5.1氫氣核心素養(yǎng)目標(biāo)一、化學(xué)觀念

形成“氫氣是最輕的氣體，具有可燃性”等物質(zhì)性質(zhì)觀，認(rèn)識(shí)氫氣燃燒的化學(xué)變化本質(zhì)是與氧氣反應(yīng)生成水；構(gòu)建“氫氣是理想的清潔能源”的物質(zhì)用途觀，體會(huì)物質(zhì)性質(zhì)決定用途，用途反映性質(zhì)的化學(xué)觀念。二、科學(xué)思維

通過觀察氫氣性質(zhì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)邏輯推理、分析歸納能力，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推導(dǎo)氫氣的性質(zhì)。三、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

了解氫氣在能源領(lǐng)域的應(yīng)用及我國在氫能方面的發(fā)展成就，增強(qiáng)對綠色環(huán)保理念的認(rèn)同，樹立節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1.氫氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)2.氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及反應(yīng)原理3.氫氣驗(yàn)純的方法及重要性4.氫氣作為理想燃料的優(yōu)點(diǎn)難點(diǎn)：

1.理解氫氣的爆炸極限及安全使用氫氣的原理問題探討

你知道嗎？氫氣在我們的日常生活中很少用作燃料，2022年北京冬奧會(huì)主火炬使用氫氣作燃料是因?yàn)樗惺裁椽?dú)特的優(yōu)點(diǎn)呢？北京冬奧會(huì)主火炬01最輕的氣體觀察活動(dòng)——知道氫氣的性質(zhì)操作現(xiàn)象性質(zhì)推斷用氫氣流吹肥皂泡用燃著的木條點(diǎn)燃肥皂泡肥皂泡迅速上升氫氣的密度比空氣小肥皂泡被點(diǎn)燃，發(fā)出淡藍(lán)色的火焰具有可燃性[實(shí)驗(yàn)5-1]氫氣的物理性質(zhì)顏色、氣味、狀態(tài)密度溶解性通常狀況下，氫氣是無色、無味的氣體

25℃，101.3kPa（常溫常壓下），氫氣的密度為0.090g·L-1，比同條件下空氣的密度小，是物質(zhì)世界里最輕的氣體。難溶于水無色氣體降溫至-253℃無色液體降溫至-259℃雪花狀的白色固體氫氣的收集方法向上排空氣法排水法向下排空氣法√√×02最潔凈的燃料觀察活動(dòng)——觀察氫氣的燃燒現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)操作在帶尖嘴的金屬導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色，把一個(gè)冷而干燥的燒杯罩在火焰上方實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論氫氣具有可燃性，可作燃料，是不產(chǎn)生污染物的清潔燃料氫氣在空氣中燃燒，火焰為淡藍(lán)色；罩在火焰上方的燒杯內(nèi)壁上有水霧；手觸燒杯，感覺發(fā)燙2H2+O22H2O點(diǎn)燃觀察活動(dòng)——知道氫氣與空氣混合后遇明火易發(fā)生爆炸，從而明確可燃性氣體的安全使用方法

[實(shí)驗(yàn)5-3]如圖，取一個(gè)無蓋、底部鉆一小孔的塑料（紙）杯，用紙團(tuán)堵住小孔，杯口朝下，通入氫氣，使杯中的氣體為氫氣和空氣的混合氣。在安全的地方，去掉堵孔紙團(tuán)，用燃著的木條在小孔處點(diǎn)火（為安全起見，點(diǎn)火時(shí)人要離遠(yuǎn)一些），觀察現(xiàn)象。點(diǎn)燃?xì)錃夂涂諝獾幕旌衔镉^察活動(dòng)——知道氫氣與空氣混合后遇明火易發(fā)生爆炸，從而明確可燃性氣體的安全使用方法實(shí)驗(yàn)分析：塑料（紙）杯內(nèi)為空氣和氫氣的混合氣，空間有限，一旦被點(diǎn)燃，反應(yīng)迅速進(jìn)行，在極短時(shí)間內(nèi)放出大量的熱，使塑料（紙）杯內(nèi)氣體急劇膨脹，發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氫氣屬于可燃性氣體，當(dāng)它與空氣混合并在一定濃度范圍內(nèi)時(shí)，一旦遇到明火或高溫，就會(huì)發(fā)生爆炸。為什么在進(jìn)行點(diǎn)燃?xì)錃獾膶?shí)驗(yàn)時(shí)，要強(qiáng)調(diào)氫氣必須純凈呢？

