初中化学科粤版（2024）九年级上册（2024）氢气评优课教学ppt课件

这是一份初中化学科粤版（2024）九年级上册（2024）氢气评优课教学ppt课件，共45页。PPT课件主要包含了新课导入，发生爆炸，大约3倍，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
通过观察和分析氢气性质与制取的实验现象，培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。参与氢气制取和性质的实验探究活动，提升学生的动手操作能力和科学探究能力，学会运用控制变量法和对比实验法设计实验。组织学生开展小组讨论和交流，培养学生的团队协作能力和语言表达能力。（三）情感态度与价值观目标激发学生对化学实验的兴趣，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度。让学生认识到化学与生活息息相关，增强学生对化学学科的认同感和学习积极性，培养学生的环保意识。二、教学重难点（一）教学重点氢气的化学性质，特别是可燃性和还原性，以及相关化学方程式的书写。实验室制取氢气的原理、装置和收集方法，氢气的验纯方法。（二）教学难点理解氢气还原氧化铜的实验原理和实验过程，从微观角度解释氢气的还原性。根据氢气的性质和反应特点，选择合适的实验装置和实验方法，培养学生的实验设计能力。三、教学方法实验探究法：设计氢气性质和制取的相关实验，如氢气的燃烧实验、还原氧化铜实验、实验室制取氢气的实验等，让学生通过亲身体验和观察，探究氢气的性质和制取方法。讨论法：组织学生对实验现象、氢气的用途、实验装置的选择等问题进行讨论，激发学生的思维，促进学生之间的交流与合作。讲授法：对氢气的物理性质、化学性质的原理、实验室制取氢气的原理等重要知识进行系统讲解，确保学生理解。多媒体辅助教学法：运用图片、动画、视频等多媒体资源，展示氢气的用途、实验过程、微观粒子的反应过程等，将抽象知识直观化，帮助学生理解。四、教学准备实验仪器：试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽、长颈漏斗、锥形瓶、带导管的橡皮塞、锌粒、稀硫酸、氧化铜、肥皂水。多媒体设备：电脑、投影仪。教学资料：与氢气相关的图片、动画、实验视频，氢气在生活和生产中应用的案例资料。五、教学过程（一）趣味导入（5 分钟）播放一段氢气球升空的视频，或者展示一个氢气球，提问学生：“为什么氢气球能够飞起来？” 引导学生思考氢气的性质，激发学生的好奇心。展示一些氢气在生活和生产中应用的图片，如氢能源汽车、氢气焊接等，引出本节课的主题 —— 氢气。（二）氢气的物理性质（8 分钟）实物观察：展示一瓶氢气，让学生观察氢气的颜色、状态，并闻其气味。讲解氢气在通常状况下是无色无味的气体。实验演示：进行氢气吹肥皂泡的实验，将导管口蘸上肥皂水，通入氢气，观察肥皂泡的上升现象。说明氢气的密度比空气小，是最轻的气体。资料介绍：利用 PPT 展示氢气的溶解性等数据，讲解氢气难溶于水。通过对比，让学生理解氢气的物理性质与其他常见气体的区别。生活实例：举例说明氢气物理性质在生活中的应用，如氢气球的制作利用了氢气密度小的性质。（三）氢气的化学性质（20 分钟）氢气的可燃性实验探究：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察烧杯内壁的现象。现象：氢气安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠出现。讲解该反应的化学方程式：\(2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)。爆炸实验：展示氢气爆炸实验的视频，将氢气和空气混合在一个塑料瓶中，点燃后发生爆炸。讲解点燃不纯的氢气可能会发生爆炸，因此在点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。验纯方法：演示氢气验纯的操作方法，用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净。氢气的还原性实验演示：展示氢气还原氧化铜的实验装置，向学生介绍实验仪器和药品。先通一会儿氢气，排尽试管内的空气，然后点燃酒精灯加热，观察试管内黑色氧化铜粉末的变化和试管口的现象。反应结束后，先停止加热，继续通氢气直到试管冷却。现象：黑色氧化铜粉末逐渐变成红色，试管口有水珠出现。讲解该反应的化学方程式：\(H_{2}+CuO\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}Cu+H_{2}O\)，从微观角度解释氢气的还原性，氢气夺取了氧化铜中的氧，使氧化铜被还原成铜，氢气发生了氧化反应。