粤教版-化学-九年级上册-教学用书_初高中资料库_初中资料库（转存避免链接过期失效）_初中化学

义务教育教科书
化　
　
学
教师教学用书
九年级　上册　(最新修订版)
化学教参编写组　编写
北　京
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前　
　
言
本书根据«国家中长期教育改革和发展规划纲要» 和«义务教育化学课程标准
(２０１１年版)» 的精神和要求ꎬ配合义务教育教科书«化学»
(最新修订版)
(科学出
版社和广东教育出版社共同出版) 的使用而修订ꎬ分上下两册出版ꎬ供教师使用ꎮ
书中对化学教材修订的指导思想、体系结构和特点做了说明ꎬ并对各章各节的教
学重点与难点、教法指引和实验活动做了详细分析和讲解ꎬ同时附有参考资料和习题
解答ꎮ所附光盘含有各章节的教学设计示例、课件、图片、动画或视频和相关资料等ꎮ
本书的修订是在２００４年和２００８年版的基础上进行的ꎬ参加本次修订的人员有: 主
编江琳才ꎬ副主编李开祥、刘平ꎬ编写人员戚丘琳、罗江东、肖常磊(光盘)ꎮ
在此ꎬ谨向参加过本书各版编写和修订的编者们ꎬ表示真诚的感谢ꎮ
２０１２年６月
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目　
　
录
　新时代、新发展、新教材、新面貌
———新版«化学» 教材(２０１２年) 的修订说明
１
……………
第一章　大家都来学化学
１２
……………………………………………………
１􀆰１　身边的化学
１３
……………………………………………………………
１􀆰２　化学实验室之旅
１９
………………………………………………………
１􀆰３　物质的变化
２６
……………………………………………………………
１􀆰４　物质性质的探究
３０
………………………………………………………
第二章　空气、物质的构成
３４
…………………………………………………
２􀆰１　空气的成分
３６
……………………………………………………………
２􀆰２　构成物质的微粒(Ｉ) ———分子
４７
……………………………………
２􀆰３　构成物质的微粒(ＩＩ) ———原子和离子
５３
…………………………
２􀆰４　辨别物质的元素组成
６０
…………………………………………………
第三章　维持生命之气———氧气
６６
…………………………………………
３􀆰１　氧气的性质和用途
６８
……………………………………………………
３􀆰２　制取氧气
７２
………………………………………………………………
３􀆰３　燃烧条件与灭火原理
７８
…………………………………………………
３􀆰４　物质组成的表示式
８２
……………………………………………………
第四章　生命之源———水
８９
……………………………………………………
４􀆰１　我们的水资源
９１
…………………………………………………………
４􀆰２　水的组成
９９
………………………………………………………………
４􀆰３　质量守恒定律
１０４
…………………………………………………………
４􀆰４　化学方程式
１０８
……………………………………………………………
第五章　燃　　料
１１６
……………………………………………………………
５􀆰１　洁净的燃料———氢气
１１８
………………………………………………
５􀆰２　组成燃料的主要元素———碳
１２５
………………………………………
５􀆰３　二氧化碳的性质和制法
１３２
……………………………………………
５􀆰４　古生物的“遗产” ———化石燃料
１４２
………………………………
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新时代、新发展、新教材、新面貌
———新版«化学» 教材(２０１２年) 的修订说明
这套新修订的初中«化学» 教材(上、下册) 是依据«国家中长期教育改革和发
展规划纲要» 和«义务教育化学课程标准(２０１１年版)» 编写和修订的ꎮ
一、教材的编写思路
１
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二、修订的指导思想
１􀆰使教材能更好地体现社会主义核心价值体系ꎬ充分反映时代精神ꎬ适应社会发
展的新要求ꎬ贯彻落实国家的方针政策和素质教育理念ꎬ反映化学科学技术的新进展ꎬ
使教材内容得到及时更新ꎬ与时俱进ꎮ
２􀆰更完整地实施化学课程标准ꎬ使教材在理念、目标、内容、认知要求、难易程
度等各方面都能符合«课程标准» 的规定ꎬ保证学生学习基础教育必需的化学基础知
识、技能和方法ꎮ
３􀆰更全面地遵循利于学生发展、利于转变传统教学模式的原则ꎬ搭建多种教学互
动平台ꎬ通过各种形式让学生主动参与学习过程ꎬ联系学生的生活经验ꎬ调动学习的
热情和兴趣ꎬ使教材更有自己的风格和特色ꎬ能为更多的中学教师和学生所喜爱使用ꎮ
４􀆰更符合青少年学生的心理特征和认知规律ꎬ删除实验教材中存在的“内容过多、
要求过高、难度过深” 的部分ꎬ使教材更加简明易懂、生动有趣、利教易学ꎬ有利于
学生的身心健康和全面成长ꎮ
三、新课程标准的变化
２０１１年版«义务教育化学课程标准» 的内容跟２００１年«全日制义务教育化学课
程标准(实验稿)» 相比ꎬ在总体上没有大的改动ꎬ只是删除了过于繁、难或陈旧的成
分ꎬ明确规定了学生必须完成的实验项目ꎬ提高了实验技能的操作要求ꎬ可供师生选
择的建议性的活动内容有所增加ꎮ基础知识和技能的要求更加符合学生适应现代生活
和未来发展的需要(参见下表)ꎮ
表１　新课程标准内容更新情况
主题
内容
增加
删减
一、
科
学
探
究
(三)
实验
技能
初步学会用酸碱指示剂、
ｐＨ试纸检验溶液的酸碱性
(四)
完
成
基
础
的
学
生
实
验
１􀆰粗盐中难溶性杂质的去除
２􀆰氧气的实验室制取与性质
３􀆰二氧化碳的实验室制取与
性质
４􀆰金属的物理性质和某些化学
性质
５􀆰燃烧的条件
６􀆰一定溶质质量分数的氯化钠
溶液的配制
７􀆰溶液酸碱性的检验
８􀆰酸、碱的化学性质
∗科学探究案例３
空气中的二氧化
碳含量会改变吗?
２
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续表
主题
内容
增加
删减
二、
身
边
的
化
学
物
质
空
气
活动
∗呼出气体与空气中ＣＯ２
相对含量差异的探究
∗空气中ＣＯ２相对含量的探究
情景
∗宇航、潜水的呼吸供氧
∗氮气的用途
水
与
溶
液
活动
∗生活中的乳化现象
∗溶液凝固点和沸点的变化
∗洗去衣料上沾有的油污
情景
∗自来水的生产工艺
∗硬水对日常生活的影响
∗制取蒸馏水
∗食品中的乳化剂
∗红墨水的纸上层析
∗服装干洗
金
属
标准
∗认识常见金属的主要化学性质
∗知道常见金属与氧气的反应
情景
∗不锈钢餐具
∗制造自来水管材料的变迁
化
合
物
情景
∗作物生长最适宜的ｐＨ范围
∗根瘤菌固氮
三、
物
质
构
成
的
奥
秘
物
质
多
样
性
标准
∗知道无机物可分成氧化物、
酸、碱、盐
活动
∗水的电解实验
∗粗盐中难溶性杂质的去除
∗温度计的水银代用品
∗分离氯化钠固体与铁粉组成的
混合物
情景
∗海水的主要成分
∗铁的几种氧化物
微
粒
性
情景
∗原子结构模型
∗桂花十里飘香
∗原子结构的发现
元素
情景
∗人体需要的元素
组成
活动
∗根据化合价写出常见
化合物的化学式
四、
物
质
的
化
学
变
化
化学
变化
情景
∗葡萄糖在体内氧化释放能量
∗干电池和充电电池
∗照相底片的感光
∗中国古代的黑火药
化
学
反
应
活动
∗氢氧化钠与盐酸反应探究
∗镁条燃烧
∗高锰酸钾加热分解
∗电解氯化铜溶液
∗氢气与氧化铜的反应
∗铁粉与硫粉反应
情景
∗用食醋清洗水垢
质量
守恒
情景
∗铜片灼烧后的质量变化
∗电解水实验及其微观解释
３
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续表
主题
内容
增加
删减
五、
化
学
与
社
会
发
展
化
学
与
能
源
、
资
源
活动
∗氢气的燃烧实验
∗“淡化海水” 法
情景
∗氢能源汽车
∗煤矿瓦斯爆炸的预防
∗面粉厂的防爆措施
∗环保汽车的兴起
∗海水的综合作用
合成
材料
情景
∗纯羊毛和合成纤维的鉴别
∗新型陶瓷
健康
情景
∗婴儿奶粉中的蛋白质含量
环境
情景
∗污水处理和利用
∗空气质量日报
∗空气污染指数
四、教材的体系和结构
１􀆰体现利于学生终身发展、贴近学生生活、贴近现代社会的原则
教材设计以利于学生终身发展ꎬ且与社会生活实际密切相关的化学课题为主线ꎬ
构筑教材的学习单元ꎮ据此确定各章的主题为: 概览、空气、氧气、水、燃料、金属、
溶液、酸碱盐、现代生活与化学ꎮ
２􀆰体现教材内容的逻辑顺序和学习过程的认知顺序相结合的原则
在学习化学物质及其变化的内容时ꎬ注意通过实验操作、实验现象的观察和分析ꎬ
引出结论ꎮ在讲述基本概念、基本理论和化学计算等内容时ꎬ把它们分成若干彼此相
关的知识模块(如分子、原子和离子ꎻ元素、单质和化合物ꎻ化学式、化学方程式及
有关计算ꎻ溶液基础知识及计算等)ꎬ互相链接ꎬ穿插安排在各章中ꎬ注意知识的内在
联系ꎬ循序渐进ꎬ由浅入深ꎬ由简及繁ꎬ难点分散ꎬ利教易学ꎮ在学习化学与社会发
展内容时ꎬ注意设置学习情景ꎬ在社会的大背景下升华化学知识价值ꎬ既有趣味性又
有针对性ꎮ
３􀆰体现探究式的学习过程和方法的原则
强调探究式的学习过程和方法ꎬ以化学实验探究为主ꎬ通过疑问、猜测、实验、
观察、分析解释、概括总结ꎬ引导学生自主地进行探究式的学习ꎬ获得结论ꎬ并能加
以拓展和应用ꎮ为此ꎬ各章特辟“学生探究活动” 或“学生实验活动” 专栏ꎬ编写进
«课程标准» 规定的学生至少应完成的实验项目ꎬ让学生通过自己的亲身实践ꎬ去了解
科学探究的基本过程和方法ꎬ学习基本的实验技能ꎬ培养科学探究能力ꎮ
五、修订的主要方面
根据教育部颁布的«义务教育化学课程标准(２０１１年版)» 的规定ꎬ结合使用科
４
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学—粤教版«化学» 的使用地区广大师生的修改建议ꎬ本教材新修订的侧重点体现在
下述五个方面ꎮ
１􀆰
“调”
(１) “元素” 由原第三章前调至第二章ꎻ
(２) “化学式” 由原第四章前调至第三章ꎻ
(３) 第八章先学习检验溶液酸碱性(包括定性的指示剂检验和定量的ｐＨ检验)ꎬ
再学习酸、碱的共性ꎻ
(４) 调整部分重要实验的内容ꎬ使其更符合新课标要求ꎮ
２􀆰
“拆”
(１) 将原第二章第三节拆分成“分子” 和“原子与离子” 两节ꎻ
(２) 将原第四章第五节拆分成“质量守恒定律” 和“化学方程式” 两节ꎻ
(３) 将原第五章第二节拆分成“碳” 和“二氧化碳的性质与制法” 两节ꎻ
