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第五单元 燃烧与二氧化碳
5.1 氢气
1.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验纯。
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.认识氢气是理想的高能洁净燃料的原因。
【重点】氢气的物理性质及可燃性、氢气的验纯、燃烧反应的热值。
【难点】点燃氢气前必须验纯的原因和方法。
【新课导入】你知道氢气球爆炸会伤人吗？
据报道，在某地曾发生一起气球爆炸伤人的事件。当时，有几位同学觉得该市广场上用来悬挂商业广告的大气球挺好玩，便合力把其中一只大气球从空中拉下来，手推脚踢。突然气球“砰”的一声爆炸，一股灼热的烈焰袭来，把几位同学烧伤。后经医院救治，幸未危及生命。造成这起事故的主、客观原因是什么 据此推知氢气应该具有哪些物理性质和化学性质
【提问】我们生活中常用的燃料有哪些？他们燃烧后有什么缺点？
常见的燃料有木柴、煤炭、天然气、液化气、煤气、汽油、煤油等。但这些燃料有的放热量少（煤炭），有的燃烧对空气有很大污染。
【思考】有没有一种燃料，燃烧后即放热大，又没有污染呢？
有的，就是我们这节课学习的内容――洁净的燃料――氢气
【回忆】我们曾经接触过氢气，在研究水的组成时，电解水后，我们的到了氢气和氧气。那么，氢气有哪些性质呢？我们来观察下列实验，通过实验，大家发表自己的意见，总结出相关的性质
观察活动 目的 知道氢气的性质。
【实验5－1】用氢气流吹肥皂泡（用洗涤剂），然后用然着的木条点燃空中的氢气泡。
【现象】氢气泡上升，遇火后燃烧或者爆炸。
【推断】气泡向上漂移，说明气体的密度是小于空气密度的（向下飘说明密度大，同时说明气泡不一定都是向上飘的），气泡遇火燃烧，说明气体具有可燃性。
一、最轻的气体
经过科学实验验证，氢气在标准状况下，1L的气体仅为0.090g，只有同条件下的空气的2/29,氧气的1/16。是密度最小的气体。我们一般情况下见到的氢气是气态的，但在－252℃时，为液态，－259℃时，变成雪花状固体。它的熔沸点比一般的气体都低。并且，在一般情况下，极难溶于水中。
【长话短说】氢气的物理性质：无色、无味气体，难溶于水，密度最小。熔沸点低。
【过渡】刚才我们了解了氢气的物理性质。那氢气可以燃烧，体现了氢气的哪个性质呢？
氢气的可燃性时氢气的一条化学性质，那么，氢气在燃烧时，都有什么特点呢？我们通过以下实验进行探究。
二、最洁净的燃料
观察活动 目的 观察氢气的燃烧。
【实验5－2】在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方，观察现象。注：点燃氢气时，要进行验纯，只能点燃纯净的氢气。
实验现象：氢气在空气中燃烧，火焰为淡蓝色，罩在火焰上方的烧杯内壁有水珠。手触烧杯，感觉发烫。
解释和结论：氢气在空气中燃烧，生成物是水，同时放出热量和淡蓝色火焰。
由于氢气燃烧产物是水，对大气没有污染，所以，氢燃料是不产生污染物的清洁燃料。
化学方程式 2H2＋O22H2O
为什么点燃氢气时要强调纯净的氢气呢？如果点不纯的氢气会怎么样。
观察活动 目的 知道氢气与空气混合后遇明火易发生爆炸，从而明确可燃性气体的安全使用方法。
【实验5－3】如图5.1-4，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，通入氢气，使杯中的气体为氢气和空气的混合气。在安全的地方，去掉堵孔纸团，用燃着的木条在小孔处点火(为安全起见，点火时人要离远一些)，观察到的现象是塑料杯腾空而起，发出很大的声音。
【解释】氢气燃烧时，反应迅速进行，气体急剧膨胀，发生爆炸。所以，我们在使用氢气时，一定要检验它的纯度。
【拓展】其他的可燃性气体在点燃时，是不是也要验纯呢？
【问题】既然氢气的纯度那么重要，那么我们如何才能知道氢气已经纯净了呢？
