氫氣性質

第四節氫氣的性質和用途

（2課時）

一.知識教學點

1.氧氣的物理性質。

2.氧氣的還原性，可燃性，以及有關實驗和現象。

3.氫氣點燃前檢驗純度的原因。

4.氫氣的用途。

5.從得氧失氧角度學習氧化還原反應，氧化劑，還原劑。

二.重、難、疑點及解決辦法

1.重點：氫氣的化學性質。

2.難點：氫氣的還原性。

3.疑點：氫氣、氧氣按一定比例混合為什么會發生爆炸，而純凈的氫氣在空氣中可

以安靜的燃燒？

4.解決辦法：通過實驗，從表面現象到微觀本質進行分析。

三.教學步驟

(一)明確目標

1.使學生了解氫氣的物理性質。

2.學生掌握氫氣的還原性，可燃性，并了解有關實驗和現象。

3.了解氫氣點燃前檢驗純度的原因。

4.根據氫氣的性質，了解氫氣的用途。

5.從得氧失氧角度了解氧化還原反應，氧化劑，還原劑。

(二)整體感知

本節以實驗為主，通過實驗現象研究本質，從而使學生的知識從感性到理性進行升

華。尤其是講氧化還原反應時，應注意分析反應的過程，以便使學生的氧化還原反應的

概念有較深的印象。

另外，本節的實驗較多．應規范操作，使學生有一個良好的實驗印象，從而為學生

進行實驗提供一個良好的參考材料。

(三)教學過程

第一課時

[復習引入]：在上一節課我們學習了氫氣的實驗室制法和置換反應，那么，實驗室制取

氫氣的反應原理是什么？什么是置換反應？它有什么特點？

[講解]：在空氣一章中，我們已經學習了氧氣的物理性質和化學性質。那么氫氣的物理

性質和化學性質是怎樣的？氫氣有什么樣的用途呢？首先我們學習氫氣的物理

性質。

[板書]：一.氫氣的性質

1.物理性質

[教師活動]：展示一瓶新制的氫氣由學生觀察。

[學生活動]：觀察狀態、顏色，總結出氫氣的物理性質。

[板書]：氫氣是一種無色，無味的氣體。在101KPa時氫氣在-252℃時變成液體，在—259℃

變成雪花狀固體，它難溶于水，密度比空氣小。

[講述]：為了驗證氫氣的密度，我們來觀察下面的實驗。

[實驗]：演示實驗3—4：驗證氫氣密度

[學生活動]：認真觀察現象，積極思考。

[提問]：由此現象可以得到什么結論？

[解釋]：形成的肥皂泡之所以迅速上升，就是因為氫氣的密度很小的緣故。在標準狀況

下，1升氫氣的質量為O.089克，大約是同體積空氣質量的1/14。

[提問]：那么，氫氣的化學性質是怎樣的呢？在前面我們學習了氧氣的化學性質，知道

了氧氣可以和許多物質發生化學反應，那么氫氣可不可以和氧氣發生反應呢？

我們就利用實驗來驗證一下。

[板書]：2.化學性質

[實驗]：演示實驗3—5：氫氣的燃燒

[提問]：①純凈的氫氣在空氣中燃燒的現象是什么？

②它與空氣中哪種物質發生了反應？

③它的產物是什么？你是怎樣知道的？

④它們反應的化學反應表達式是什么？

[總結]：（1）氫氣在空氣中燃燒

現象：①氫氣在空氣中安靜的燃燒，發出淡藍色火焰；

②燒杯內壁有水珠，并且發熱。

結論：點燃點燃

氫氣+氧氣——→水H2+O2——→H2O

總結：氫氣具有可燃性。

[提問]：那么，混有空氣的氫氣在點燃時會發生什么現象？

[實驗]：演示實驗3—6：氫氧混合爆炸實驗

[現象]：氫氣開始安靜的燃燒，然后發出了爆鳴聲，塑料筒被高高沖起。

[板書]：混有空氣的氫氣點燃會發生爆炸。

[提問]：為什么會發生這樣的現象？

[總結]：之所以會發生爆炸是因為氫氣中混有了空氣。混合氣體中大量氫氣分子和空氣

中的大量的氧氣分子混合，這樣大量的分子相互接觸點燃后，二者迅速反應，

在極短的時間內放出大量的熱，這些氣體又在一個有限的空間內，當溫度迅速

升高，氣體迅速受熱膨脹，沖出容器發出爆鳴聲。如果該反應發生在密閉容器

或容積大出口小的容器，氣體不能排出或來不及排出，就會使容器炸裂造成危

險。

[提問]：為什么純凈的氫氣可以安靜的燃燒呢？

[解釋]：因為純凈的氫氣在點燃后只在管口或小孔處與空氣中的氧氣接觸，接觸面積小，

發生反應的氫氣分子和氧氣分子的量也少，所以放出的熱量也少，并且很快就

散失到空氣中去了，不會發生爆炸。通過科學實驗測定，空氣中如果混入的氫

氣的體積達到總體積的4%-74.2%時，點燃混合氣體就會發生爆炸，這個范圍叫

做氫氣的爆炸極限。

[板書]：氫氣的爆炸極限是4%-74.2%。

[講解]：事實上所有的可燃性氣體，粉塵，蒸汽與空氣充分混合遇火都有可能發生爆炸，

因此可燃性氣體泄漏時一定要杜絕一切火源，防止發生爆炸造成危險。這也要

求我們在使用氫氣和其他可燃性氣體時為了不發生危險，使用前一定要檢驗純

度。下面我們就學習檢驗純度的方法。

[實驗]：演示實驗3—7：檢驗氫氣的純度（邊實驗邊講解）

[提問]：為什么在第二次檢驗前要先用手堵一會試管才能繼續收集氫氣再進行檢驗純

度？

