§ 5.1洁净的燃料??氢气
教学目标
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、难点
重点 : 氢气的物理性质及可燃性、氢气的检纯、燃烧反应的热值。
难点 : 点燃氢气之前必须检纯的原因和方法。
教学过程
[ 第一课时 ]
[ 引言 ] 利用燃料的燃烧反应来取暖和获得熟食 , 是人类文明的开始 , 燃烧与我们的生活及社会发展密切相关。大家在§ 3.3 已经学习燃烧与灭火的知识 , 今天我们来学习第五章 ( 板书章的题目 ), 首先学习一种洁净又高能的燃料一一氢气 ( 板书课题 ) 。
[ 演示 ][ 实验 5-1] 用氢气流吹肥皂泡并点燃肥皂泡。
[ 讨论交流 ]
1. 氢气是__色__味、密度最__的__体,极___溶于水。 ( 回忆氧气的物理性质 , 观察后讨论完成填空 )
2. 氢气可以燃烧吗 ? 需要什么条件 ? 有何现象 ? 反应生成什么 ?( 演示 [ 实验 5-2])
3. 为什么点燃的氢气必须是纯净的 ?( 演示 [ 实验 5-3])
4. 什么叫爆炸极限 ?( 复习第 80 页的 “ 爆炸”内容 )
5. 怎样检验氢气的纯度 ?( 演示 [ 实验 5-4])( 安排学生分组练习操作 )
[ 小结并板书 ]
1. 氢气的物理性质 : 无色无味最轻的气体 , 极难溶于水。
2. 常温下氢气的化学性质很稳定。
3. 氢气的可燃性
(1) 纯净的氢气在空气中经点燃可安静燃烧形成浅蓝色火焰 , 生成水并放出热量。
2H2十02 2H2O
(2) 点燃不纯的氢气 ( 与空气混合 ) 会发生爆炸 , 点燃氢气之前必须检验氢气的纯度。学会氢气的检纯方法。
4. 一切可燃气体混有一定比例的空气时 , 点燃都会发生爆炸 ,这种体积比范围称为爆炸极限。
[ 第二课时 ]
[ 复习 ]
1. 氢气有哪些重要的物理性质 ?
2. 氢气在什么条件下可以燃烧 ? 生成什么 ?
3. 点燃氢气前必须做什么 ? 如何操作 ?
[ 讲述 ] 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 ?
[ 演示 ] 在一支试管中加入几块小铝片 , 再加入 5ml 稀盐酸 , 观察产生的现象 , 再让学生用手摸试管的外壁。
[ 板书 ] 化学变化中的能量变化
[ 讲述 ] 化学反应在生成新物质的同时 , 总是伴随着能量的变化 , 而能量的变化通常表现为热量的变化。可燃物质的燃烧反应产生热量 , 铝片与盐酸反应也会放出热量 , 许多化学反应都有放热现象 , 也有些化学反应是吸热的 , 如 C+C02 2C0, 燃料是人类获取能量的主要物质来源之一。
什么叫热值 ? 每千克莱物质完全燃烧时所产生的热量。 ( 热量的单位千焦与能量单位一致 )
[ 练习 ] 氢气的热值是汽油的多少倍 ?
[ 讨论交流 ]
1. 为什么说氢气是洁净的高能燃料 ?
2. 什么叫环保汽车 ?
[ 阅读 ] 〈知识视窗〉氢氧燃料电池
[ 小结 ] 氢气燃烧的热值很高 , 产物是水 , 所以氢气是理想的高能洁净燃料。
§ 5.2组成燃料的主要元素━━碳
教学目标
1. 了解金刚石与石墨的物理性质及主要用途。
2. 明确物质的性质与用途的关系。
3. 知道一种元素可以因结构不同而能组成几种不同的单质。
4. 认识碳的燃烧及其产物。
5. 了解 CO 和 C02 的性质及 CO2的用途。
6. 初步学会制取CO2, 了解实验室内制备气体的思路和方法。
7. 了解并关注温室效应 , 增强环保意识。
8. 认识自然界中的碳循环。
9. 理解碳与一些含碳化合物的相互转变关系。
教学重点、难点
重点 :C 、 CO 及 C02 的性质、 CO2的实验室制法、关注社会与环境责任感的培养。
难点 :C02 性质及制法的探究过程和方法、碳与一些含碳化合物的相互转变关系。
教学过程
[ 第一课时 ]( 碳的单质 )
[ 引言 ] 大家已经学过氧和氢两种元素 , 今天再来学习一种元素一一碳 ,C 、 H 、 O 这三 种元素与人类的关系非常密切 , 是构成生命的基本元素。目前已知的 1000 多万种化合物中 , 绝大多数都是含碳化合物 , 碳是为人类提供能量的燃料的主要元素。首先 , 大家来认识一下碳的几种单质。
[ 板书 ] § 5.2 组成燃料的主要元素一一碳
[ 阅读与讨论 ] 阅读教材 , 讨论推断以下各题 :
1. 金刚石与石墨各有什么物理特性 ?( 活动与观察 , 从用途推断特性 , 再完成以下练习 ) 把下列性质与用途的关系用直线段连起来 :
?