(４) 将原第六章第一节拆分成“ 金属材料的物理特性” 和“ 金属的化学性质”
两节ꎮ
３􀆰
“并”
(１) 将原第二章第一、二节合并成“空气的成分” 一节ꎻ
(２) 将原第四章第一、二节合并成“我们的水资源” 一节ꎻ
(３) 将原第七章第五节“乳化作用” 并入第一节“溶解与乳化”ꎻ
(４) 将原第九、十章合并成“现代生活与化学” 一章ꎮ
４􀆰
“删”
(１) 按新课标的规定删去氧化反应和还原反应有关“性” 和“剂” 的知识ꎻ
(２) 删去空气和水资源中过分繁杂的应用性常识ꎻ
(３) 将原第八章第六节“海洋资源综合利用” 从正文删去ꎬ改为“知识视窗”ꎻ
(４) 将原九、十章合成材料、营养素、药品等内容由４８页码删至２８页码ꎻ
(５) 删去原书中教学功能不显著的图表ꎮ
５􀆰
“新”
(１) 反映国家建设和科技新成就ꎻ
(２) 增编学生必做实验ꎬ并在书末附有相应的«学生实验活动记录和报告»ꎻ
(３) 根据教育部基础教育课程教材专家的审查意见ꎬ增加了有关“分子式”
“溶
液的浓度” 等简单介绍的内容ꎬ化学式的定义也作了修正ꎻ
(４) 介绍了微型化学实验等新实验方法ꎻ
(５) 介绍了新的知识进展ꎬ如碳单质研究的进展ꎻ
(６) 重新编写了习题ꎮ
六、修改后全书的架构
全套教材分上、下两册ꎬ共九章(一至五章为上册ꎬ六至九章为下册)ꎬ主要内容
分配的架构如下:
５
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表２　教材内容架构
各章主题
化学物质
基本概念
实验技能
主要探究与实验活动
１􀆰概览
镁(燃烧)
铜(氧化)
化学变化
药品取用
酒精灯加热等
铜片受热变黑
化学变化和物理变化
２􀆰空气
空气的成分
物质的构成ꎬ分子ꎬ
原子ꎬ离子ꎬ纯净物ꎬ
混合物ꎬ元素ꎬ单质ꎬ
化合物ꎬ氧化物
气体收集
滴管使用
呼吸作用
空气的成分
分子的扩散运动和
特性
３􀆰氧气
氧气( 性质与
制备)
化学式ꎬ化合价ꎬ
催化ꎬ燃烧ꎬ化合ꎬ
分解
仪器连接
药品取用
气体制备
氧气的制取与性质
催化剂的作用
燃烧条件
４􀆰水
水( 物性与构
成)
质量守恒定律
化学方程式
蒸发
托盘天平
水的电解与组成
蒸馏法制纯水
质量守恒
５􀆰燃料
氢　碳
二氧化碳
化石燃料
不完全燃烧和完全
燃烧
仪器选用
气体制备
氢气燃烧
二氧化碳制取与性质
石油馏分的燃烧
６􀆰金属
金属
置换反应ꎬ金属活动
性顺序ꎬ合金
金属与酸、盐
溶液的反应
生锈条件
金属的物性和化性
合金ꎬ炼铁
７􀆰溶液
多种溶质的
溶解
溶质ꎬ溶剂ꎬ溶液ꎬ
饱和ꎬ乳化ꎬ溶解度ꎬ
溶质质量分数
过滤ꎬ结晶
配制溶液
饱和和不饱和溶液
溶解的热现象
粗盐提纯
配制溶液
８􀆰酸碱盐
酸碱盐化肥
中和反应
复分解反应
浓酸稀释
ｐＨ检测
酸碱性检验
ｐＨ试纸的使用
中和反应
酸碱的化性
铵态肥检验
９􀆰现代生活与
化学
甲烷　乙醇
合成材料
营养素　药品
有机物　化学能
快速检测
甲烷燃烧
区分羊毛与合成
纤维
淀粉和加碘盐的
检验
６
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七、教材特色的变化
在保持原教材特色基础上ꎬ修订教材的特色又更进一步的彰显、发扬和创新ꎬ归
纳起来ꎬ体现在以下七个方面ꎮ
１􀆰突出“厚德载学”ꎬ教材亦是“学材”
厚德: 教材重视渗透社会主义核心价值观ꎬ反映时代精神ꎮ从开篇第一节就以近
年来化学科技和材料的新发展成果ꎬ介绍了祖国社会主义建设和改革开放的新成就ꎬ
重视培养学生正确的情感态度和价值观ꎬ并将其渗透交织、融会贯通在教材中ꎮ例如
把北京奥运会建设的国家体育馆和游泳馆、探月卫星、天宫一号的照片放进教材ꎬ并
用我国古代文物中的国宝后母戊鼎、古代冶金和炼铁等成就激发学生的爱国热情ꎮ介
绍国家减排治污、保护环境、节能低碳、绿色家园等可持续发展的政策ꎬ培养学生热
爱自然的感情ꎮ教材每章章首增加了与本章内容有关的“名人名言”ꎬ起既励志又明理
的作用ꎮ增加反映近年来我国在科技上取得的重大成就的照片ꎮ如“嫦娥二号”
(图
１－９) “鸟巢” “水立方” (图１－６) 等ꎬ旨在激发学生勤奋学习、热爱科学ꎬ为振兴
和发展我国科学事业当好接班人ꎮ讲解国家政策法令ꎬ安排调查活动ꎬ引导学生从学
校课堂走向社会ꎬ了解社会民情ꎬ参与社区和学校的节水、防火、废物回收、防治白
色污染等活动ꎮ提倡不吸烟、不酗酒、反吸毒ꎬ树立正确的荣辱观ꎬ培养良好的道德
品质ꎬ做个好公民ꎮ
载学: 把教材编写成适合学生自主阅读的丰富“学习材料”ꎬ而不是教师讲授知识
的教案ꎮ适合学生自主学习表现在以下几点:
采用“游戏化编写方式” 学习化学用语与化学概念ꎻ
选用与学生日常生活密切相关的熟悉的生活情境和社会实践材料(如卷心菜、火
柴、蜡烛、矿泉水标签等) 学习化学知识ꎻ
采用“以图代文” 编写方式学习化学实验操作性知识与技能ꎻ
采用“链接” (课本知识链接ꎬ课本外知识链接) 方式回忆或拓展相关知识学习ꎬ
使知识织成网络ꎻ
设置“知识视窗” 和“网上学” 栏目ꎬ提供阅读网址拓展阅读范围与方式ꎬ开辟
“课文阅读＋知识视窗阅读＋链接阅读＋网络阅读” 的多种阅读途径ꎬ突出科学素养要
求的“自主学习能力和阅读能力” 的培养ꎮ
２􀆰激发学习兴趣ꎬ改变教学方式
采用“游戏化学习方式” 编写教材ꎬ能体现信息社会时代特点、学生年龄特征和
化学启蒙教育内容学习要求ꎬ激发学习兴趣ꎬ突破化学概念和化学用语学习难点ꎬ改
变教学方式ꎮ
主要表现是:
用具有男女性别与年龄特征的“动漫人物插图” 比拟学习者ꎮ这些动漫人物有的
表现出“思考” (如图１－１)ꎬ有的表现出“观察活动” “实践活动” 或“探究活动”
(如图１－９和图１－３)ꎬ有的表现出男女“对话”
(图３－１３) 和“小组辩论会”
(Ｐ２８６)ꎮ这些动漫人物插图比拟学习者的编写方式ꎬ使初三学生学习化学有“ 亲近
感” “角色感” 和“时代感”ꎬ能够激发他们的学习兴趣ꎬ特别对于化学概念与化学用
７
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语学习内容上ꎬ效果最好ꎮ
用无性别有年龄特征的“动漫人物插图” 比拟物质、分子、原子或离子( 如图
２－１１和图２－２７、图９－４及多次出现的“铅笔头” 卡通人)ꎮ用动漫人物做游戏和互
相对话等方式表示这些物质或微观的变化(如图２－１１)ꎮ通过动漫人物插图ꎬ降低微
观概念学习难度ꎮ“动漫人物游戏对话” 编写方式ꎬ有助教师教学方式改变ꎬ将“注入
式” 转变成“游戏化” 教学方式ꎮ
用第一人称( 我———教材编写者) 与第二人称( 你———学生) 对话方式编写教
材ꎮ通过二人平等地、面对面地“对话” 学习化学知识ꎬ使学生好像在“谈心”
“讲
故事” 的氛围中学习新知识ꎮ在第一章特别体现出这一特点ꎮ
３. 生活引进化学ꎬ化学面向社会
修订教材遵循新课标提出的“化学与社会生活实际有着广泛而紧密的联系ꎬ化学
教材的编写应突出这一特点” 的精神ꎬ建构编写体系ꎬ将生活—化学—社会—环境的
主线贯穿全书ꎮ翻开教材的首章第一节ꎬ标题就是“身边的化学”ꎬ从家居、出行、环
境、健康、社会发展各层面展现社会生活与化学的密切联系ꎮ全书编排各章的主标题
分别是学生十分熟知的“空气” “维持生命之气———氧气” “生命之源———水” “燃料”
“金属” “溶液” “常见的酸、碱、盐”ꎬ最后一章是“现代生活与化学”ꎮ教材借助人
们在社会生活中最常见、最基本的物质与材料ꎬ将学生引进化学世界ꎬ探讨化学的基
本原理和基础知识ꎬ进而引导学生回归到社会生活的事物中去运用ꎬ使学生了解化学
科学技术在满足人类社会不断增长的物质和文化生活需要方面的重要作用ꎬ以及化学
在解决当今社会面临的资源、能源、材料、环境、健康等问题中的作用ꎮ
４􀆰实行探究方法ꎬ强化学生实验
教材遵照新课标“让学生主动地体验科学探究过程ꎬ在‘做科学’ 的探究实践中
培养创新精神和实践能力” 的理念ꎬ开篇第一章就撰编了“探究物质的性质” 这一节
内容ꎬ指引学生观察“铜受热氧化” 的实验探究活动ꎬ通过系列的探究步骤ꎬ比较完
整地体现课标关于“发展科学探究能力” 这个二级主题的八个“要素”ꎬ进而归纳出
与之对应的实行科学探究“六步法”:
观　察
　与
问　题
→
假　设
　与
预　测
→
实　验
　与
事　实
→
解　释
　与
结　论
→
反　思
　与
评　价
→
表　达
　与
交　流
并且着重指出各步骤中ꎬ“实验与事实” 是中心环节ꎬ它包含了“制订计划” “进行实
验” 和“搜集证据” 三个步骤ꎬ以此引导学生初步获知新课标提出的进行科学探究的
完整过程包含了哪些“要素”ꎬ为进一步学习科学实验探究活动打下基础ꎮ
为了发展学生科学探究和进行实验活动的能力ꎬ教材特别重视新课标规定的至少
完成八项基础学生实验的编写ꎬ不仅开辟了“学生探究活动” 和“学生实验活动” 的
新专栏ꎬ而且在书末还有相应的记录和报告ꎮ学生实验活动分为两类: 一类以训练学
生的实验操作技能为主ꎬ它们是“粗盐中难溶性杂质的去除” “一定溶质质量分数的氯
化钠溶液的配制” 和“溶液酸碱性的检验”ꎻ另一类以实验探究为主兼顾实验操作技
能ꎬ它们是“氧气的实验室制取与性质” “二氧化碳的实验室制取与性质” “金属的物
理性质和化学性质” “燃烧的条件” 和“酸、碱的化学性质”ꎮ
８
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我们还在部分实验中引进微型化学实验技术(实验８－７和８－９)、数字化手持实
验技术(溶解热的测定)ꎬ让学生接触新的实验技术ꎬ培养创新意识ꎮ
除了编排新课标规定的学生至少应完成上述８项基础的重要实验外ꎬ教材在全书
中还编入“我们的呼吸作用” “质量守恒定律” 和“钢铁锈蚀原因” ３项探究实验ꎻ结
合学习各章的化学知识ꎬ另外编入的实验“观察活动” 达到７１个之多ꎮ
５. 直观解析概念ꎬ重视方法指导
教材领会新课标“化学概念内容的编写要体现直观性、关联性和发展性” 的要求ꎬ
重视教材适用性ꎬ利教便学ꎬ汲取１０年使用经验和关注教师教学习惯ꎬ根据教师教学
经验与调查的反馈建议ꎬ适当调整了教材逻辑结构ꎮ在修订概念原理时ꎬ不仅注意通
过实验事实力求直观地引入ꎬ而且在分析其内涵时ꎬ为学生“铺路搭桥”ꎬ前后联系ꎬ
疏通道理ꎬ难点浅析ꎬ顺畅理解ꎮ
例如ꎬ如何理解化合价的概念? 以往教材的说法是“化学上用化合价来表示原子
之间相互化合的数目”ꎮ不少学生往往把化合价与化合物分子中的原子数目混淆起来ꎮ
为此ꎬ我们在修订教材时将其阐述为“化学上用化合价来确定化合物中原子(或离子)
之间互相结合的数目ꎬ化合价数值越大的元素ꎬ提供原子(或离子) 的数目越少ꎬ化
合价数值越小的元素ꎬ提供原子( 或离子) 的数目越多”ꎮ这样阐述ꎬ学生就好理
解了ꎮ