当然，不能直接去点燃氢气发生器。但是，我们判断氢气是否纯净的依据仍然是爆炸。只不过时将气体收集在试管中进行而已。同学们猜想一下，如果试管中的氢气是纯净的，应该有什么样的现象，不纯，又会有什么样的现象？
观察活动 目的 学习氢气验纯的方法。
【实验5-4】如图所示，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，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。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。若听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净。
解释：如果氢气是纯的，只能在试管口处燃烧，无限的空间内。如果是不纯的，将在试管内燃烧，有限的空间内。用手指将试管堵一会儿，是将试管内未燃烧尽的氢气熄灭，防止收集第二支氢气时，将氢气发生器引燃，引起氢气发生器的爆炸。
通过我们这节课的学习和研究，我们了解了氢气的物理和化学性质。同时，我们也学习了可燃气体燃烧时注意的事项，就是要保证其纯净，也掌握了氢气验纯的方法。
三、理想的燃料
氢气燃烧时，能与空气中的氧气化合生成水，同时放出大量的热。这热量有多大呢 据测定，氢气的热值为1.4x10' kJ·kg`，而汽油的热值为4.6x 10' kJ·kg' (请计算:氢气的热值为汽油的多少倍)。此外，氢气可以通过水分解得到，原料易得。由此可见，氢气的确是难能可贵的既洁净又高能的
【讲解】很明显，氢气完全燃烧的热值比汽油完全燃烧的热值高，并且燃烧产物又没有污染，真是难能可贵的即清洁又高能的燃料。
【讨论交流】既然氢气有这么多的优点，但在我们生活中并没有大量使用，这是为什么呢？
【讲解】这是由于在制造、贮存、运输的方面还有许多困难没有解决。所以氢能源的使用只在高科技领域。现在只能说氢气是理想的高能洁净燃料。
【典型例题】
【例1】节日里五彩缤纷的氢气球给节日增添了喜庆，这是利用了氢气（　A　）的性质。
A．密度比空气的密度小
B．难溶于水
C．是一种无色、无味的气体
D．是一种单质
【例2】下列关于氢气的物理性质的描述，不正确的是（　A　）
A．氢气具有刺激性气味
B．氢气难溶于水
C．氢气是最轻的气体
D．在﹣259℃时氢气能变成雪花状的固体
【例3】下列氢气的性质中，通常用于检验氢气的是（　D　）
A．密度是气体中最小的
B．有可燃性，燃烧时火焰呈淡蓝色
C．使CuO还原成Cu
D．与O2混合点燃发出爆鸣声，其生成物只有水一种物质
【例4】下列事实：①用氢气充灌探空气球；②氢原子无中子；③液态氢驱动火箭；④用氢气做还原保护气；⑤用排水法收集氢气；⑥电解水制取氢气，其中与氢气的化学性质有关的是（　C　）
A．①②③ B．③⑥
C．③④ D．③④⑤
【例5】人类未来最理想的能源是（　D　）
A．煤 B．石油
C．天然气 D．氢气
【例6】下列氢气的用途与可燃性有关的是（　B　）
A．充灌探空气球
B．利用氢氧焰焊接金属
C．冶炼金属钨
D．H2与N2反应制NH3
在教材处理上我本着重点突出，难点分散的原则进行教学设计:引入气球爆炸事件，引出氢气，从而介绍氢气有利和不利的两个方面，激发学生学习氢气的欲望，才能真正做到趋利避害。通过观察活动让学生深刻认识验纯的重要性，从而进行对比验纯法的实验，在活动中引导学生观察思考，讨论交流、阅读、归纳方法，充分发挥学生的想像力，让学生积极思维。最后组织学生讨论并小结，认识氢气是一种洁净高能燃料，加强环保教育。
增强学生的参与感略感失败，在氢气流吹肥皂泡的实验和不纯氢气爆炸实验中，实验的现象并不像设想的那么成功，氢气泡的速度难易把控，需多次实验，以后可以考虑将火焰固定，让氢气泡自己升到火焰处。

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