì)。
[ 板書(shū) ] § 5.2 組成燃料的主要元素一一碳
[ 閱讀與討論 ] 閱讀教材 , 討論推斷以下各題 :
1. 金剛石與石墨各有什么物理特性 ?( 活動(dòng)與觀察 , 從用途推斷特性 , 再完成以下練習(xí) ) 把下列性質(zhì)與用途的關(guān)系用直線段連起來(lái) :
?
2. 試歸納出物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系 ?
3. 碳還有哪些單質(zhì) ?( 閱讀教材 , 歸納出幾種無(wú)定形碳的特性。從發(fā)展的觀點(diǎn)看待碳的單質(zhì)一一閱讀討論 C60 及其兄弟 ) 。
4. 組成碳的各種單質(zhì)都是相同的碳原子 , 每個(gè)碳原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都一樣 ( 核內(nèi)有 6 個(gè)質(zhì)子和 6 個(gè)中子 , 核外有 6 個(gè)電子 ), 為什么各種碳單質(zhì)的物理特性各有不同 ?[ 講 述 : 這是由于碳原子 ( 外部 ) 之間的排列方式不同引起的 , 展示金剛石與石墨的結(jié)構(gòu)示意圖及教材中 C60 的結(jié)構(gòu)圖 , 再做比喻解釋。 ]
( 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “人造金剛石 ”)
5. 碳有什么化學(xué)性質(zhì) ?( 指導(dǎo)閱讀 , 依下述小結(jié)板書(shū)之 3 講述。 )
[ 講述 ] 碳的燃燒過(guò)程 , 可做如下推理 :
每一個(gè)碳原子需要消耗一個(gè)氧分子發(fā)生完全燃燒 :
C+02 CO2……①
( 放出 32.8kJ/kg 熱 ) 假若一半的碳原子燃燒后氧已耗盡 , 另一半的碳原子在高溫下會(huì)與①式生成的 C02 發(fā)生反應(yīng) ( 該反應(yīng)是吸熱的 ):
C+C02 2CO( 吸熱 ) ……②
由于①、②兩式在同一系統(tǒng)中發(fā)生 , ①式生成的 C02 恰好在②式中消耗了。兩式相加
2C+02 2CO( 放熱 9.2 kJ/kg ) ……③
③式就是碳的不完全燃燒反應(yīng)式 , 故③式的條件是高溫。如果及時(shí)加入氧氣 , ②式生成的CO 是可以繼續(xù)燃燒的 :
2CO+02 2CO2……④
現(xiàn)把②、④兩式相加便得到①式。
再引導(dǎo)學(xué)生比較①、③兩式所產(chǎn)生的熱值大小 , 深化對(duì)完全與不完全燃燒的理解。
[ 小結(jié)并板書(shū) ]
一、碳的單質(zhì)
1. 碳的單質(zhì)一一金剛石、石墨、無(wú)定形碳 ( 含少量雜質(zhì) ) 、富勒烯。
2. 碳的各種單質(zhì)都是碳原子組成的 , 由于碳原子之間的排列方式不同 , 各種碳單
質(zhì)的物理特性差異很大。
3. 碳的化學(xué)性質(zhì)
①常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。
②碳的燃燒 :
氧氣充分時(shí)完全燃燒 C+O2 CO2 熱值 32.8kJ/kg
氧氣不足時(shí)不完全燃燒 2C+02 2CO 熱值 9.2kJ/kg
③高溫下碳能與某些氧化物反應(yīng),如
C+C02 2CO
[ 作業(yè) ]完成課本第131頁(yè)的《檢查站》(碳三角)
[ 第二課時(shí) ](CO和 CO2 的性質(zhì) )
[ 復(fù)習(xí) ]1. 檢查上一課時(shí)布置的作業(yè) ( 碳三角 ) 。
[ 板書(shū) ] 二、碳的氧化物
[ 歸納并板書(shū) ]
可燃性2CO+O2 2CO2
1.CO的特性
毒性 ( 與血紅蛋白結(jié)合造成體內(nèi)缺氧 )
[ 探究活動(dòng) ]
問(wèn)題 : 二氧化碳有哪些性質(zhì) ?
