资源简介

课题1 空气
一、教材分析
本课题包含三部分内容，即“空气是由什么组成的”“空气是一种宝贵的资源”和“保护空气”。这三部分内容相互密切联系，并逐步深入。第一部分通过化学史和实验探究使学生得到氧气约占空气总体积五分之一的结论，注意引导学生领悟科学家真实的科学探究，对学生进行科学素养的教育。第二部分和第三部分可把主动权交给学生，通过阅读、讨论、查阅资料等方式获取知识，教学重在对学生进行解决问题的思路方法指导。
二、学情分析
学生通过小学科学的学习和日常积累对空气已经有了一些常识性的了解，但从化学学习要求的角度看，学生仅知道这些常识是不够的，需要系统地掌握空气的组成和重要性质，需要系统地学习对物质进行研究的方法和思路。教师在教学中要从学生已有知识出发，让学生循序渐进，逐步形成完整的空气的知识结构。但由于学生尚不完全具备相应的化学知识和实验技能，独立设计并完成“测定空气里氧气含量”的实验有一定困难，所以还需要在教师的指导下进行。
三、课时安排
本课程共分为二课时：课时1 空气的组成
课时2 空气是一种宝贵的资源、保护空气
课时2 空气是一种宝贵的资源、保护空气
一、教学目标
1.了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途，认识空气是宝贵的自然资源。
2.初步了解空气污染的危害和防治措施，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。二、教学重难点
重点：氧气、氮气和稀有气体的性质与用途。
难点：进一步理解物质的性质与用途之间的联系。
三、教学过程
【知识回顾】空气的组成及各成分的体积分数，并根据纯净物和混合物的概念对空气及其成分进行物质分类。
【过渡】空气是一种宝贵的资源，是生命赖以生存的物质基础，生物生存的两大基本活动，呼吸作用和光合作用，都有氧气的参与。
【学生活动】交流讨论：除了呼吸作用和光合作用，空气对人类的生活还有哪些影响？
【学生活动】阅读课本P28，讨论归纳氧气的性质和用途。
【总结】
1.供给呼吸：动植物呼吸作用主要是需要氧气来参与生物体的新陈代谢活动，人类在一些特殊的活动中，也需要氧气供给呼吸，如潜水、医疗急救、宇宙航行等。
2.支持燃烧：木柴等燃料的燃烧需要氧气的参与，如前面学习的蜡烛燃烧过程中就消耗了氧气，另外在火箭等航天器发射、炼钢、电焊等活动中也需要氧气来支持燃烧。
【讲解】通过上述的讲解我们知道，氧气的性质与用途之间存在着紧密的联系，在之前的学习中我们也了解到，物质的性质决定物质的用途，而用途可以体现性质，这也是化学学科的重要思想。
【学生活动】交流讨论：各种薯片等膨化食品是大家喜欢的零食，那么这些食品包装都是气鼓鼓的，里面充的是什么气体呢？
【总结】氮气。
【讲解】氮气是空气中含量最多的气体，它在工农业生产和日常生活中有着广泛的用途，其中最重要的作用是作保护气，给食物等营造低氧或者无氧的环境，从而可以防止食物腐烂变质。如我们的国家粮仓里面就充满了氮气，以防止粮食霉变。
【学生活动】交流讨论：为什么氮气可以做食品保护气呢？这与它的什么性质有关呢？
【总结】用红磷测定空气中氧气含量的实验完毕后，瓶内剩余的气体主要就是氮气。这说明氮气不能支持燃烧也不支持燃烧，即氮气的化学性质不活泼，常温下不易与其他物质反应，另外氮气不易溶于水。这就是其可以作保护气的原因。
【课件展示】氮气作保护气：灯泡中充氮气以延长使用寿命，食品袋中充氮气以防腐，焊接金属时的保护气。
【讲解】除此之外，氮气还有其他的用途。比如可以用液氮炒酸奶，氮气的沸点是-195.8℃，液氮汽化时吸收热量，提供了低温环境，这还可以应用在医疗和交通等方面。
【课件展示】液氮提供低温环境：医疗上可在液氮冷冻条件下做手术，超导材料在液氮低温环境下能显示超导性能，以此发展磁悬浮列车。
【讲解】除了上述两个重要的用途之外，氮气另一个重要的用途是可以用作重要的化工原料，氮气可以和氢气在高温高压催化剂的作用下生成氨气，氨气再经过进一步转化可制造硝酸和氮肥。
【学生活动】交流讨论：绚丽多彩的霓虹灯的主要作用物质什么呢？
【总结】稀有气体。
【讲解】
1.稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可用作电光源。如图片中展示氦、氖、氩等气体在通电状态下发出的不同颜色的光，且其光源的穿透性很强，除了霓虹灯，还可做灯塔等指示性光源，应用非常广泛。
2.稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙等）是无色、无味的气体，化学性质很不活泼，一般情况下，和其他物质都不反应，过去，曾被称为“惰性气体”，也可用作灯泡、金属焊接等的保护气。
3稀有气体中的氦气是一种密度仅次于氢气的密度很小的一种气体，且其化学性质不活泼，相对较安全，可以用作飞艇和热气球。另外液态氦的温度很低，汽化吸热，也可用于制造低温环境。
【总结】从上面介绍的氧气、氮气和稀有气体的性质和用途我们可以再次确定物质的性质和用途之间的紧密联系，在学习中要关联性记忆，避免死记硬背。
【过渡】空气是一种宝贵的资源，通常情况下，空气中各成分的含量保持相对稳定。但随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，使空气中有害气体和烟尘的含量不断升高，导致空气质量下降。
【学生活动】阅读教材内容并结合实际讨论完成以下内容：
1. 大气污染是怎么形成的？
①自然原因：森林火灾、火山喷发过程中产生的大量有毒有害气体和烟尘；②工厂废气的任意排放，大量使用煤炭资源、汽车排放的尾气等。
2. 这些污染现象产生了哪些大气污染物？造成了哪些空气污染问题？
①固体污染物有可吸入颗粒物 (PM10)、细颗粒物(PM2.5)，会造成严重的雾霾；②气体污染物有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮和臭氧等，其中二氧化硫和二氧化氮会造成酸雨。
3. 如何防治这些空气污染问题？
①国际或国家层面应该改变能源结构，使用清洁能源等；②个人层面可以践行和宣传“低碳生活”，如乘坐公共交通工具等。
【补充】全球三大大气污染问题分别是全球气温变暖、酸雨和臭氧空洞，其中二氧化碳等温室气体的排放，使温室效应不断加剧；二氧化硫和二氧化氮等酸性气体的不断排放造成酸雨，毁坏着地球的森林、土地、河流等资源；氟氯烃等污染物的排放也地球大气层中的臭氧层形成空洞，危害着地球的生态圈。
【讲解】我国为了加强大气质量监测，每日会发布相应的空气质量日报。
空气质量日报的内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”等。目前计入空气污染指数的项目有二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物、可吸入颗粒物和臭氧等。另外还有发布空气质量指数，用数据来说明当日的空气质量状况。
污染指数 空气质量级别 空气质量状况
0－50 Ⅰ 优
51－100 Ⅱ 良
101－200 Ⅲ 轻度污染
201－300 Ⅳ 中度污染
＞ 300 Ⅴ 重度污染
【课堂小结】
【课堂练习】略
【板书设计】
课题1 空气
课时2 空气是一种宝贵的资源、保护空气
空气是一种宝贵的资源
1.氧气
2.氮气 性质用途
3.稀有气体
保护空气： PM10、PM2.5、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧

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