资源简介

5.1 氢气 - 第二课时（教学设计）
课题 课时安排
核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：结合燃烧现象认识氢气化学性质，从微观角度理解燃烧与爆炸本质。 科学探究与创新意识：通过氢气燃烧、验纯实验，掌握气体探究基本方法。 科学思维：对比纯净与不纯氢气燃烧差异，建立性质决定用途、安全的逻辑认知。 科学态度与社会责任：树立实验安全意识，认同氢能的绿色价值，树立低碳环保理念。
重点 和难点 教学重点为氢气的可燃性、燃烧实验现象与产物、氢气验纯操作方法及氢能的优点。 教学难点是理解纯净氢气安静燃烧、不纯氢气爆炸的本质原因，掌握爆炸极限的核心内涵，能规范完成氢气验纯操作并规避实验安全风险，区分燃烧与爆炸的条件差异，建立严谨的气体安全使用思维。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
导入新课 回顾上节课所学氢气物理性质，明确氢气是最轻的气体、难溶于水。展示氢能源汽车、冬奥氢火炬图片，提问为何氢气能作为新型清洁能源？生活中听闻氢气爆炸事故，为何同样是氢气，有的安静燃烧、有的发生爆炸？带着疑问走进本节课学习，探究氢气的化学性质与安全使用规范。 结合生活实景与新旧知识衔接，创设认知冲突，快速集中学生注意力。激发学生探究欲望，自然引出本节课核心内容，渗透化学源于生活、服务生活的学科理念。
讲授新课 （一）回顾旧知，铺垫新知 教师组织学生开展自主回顾任务，引导学生结合上节课学习内容，梳理氢气的物理性质，以小组抢答的形式完成知识复盘。学生自主总结：氢气是无色、无臭的气体，密度远小于空气，是自然界密度最小的气体，极难溶于水，因此可采用向下排空气法和排水法收集氢气。 在学生回顾基础上，教师进行精准点拨，明确物理性质是气体外在特征，而本节课将深入探究氢气的核心化学性质，也就是可燃性，同时解决生活和实验中氢气使用的安全问题。教师提出递进式思考问题：物质的用途由性质决定，氢气凭借独特的物理性质可用于填充气球，那它的化学性质能赋予它哪些新用途？使用过程中存在哪些安全隐患？以此引导学生进入本节课核心探究环节，实现新旧知识的自然衔接，构建完整的氢气性质知识体系。 （二）探究氢气的可燃性 本环节设置小组实验探究任务，以教材实验5-2为核心，规范开展纯净氢气的燃烧实验，让学生直观感知氢气的可燃性，记录实验现象、分析实验结论，落实探究式学习要求。教师首先明确实验任务、操作规范和观察重点，强调氢气实验的安全注意事项，杜绝违规操作。 各小组按照实验流程开展操作：利用课前收集的纯净氢气，通过尖嘴导管平稳导出气体，在导管口点燃氢气，仔细观察火焰颜色；随后将干燥、洁净的冷烧杯罩在火焰上方，持续观察烧杯内壁的变化，待反应结束后，用手触摸烧杯外壁，感受温度变化。小组全员分工协作，分别负责操作、观察、记录、总结，确保每位学生参与实验过程。 实验完成后，各小组汇总实验现象：纯净的氢气在空气中能够安静燃烧，火焰呈现淡蓝色，肉眼观察火焰颜色柔和、稳定；罩在火焰上方的干冷烧杯内壁迅速出现大量无色小液滴，也就是水雾；触摸烧杯外壁能明显感受到发热，说明该反应过程会释放大量热量。 教师引导学生基于实验现象进行推理分析，开展小组讨论任务：烧杯内壁的水雾来源于哪里？该现象说明氢气燃烧的生成物是什么？烧杯外壁发热证明该反应具有什么特点？学生经过充分讨论后得出结论：水雾是氢气与空气中的氧气反应生成的水，证明氢气燃烧的唯一产物是水；反应放热，说明氢气燃烧属于放热反应，具备高能燃料的特质。 教师结合学生结论，规范书写氢气燃烧的文字表达式和化学方程式，帮助学生建立宏观现象与微观反应、化学符号的关联。同时拓展延伸，对比木炭、蜡烛等物质的燃烧，突出氢气燃烧产物只有水，无二氧化碳、二氧化硫等污染物，初步体现氢气作为清洁能源的核心优势。