教材重视学习方法的指导ꎬ譬如注意引导学生能从繁杂的化学知识中ꎬ概括出中
心内容ꎬ并能准确地把握学习要点ꎬ使所学的知识能从少到多ꎬ又能从多到少ꎮ为此ꎬ
在课文里设置了三道环节: 第一道ꎬ每节标题之下专列一行“要点提示”ꎬ让学生进入
该节内容的学习前ꎬ就能明了知识的重点ꎻ第二道ꎬ重要的化学问题研讨、阐述之末ꎬ
设置“长话短说” 栏目ꎬ对化学基本概念、规律和知识关键作扼要的归纳ꎻ第三道ꎬ
每章结尾布局“精要回放”ꎬ结合图示列出所学化学知识的纲目ꎬ排列章内涉及的概念
名词ꎬ以便学生构建该章知识的脉络和框架ꎮ又如注意知识的关联学习ꎬ通过“链接”
把学科间或前后章节的知识联系起来ꎬ从已知到未知ꎬ从个别到一般ꎬ从部分到整体ꎬ
使所学知识系统化、条理化、网络化(例如ꎬ第二章“物质的从属关系表” 的总结、
第八章“酸、碱、盐的化学性质” 的学习)ꎮ还设置了“网上学” 栏目ꎬ从课本拓展
到互联网ꎬ引导学生利用关键词上网搜索资料和信息ꎬ培养学生利用网络获得知识的
自学能力ꎮ
６. 搭建多种平台ꎬ促进师生互动
为了促进转变传统的教学方法ꎬ我们在教材中搭建了多种教学平台ꎬ便于师生在
教学中互动ꎬ让学生主动参与学习过程ꎬ自觉地构建新知识ꎮ教材中有适合谈话式进
行教学的内容(如“什么是分子”)ꎻ有适合游戏式进行教学的内容(如“氯化钠的形
成”)ꎻ有适合案例研讨式进行教学的内容(如氢气的主要性质)ꎻ有需要师生一起动
手配合的“探究活动” “观察活动” “实验活动” “实践活动”ꎻ有需要师生一起交流讨
论的“讨论与交流”
“你知道吗” 等栏目ꎮ此外ꎬ教材中还留有许多空行或空格让学
生填写或作答ꎬ使课本既是教材ꎬ也是学材ꎬ在教科书中搭起多种教学平台ꎬ有利于
教师进行教学改革和创新ꎬ提高教学质量ꎮ
９
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７. 形式生动活泼ꎬ版面多样有趣
教材贯彻新课标有关“教材应图文并茂ꎬ引人入胜ꎬ设置多样化栏目ꎬ体现便教
利学的特点” 的建议ꎬ为适应初中学生的年龄特征ꎬ运用图、表、漫画、卡通去展现
教材的内容: 全书共插入照片、绘图１４０多幅ꎬ漫画近３０幅ꎬ实验图例７０多个ꎬ归
类、比较的表格１００多个ꎬ并用铅笔头卡通人物做全书的引导形象ꎻ编辑“探究活动”
“学生实验活动” “观察活动” “调查活动” “知识视窗” “长话短说” “网上学” 等实
践性、拓展性和评价性的栏目共２６０多个ꎮ总之ꎬ全书版面活泼ꎬ图文并茂ꎬ色彩美
丽ꎬ能强烈地调动学生学习化学的主动积极性ꎮ
八、用好新教材ꎬ搞好新课程的教学
从以上的比较分析中可以看出ꎬ要用好根据新课程标准编写的新教材ꎬ搞好新课
程的教学工作ꎬ的确要求教师更新理念ꎬ改变传统的教学思想和方法ꎬ其中最主要的
就是领会新课程标准提出的课程改革的基本理念ꎬ把培养学生学习化学的兴趣、提高
学生的科学素养放在首位ꎮ为此ꎬ在制订教学目标、设计教学进程、创设学习情景、
改进教学方法ꎬ评价教学成果等环节中ꎬ要特别注意突出以下几点:
１􀆰课程基础性
首先要明确义务教育阶段的化学课程是一门基础课程ꎬ要从２１世纪公民的科学素
养和社会需要出发ꎬ提供给学生最基本的化学知识、技能、方法和必要的教学资源ꎬ
更新课程内容ꎮ在教学中要注重科学方法教育ꎬ着力培养学生的探究能力ꎬ努力使每
一个学生在现有基础上都能获得对未来的发展真正有用的化学知识ꎮ
因此ꎬ在化学概念教学中不要过分强调定义的严密性ꎬ要强调学生的可接受性和
初中学习的阶段性ꎻ在基本原理的教学中ꎬ要做到深入浅出ꎬ防止过深、过难的拔高
现象ꎻ在元素化合物知识的教学中ꎬ要注意联系社会生活实际ꎻ在化学计算教学中ꎬ
要避免繁琐的数学运算ꎬ如只要求对化学方程式会进行简单计算ꎬ不要再进行反应物
过量或几种反应并存的计算ꎮ
２􀆰现实生活性
结合学生熟悉的日常衣食住行中的生活情境和已有的实际经验提炼学习素材ꎬ从
大量生动的现实问题中开发新的学习主题ꎬ运用现代信息技术ꎬ发挥多种媒体的教学
功能ꎬ激发学生学习化学的兴趣ꎬ使学生体验并逐步认识化学对日常生活和社会发展
的重要影响ꎮ
３􀆰师生互动性
改革传统的以“教材为中心”
“教师为中心” 的化学教学模式ꎬ提倡教师指导下
的以学生为主体的互动学习的方式ꎬ例如进行学生小组合作学习模式的试验ꎬ让学生
在活动中学习知识、技能和方法ꎬ培养情感、态度和价值观ꎮ力求贴近学生的生活ꎬ
联系社会实际ꎬ创设生动、真实、多样的科学探究和实践活动情境ꎬ通过实验、调查、
新闻媒体、实物、影像资料等ꎬ让更多的学生体验探索过程ꎬ在丰富多彩的活动中培
养学生的创新精神和实践能力ꎮ
４􀆰综合关联性
反映化学在实现人与自然的和谐共处过程中的重要作用ꎬ重视学科间的联系ꎬ从
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“跨学科” 的视角引导学生认识人口、环境、能源、材料、资源、健康等与化学的关
系ꎬ加强化学与物理、生物、地理等学科的联系ꎬ逐步培养学生形成综合的科学观ꎮ
５􀆰发展能力性
在内容选择、目标设置中力求体现学生未来发展的需要ꎬ特别重视学生在探究知
识的形成、联系和应用以及交流、讨论和自我评价过程中获得知识的方法ꎬ培养科学
的态度和正确的价值观ꎬ培养学生初步解决实际问题的能力ꎬ强化学生的社会责任感ꎮ
九、课时安排建议
表３　课时安排建议
章
讲课
学生实验活动
复习与练习
章
讲课
学生实验活动
复习与练习
１
７
１
２
６
５
１
２
２
９
２
７
７
１
２
３
７
１
２
８
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１
２
４
７
２
９
５
２
５
７
１
２
合计
６５
６
１８
十、本书编写格式
每
章
栏
目
全章要览
【地位作用】
【要点编排】
【内容特点】
【课时安排】
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分节阐述
【教学地位】
【教学目标】
【课时安排】
【教学重点】
【教学难点】
【教学建议】
【实验活动】
【习题答案】
【过程示例】
【资料搜索】
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→包含
教学原则
教学模式建议
实施建言
特别提示(可能有)
突破难点的方法、易错点、
疑难解释、教学误区
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章末练习答案
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第一章　
大家都来学化学
全章要览
一、本章内容在教学中的地位、作用
本章是正式系统学习化学基础知识的第一章ꎬ带领学生进入化学课堂、走进绚丽
多彩的化学世界ꎮ通过对一门新功课的学习憧憬和疑问ꎬ激发学生对化学学习的兴趣ꎮ
教材介绍了生活中形形色色的化学物品、精彩而神秘的化学变化ꎬ让学生了解化学课
的学习内容、认识化学变化的基本特征ꎬ初步形成“物质是变化的” 这一基本哲学观
点ꎬ激发学生对化学的好奇心和学习欲望ꎮ通过如何探究物质的性质的活动ꎬ体验科
学探究的重要性ꎬ认识科学探究的主要步骤ꎬ培养学生合作与交流的习惯和能力ꎮ教
材介绍了化学对社会的贡献和化学工业对环境的影响ꎬ使学生认识到: 化学是一门社
会需要的中心科学ꎬ它与我们的衣、食、住(建材、家具)、行( 运输工具、道路)
都有非常密切的关系ꎮ化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学
等科学相互联系、相互促进、快速发展(图１－１)ꎮ
图１－１　化学与其他学科的联系
二、本章分节要点及编排
１􀆰１　身边的化学
通过图片、多媒体和趣味实验ꎬ让学生初步了解身边有哪些物质、现象与化学有
关ꎬ激发学生对化学的兴趣ꎬ了解化学课学习的内容ꎮ
１􀆰２　化学实验室之旅
参观实验室ꎬ介绍部分化学仪器和实验规则ꎬ强调实验安全ꎬ做一些简单的实验
练习ꎬ为后面学生实验做好准备ꎮ
１􀆰３　物质的变化
学习物理变化和化学变化ꎬ开始触及具体化学知识ꎮ
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１􀆰４　物质性质的探究
了解科学探究的几个环节ꎬ体现新课标所要求的关于科学探究的要素ꎬ使学生在
教师通过实验活动引导下ꎬ初步学会假设、实验、推理和得出结论的探究方法ꎮ
表１－１　本章各节编排细目
节标题
学习要点
主要学习活动
１􀆰１身边的化学
∗知道家居、出行、环境、健康、
社会发展与化学的关系
观察活动: 用清洁剂和食醋等日常
用品演示的变色实验
１􀆰２化学实验室
之旅
∗参观实验室
∗练习药品取用、加热和洗涤仪器
的操作
知识视窗: 实验室安全常识
操作练习: 固体和液体样品取用ꎻ
用酒精灯加热ꎻ洗涤试管
１􀆰２习题
１􀆰３物质的变化
∗认识化学变化、物理变化
∗认识物质的物理性质与化学性质
观察活动: 水的三态变化、石蜡熔化、
玻璃破碎、糖溶于水
观察活动: 火柴梗燃烧、镁条燃烧
１􀆰３习题
１􀆰４物质性质的
探究
∗认识物理性质、化学性质
∗知道科学探究的一般步骤
探究活动: 铜氧化的科学探究
实践活动: 蜡烛的燃烧
１􀆰４习题
精要回放
关键词或词组ꎬ各节要点
练习题(一)
三、本章内容的特点
通过“１􀆰１身边的化学” 体现趣味性ꎻ“１􀆰２化学实验室之旅” 体观科学、严谨性ꎻ
“１􀆰３物质的变化” 趣味性和科学性相结合ꎬ要求教学中重在实验现象的观察指导ꎻ
“１􀆰４物质性质的探究” 重点体现了科学的严谨性和学习科学的方法ꎮ
四、课时安排建议
１􀆰１身边的化学—１课时
１􀆰２化学实验室之旅ꎬ参观实验ꎬ认识仪器—２课时　简单实验操作练习—１课时
１􀆰３物质的变化—２课时
１􀆰４物质性质的探究—２课时
本章复习及练习—２课时
分节阐述
１􀆰１　身边的化学
【教学地位】这是化学入门第一课ꎬ教学目标要求不高ꎬ但对激发学生对化学的兴
趣有重要的作用ꎮ
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【教学目标】
１. 创设好愉悦的学习情境ꎬ引起学生兴趣ꎮ
２. 通过阅读、议论和实验观察进行生生或师生之间的合作学习ꎬ让学生注意和发
现生活中的各种化学物品和现象ꎬ尝试说出、列举各种物质的名称ꎬ使他们感受到各
种化学物质的真实存在ꎮ
３. 除了教材中四个方面的物质外ꎬ也可引导学生扩展眼界ꎬ注意发现空气、水、
土壤、沙石或其他用品中存在的化学物质ꎬ培养学生关注社会和人类发展的情感态度
价值观ꎮ
４􀆰结合对我国古代化学化工贡献和现代化学化工的发展进行国情教育ꎮ
【课时安排】１课时ꎮ
【教学重点】化学就在我们身边、与我们的生活密不可分ꎮ
【教学难点】身边哪些物质是用化学材料制成的? 哪些活动与化学有关?