氫氣是易爆氣體，空氣里混入氫氣的體積為總體積4%~74%時(shí)，經(jīng)點(diǎn)燃就會(huì)發(fā)生爆炸。因此，在使用氫氣時(shí)，要特別注意安全思考討論觀察活動(dòng)——學(xué)習(xí)氫氣驗(yàn)純的方法[實(shí)驗(yàn)5-4]用拇指堵住收集了氫氣的小試管的管口，使試管口稍向下傾斜，接近酒精燈火焰，再移開拇指點(diǎn)火。若聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純，用拇指按住試管口一會(huì)兒，使氫氣燃燒的火焰熄滅，再收集氫氣，重復(fù)上述操作。若聽到輕微的“噗”聲，說明氫氣已純凈。氫氣驗(yàn)純03理想的燃料氫能的優(yōu)點(diǎn)

氫氣燃燒時(shí)，能與空氣中的氧氣化合生成水，同時(shí)放出大量的熱。這熱量有多大呢？據(jù)測定，氫氣的熱值為1.4×105kJ?kg－1，而汽油的熱值為4.6×104kJ?kg－1。請計(jì)算：氫氣的熱值為汽油的多少倍？

氫能的優(yōu)點(diǎn)可再生、原料來源廣可以通過水分解得到，原料易得潔凈燃燒產(chǎn)物是水，對環(huán)境無污染高能熱值高，大約是汽油的3倍氫能的優(yōu)點(diǎn)氫能的應(yīng)用

在國家加快綠色發(fā)展、大力支持新能源建設(shè)方針的推動(dòng)下，我國在氫氣制造、貯存、運(yùn)輸、應(yīng)用等方面，已取得重大突破，氫能源在許多領(lǐng)域的應(yīng)用正在迅速發(fā)展。液氫的應(yīng)用火箭導(dǎo)彈航天飛機(jī)氫能的應(yīng)用氫燃料的應(yīng)用氫能汽車奧運(yùn)火炬總結(jié)歸納隨堂練習(xí)1.點(diǎn)燃?xì)錃獗仨汄?yàn)純的原因是()A.氫氣的著火點(diǎn)很低B.氫氣燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱C.氫氣點(diǎn)燃后產(chǎn)生的水蒸氣體積比氫氣大D.氫氣與空氣混合后，若其含量在爆炸極限范圍內(nèi)，點(diǎn)燃會(huì)發(fā)生爆炸D

2.在通常狀況下，不能用于鑒別氫氣和氧氣的方法是()A.分別吹肥皂泡

B.分別將燃著的木條接觸氣體C.分別將帶火星的木條伸入氣體

D.分別觀察顏色、狀態(tài)、氣味隨堂練習(xí)D3.氫氣是一種理想新能源，但目前還沒有得到普遍應(yīng)用，主要原因是()A.水資源受到嚴(yán)重污染B.制備氫氣耗能大、成本高C.氫氣燃燒的產(chǎn)物對環(huán)境有影響D.燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量低于同質(zhì)量其他燃料隨堂練習(xí)B4.2021和2022年，我國使用長征五號(hào)B運(yùn)載火箭，在海南文昌航天發(fā)射場先后成功發(fā)射天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙。長征五號(hào)B運(yùn)載火箭使用了液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，以液氫為燃料。關(guān)于這種燃料，下列說法不合理的是()A.不產(chǎn)生污染B.燃燒時(shí)火焰是紅色的C.產(chǎn)生相同的熱量和推力需要的質(zhì)量更小D.我國在氫氣制造、貯存、運(yùn)輸、應(yīng)用等方面，已取得重大突破隨堂練習(xí)B5.氫燃料電池汽車通過巧妙的設(shè)計(jì)，使反應(yīng)2H2+O2

══2H2O不需點(diǎn)燃即可進(jìn)行，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>