2. 试归纳出物质性质与用途的关系 ?
3. 碳还有哪些单质 ?( 阅读教材 , 归纳出几种无定形碳的特性。从发展的观点看待碳的单质一一阅读讨论 C60 及其兄弟 ) 。
4. 组成碳的各种单质都是相同的碳原子 , 每个碳原子的内部结构都一样 ( 核内有 6 个质子和 6 个中子 , 核外有 6 个电子 ), 为什么各种碳单质的物理特性各有不同 ?[ 讲 述 : 这是由于碳原子 ( 外部 ) 之间的排列方式不同引起的 , 展示金刚石与石墨的结构示意图及教材中 C60 的结构图 , 再做比喻解释。 ]
( 指导学生阅读教材 “人造金刚石 ”)
5. 碳有什么化学性质 ?( 指导阅读 , 依下述小结板书之 3 讲述。 )
[ 讲述 ] 碳的燃烧过程 , 可做如下推理 :
每一个碳原子需要消耗一个氧分子发生完全燃烧 :
C+02 CO2……①
( 放出 32.8kJ/kg 热 ) 假若一半的碳原子燃烧后氧已耗尽 , 另一半的碳原子在高温下会与①式生成的 C02 发生反应 ( 该反应是吸热的 ):
C+C02 2CO( 吸热 ) ……②
由于①、②两式在同一系统中发生 , ①式生成的 C02 恰好在②式中消耗了。两式相加
2C+02 2CO( 放热 9.2 kJ/kg ) ……③
③式就是碳的不完全燃烧反应式 , 故③式的条件是高温。如果及时加入氧气 , ②式生成的CO 是可以继续燃烧的 :
2CO+02 2CO2……④
现把②、④两式相加便得到①式。
再引导学生比较①、③两式所产生的热值大小 , 深化对完全与不完全燃烧的理解。
[ 小结并板书 ]
一、碳的单质
1. 碳的单质一一金刚石、石墨、无定形碳 ( 含少量杂质 ) 、富勒烯。
2. 碳的各种单质都是碳原子组成的 , 由于碳原子之间的排列方式不同 , 各种碳单
质的物理特性差异很大。
3. 碳的化学性质
①常温下碳的化学性质很稳定。
②碳的燃烧 :
氧气充分时完全燃烧 C+O2 CO2 热值 32.8kJ/kg
氧气不足时不完全燃烧 2C+02 2CO 热值 9.2kJ/kg
③高温下碳能与某些氧化物反应,如
C+C02 2CO
[ 作业 ]完成课本第131页的《检查站》(碳三角)
[ 第二课时 ](CO和 CO2 的性质 )
[ 复习 ]1. 检查上一课时布置的作业 ( 碳三角 ) 。
[ 板书 ] 二、碳的氧化物
[ 归纳并板书 ]
可燃性2CO+O2 2CO2
1.CO的特性
毒性 ( 与血红蛋白结合造成体内缺氧 )
[ 探究活动 ]
问题 : 二氧化碳有哪些性质 ?
(1) 先回忆己学知识 , 看看对 C02 的性质知道了多少 ?( 观察一瓶 C02, 学生自由表达 )
(2) 做 [ 实验 5-5][ 观察后记录在兰现象 , 引导学生推导出两个结论 : 比空气重 ( 下沉 ) 、不支持燃烧。介绍气体密度大小比较方法 : 相对分子质量越大的其密度就越大 , 空气的平均相对分子质量为29, 故CO2密度是空气密度的 44/29=1.5 倍 ] 。
(3) 演示 [ 实验 5-6] 。 ( 记录现象 , 推断出 C02 通人水中能产生酸 , 增加一个对照实验 : 把醋酸滴人含紫色石蕊的水溶液中。 )
(4) 做 [ 实验 5-7] 。 ( 记录现象 , 推断 :C02 能与石灰水反应生成难溶于水的白色 CaC03) 。 [ 归纳并板书 ]
2.C02 的性质
(1)无色无味、明显比空气重的气体。不能燃烧也不支持一般燃料的燃烧。不支持呼吸作用。 ( 复习光合作用 ) 。固态 C02( 干冰 ) 升华时能吸收大量的热。
(2)C02 溶于水能与水发生反应 : 碳酸不稳定 , 遇热会分解。
C02+H20ㄔㄔH2C03
H2CO3 H2O+CO2↑
(3)CO2与石灰水作用,生成CaC03 白色沉淀:
CO2+CaCO3ㄔㄔCaCO3↓+H2O
[练习]在课本上做习题5.1第1题。
[作业]习题5.1第3、4两题。
[第三课时](CO2制法,C的循环)
[复习]根据CO、CO2的性质,推断各自的用途或危害。
[讲述]大家知道许多含碳化合物的燃烧都有二氧化碳生成,但这样产生的二氧化碳既不纯净也难以收集。工业上用高温煅烧石灰石来制取CO2,将来到第八单元就会学到:石灰石在高温下分解生成CaO和CO2,CaO又叫生石灰,它溶于水生成石灰水Ca(OH)2 请大家完成下列化学方程式:
CaCO3
CaO+H20 一一一
在实验室内怎样安全方便地制备 C02 呢 ?