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性、趣味性原则ꎮ
尽可能利用多媒体技术(或图片、幻灯)、实验展示与化学有关的物质、变化或古
今科学技术ꎬ在轻松活泼中完成教学任务ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “自主—开放” 式
引导学生面对各种物质产生联想ꎬ是本节的一个重要教学任务ꎮ无论学生如何奇
思妙想ꎬ都要充分肯定、鼓励ꎬ保护学生的求知欲望ꎮ探索学习以自主学习为基本
前提ꎮ
(２) “启发—探究” 式
探究学习的基本特征是使学生从真实的自然情境、生活情境或书本知识情境中
“发现并解决问题” 或“研究问题”ꎬ类似科研工作者的求知方式ꎮ学生所“探究” 的
问题ꎬ只要对学生本人来说具有一定陌生感或新异感ꎬ就有“探究” 的价值ꎮ这里看
重的是ꎬ学生在主动“探究” 中领会知识ꎬ学会自主学习并有助于形成科学的情感、
态度和价值观ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 有条件的学校ꎬ提前布置学生预习ꎬ要根据自己的理解收集与化学有关的照
片、动画、幻灯片ꎬ或指定部分学生收集卷心菜或有色花瓣ꎬ捣烂挤汁ꎬ试验滴入食
醋和小苏打(或清洁剂) 的颜色变化ꎮ在第一节课分小组推选３~ ４名学生展示ꎬ说明
化学就在我们身边ꎬ化学与我们的生活密不可分ꎮ教师及时点拨纠错ꎬ并指导看书
(重点文字、看书中图片)ꎮ
(２) 教师收集与化学有关的照片、动画、幻灯片ꎬ演示(或指定学生上台操作)
甘蓝(或收集的有色花瓣) 捣烂挤汁ꎬ试验滴入少量食醋和小苏打(或清洁剂) 的颜
色变化ꎬ教师适时提问、讲解ꎬ并适时要学生看书中文字和图片ꎮ若无法收集到甘蓝
或紫色花ꎬ也可用其他源于生活的身边物质做趣味实验ꎮ
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４􀆰特别提示
１) 突破难点的方法
简单教给学生区分天然存在(略施加工) 和人工生产(自然界不存在ꎬ通过化学
方法生产出来) 的物质ꎮ
２) 易错点
①天然物质不是化学物质———错!
我们看得见摸得着的所有物质都是化学物质(都由化学元素组成)ꎬ只不过有的是
自然界存在的ꎬ有的是由人工利用化学方法生产出来的ꎮ
②化学一定产生污染ꎬ天然的、物理和生物没有污染———错!
化学和化工生产的确有污染ꎬ但可以控制ꎬ化学还可以将本来有污染的物质变为
没有污染的物质ꎬ化学正走向绿色化方向ꎮ许多天然物质也有污染(如放射性物质、
没有处理过的动物粪便、有毒植物)ꎻ物理也有电磁污染、噪声污染、光污染、放射性
污染ꎻ生物会存在细菌和病菌污染等ꎻ不健康的文学作品还会造成精神污染ꎮ关键在
于人的认识和处理方法ꎮ
③食品中使用添加剂就会对人体造成危害———错!
添加剂有色素、保鲜剂ꎬ可以增加食物的鲜度、可口度ꎬ关键在于适量ꎬ在经过
科学实验分析确定的限量范围内的添加剂不仅不会造成明显的危害ꎬ而且对食品质量
的提升是十分必要的ꎮ
【实验活动】甘蓝(或收集的有色花瓣) 捣烂挤汁ꎬ试验滴入食醋和小苏打(或
清洁剂) 的颜色变化ꎬ既可以教师演示ꎬ也可以学生演示ꎮ尽可能不要使用化学仪器
(如滴管、试管、烧杯)ꎬ而改为使用生活中的物品(如玻璃杯、矿泉水瓶等)ꎮ
【资料搜索】
１. 化学与社会生活
１) 化学与住房、家庭陈设品
　　在建筑材料中ꎬ只有木材、沙和石子是天然的ꎬ但它们需要用人工合成的化学物质
水泥、胶黏剂粘连起来ꎻ其他如玻璃、油漆、塑料、瓷器、铁铜铝等金属也是化学产品ꎮ
金属是从矿石经化学变化提炼出来的ꎻ一部分的地毯和装饰用的织物是用化工合
成纤维做的ꎬ并用合成的染料来着色ꎻ冰箱和空调用特种化学品作为制冷剂ꎻ燃气炉、
煤气灶、煤炉的燃烧过程发生的是化学变化ꎬ燃气、燃油是从自然界的石油经精炼和
化学改进后得到的ꎻ地砖、地毯、电线的绝缘体和铜线、电源插座用的塑料和金属、
白炽灯和荧光灯也是由化工产品制成的ꎮ自来水也是经化学净化、除去污染物和致病
的细菌才进入我们的住宅的ꎮ
２) 化学与穿着
皮革是兽皮经化学处理后制成的ꎬ而合成的塑料材料正在取而代之ꎮ鞋子的橡胶
底来自于橡胶树汁液制成的橡胶产品ꎬ但越来越多地采用了橡胶代用品ꎬ如合成的同
类物氯丁橡胶ꎬ它们更为耐用并有这样或那样的优异特性ꎮ
在我们的穿着上用的是合成纤维和合成的染料ꎬ而维护它们的是合成的洗涤剂和
干洗液ꎮ当然ꎬ如羊毛、亚麻和棉花等天然的纤维有其优点ꎬ然而ꎬ它们通常也要经
过化学处理ꎬ比如染色等ꎮ
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３) 化学与交通
人们靠交通出行ꎬ离不开汽车、火车、轮船、飞机等交通工具ꎬ这些工具无一不
与化学息息相关ꎮ下面以汽车、飞机为例来说明ꎮ汽车中的每件东西都是化学加工业
的产品ꎬ如: 金属、油漆、塑料、轮胎用的橡胶、引擎舱内的“橡皮” 软管(是比橡
胶更耐油和耐热的合成材料) 都是ꎮ防冻液是一种合成的化学药品ꎻ蓄电池是一种化
学产品ꎻ车厢的内装潢通常用合成品或者是经鞣化的皮革制品、用有塑料为夹层的安
全玻璃以防破碎的车窗同样离不开化学物质ꎮ
燃油和润滑油是加有化学添加剂的石油化学产品ꎮ将原油加以蒸馏就能得到燃油
或润滑油ꎬ但也可以用化学方法ꎬ利用催化剂将石油中的天然大分子“裂化” 成较小
的分子ꎬ作为燃料使用ꎮ在石油炼制厂中一些巨大和高耸的塔是作蒸馏用的ꎬ另外的
一些塔是供化学加工生产更有用的化学品ꎮ润滑油中加入各种化学药品后具有更佳的
抗磨性ꎬ并且在一定温度范围内能较好地发挥其作用ꎮ
在车辆排气系统中装入催化转化器来降低污染ꎮ它们用铂、铑和其他物质将一氧
化氮、一氧化碳和未燃尽的碳氢化合物转化成毒害较低的化学品ꎮ
飞机有特殊的要求ꎮ没有质强量轻的铝就不可能有飞机ꎮ它需要使用特种塑料和
特种燃油ꎮ太空飞行需要更为专用的化学品ꎬ包括能产生很大推动力的火箭燃料和由
合成材料制成的特种衣着ꎮ如果当你乘坐一辆汽车或一架飞机ꎬ甚至乘坐一架航天飞
机时ꎬ试图找一下有什么东西是不属于现代化学的产物ꎮ你不会成功的ꎬ除非你发现
了一个木片或是一些棉花或羊毛之类ꎬ但即使如此ꎬ它们本身都由化学元素构成ꎬ而
且也是经过化学处理和化学除渍的ꎮ
４) 化学与食物
我们曾听到过一些建议: 人们不要食用任何一种对它的化学名字都读不出来的东
西ꎮ按照这样一种规则没有一个人能存活ꎮ甘油三酯是天然食物中脂肪的一个组分的
最简单的化学名词ꎮ葡萄糖、果糖还不是普通食糖的完整化学名词ꎬ还有我们都需要
摄取以求生存的维生素类ꎬ对于某些没有学过一点点化学的人来说是完全不可能读出
这些名词的ꎮ
可以说ꎬ人们要了解饮食的化学本性就必须学些化学ꎮ这样ꎬ他们不仅能读出复
杂的化学名词ꎬ而且还能了解哪些化学品属于有益健康的饮食ꎮ
化学的作用始于食物供应之初的农业ꎮ化学肥料为植物的生长提供了氮和其他化
学元素ꎮ如果没有这些肥料ꎬ我们就不能为众多的人口提供足够的食物ꎮ除草剂能使
作物茂盛而杀虫剂则能保护作物ꎮ
杀虫剂的使用是最有争议的一项化学活动ꎮ杀死害虫是非常好的ꎬ但杀虫剂是否
会杀死鸟类、动物和益虫呢? 它们会不会带进食物? 当我们吃了带有杀虫剂的食物后
会不会有损健康呢? 现在人们已对研究工作投入大量的物力ꎬ旨在开发更好的虫害控
制方法ꎮ此外ꎬ化学家们开发了灵敏的方法来检测食物中的污染物ꎮ这些工作正在进
行之中ꎮ
已知的最毒的化学物质是在自然界产生的ꎬ而不是在化学家的实验室里ꎮ微生物ꎬ
如细菌ꎬ能制造出一些非常危险的化学品ꎮ食物的细菌性污染所造成的威胁总是要比
农业化学品所带来的厉害得多ꎮ因此ꎬ化学的另一贡献是开发安全的食品防腐剂和符
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合卫生的包装方法来防止细菌的污染ꎮ食品冷藏法是建立在合成冷冻剂的基础上的ꎬ
它是另一种防御食品腐败和细菌性污染的方法ꎮ
目前世界各国用于食品中的防腐剂种类很多ꎬ美国允许使用的约５０余种ꎬ日本约
４０余种ꎬ我国约３０余种ꎬ如苯甲酸钠、山梨酸钾、丙酸钙、丙酸钠、脱氢醋酸和葡萄
糖酸内酯等ꎮ我国对不同种类的食品允许添加的防腐剂种类和添加量作了严格的规定ꎮ
现在较为常见的防腐剂有苯甲酸钠和山梨酸钾两种ꎬ它们都具有较强的抗菌作用ꎬ
国家相关标准中规定用于酱油、食醋、果酱等产品ꎬ每千克此类食品的添加量不得超
过１ｇꎬ如果用于低盐酱菜、面酱、蜜饯果脯、山楂糕等食品ꎬ每千克的添加量不得超
过０􀆰５ｇꎮ
食品中还可能添加某些色素ꎬ如赤鲜红色素、番茄红色素、黑米红色素、甘蓝红
色素、甘薯红色素、高梁红色素、胭脂树橙红花黄色素、红花红色素、黑加仑色素、
红米红色素、红曲红色素、苋菜红色素和姜黄色素等ꎮ
化学还保护了我们的水供应ꎮ不洁净的水能携带危险的病菌ꎮ在世界上的不发达
地区ꎬ由于未净化水而引起了常发性流行病ꎮ化学家们已开发了利用氯或臭氧的水处
理法ꎮ正如发明现代的药品一样ꎬ水处理法为人类的健康做出了同样多的贡献ꎮ
药物化学家们开发了兽用药来保护家畜不生疾病ꎮ化学家们也开发了一些试验方
法来确定牛奶之类产品是否符合我们的纯度和安全度标准ꎬ并检验其营养价值ꎮ
我们所吃的很多食品已不是它们的原始状态ꎬ而是经过转化了的ꎮ谷物被加工成
早餐用的麦片、蛋糕和饼干ꎬ以及借助于发酵粉制成的面包ꎮ制造工艺随着由食品化
学家所设计的各种检验来进行商业性生产ꎮ制造啤酒、威士忌酒和葡萄酒所用的发酵
法也要由化学试验来监测生产过程ꎮ
我们不可能从食物中除去“化学品” ———世界上的每一种物质都是由化学品构成
的ꎮ为了达到保护和扩大食品供应的目的ꎬ我们必须保证所用的化学品不论是天然的
或是合成的ꎬ都是安全的和有效的ꎮ
５) 化学与国防
几乎任何人都不会认为战争是一种有价值的人类活动ꎬ但是一旦爆发战争ꎬ人人
又都希望取得胜利ꎮ因此ꎬ政府总是号召科学家们制造出更有效的武器或更好的防御
物ꎮ化学在其中发挥了重要的作用ꎮ
我国四大发明之一的火药彻底地改变了交战状况ꎬ现代的弹药采用了这种炸药的
更新样式ꎮ它们是化学药品或其混合物ꎬ经过化学反应释放出大量热能ꎮ反应的产物
是气体ꎬ如氮气或二氧化碳ꎮ气体受热便急剧膨胀ꎬ这就是爆炸的化学解释ꎮ
核武器爆炸的能量来自于原子发生本质变化的一类核反应ꎬ而不是产生于化学反
应ꎮ核武器中的热气体仅是热空气而已ꎮ但爆炸中伴随的辐射作用则是原子核变化过
程而不是化学过程的结果ꎮ然而ꎬ核武器所使用的核燃料(高纯度的铀) 全赖化学方
法和技术ꎬ才得以从天然铀矿中提炼得到ꎮ
从钢质枪炮中发射出的铅或钢质子弹是用冶金化学生产的金属制成的ꎬ子弹是用
化学炸药推动的———可以确实地认为是“化学武器”ꎬ但它不是通常所指的词意ꎮ我们
所说的化学武器指的是用了化学毒物的武器ꎮ
化学家们还发明了抵抗毒气的好方法ꎬ开发了能与毒气起反应或将毒气吸附的防
毒面具及供士兵用的防护塑料服ꎮ