（四）实验室制取氢气（15 分钟）反应原理：讲解实验室制取氢气的原理，常用锌粒和稀硫酸反应，化学方程式为\(Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}↑\)。分析该反应的特点，属于置换反应。实验装置：展示实验室制取氢气的发生装置和收集装置，讲解发生装置选择固液不加热型的原因，因为反应物是固体和液体，反应不需要加热。收集装置可选择排水法或向下排空气法，因为氢气难溶于水且密度比空气小。实验步骤：演示实验室制取氢气的实验步骤，检查装置的气密性，装入药品，收集氢气。强调实验过程中的注意事项，如长颈漏斗要伸入液面以下，防止气体逸出。（五）氢气的用途（5 分钟）展示图片：利用 PPT 展示氢气在生活和生产中的应用图片，如氢能源汽车利用氢气燃烧释放能量，实现零排放；氢气用于冶炼金属，利用其还原性；氢气还可用于充灌探空气球等。小组讨论：将学生分成小组，讨论氢气在未来能源领域的发展前景，以及氢气作为能源的优势和面临的挑战。邀请小组代表发言，分享讨论结果。（六）课堂小结（5 分钟）请学生回顾本节课的主要内容，包括氢气的物理性质、化学性质、实验室制取方法和用途。教师进行总结和补充，强调重点和难点知识，帮助学生梳理知识脉络，形成完整的知识体系。（七）课堂练习（5 分钟）展示几道与本节课内容相关的练习题，如关于氢气性质的选择题、实验室制取氢气装置选择的填空题、氢气燃烧和还原氧化铜化学方程式书写的题目等。让学生独立完成练习，教师进行点评和讲解，及时反馈学生的学习情况，强化学生对知识的掌握。六、板书设计5.1 氢气氢气的物理性质无色无味气体密度比空气小难溶于水氢气的化学性质可燃性：\(2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)，点燃前要验纯。还原性：\(H_{2}+CuO\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}Cu+H_{2}O\)实验室制取氢气反应原理：\(Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}↑\)实验装置：固液不加热型，排水法或向下排空气法收集。氢气的用途充灌探空气球作燃料冶炼金属七、教学反思通过本节课的教学，学生对氢气的性质、制取和用途有了较为全面的了解，通过实验探究和讨论交流，培养了学生的观察能力、动手操作能力和思维能力。但在教学过程中，部分学生对氢气还原氧化铜的实验原理理解不够深入，在实验装置的选择和实验步骤的操作上还存在一些问题。在今后的教学中，应加强对实验原理的讲解，增加学生动手操作的机会，帮助学生更好地掌握知识，提高学生的科学素养。编辑分享教案中加入氢气的储存方式分享一些优秀的氢气主题教案范例提供一些关于氢气的趣味实验
你知道吗？氢气在我们的日常生活中很少用作燃料，2022年北京冬奥会主火炬(如右图所示)使用氢气作燃料是因为它有什么独特的优点呢？
【实验5-1】目的：知道氢气的性质。
从氢气肥皂泡迅速上升的现象，便知道氢气是一种密度比空气小的气体。经过科学实验的测定，已知在25℃、101.3 kPa(常温常压)下，氢气的密度只有0.090g·L-1，是同条件下空气密度的2/29，氧气密度的1/16 ，是物质世界里最轻的气体。
氢气无色、无气味、难溶于水，常压下，温度降至 -253 ℃时，变为无色液体；进一步降至 -259 ℃时，变成雪花状的白色固体。
思考：氢气有哪些物理性质？
氢气与氧气的物理性质的比较
通常状况下，为无色无味的气体
用燃着的木条接触氢气肥皂泡时，会发现它可以着火燃烧，这说明氢气是一种可燃气体。那么，氢气的燃烧产物是什么呢？
目的：观察氢气的燃烧现象。
思考：氢气有哪些化学性质？
1.常温下，氢气的化学性质稳定。
现象：淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾，放出大量热。
讨论：你对水的元素组成有哪些再认识？该实验能否证明水由H和O两种元素组成？
思考：为什么在进行点燃氢气的实验时，要强调氢气必须纯净呢？这样做的目的是什么？
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。
使用前必须检验纯度
讨论：为什么纯净的氢气在空气中安静燃烧，而氢气不纯时会发生爆炸呢？
氢气是易爆气体，具有相当宽的爆炸极限（体积分数：4%~74%，即当空气里混入氢气的体积达到总体积的4%～74%时，点燃就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限）。因此，在使用氢气时，要特别注意安全。
点燃或加热氢气前，必须验纯
思考：如何检验氢气的纯度？
猜想：将氢气收集在试管中管口向下移近火焰，如果试管中的氢气是纯净的，应该有什么样的现象；不纯净又会有什么样的现象？
目的：学习氢气验纯的方法。