[教師活動]：指導學生閱讀課本第55頁小字部分。

[板書]：注意：使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗純度。

[練習]：教材第58頁第1題。

(四)總結、擴展

本節我們主要學習了氫氣的物理性質和氫氣的可燃性。通過學習，同學們應該重點

掌握氫氣與氧氣反應生成水，但是當條件不同時產生的現象不同。我們還學習了可燃性

氣體檢驗純度的方法。同學們應該掌握并且注意在使用可燃性氣體時一定要檢驗純度。

同時通過學習，應該學會如何通過表面現象分析物質的變化，得到正確的結論和正

確的方法。

四.布置作業：1.教材第58頁第2、3題。

2.思考題：室內如果發生煤氣泄漏怎么辦？

第二課時

[復習提問]：1.氫氣的物理性質與氧氣比較有哪些異同？

2.純凈的氫氣在空氣中燃燒有哪些現象？反應的表達式是什么？

3.為什么點燃氫氣前一定要檢驗純度？如何檢驗？

[講解]：氫氣除了可以與氧氣發生反應外，還可以和某些含氧化合物發生反應。這是氫

氣的另一個重要的化學性質，下面我們就來看一下氫氣與氧化銅的反應。

[板書]：（2）氫氣與氧化銅的反應

[實驗]：演示實驗3—8：氫氣與氧化銅的反應

[提問]：通過實驗可以看到什么現象？得到什么產物？

[總結]：現象：①試管中黑色的氧化銅變成紅色。

②試管口有水滴出現。

結論：氫氣+氧化銅→銅+水

H2+CuO→Cu+H2O

[提問]：①為什么在通氫氣前檢驗純度？

②為什么要向試管中先通一會氫氣再加熱？

③試管口為什么要略向下傾斜？

④實驗完后，為什么停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻？

[解釋]：因為這個實驗的條件是加熱，如果產生的氫氣不純，那么，在加熱時有可能引

起氫氣發生器的爆炸造成危險。同樣道理，如果不把試管中的空氣排除干凈，

就有可能使氫氣和空氣混合在加熱條件下發生爆炸。也就是說，先向試管中通

一會氫氣，目的是排除試管中的空氣。那么在加熱時，試管中的氫氣的濃度大

于它的爆炸極限時就不會發生危險。試管口略向下傾斜是為了使反應生成的水

不會倒流到試管底部使灼熱的試管驟冷炸裂，而導致實驗失敗。實驗完畢后再

通一會氫氣直至試管冷卻，是為了使生成的銅在氫氣的環境中冷卻而不與空氣

中的氧氣接觸，使灼熱的銅與氧氣反應再生成氧化銅。

[板書]：實驗注意問題：

a.通氫氣前檢驗氫氣純度

b.先通一會氫氣再加熱

c.試管口要略向下傾斜

d.實驗完畢后，停止加熱后還要通氫氣直到試管冷卻

[提問]：這個反應屬于哪類反應類型？（學生回答問題）

[分析]：在這個反應中，我們可以看到氧化銅中的氧被氫氣奪走，形成了單質銅。這個

過程我們稱氧化銅被還還原了；而氫氣和氧化銅中的氧結合成它的氧化物水，

我們說氫氣被氧化了。這里被還原的氧化銅稱為氧化劑，具有氧化性；被氧化

的氫氣叫做還原劑，具有還原性。

[副板書]：H2+CuO→Cu+H2O

還原劑氧化劑

被氧化被還原

總結：氫氣具有還原性。

[板書]：（3）氧化還原反應

[講解]：前面我們學過物質與氧的反應叫做氧化反應，也就是說，在這個反應中氫氣發

生了氧化反應，因為它與氧化銅中的氧發生了反應；對于氧化銅來說，它失去

了氧，這種反應叫做還原反應。

[板書]：含氧化合物里的氧被奪去的反應叫做還原反應。

[講解]：從這個反應中我們可以總結這樣的規律：

[板書]：氧化劑失去氧．被還原，發生還原反應；

還原劑得到氧，被氧化，發生氧化反應。

在通常情況下，氧化反應和還原反應是同時發生的。

[小結]：通過上面的學習我們可以概括氫氣具有兩條化學性質：

1.具有可燃性

它與氧氣反應生成水，純凈的氫氣在空氣中安靜的燃燒，發出淡藍色火

焰，放出熱量生成水；混有空氣的氫氣點燃可能會發生爆炸，所以在點燃氫

氣前一定要驗純。

2.氫氣具有還原性

它可以奪取某些含氧化合物中的氧，使含氧化合物還原，自己被氧化，

發生氧化還原反應。

[講述]：針對氫氣的物理性質和化學性質，氫氣有哪些用途呢？

[板書]：二.氧氣的用途

[學生活動]：閱讀課本第56頁“二、氫氣的用途”。

[討論]：氫氣的用途，并說明它的用途是根據它的哪些性質？

[總結板書]：1.填充探空氣球(奄度小)。

2.制備金屬材料(還原性)。

3.作為高能燃料(可燃性)。

4.工業原料。

性質決定用途，用途反映性質。

(四)總結、擴展

本節學習了氫氣的還原性和用途。在這一節的學習中，同學們應重點掌握氫氣的還

原性，掌握它與氧化銅反應的實質，并且通過觀察實驗，總結概括結論，體會學習的方

法性和實驗的規范性，應強調深入的研究和探討，只有這樣才能使我們不但學習了知識，

同時培養了能力。

四.布置作業

課本第58頁第4、5題。