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２􀆰化学科学的发展
化学的历史渊源非常久远ꎬ可以说从人类学会使用火ꎬ就开始了最早的化学实践
活动ꎮ我们的祖先钻木取火、利用火烘烤食物、寒夜取暖、驱赶猛兽ꎬ充分利用了燃
烧的发光发热现象ꎮ当时这只是一种经验的积累ꎮ化学知识的形成、化学的发展经历
了漫长而曲折的道路ꎮ它伴随着人类社会的进步而发展ꎬ是社会发展的必然结果ꎮ而
它的发展ꎬ又促进了生产力的发展ꎬ推动了历史的前进ꎮ化学的发展ꎬ主要经历以下
几个时期ꎮ
１) 化学的萌芽时期
从远古到公元前１５００年ꎬ人类学会在熊熊的烈火中用黏土制出陶器、由矿石烧出
金属ꎬ学会用谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色ꎮ这些都是在实践经验的直接启
发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺ꎬ但还没有形成化学知识ꎬ只是化学的萌芽
时期ꎮ
２) 炼丹和医药化学时期
约从公元前１５００年到公元１６５０年ꎬ化学被炼丹术、炼金术所控制ꎮ为求得长生不
老的仙丹或象征富贵的黄金ꎬ炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验ꎬ而后记载、
总结炼丹术的书籍也相继出现ꎮ虽然炼丹家、炼金术士们都以失败而告终ꎬ但他们在
炼制长生不老药的过程中ꎬ在探索“点石成金” 的方法中实现了物质间用人工方法进
行相互转变ꎬ积累了许多物质发生化学变化的条件和现象ꎬ为化学的发展积累了丰富
的实践经验ꎮ当时出现的“化学” 一词ꎬ其含义便是“炼金术”ꎮ但随着炼丹术、炼
金术的衰落ꎬ人们更多地看到它荒唐的一面ꎬ化学方法转而在医药和冶金方面得到正
当发挥ꎬ中、外药物学和冶金学的发展为化学成为一门科学准备了丰富的素材ꎮ
３) 燃素化学时期
这个时期从１６５０年到１７７５年ꎬ是近代化学的孕育时期ꎮ随着冶金工业和实验室经验
的积累ꎬ人们总结感性知识、进行化学变化的理论研究ꎬ使化学成为自然科学的一个分
支ꎮ这一阶段开始的标志是英国化学家玻意耳为化学元素指明科学的概念ꎮ继之ꎬ化学
又借燃素说从炼金术中解放出来ꎮ燃素说认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素ꎬ燃烧
过程是可燃物中燃素放出的过程ꎮ尽管这个理论是错误的ꎬ但它把大量的化学事实统一
在一个概念之下ꎬ解释了许多化学现象ꎮ在燃素说流行的一百多年间ꎬ化学家为解释各
种现象ꎬ做了大量的实验ꎬ发现了多种气体的存在ꎬ积累了更多关于物质转化的新知识ꎮ
特别是燃素说ꎬ认为化学反应是一种物质转移到另一种物质中的过程ꎬ化学反应中物质
守恒ꎬ这些观点奠定了近代化学思想的基础ꎮ这一时期ꎬ不仅从科学实践上ꎬ还从思想
上为近代化学的发展做了准备ꎮ所以这一时期是近代化学的孕育时期ꎮ
４) 定量化学时期
这个时期从１７７５年到１９００年ꎬ是近代化学发展的时期ꎮ１７７５年前后ꎬ拉瓦锡用
定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说ꎬ开创了定量化学时期ꎬ使化学沿着正确的轨道
发展ꎮ１９世纪初ꎬ英国化学家道尔顿提出近代原子学说ꎬ接着意大利科学家阿伏伽德
罗提出分子概念ꎮ自从用原子分子论来研究化学ꎬ化学才真正被确立为一门科学ꎮ这
一时期ꎬ建立了不少化学基本定律ꎮ俄国化学家门捷列夫发现元素周期律ꎬ德国化学
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家李比希和维勒发展了有机结构理论ꎬ这些都使化学成为一门系统的科学ꎬ也为现代
化学的发展奠定了基础ꎮ
５) 科学相互渗透时期
这个时期基本上从２０世纪初开始ꎬ是现代化学时期ꎮ２０世纪初ꎬ物理学的长足发
展ꎬ各种物理测试手段的涌现ꎬ促进了溶液理论、物质结构、催化剂等领域的研究ꎮ
尤其是量子理论的发展ꎬ使化学和物理学有了更多共同的语言ꎬ解决了化学上许多未
解决的问题ꎬ物理化学、结构化学等理论逐步完善ꎮ同时ꎬ化学又向生物学和地质学
等学科渗透ꎬ使过去很难解决的蛋白质、酶等的结构问题得到深入的研究ꎬ生物化学
等得到快速的发展ꎮ
６) 主要发展趋势
(１) 更加重视国家目标ꎬ更加重视不同学科之间的交叉和融合ꎮ与十个科学群的
交叉和融合: 数理科学、生命科学、材料科学、能源科学、地球和生态环境科学、信
息科学、纳米科学技术、工程技术科学、系统科学、哲学和社会科学ꎮ
(２) 理论和实验更加密切结合ꎮ１９世纪的化学———实验科学(实验现象的积累和
归类分析)ꎻ２０世纪上半叶———实验＋理论( 实验现象的理论阐述)ꎻ２０世纪下半
叶———实验＋理论＋计算(化学规律的计算机模拟)ꎮ
(３) 在研究方法和手段上ꎬ向更广和更深层次的方向发展ꎮ更加重视介乎两者之
间的纳米尺度ꎬ并注意到从小的原子、分子组装成大的纳米分子ꎬ以至微型分子机器ꎮ
１􀆰２　化学实验室之旅
【教学地位】本节内容是学生第一次进入化学实验室ꎬ第一次接触化学仪器ꎬ对养
成科学严谨的实验纪律、实验规则、实验习惯非常重要ꎮ
【教学目标】
１􀆰通过参观化学实验室ꎬ了解化学实验室的设备ꎬ知道化学实验的要求ꎬ认识常
用的化学仪器ꎮ
２􀆰通过教师示范和自己亲自操作ꎬ了解常用仪器的使用方法ꎻ学会药品的取用、
物质的加热等化学实验常用操作ꎮ
３􀆰培养学生重视实验实践、遵守实验纪律和安全、合作学习的科学态度ꎮ
【教学安排】２课时ꎮ建议第一课时参观实验室ꎬ认识常见仪器药品ꎬ讲解实验纪
律和实验规则ꎻ第二课时示范实验基本操作ꎬ学生独立实验ꎮ
【教学重点】了解常用仪器的使用方法ꎬ学会药品的取用、物质的加热和试管洗涤
等化学实验常用操作ꎮ
【教学难点】培养学生实验的规范操作和重视实验安全的良好习惯ꎮ
【教学建议】
１. 教学原则
系统性、科学性、面向全体ꎻ严格要求、轻松活泼ꎮ
在本节课的教学中ꎬ应对学生进行实验的目的性和重要性的教育ꎬ并提出化学实
验的要求ꎮ系统性是指哪些在本节课要介绍ꎬ哪些在以后的学习中再介绍ꎬ教师要有
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系统的考虑ꎻ科学性是指教师的示范和对学生的要求要规范科学ꎻ面向全体就是要保
证全体学生都动手进行实验操作练习ꎻ实验时既严格要求ꎬ又要创设轻松活泼的气氛ꎬ
不要严格到导致胆小的学生不敢动手ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “参观—讲解” 式———实验规则、实验纪律、实验室仪器药品ꎮ
(２) “示范—说明” 式———教师实验操作演示ꎮ
(３) “自主—开放” 式———学生操作ꎬ分小组或个人独立操作ꎬ每位学生独自完成
实验报告ꎮ
３. 实施建言
要遵守实验室规则ꎬ注意安全ꎻ课前要做好预习准备ꎬ明确实验要求ꎻ实验时要
仔细观察ꎬ实事求是地做好记录ꎬ认真分析现象并写好实验报告ꎻ实验后废物要妥善
处理ꎬ仪器要及时清洗ꎬ保持实验室整洁等ꎮ可利用多种媒体或实物表演为学生提供
不遵守实验室规则和操作规程所带来危害的事实ꎬ进行爱护公物和安全教育ꎬ以使学
生从中领悟遵守实验室规则和操作规程的重要性ꎮ
教师可以根据学校的具体情况ꎬ组织学生参观化学实验室ꎬ结合实物ꎬ对一些常
用仪器的名称、性能和用途等做简单介绍ꎬ然后组织学生进行药品的取用、加热和洗
涤仪器等基本操作训练ꎮ
关于学生分组实验ꎬ可以结合课本书尾附页的“学生实验活动记录和报告(实验
一)” 或学生实验册进行ꎮ本节课主要学习药品的取用、物质的加热等化学实验中的常
用操作ꎬ其他的实验操作将在后续的章节中陆续学习ꎮ在教学过程中ꎬ要控制好教学
秩序ꎬ使学生一开始就形成良好的实验习惯ꎮ
由于火柴在学生的生活中较少使用ꎬ而学生实验室仍然使用火柴作为点火的工具ꎬ
所以有必要向学生演示划火柴的操作ꎮ
建议将教学流程中的前三个版块作为第一课时ꎬ第二课时进行常用操作的练习ꎬ
也可根据情况灵活调整ꎮ在教学中采用讲解、演示、练习相结合的形式ꎬ特别要注意
教师示范操作的规范性ꎮ同时ꎬ要给每个学生练习的机会ꎬ教师应重视在巡堂过程中
及时纠正学生操作时的错误ꎬ务必使学生在开始学习时就形成正确进行操作的习惯ꎮ
另外ꎬ教师在讲解“应该怎样” 的同时ꎬ多问几个“为什么”ꎬ使学生明确规范操作
的必要性ꎮ
４􀆰特别提示
１) 突破难点的方法
强化实验纪律、实验规则和良好的实验习惯ꎬ教师既要严格要求ꎬ又要耐心、亲
切地向学生说明不按要求可能出现的意外或事故ꎮ
２) 易错点
①未讲清实验规则和操作成功的关键点就让学生独立操作ꎮ
②学生独立操作放任自流ꎬ不照实验步骤要求操作ꎮ
③学生在实验室大声喧哗ꎬ开玩笑或课堂嘈杂ꎮ
３) 疑难解释
(１) 物质燃烧为什么会有火焰?
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凡燃烧物质在燃烧时有气体和较轻的固体小颗粒向上升ꎬ液体小珠滴或固体小颗
粒被加热到明亮的程度、向外扩散的聚集体还没有冷却时ꎬ形成有亮度的火焰ꎬ(如天
然气、酒精、镁条的燃烧)ꎻ如果是生成很重的固体颗粒向下落ꎬ则不会有火焰(如铁
丝、铜丝的燃烧)ꎮ如果燃烧产生的较轻小固体颗粒越多ꎬ火焰越明亮(如燃烧乙炔和
苯时火焰特别明亮ꎬ因为它们的含碳量高造成不完全燃烧ꎬ产生许多固体炭ꎬ同时还
形成了黑烟ꎻ而天然气、酒精含碳量小ꎬ产生的固体颗粒少ꎬ所以火焰不明亮)ꎮ
(２) 为什么酒精灯外焰温度高? 加热要用外焰?
因为外焰与空气接触充分ꎬ燃烧也充分ꎬ所以温度高ꎻ内焰因为是刚汽化的可燃
物、或接触的空气少ꎬ燃烧不充分ꎬ所以温度低ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ａ　２􀆰Ｃ　
３􀆰
(１) 正确　
(２) 错ꎻ滴管应洗净放回试管架上ꎬ不能平放ꎬ以免污染桌面、
损坏胶头　
(３) 错ꎻ液体不超过试管容积的１/ ３　
(４) 错ꎻ一般不超过２/ ３
４􀆰Ａ　错ꎻ瓶盖应倒放　
Ｂ　
错ꎻ应将试管平放ꎬ锌粒置于管口ꎬ竖管让锌粒滑
至管底下　Ｃ　错ꎻ应该垫石棉网　Ｄ　对
５􀆰
(１) 将试管夹从试管底部往上套ꎬ夹在试管的中上部ꎮ(２) 液体药品可顺瓶
口流至瓶外壁污毁标签ꎮ(３) 聚水成滴ꎬ成股流下
６􀆰①加热前可能试管底外壁有水珠或没有均匀预热ꎻ②加热时试管底接触到灯
芯或用内焰加热ꎻ③加热完毕没有待试冷却至室温就放在有水的地方或灼热部位接
触到金属物体ꎻ④加热物质有水珠在试管上部没有倒尽就将试管口向上竖直( 使水
滴回流到灼热的部位)ꎮ
【过程示例】
[活动一] 参观化学实验室ꎮ
[参观] 全班同学一起到化学实验室参观ꎮ依次参观化学药品室、仪器室、实验
准备室、实验课室ꎮ
参观前ꎬ讲解以下参观要点:
(１) 进入化学药品室: 看看化学药品柜中的药品摆放有什么规律?