(1) 先回憶己學(xué)知識(shí) , 看看對(duì) C02 的性質(zhì)知道了多少 ?( 觀察一瓶 C02, 學(xué)生自由表達(dá) )
(2) 做 [ 實(shí)驗(yàn) 5-5][ 觀察后記錄在蘭現(xiàn)象 , 引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出兩個(gè)結(jié)論 : 比空氣重 ( 下沉 ) 、不支持燃燒。介紹氣體密度大小比較方法 : 相對(duì)分子質(zhì)量越大的其密度就越大 , 空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29, 故CO2密度是空氣密度的 44/29=1.5 倍 ] 。
(3) 演示 [ 實(shí)驗(yàn) 5-6] 。 ( 記錄現(xiàn)象 , 推斷出 C02 通人水中能產(chǎn)生酸 , 增加一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn) : 把醋酸滴人含紫色石蕊的水溶液中。 )
(4) 做 [ 實(shí)驗(yàn) 5-7] 。 ( 記錄現(xiàn)象 , 推斷 :C02 能與石灰水反應(yīng)生成難溶于水的白色 CaC03) 。 [ 歸納并板書(shū) ]
2.C02 的性質(zhì)
(1)無(wú)色無(wú)味、明顯比空氣重的氣體。不能燃燒也不支持一般燃料的燃燒。不支持呼吸作用。 ( 復(fù)習(xí)光合作用 ) 。固態(tài) C02( 干冰 ) 升華時(shí)能吸收大量的熱。
(2)C02 溶于水能與水發(fā)生反應(yīng) : 碳酸不穩(wěn)定 , 遇熱會(huì)分解。
C02+H20ㄔㄔH2C03
H2CO3 H2O+CO2↑
(3)CO2與石灰水作用,生成CaC03 白色沉淀:
CO2+CaCO3ㄔㄔCaCO3↓+H2O
[練習(xí)]在課本上做習(xí)題5.1第1題。
[作業(yè)]習(xí)題5.1第3、4兩題。
[第三課時(shí)](CO2制法,C的循環(huán))
[復(fù)習(xí)]根據(jù)CO、CO2的性質(zhì),推斷各自的用途或危害。
[講述]大家知道許多含碳化合物的燃燒都有二氧化碳生成,但這樣產(chǎn)生的二氧化碳既不純凈也難以收集。工業(yè)上用高溫煅燒石灰石來(lái)制取CO2,將來(lái)到第八單元就會(huì)學(xué)到:石灰石在高溫下分解生成CaO和CO2,CaO又叫生石灰,它溶于水生成石灰水Ca(OH)2 請(qǐng)大家完成下列化學(xué)方程式:
CaCO3
CaO+H20 一一一
在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)怎樣安全方便地制備 C02 呢 ?
[ 探究活動(dòng) ]
教師演示 [ 實(shí)驗(yàn) 5-8], 引導(dǎo)學(xué)生邊觀察邊思考以下問(wèn)題 :
1. 當(dāng)大理石與稀鹽酸接觸時(shí) , 看到什么現(xiàn)象 ?
2. 收集 C02 的集氣瓶為何瓶口向上 ?
3. 能用排水法收集 CO2嗎 ?
4. 如何檢驗(yàn)集氣瓶己收集滿瓶的 C02?
5. 長(zhǎng)頸漏斗的下管口未浸入溶液中 , 結(jié)果會(huì)怎樣 ?
6. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 :
CaC03+2HCl==CaC12+H2C03
碳酸不穩(wěn)定很易分解 :H2C03 ㄔㄔ H20+C02 ↑
兩式相加便是總的反應(yīng)式 :
CaC03+2HCl ㄔㄔ CaC12+H20+ CO2 ↑
[ 討論交流 ]
討論課文第 134 頁(yè)之 “討論與交流”, 由學(xué)生表達(dá) , 教師做適當(dāng)評(píng)價(jià)歸納。
[ 練習(xí) ] 在制取 C02 及O2的實(shí)驗(yàn)中 , 相關(guān)性質(zhì)的比較 , 請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表空格 :
反應(yīng)物及
其狀態(tài)
反應(yīng)條件(是否加
熱或加人催化劑)
其密度比空氣
的密度大或小
是否與功
發(fā)生反屈
O2
C02
[ 討論交流 ] 實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路和方法 :( 師生交流、教師評(píng)價(jià)、歸納 )
1. 選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。 ( 該反應(yīng)可行嗎 ? 有無(wú)別的氣體同時(shí)生成 ? 反應(yīng)條件在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)能滿足嗎 ? 是否安全、方便 ?)