教师进一步引导学生思考，纯净氢气可以安静燃烧，那不纯的氢气能否直接点燃？自然过渡到下一探究任务。 （三）探究氢气的爆炸现象与爆炸极限 本环节依托教材实验5-3开展探究任务，对比纯净氢气与不纯氢气的燃烧差异，突破本节课教学难点，帮助学生理解氢气爆炸的原理。教师提前强调本实验的安全性，全程规范演示实验，禁止学生自主操作，规避安全风险。 教师取盛有空气和氢气混合气体的塑料罐，固定装置后，在罐口点燃气体，学生直观观察到混合气体被点燃后，塑料罐瞬间发生爆炸，产生响亮的爆鸣声，罐体向上弹起。实验结束后，教师组织学生开展小组对比分析任务，结合上一环节纯净氢气安静燃烧的现象，对比两次实验的差异，探究现象不同的本质原因。 学生小组研讨后总结：纯净氢气燃烧时，氢气分子仅在导管口与少量氧气接触，反应范围小、反应速率平缓，热量持续散发，因此安静燃烧；而氢气与空气混合后，氢气分子与氧气分子充分混合，接触面积极大，点燃后瞬间发生大范围、剧烈的化学反应，短时间内释放大量热量，气体体积急剧膨胀，从而引发爆炸。 教师结合学生的分析，精准讲解爆炸极限的核心概念：氢气在空气中的体积分数达到4.0%～74.2%时，点燃后就会发生爆炸，这个体积分数范围就是氢气的爆炸极限。同时拓展知识点，所有可燃性气体、可燃性粉尘与空气充分混合，达到爆炸极限，遇明火均会发生爆炸，这是可燃性物质的共性规律。 为深化学生理解，教师设置分层思考任务：为什么点燃纯净氢气不会爆炸，处于爆炸极限内的混合气体一定会爆炸？生活中加油站、面粉厂禁止明火的原因是什么？学生结合本节课所学知识，结合生活经验作答，进一步巩固爆炸原理，建立通用的安全认知，为后续易燃易爆物的学习铺垫基础。同时让学生明确，氢气爆炸并非氢气本身易燃易爆，而是混合空气后满足爆炸条件引发的现象。 （四）学习氢气的验纯操作 基于氢气爆炸的安全隐患，顺势推出核心实操任务：氢气的验纯方法，这是本节课的重点实操内容，要求学生熟练掌握操作步骤、判断标准，树立严谨的实验安全意识。教师首先进行标准化示范操作，边演示边讲解操作细节和核心要点。 教师示范流程：采用排水法或向下排空气法收集一试管氢气，用大拇指紧紧堵住试管口，保持试管口向下的状态，缓慢移近酒精灯火焰，随后快速松开拇指，点燃试管内气体，根据声音判断氢气纯度。教师逐一讲解关键细节：试管口必须朝下，防止氢气密度过小快速逸散；收集气体后不能长时间放置，避免氢气与空气混合；靠近火焰时动作平稳，杜绝操作失误。 教师明确纯度判断标准，组织学生精准记忆：若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯，处于爆炸极限范围内，绝对不能点燃，需要重新收集、重新验纯；若听到轻微的“噗”声，无爆鸣现象，证明氢气纯净，可以安全点燃。 随后开展分组模拟实操任务，学生分组利用试管、酒精灯模拟验纯操作，熟练操作流程，区分不同声音对应的纯度状态。教师巡回指导，及时纠正学生试管角度错误、松手时机不当、靠近火焰距离不合理等问题，规范学生实验操作习惯。同时设置易错点提问：多次验纯后，试管内残留火焰能否直接继续收集气体？学生明确答案为不能，需冷却试管后再操作，防止残留火焰引燃混合气体引发危险，强化安全操作意识。 本节课全程采用任务式探究教学，以学生为主体、实验为核心、素养为目标，贴合新课标化学教学要求。通过新旧知识衔接导入，创设认知冲突，激发学生探究兴趣。依托分层实验任务、小组合作研讨、实操训练，让学生亲历知识生成过程，突破重难点。在实验探究中培养学生宏观观察、微观分析、证据推理的科学思维，规范实验操作技能。同时结合氢能应用与发展现状，渗透绿色化学、安全实验、可持续发展理念，落实四维核心素养，实现知识传授、能力培养、价值引领的有机统一，贴合新教材学以致用的教学理念。
作业布置 完成分层作业
教学反思

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