(２) 进入化学仪器室: 看看哪些仪器是你认识的? 说出它们的名称ꎮ
(３) 进入实验准备室: 了解相关的实验设施ꎮ
(４) 进入实验课室: 找一找电源开关、自来水总闸、灭火器分别在什么地方? 这
里跟教室有何不同? 仔细阅读墙壁的张贴物ꎬ如«化学实验室规则» 等ꎮ
[讨论、交流] 一边参观ꎬ一边交流ꎮ
[讲解] 化学实验课的要求以及安全知识ꎮ
结合展示常用化学仪器ꎬ讲解该化学仪器的名称、用途及使用方法ꎮ
[活动二] 常用操作练习(边讲边实验并说明理由)ꎮ
１. 固体药品的取用
取用固体药品一般用药匙ꎬ有些块状药品可用镊子夹取ꎮ
[演示]
(１) 向试管里加入粉末状固体ꎮ(可用折好的纸槽装药粉ꎬ平放试管ꎬ插入纸槽再
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慢慢将试管竖起来)ꎮ
(２) 向试管里加入块状固体ꎮ
操作要点:
先将试管平放ꎬ再慢慢竖立起来ꎮ
[分组练习]
(１) 用药匙取少量食盐加入试管中ꎬ并将试管放在试管架上ꎮ
(２) 用镊子夹取１粒石灰石放入试管中ꎬ并将试管放在试管架上ꎮ
２. 液体药品的取用
[演示] 液体的倾倒、液体的量取、滴管的使用ꎮ
操作要点:
(１) 瓶塞要倒放ꎻ标签要向着手心ꎻ瓶口要紧挨着试管口ꎮ
(２) 量筒须放平ꎬ视线与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平ꎮ
(３) 保持滴管竖直在管口上方ꎻ不可把滴管伸入试管内ꎬ不可将滴管横放或倒持ꎮ
[分组练习] 用量筒量取５ｍＬ水ꎬ倒入装有食盐的试管中ꎬ振荡试管使食盐
溶解ꎮ
[讲解并演示] 振荡试管的方法ꎮ
３. 给物质加热
[演示] 酒精灯的使用ꎮ介绍酒精灯的构造ꎬ点燃酒精灯并给试管里的液体加热ꎬ
熄灭酒精灯ꎮ
操作要点:
(１) 要用火柴或打火机点燃酒精灯ꎬ熄灭时要用灯帽盖灭ꎮ
(２) 将试管夹从试管底部往上套ꎬ夹在试管中上部ꎬ先将试管来回移动ꎬ使试管
均匀受热ꎬ然后利用外焰对准试管内被加热物质加热ꎮ
(３) 加热时ꎬ试管内液体不能超过试管容积的三分之一ꎮ
[分组练习]
(１) 用酒精灯将上一实验所得的食盐水加热至沸腾ꎮ
(２) 用镊子夹一小块铜片在酒精灯上加热ꎬ观察铜片颜色变化ꎮ
４. 仪器的洗涤
[讲解并演示] 仪器的洗涤方法以及实验后仪器的放置方法ꎮ
操作要点:
(１) 先将药品倒入指定容器ꎬ然后用水冲洗ꎬ也可用试管刷刷洗ꎮ
(２) 试管洗涤后ꎬ将管口向下放置于试管架上ꎮ
(３) 将实验仪器整齐摆放于实验台上ꎬ擦干台面ꎬ清理台面及周围的垃圾ꎮ
[小结] 学会常用的实验操作ꎬ养成良好的实验习惯ꎬ是顺利开展化学实验的
保证ꎮ
【资料搜索】
关于化学实验绿色化的认识:
１９９１年美国化学会提出了“绿色化学” 这一术语ꎬ绿色化学可以诠释为环境友好
化学(ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙＢｅｎｉｇｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙ)ꎬ它的核心内涵是在反应过程和化工生产中ꎬ
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尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质ꎮ
绿色化学(ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙ) 是通过化学方法合成对环境无害或友好的物质的一门
新兴学科ꎮ绿色化学是人类与自然和谐的化学ꎬ其最大的特点在于它是在始端就实现
预防污染的科学手段ꎬ因而过程和终端均为零排放或零污染ꎮ它主张在通过化学转换
获取物质的过程中充分利用每个原子ꎬ具有“原子经济性”ꎬ因此它既能充分利用资
源ꎬ又能实现预防污染ꎮ
绿色化学为化学教育教学提出了新的要求ꎮ中学化学教育工作者ꎬ如何面对绿色
化学新概念、新思想、新要求ꎬ在实际化学教学中ꎬ结合当前素质教育ꎬ把绿色化学
教育贯穿于中学化学教学的全过程之中ꎬ是一个新的研究课题ꎮ化学实验教学与绿色
化学联系最为紧密、最为直接ꎬ在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要ꎮ
“化学实验绿色化” 就是在满足教学要求的前提下ꎬ设计的化学实验彻底消除或尽
量减少使用和产生有害物质ꎬ从源头上消除化学实验对环境和人类健康的负面影响ꎮ
化学实验绿色化的目的是: 改变只要有化学实验就会产生环境污染的现状ꎬ从绿色化
学的角度研究化学实验ꎬ尽量减少化学实验对环境的污染ꎮ绿色化学实验是化学教学
中实施创新教育的重要内容和必要保证ꎮ我们可以通过以下步骤来实现化学实验的绿
色化ꎮ
１􀆰树立化学实验绿色化的观念
“绿色化学” 它不同于“环境化学”ꎬ它是一门从源头上阻止污染的化学ꎮ从环境
的治理到绿色化学思想的提出ꎬ是人类对如何解决环境问题在认识上的一次飞跃ꎮ绿
色化学实验是在绿色化学的思想指导下ꎬ用预防化学污染的新思想、新方法和新技术ꎬ
对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法ꎮ新课程教科书的编写非常重视化学
实验的绿色化ꎬ增加了很多环境保护的知识ꎬ也删除了一些毒害性较大的实验ꎮ因此
我们在平时的教学活动中ꎬ要注意在教学的各个步骤对学生进行化学实验绿色化思想
的渗透ꎬ通过各种不同途径ꎬ如研究性学习、地方课程、课外兴趣小组等让学生体验
化学实验绿色化ꎬ让每一位学生都能树立绿色化学观念和环境保护意识ꎮ
２􀆰考虑绿色化的实验设计
在化学实验中体现绿色化学思想ꎬ应首先重视化学实验设计的绿色化ꎬ即选取绿
色化的原料、采用“原子经济性” 的化学反应ꎬ使所获得的产物绿色化ꎮ所以要想在
实验中做到绿色化ꎬ最重要的是能够做到实验方案设计上的绿色化ꎮ在实验设计过程
中ꎬ我们老师要积极查阅相关资料ꎬ充分考虑试剂的用量、有毒物质的使用和三废的
排放等问题ꎬ根据化学教学需要ꎬ发现、设计或选择没有污染和安全的实验取代那些
污染严重或危险性大的实验ꎮ对于一个最佳的绿色实验方案ꎬ在设计时要充分体现
“微(微型化)” “密(密封性)” “组(组合实验)” “代(新型替代品)” “改(改进
实验)” 等思想ꎮ
３􀆰对于一个具体的化学实验而言
１) 挖掘绿色实验素材
利用课本的绿色化学实验素材ꎬ使用学生乐于接受的形式和方法ꎬ通过渗透培养
学生绿色化学意识ꎬ是化学教师一项义不容辞的责任ꎮ教材中有许多实验内容都体现
了绿色化学思想ꎮ如: 对固体、液体试剂的取用给出限量要求ꎻ强调实验中常见的事
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故避免、应急处理措施ꎻ介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法ꎻ对会造成污染的
废弃物集中处理再利用或转化为非污染物ꎻ引入了减量、减废的微型化学实验ꎻ增加
家庭小实验ꎬ力求使实验生活化ꎻ有毒气体的制取及性质实验中采用防止和减少环境
污染的装置ꎮ
２) 改进现行中学化学实验
减少试剂的浓度: 在现行中学化学教材中ꎬ有些实验指明了药品浓度ꎬ有些实验
没有指明药品浓度ꎮ对涉及药品浓度的实验探索和改进ꎬ既能节约药品、保证实验效
果ꎬ又能减少环境污染ꎮ
化学实验微型化: 微型化学实验作为绿色化学的一项方法和技术ꎬ已在国内外
日益得到重视和推广ꎮ利用微型化学实验能真正体现绿色化学预防污染ꎬ而不是治
理污染的特点ꎮ其优点是现象明显、效果良好ꎻ减少试剂用量ꎬ降低实验费用ꎻ降
低排废量ꎬ减少污染ꎻ缩短实验时间且安全可靠ꎮ在微小型的仪器中ꎬ用尽可能少
的试剂来进行实验( 一般为常规量的十分之一至千分之一)ꎮ因为只有仪器微型化
了ꎬ才能减少试剂在器皿上的附着量ꎬ同时还应尽可能减少中间产物的转移过程ꎬ
以减少试剂在器皿上的附着ꎮ在学习元素化合物性质、实验习题和一些有刺激性气
味、有毒物质的制备时ꎬ可选用微型化学实验ꎬ充分利用其突出优点ꎮ实验中除了
可使用已研制成功的井穴板等微型仪器ꎬ还可以把集气瓶、烧瓶、启普发生器等微
型化ꎮ在微型化带来实验现象不明显时ꎬ可借助现代化辅助教学手段把实验结果放
大ꎮ如浓硫酸的吸水性和脱水性实验ꎬ药品种类多、分量大ꎬ改在点滴板上进行ꎬ
并且利用实物投影仪将实验结果放大ꎬ既减少药品消耗及废物污染ꎬ又缩短实验时
间ꎬ现象非常明显ꎮ
３) 微型实验示例
①ＣＯ还原ＣｕＯ实验(图１－２) 　　　②Ｃｌ２的制备及性质(图１－３)
图１－２　　　　　　　　　　　　　　　　图１－３　　　　
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　　③ＳＯ２的制备及性质一体化实验装置(图１－４)
图１－４
④木炭还原氧化铜实验装置(图１－５)
图１－５
⑤利用青霉素瓶、Ｖ形管、Ｕ形管、针筒、Ｗ管、井穴板等组装的微型实验(图１－６)
图１－６
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１􀆰３　物质的变化
【教学地位】本节内容是第一次区分物理变化、化学变化ꎬ只能从现象、是否有新
物质生成方面来认识ꎮ今后学习了分子和原子后ꎬ可从分子是否变化、原子是否重新
组合来区分ꎬ是知识的螺旋式上升的开始(高中要从是否有旧化学键断裂和新化学键
生成来认识)ꎮ
【教学目标】
１􀆰体验对变化的观察过程ꎬ认识观察和思考是学习化学的重要环节ꎮ
２􀆰认识物理变化和化学变化的基本特征ꎬ了解物理变化与化学变化的联系ꎮ
３􀆰初步学习观察化学变化的方法ꎬ理解反应现象与本质的联系ꎮ
【课时安排】２课时ꎮ
【教学重点】化学变化的基本特征ꎮ
【教学难点】学习如何通过变化现象的特征推测物质发生何种变化ꎬ即理解反应现
象与本质的联系ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性、启发性、师生协同性ꎮ