[ 探究活动 ]
教师演示 [ 实验 5-8], 引导学生边观察边思考以下问题 :
1. 当大理石与稀盐酸接触时 , 看到什么现象 ?
2. 收集 C02 的集气瓶为何瓶口向上 ?
3. 能用排水法收集 CO2吗 ?
4. 如何检验集气瓶己收集满瓶的 C02?
5. 长颈漏斗的下管口未浸入溶液中 , 结果会怎样 ?
6. 该反应的化学方程式是 :
CaC03+2HCl==CaC12+H2C03
碳酸不稳定很易分解 :H2C03 ㄔㄔ H20+C02 ↑
两式相加便是总的反应式 :
CaC03+2HCl ㄔㄔ CaC12+H20+ CO2 ↑
[ 讨论交流 ]
讨论课文第 134 页之 “讨论与交流”, 由学生表达 , 教师做适当评价归纳。
[ 练习 ] 在制取 C02 及O2的实验中 , 相关性质的比较 , 请填写下表空格 :
反应物及
其状态
反应条件(是否加
热或加人催化剂)
其密度比空气
的密度大或小
是否与功
发生反屈
O2
C02
[ 讨论交流 ] 实验室制取气体的思路和方法 :( 师生交流、教师评价、归纳 )
1. 选择适当的反应。 ( 该反应可行吗 ? 有无别的气体同时生成 ? 反应条件在实验室内能满足吗 ? 是否安全、方便 ?)
2. 选择合适的装置。
固体 + 固体
固体 + 液体
发 反应物状态 液体 + 液体
生
装 其他
置
反应条件 ( 是否要加热或加人催化剂 )
收 向上排空气法 ( 相对分子质量大于 29 的 )
集 排空气法
装 向下排空气法 ( 相对分子质量小于 29 的 )
置 排水法 ( 难溶于水 , 又不与水发生反应的 , 相对分子质量接近 29 上下的 )
1. 完成下列①-⑨各步变化的化学方程式 :
2. 完成课文第 136 页的检查站 ( 性质与功用相连 ) 。
3. 习题 5.1 的第 5 题。
4. 个人或小组在课外完成第 134 页之“ 制作活动”。
§ 5.3古生物的 “遗产”━━化石燃料
教学目标
1. 知道什么是化石燃料 , 知道化石燃料是人类宝贵的自然资源。
2. 了解化石燃料储量有限、不可再生。
3. 了解化石燃料的燃烧对环境的影响 , 认识使用和开发清洁燃料及绿色能源的重要性。增强环保意识。
4. 认识化石燃料综合利用的重要性 , 知道煤和石油综合利用的一些主要产品。
5. 认识燃料充分燃烧的重要意义。
教学重点、难点
重点 : 化石燃料对人类的重要性、化石燃料的综合利用、增强环保意识。
难点 : 煤和石油的综合利用、化石燃料的燃烧及其污染。
教学过程
[ 引言 ] 燃料对于人类生活和社会发展具有十分重大的作用。当今社会 , 最主要的能源是化石燃料 , 它是古生物留给现代人类的一笔巨大的珍贵遗产。
1. 什么是化石燃料 ?
2. 化石燃料是怎样形成的 ?
3. 为什么说化石燃料是宝贵的、不可再生的 ?
[ 板书 ] 二、化石燃料的燃烧对环境的影响
1. 化石燃料燃烧所产生的废气、废渣和余热会对环境造成哪四方面的污染 ?
2. 为什么说天然气是“清洁能源 ”?
3. 写出甲烧、氢气及一氧化碳完全燃烧的化学方程式。
[ 练习 ] 本章练习题第 1 题 , 在书上完成。
[ 板书 ] 三、化石燃料的综合利用
[ 问题与讨论 ]
1. 以化石燃料直接做燃料燃烧有何不好 ? 出路何在 ?
2. 什么是绿色能源 ?
3. 煤干馏出哪些主要成分 ?
4. 石油分馏出哪些主要成分 ?
煤 宝贵资源
古生物遗骸 化石燃料 石油 储量有限
天然气 不可再生
2. 直接燃烧化石燃料既浪费又污染环境。
3. 开发绿色能源 , 重视化石燃料的综合利用。
[ 作业 ] 习题 ,5.2 第 1 、 2 两题。
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