2. 選擇合適的裝置。
固體 + 固體
固體 + 液體
發(fā) 反應(yīng)物狀態(tài) 液體 + 液體
生
裝 其他
置
反應(yīng)條件 ( 是否要加熱或加人催化劑 )
收 向上排空氣法 ( 相對(duì)分子質(zhì)量大于 29 的 )
集 排空氣法
裝 向下排空氣法 ( 相對(duì)分子質(zhì)量小于 29 的 )
置 排水法 ( 難溶于水 , 又不與水發(fā)生反應(yīng)的 , 相對(duì)分子質(zhì)量接近 29 上下的 )
1. 完成下列①-⑨各步變化的化學(xué)方程式 :
2. 完成課文第 136 頁(yè)的檢查站 ( 性質(zhì)與功用相連 ) 。
3. 習(xí)題 5.1 的第 5 題。
4. 個(gè)人或小組在課外完成第 134 頁(yè)之“ 制作活動(dòng)”。
§ 5.3古生物的 “遺產(chǎn)”━━化石燃料
教學(xué)目標(biāo)
1. 知道什么是化石燃料 , 知道化石燃料是人類(lèi)寶貴的自然資源。
2. 了解化石燃料儲(chǔ)量有限、不可再生。
3. 了解化石燃料的燃燒對(duì)環(huán)境的影響 , 認(rèn)識(shí)使用和開(kāi)發(fā)清潔燃料及綠色能源的重要性。增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。
4. 認(rèn)識(shí)化石燃料綜合利用的重要性 , 知道煤和石油綜合利用的一些主要產(chǎn)品。
5. 認(rèn)識(shí)燃料充分燃燒的重要意義。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn) : 化石燃料對(duì)人類(lèi)的重要性、化石燃料的綜合利用、增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。
難點(diǎn) : 煤和石油的綜合利用、化石燃料的燃燒及其污染。
教學(xué)過(guò)程
[ 引言 ] 燃料對(duì)于人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展具有十分重大的作用。當(dāng)今社會(huì) , 最主要的能源是化石燃料 , 它是古生物留給現(xiàn)代人類(lèi)的一筆巨大的珍貴遺產(chǎn)。
1. 什么是化石燃料 ?
2. 化石燃料是怎樣形成的 ?
3. 為什么說(shuō)化石燃料是寶貴的、不可再生的 ?
[ 板書(shū) ] 二、化石燃料的燃燒對(duì)環(huán)境的影響
1. 化石燃料燃燒所產(chǎn)生的廢氣、廢渣和余熱會(huì)對(duì)環(huán)境造成哪四方面的污染 ?
2. 為什么說(shuō)天然氣是“清潔能源 ”?
3. 寫(xiě)出甲燒、氫氣及一氧化碳完全燃燒的化學(xué)方程式。
[ 練習(xí) ] 本章練習(xí)題第 1 題 , 在書(shū)上完成。
[ 板書(shū) ] 三、化石燃料的綜合利用
[ 問(wèn)題與討論 ]
1. 以化石燃料直接做燃料燃燒有何不好 ? 出路何在 ?
2. 什么是綠色能源 ?
3. 煤干餾出哪些主要成分 ?
4. 石油分餾出哪些主要成分 ?
煤 寶貴資源
古生物遺骸 化石燃料 石油 儲(chǔ)量有限
天然氣 不可再生
2. 直接燃燒化石燃料既浪費(fèi)又污染環(huán)境。
3. 開(kāi)發(fā)綠色能源 , 重視化石燃料的綜合利用。
[ 作業(yè) ] 習(xí)題 ,5.2 第 1 、 2 兩題。
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