２. 教学模式建议
(１) “演示—引导” 式———教师抽选学生上台演示ꎬ教师不时点拨观察注意之点ꎬ
并要学生描述ꎮ
(２) “阅读—联想” 式———教师引导学生看书ꎬ要学生联想亲身经历过的物理变化
和化学变化ꎮ
３􀆰实施建言
本节通过学生对多种物质变化的观察、思考ꎬ运用分类学的观点ꎬ以“是否有新
的物质生成” 为分类的依据ꎬ把物质变化分为两大类ꎬ进而掌握化学变化的特征ꎬ认
识观察和判断化学反应的方法ꎮ
引导学生积极参与观察活动ꎬ尽量把一些实验交由学生完成ꎮ
要求学生观察认真仔细ꎬ注意过程的始、中、末三个时态ꎬ观察要与思考紧密结
合ꎬ不能贪图好玩好看ꎬ不能只看明显现象ꎬ不注意细节ꎮ观察时要及时记录、积极
思考、大胆发问ꎬ教师要充分保护学生活动中的各种积极性ꎮ观察能力的培养是长期
的任务ꎬ但要落实到每个教学环节中ꎮ观察是化学学习的重要环节ꎮ观察和思考有巨
大的科学价值ꎬ对人生、对社会事物同样需要观察和思考ꎬ因而要逐步培养学生相应
的价值观ꎮ
４􀆰特别提示
１) 突破难点的方法
对比法ꎮ就是利用书中图片或演示的实验ꎬ对比分析ꎮ
２) 易错点
①有发光发热的变化就是化学变化———错! 电灯也发光发热ꎬ电变光是能量形式
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的变化ꎬ没有新物质生成ꎮ
②发生化学变化时没有物理变化———错! 发生化学变化时物质变了ꎬ表面形态、
颗粒度、色泽甚至颜色也会变ꎬ当然发生了物理变化ꎮ发生化学变化时一般发生了物
理变化ꎬ仅仅发生物理变化时就不可能有化学变化发生ꎮ
【实验活动】
１􀆰教材实验与探究活动的参考答案
[实验１－６] 镁条燃烧前: 银白　
固体ꎻ燃烧时: 耀眼白光ꎬ大量放热ꎬ有白烟ꎻ
燃烧后: 白粉末ꎮ
[实验１－７] 固体不断减少ꎬ产生大量气泡ꎮ两种物质发生了化学反应ꎮ
[实验１－８] 黑色固体减少或消失ꎬ溶液变为蓝色ꎮ两种物质发生了化学反应ꎮ
[实验１－９] 可乐瓶中有气泡放出ꎬ加入澄清石灰水、振荡后有白色沉淀生成ꎮ两
种物质发生了化学反应ꎮ
２􀆰实验注意事项
本节的探究活动———喷雾写字ꎬ其作用不言而喻ꎬ要反复试演、保证成功ꎬ可以
增加一两个演示实验ꎬ建议做成魔术表演的形式ꎮ
“喷雾写字” 的实验方案可参考
如下:
方案一: 用稀的氢氧化钠溶液在白纸上写字ꎬ晾干后向纸上喷洒酚酞试液ꎮ
方案二: 用淀粉溶液在白纸或滤纸上写字ꎬ晾干后喷洒碘酒ꎻ也可以让学生在家
完成ꎬ淀粉溶液用煮饭的米汤代替ꎬ碘酒可用医用碘酒ꎮ
方案三: 用稀硫酸在白纸上写字ꎬ开始几乎看不出字迹ꎬ但在酒精灯火焰上方烘
烤后ꎬ稀硫酸失去水变成浓硫酸(有脱水性)ꎬ使写字的地方纸张碳化变黑ꎮ
方案四: 先用亚铁氰化钾、硫氰化钾的溶液在白纸上写字(画图)ꎬ晾干后喷洒三
氯化铁溶液ꎬ分别生成亚铁氰化铁(蓝色)、硫氰化铁(红色)ꎬ可将图画成大海、旭
日的图案ꎮ
方案五: 先用几种不同盐溶液在纸上写字ꎬ喷洒硫化铵溶液后生成不同颜色沉淀:
ＰｂＳ(黑)、ＭｎＳ(粉红)、ＣｄＳ(黄)、Ｓｂ２Ｓ３(橙) 等ꎮ
３􀆰实验的补充建议
“清水” 变成“ 牛奶” 再变成“ 红葡萄酒”ꎮ用玻璃管向一杯澄清石灰水吹气ꎬ
“清水” 变成“牛奶”ꎬ接着再在“牛奶” 中滴入几滴无色的酚酞试液ꎬ“牛奶” 瞬间
又变成一杯“红葡萄酒”ꎮ
【习题答案】１􀆰Ｄ　２􀆰Ｄ　３􀆰Ｃ　４􀆰Ｄ　５􀆰Ｄ　６􀆰有ꎬ化学变化　无ꎬ物理变化　有ꎬ
化学变化　有ꎬ化学变化
【过程示例】
[引言] 世界上各种物质都在发生千奇百怪的变化ꎮ我们如何通过观察、思考ꎬ
找出它们的特征ꎬ尝试一下把各种变化分类ꎬ不同类型的变化有无联系? 现在大家来
学习这一节:
[板书课题]
§ １􀆰３物质的变化
[观察活动] 引导学生阅读课本所列５个变化ꎬ观察、联想ꎬ及时填空ꎮ(变化３
石蜡熔化ꎬ要引导学生观察非燃烧部位ꎬ也可改用别的加热方法) 师生交流时引导学
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生关注变化过程有无新物质生成ꎮ
[板书] 一、物理变化———没有新物质生成
[学生活动] 先由各人按课本“检查站” 举例ꎬ再交流ꎬ比较一下各组所举的例
子是否正确ꎬ哪个组较多ꎬ给予表扬ꎮ
[表演] (有条件的) 表演“图１－２０” 喷雾写字ꎮ
[看书] 图１－２１、图１－２２、图１－２３、图１－２４、图１－２５ꎬ发表自己的看法ꎮ
除了上述观察到的物理变化之外ꎬ还有许许多多的变化ꎬ请看:
[实验] 分别演示实验１－５、１－６ꎬ认真观察、讨论、交流ꎬ填写第１８页的表ꎮ
由学生回答出化学变化的概念ꎮ
[板书] 二、化学变化———有新物质生成
[阅读] “长话短说”ꎮ
[演示] “观察活动”: ①有气体生成(二氧化碳)ꎻ②颜色改变(变成蓝绿色氯化
铜)ꎻ③生成白色沉淀(生成不溶于水的碳酸钙)ꎮ学生观察后ꎬ讨论交流ꎬ做出判断ꎬ
重点是分析有无新的物质生成ꎮ
[设问] 发光、放热、放出气体、颜色改变、产生沉淀等现象是化学变化的本质
特征吗?
例如ꎬ水受热沸腾前有大量气泡冒出ꎬ这是化学变化吗?
黄泥水静置一段时间后ꎬ上层是透明的ꎬ经搅拌变浑浊ꎬ这个搅拌过程属于化学
变化吗?
上述问题让学生思考、讨论交流ꎮ
[板书] 三、物理变化与化学变化的联系和区别
[阅读] 课本中的一段课文ꎮ
[小结] 客观存在许许多多变化ꎬ依据“是否有新物质生成” 可以把各种变化分
为两类ꎮ“有新物质生成” 是化学变化的本质特征ꎬ又是判断化学变化的依据ꎮ观察到
的某些现象仅仅帮助我们判断某一化学变化(首先要肯定它是化学变化) 是否已经发
生了ꎮ
化学变化中一定伴随发生某些物理变化ꎬ但是ꎬ物理变化不一定引发化学变化
(或称: 物理变化中可能引发化学变化)ꎮ
[探究活动] 结合前面所做“喷雾写字” 和“你知道吗” 的问题ꎬ引导学生边观
察、边猜想ꎬ由学生自由讲述他们猜想出的问题ꎮ
[小结] 这节课ꎬ大家注意到并发现社会生活中有许许多多化学物质ꎮ人类不断
地在努力了解和探究物质的奥秘ꎮ化学课就是要研究各种物质的组成、性质、变化规
律以及化学对社会的影响ꎬ学习科学探究的方法ꎮ今后ꎬ我们就从物质的变化开始学
习化学课ꎮ
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介绍几个化学小魔术ꎮ
１􀆰空杯生烟
事先在桌子的玻璃片上滴２~ ３滴浓氨水(台下看不到)ꎻ另在一只洁净干燥的玻
璃杯滴入几滴浓盐酸ꎬ转动杯子使液滴沾湿杯壁ꎮ
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表演时拿出玻璃杯给大家看(示意没有什么东西)ꎬ迅速将玻璃杯盖在桌子的玻璃
片上ꎬ同时盖上毛巾ꎮ另一边拿一束纸点燃后吹熄ꎬ假装将纸上的烟吹向毛巾盖着的
玻璃杯ꎬ丢去纸后揭开毛巾ꎬ看到外面纸烧的白烟“进入” 了杯中ꎮ
原理: 浓盐酸挥发的ＨＣｌ气体与玻璃片上浓盐酸挥发的ＮＨ３结合生成了白色小颗
粒ＮＨ４Ｃｌꎮ
２. 吹气生火
事前在干燥的棉花中包入少量Ｎａ２Ｏ(未变质ꎬ演出前才包好)ꎮ拿出一团棉花放
在一瓦片(或石棉网) 上ꎬ用嘴通过玻璃管向棉花吹气ꎬ棉花立即燃烧起来ꎮ
原理: Ｎａ２Ｏ与嘴中吹出的ＣＯ２和水蒸气反应生成Ｎａ２ＣＯ３和Ｏ２ꎬ同时放大量热达
到棉花着火点ꎮ
３. 水上生火
事前在干燥的棉花中包入一小块金属钠(绿豆大小)ꎬ表演时将棉花投入水面ꎬ一
会儿棉花在水面燃烧起来ꎮ
原理: 水接触金属钠反应生成氢气并放热达到棉花燃点ꎮ
４. 水底生火
事前在玻璃杯中装半杯热水( ６０~ ７０℃)ꎬ并在水中投入一小块白磷ꎮ拿出玻璃
杯ꎬ用洗耳球通过玻璃管向水底吹入空气ꎬ水底发出一阵阵火光(图１－７)ꎮ
图１－７　水底生火
原理: 白磷着火点为４０℃ꎬ投入热水中虽然温度超过燃
点ꎬ但没有空气不能燃烧ꎮ当向水中白磷吹入空气( 氧气)
时ꎬ白磷便在水中燃烧起来ꎮ
５. “水” 中生火
在一大试管中先倒入１/ ３的浓度为９８％的浓硫酸ꎬ再小心
地加入１/ ３的无水酒精(不要振荡)ꎬ再向其中投入几粒高锰酸
钾晶体ꎮ一会儿“水” 的中间出现闪闪火光ꎬ同时有微小的爆
鸣声ꎮ
原理: ９８％的浓硫酸密度大(１􀆰８４ｇ/ ｍＬ)ꎬ无水酒精密度小( 约为０􀆰８ｇ/ ｍＬ)ꎬ
酒精在上层ꎬ不振荡两者间形成较模糊的界面ꎬ并在界面间相互溶解放热(达到酒精
燃点ꎬ无氧气不能燃烧)ꎻ高锰酸钾晶体刚好比浓硫酸轻、比酒精重ꎬ沉入酒精停留在
两液体界面处ꎻ高锰酸钾晶粒受热分解放出氧气ꎬ产气一点ꎬ酒精就燃烧一点ꎮ所以
看到“水中” 出现闪闪火光(最好在昏暗处观察)ꎮ
６. 玻璃棒点灯
事前在玻璃片上放少量高锰酸钾ꎬ滴１~ ２滴浓硫酸在高锰酸钾上ꎬ用玻璃棒搅拌
为糊状ꎮ表演时将一端粘有少量糊状高锰酸钾的玻璃棒接触酒精灯灯芯ꎬ酒精灯立即
燃烧起来ꎮ
原理: 浓硫酸遇酒精放热ꎬ既使高锰酸钾分解放出氧气ꎬ又达到了酒精的着火点ꎮ
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１􀆰４　物质性质的探究
【教学地位】这是学生第一次接触“物质性质探究”ꎬ要求学生理解探究的思维方
法和步骤ꎬ为今后的学习打下基础ꎮ
【教学目标】
１􀆰了解物理性质和化学性质的含义ꎮ
２􀆰初步体验科学探究是研究物质的重要方法ꎮ
３􀆰认识如何探究物质的性质ꎮ
４􀆰初步学习科学探究的基本环节ꎮ
５􀆰感受合作与交流在科学探究中的重要作用ꎮ
【教学重点】如何探究物质的性质ꎬ科学探究的基本环节ꎮ
【教学难点】
１􀆰引导学生进行实验假设ꎬ进而设计实验予以判断ꎮ
２􀆰保证[实验１－１２] 的成功ꎮ
３􀆰学习如何根据实验现象进行逻辑推断ꎬ得到结论ꎮ
【课时安排】２课时ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性原则———几种物质的状态、颜色、熔沸点可以展示部分样品ꎻ用铜片作金
属铜的性质探究ꎬ通常由教师进行演示ꎬ师生共同探究ꎮ
启发性原则———这节课教师引导学生看书、观察实验ꎬ教师用什么样的语言启发
引导学生十分重要ꎮ