用排水法或向下排空气法收集一试管氢气用拇指堵住试管口，移近火焰，松开拇指点火。
两位同学做氢气验纯实验。甲同学用小试管收集氢气并管口向下移近酒精灯火焰，结果听到尖锐的爆鸣声，他未经任何操作便马上用同一只试管去收集氢气，准备再一次验纯；乙同学将收集了氢气的试管管口向上移近酒精灯火焰，没有听到爆鸣声，他判决氢气已纯。两位同学的操作是否正确？为什么？
甲同学应用拇指按住试管口一会，使管内氢气燃烧的火焰熄灭后，此时才能收集氢气，否则易引起爆炸。
乙同学没有听到爆鸣声不能说明氢气已纯，因为试管内部的氢气的体积分数小于4.0%也不会听到爆鸣声。
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1.4×105 kJ·kg-1，而汽油的热值为4.6×104 kJ·kg-1。
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理想燃料。
在国家加快绿色发展、大力支持新能源建设方针的推动下，我国在氢气制造、贮存、运输、应用等方面，已取得重大突破。
氢能源在许多领域的应用正在迅速发展。液氢早已应用于火箭、导弹和航天飞机等领域，近年来氢燃料电池在汽车、奥运火炬等方面也得到了应用,充分体现了绿色环保理念。
名师点金1. 氢气无色、无气味、难溶于水，是密度最小的气体。2. 氢气有可燃性，点燃氢气之前一定要验纯，防止发生爆炸。3. 氢气燃烧的热值高，且产物是水，因此氢气是高能和洁净的理想燃料。
知识点1 氢气的物理性质1. 下列关于氢气的描述中，错误的是(　C　)
【点拨】氢气难溶于水，C错误。
知识点2 氢气的化学性质2. 检验氢气纯度时，判断氢气较纯的现象是(　B　)
3. [荣德原创]长征五号B火箭相继将天和核心舱和问天实验舱送入太空，向世界宣告：属于中国人的空间站时代已经到来。液氢和液氧可用作火箭发射的推进剂。(1)液氢作火箭燃料除了燃烧时产生较大的推动力以外，另一个优点是 ⁠。
燃烧产物无污染(合理即可)　
【点拨】氢气燃烧生成水，对环境无污染。
(2)小雨同学为验证氢气的性质，做了如图所示实验，将纯净 的氢气点燃，观察到导管口有 火焰，将干燥的 冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现 ⁠ 。据此，她 发现氢气的一个性质是 ⁠ ，该反应的化学方程 式为 ⁠ ，该反应属于 反 应。
【点拨】纯净的氢气燃烧产生淡蓝色的火焰，生成水，将干燥的冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾，说明氢气具有可燃性，氢气燃烧的反应属于化合反应。
知识点3 氢能源4. [2024·新余模拟]汽车燃料的发展与能源发展密不可分，目前正在由石油阶段向燃料电池阶段转化。如图为氢能源汽车的工作原理图，下列说法不正确的是(　C　)
纠易错 对氢气的性质理解错误5. 下列对氢气的描述中，正确的是(　A　)
【点拨】氢气是理想的燃料，B错误；氢气与空气混合达到爆炸极限时遇明火才会发生爆炸，C错误；用此试管收集氢气前，应用拇指堵住试管口一会儿，D错误。
6. [科学思维 宏微结合]我国在氢气制造、贮存、运输、应用等方面已取得重大突破。如图表示宇宙飞船发动机内氢气和氧气生成水的微观过程。下列说法错误的是(　C　)
7. [跨物理学科][2024·兴宁期末改编]生活中，氢气球爆炸事件时有发生，对人们的生命安全造成一定的威胁。(1)如图所示是化学老师演示的氢气与空气混合的爆炸实验。在易拉罐的顶部开一小孔，收集氢气期间用棉花堵住小孔，这种收集方式是利用了氢气的 ⁠较小的特点。
收集完毕后拿掉棉花团，用燃烧的小木条点燃小孔处的氢气，易拉罐内的氢气立即爆炸，易拉罐向上飞起。这一过程是因为氢气具有可燃性，且热值较大，燃烧后放出大量的 。这一过程与内燃机的 冲程能量转化情况相同。
【点拨】在易拉罐向上飞起的过程中，内能转化为机械能，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化方式相同。
(2)现在人们正在利用其他气体(如氦气) 代替氢气填充气球，你认为其优点是 ⁠。
8. [2023·乐山改编]氢能源是最理想的“绿色能源”之一，有规划地开发和使用氢能源是优化能源结构、实现“碳中和”的重要措施。我国氢能源的发展规划分为“灰氢” “蓝氢”和“绿氢”三个阶段，具体如图所示。回答下列问题：
(1)煤炭生成“灰氢”属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)水分解生成“绿氢”时的另一种生成物为 ⁠；写出一种用于制备“绿氢”的可再生能源： ⁠ ⁠。(3)氢能源作为理想的燃料，是因为其具有 ⁠ (写一点)的优点。
氢气有可燃性，点燃氢气前要验纯。氢气燃烧的热值高，产物是水，因此氢气是高能和洁净的理想燃料。