实践性原则———若学校条件好ꎬ可安排课堂并进实验ꎬ探究铜的化学性质ꎬ让学
生亲身体验ꎮ
２􀆰教学模式
建议“引导—阅读” 式、“引导—体验” 式、“启发—表述” 式ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 本节前部分由“变化” “引向” “性质”ꎬ首先要让学生明了“变化” 与“性
质” 有何不同ꎬ又有何关系ꎮ
进一步弄清物理性质与化学性质有何不同ꎮ
(２) 要上好实验探究的重难点ꎬ可以尝试以下做法:
①为了引导学生在科学探究活动中学习提出问题进行假设ꎬ可以补充如下的实验
演示: 在铜片加热前ꎬ先点燃一支蜡烛ꎬ用铜片在蜡烛火焰上方接收黑烟ꎬ轻擦可以
去除ꎬ然后再做铜片在酒精灯火焰上的加热ꎮ
②为保证[实验１－１２] 在无真空泵条件下要想成功ꎬ必须用薄铝片紧紧地包裹住
铜片ꎬ边包边用手掌压实ꎬ使铝片内不得存留空气ꎬ然后加热ꎬ铝箔表面受热氧化仍
呈银白色ꎬ不影响本次实验ꎬ冷却后打开铝层ꎬ露出铜片仍然呈亮红色ꎮ
③进行“反思与评价” 环节时ꎬ先复习上节[实验１－８] 的现象以唤起学生的记
０
３
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忆ꎮ所刮下来备用的黑色氧化铜要尽可能多ꎬ而滴加的稀盐酸不能多ꎻ否则对照的溶
液显蓝绿色现象不明显ꎬ说服力就不强了ꎮ
总之ꎬ以上的实验效果明显了ꎬ难点自然就容易突破了ꎮ
４􀆰特别提示
突破难点的方法
与学生代表共同完成探究实验ꎬ组织学生合作讨论ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｃ　２􀆰Ｄ　３􀆰
(１) Ｃ(２) Ｂ(３) Ｄ(４) Ａ　４􀆰略　
(开放性题目ꎬ言之有理
有据即可ꎬ要求学生准确回答科学探究６环节ꎬ并突出“实验与事实” 包括三个步骤)
【过程示例】两节时最好连堂上课ꎮ
〚第一课时〛
[复习] 问: 物理变化和化学变化的特征是什么? (学生回答)
[讲述] 我们今天要来学习两个新概念———物理性质和化学性质ꎮ“性质” 与“变
化” 有什么不同和关系呢? (学生议论ꎬ教师指出“性质” 是内在特点ꎬ“变化” 是其
外在表现)
[阅读] 自学课文第２０页第一段及表格ꎮ
[讨论与交流] 观察图１－２８讨论ꎬ答问ꎮ
[点出课题、板书]
§ １􀆰４物质性质的探究
一、物理性质和化学性质
[讲述] 由表中内容可见ꎬ物质的物理性质可以用人的感觉器官去感知或用物理
方法去测量确定ꎬ而物质的化学性质只有在化学变化中才表现出来ꎮ
物理性质和化学性质是物质的重要属性ꎬ它们分别在物理变化和化学变化中表现
出来ꎬ要认识物质和使用物质ꎬ就必须了解和研究物质的性质ꎮ物质的化学性质不易
观察或测量出来ꎬ要通过化学实验去探究ꎮ
科学探究既是有效的学习方法ꎬ又是重要的学习内容ꎬ下面大家一起来学习如何探究ꎮ
[探究活动、板书] 二、金属铜化学性质的探究
[实验１－１０] 学生代表演示: 铜片在酒精灯火焰上加热ꎮ
[补充实验] 将铜片在蜡烛火焰上熏变黑ꎮ
提出环节一: “观察与问题”
　　　　↓
引导学生分析原因ꎮ
　　　　↓
提出环节二: “假设与预测”
　　　　↓
启发学生怎样用实验来验明(结合自学Ｐ２２课文)
〚第二课时〛
提出环节三: “实验与事实”
[实验１－１１] 师生协作共同完成ꎬ全班学生各自记录现象ꎮ
１
３
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[实验１－１２]
观察[实验１－１２] (２) 后ꎬ要求学生思考说明了什么?
提出环节四: “解释与结论”
要求学生①合作讨论解释ꎻ②对照课文的解释提出不懂之处ꎻ③得出正确结论ꎮ
提出环节五: “反思与评价”
[回顾]
如何证明铜在空气中加热所得是氧化铜? 请回顾上节[实验１－８] 氧化铜＋盐酸
加热→蓝、绿色溶液ꎻ
[实验１－１３]: 将较多的铜加热生成的黑色产物(可事先准备一些)ꎬ让学生做和
盐酸受热的实验ꎬ证明是氧化铜ꎮ
提出环节六: “表达与交流”ꎮ
[练习] 学生写铜＋氧气
加热→氧化铜的表达式ꎮ
[板书] 三、科学探究的主要步骤
总结上述科学探究的六环节: (见长话短说)
观　察
　与
问　题
→
假　设
　与
预　测
→
实　验
　与
事　实
→
解　释
　与
结　论
→
反　思
　与
评　价
→
表　达
　与
交　流
[小结] 在进行化学科学探究时ꎬ化学实验是中心环节ꎬ猜测需要用实验去证实ꎬ
结论又来自于实验事实ꎮ化学是一门以实验为基础的科学ꎮ而“实验与事实” 的环节
包含了制订计划、进行实验和搜集证据各个具体步骤ꎮ
[扩展] 要求学生在课外或家庭中做课文中建议的“蜡烛燃烧” 的实践活动ꎮ
【资料搜索】
１􀆰蜡烛燃烧产物的检验
我们点燃蜡烛的时候ꎬ开始时常需要把蜡烛倾斜着ꎬ用火点蜡烛芯ꎮ为什么要蜡
烛倾斜呢? 为的是使蜡烛芯周围的石蜡油预先熔化ꎬ使它在很短的时间里再受热形成
足够的可燃气体ꎬ以供点燃ꎮ点燃之后ꎬ熔化了的液态石蜡油借蜡烛芯的毛细管作用ꎬ
源源不断地爬上芯端ꎬ在烛焰的热作用下气化燃烧ꎮ另一方面ꎬ烛焰的热力又使固态
石蜡油不断融化来供应燃烧的需要ꎮ这样ꎬ蜡烛芯就在固、液、气三者之间起着核心
桥梁的作用ꎬ使蜡烛能够稳定地燃烧ꎬ为人们大放光彩ꎮ
蜡烛在氧气里燃烧ꎬ就是石蜡和硬脂酸在氧气里燃烧ꎬ它们燃烧后的生成物都是
二氧化碳和水ꎮ反应的化学方程式如下:
２Ｃ２２Ｈ４６＋６７Ｏ２
点燃→４４ＣＯ２＋４６Ｈ２Ｏ
Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ＋２６Ｏ２
点燃→１８ＣＯ２＋１８Ｈ２Ｏ
蜡烛燃烧生成物主要是二氧化碳和水ꎮ一般的检验方法是将蜡烛点燃ꎬ放在一个
烧杯里ꎬ用盖玻片盖住瓶口ꎬ蜡烛一会儿就会熄灭ꎬ再向烧杯里倒入一点澄清的石灰
水ꎬ它会变浑浊ꎬ说明蜡烛燃烧后生成了二氧化碳ꎮ
２
３
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检验蜡烛燃烧生成水ꎬ可以采用下面的方法ꎮ将蜡烛点燃ꎬ把一个冰冷而干燥的
烧杯倒扣在蜡烛上(最好在上面放一块冰)ꎬ不一会儿ꎬ杯里便凝聚了一些水珠ꎬ这说
明蜡烛燃烧时还生成了水ꎮ
２􀆰蜡烛熄灭时白烟成分的检验
(１) 验证燃烛熄灭时白烟成分的实验方案ꎬ归纳起来有两种方法:
①直接用燃烧着的火柴点燃蜡烛熄灭时冒出的白烟ꎬ可以听见“啪” 的一声ꎬ一
条长长的火舌穿过火柴和蜡烛芯之间ꎬ迅速地扑向蜡烛芯ꎬ吹灭了的蜡烛又被点燃了ꎮ
教师如果用这种方法进行课堂实验演示ꎬ现象不明显ꎮ但由于此实验没有危险性ꎬ因
此这个方法可以让学生亲身参与体验ꎬ印象会更深刻ꎬ效果也会更强ꎮ
②把蜡烛熄灭时的白烟导出来ꎬ再点燃白烟ꎮ由于蜡烛熄灭时白烟不是很多ꎬ而
且很容易逸散ꎬ不易导出来ꎬ因此把蜡烛火焰中心较暗处的石蜡蒸气导出来ꎬ再点燃
导出来的白烟ꎮ在导出白烟的实验设计上ꎬ有用直管的ꎬ用９０度弯管的ꎬ用玻璃漏斗
的ꎮ用９０度弯管和玻璃漏斗这些设想都不容易达到预期的目的ꎮ原因是石蜡蒸气遇到
冷的玻璃管会凝固在玻璃管上ꎬ导不出来ꎮ通过实验证实ꎬ直玻璃管的效果最好ꎮ而
且直玻璃管的长度应适中ꎬ以６~ １０ｃｍ为宜ꎮ
(２) 当点燃冒出的白烟时ꎬ火焰很容易熄灭ꎬ是因为蜡烛燃烧时同时产生大量的
二氧化碳ꎮ
(３) 如果把玻璃管倾斜ꎬ大约与桌面成６０度ꎬ点燃冒出来的白烟ꎬ燃烧的时间比
玻璃管竖直放置时的长ꎮ
(４) 冒出的白烟中还有未完全燃烧的碳粒ꎬ因此玻璃管的底部变黑了ꎮ
章末练习答案
１􀆰Ｃ　２􀆰Ｄ　３􀆰Ｂ　４􀆰
(１) 试管　量筒　酒精灯　药匙(２) ｇ或ｈ　ｄ　ａ　ｂ、ｆ
５􀆰Ｃ　６􀆰
(１) Ｂ(２) 内焰和外焰谁的温度更高　外　外焰
７􀆰
(开放性题目ꎬ言之有理有据即可ꎬ应力求答出发光、发热、变色、产生气体、
气味变化、产生沉淀等不同现象)
３
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第二章　
空气、物质的构成
全章要览
一、本章内容在教学中的地位、作用
本章从学生熟悉的空气开始ꎬ学习初步的化学知识ꎮ教材介绍了空气的组成ꎬ引出
混合物及纯净物的概念ꎬ安排了空气污染的危害及防治ꎬ使学生树立保护大气环境的意
识ꎮ在学生探究空气成分的活动中ꎬ接触一些化学现象ꎮ通过探究包括空气在内的物质
构成的奥秘ꎬ教材介绍了分子、原子和离子等物质结构的初步知识ꎬ使学生及时地从微
观的角度去认识物质ꎬ理解自然界所有物质都是由分子、原子或离子构成的ꎬ并能理解
物质发生化学变化的本质ꎬ进而学习元素及元素符号ꎬ为今后系统学习化学打下基础ꎮ
二、本章分节要点及编排
２􀆰１　空气的成分
认识空气的成分ꎬ说出各成分的大致含量ꎬ知道空气各成分的主要用途ꎻ了解混
合物及纯净物的概念ꎻ体会呼出和吸入的气体成分含量的探究过程和方法ꎻ认识空气
污染的危害及防治空气污染的意义ꎻ了解防治空气污染的各种措施ꎬ树立保护空气清
新的环保观念ꎮ
２􀆰２　构成物质的微粒(Ｉ) ———分子
知道分子是构成物质的微粒之一ꎻ知道什么是分子ꎬ了解它的特性和存在状态ꎻ
能用分子的观点解释某些现象的实质ꎻ初步形成微观想象能力ꎮ
２􀆰３　构成物质的微粒(ＩＩ) ———原子和离子
知道原子、离子都是构成物质的微粒ꎻ知道什么是原子和离子ꎬ了解它们的特性
和存在状态ꎬ明了它们之间的区别ꎻ了解原子内部的构成ꎬ能看懂原子结构示意简图ꎻ
能综合利用微粒的观点解释某些化学反应的实质ꎻ了解原子的质量和相对原子质量的
涵义ꎻ感受世界的物质性、物质运动的永恒性和物质的可分性等观点ꎻ初步形成微观
想象能力ꎮ
２􀆰４　辨别物质的元素组成
了解元素的涵义及元素符号所表示的意义ꎻ记住并会正确书写常见元素符号ꎻ会
运用元素概念区别单质和化合物ꎻ培养学生归纳和比较能力ꎻ通过元素的学习进行从
微观到宏观认识方法的教育ꎮ
４
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表２－１　本章各节编排细目表
节标题
学习要点
主要学习活动
２􀆰１空气的成分
∗说出空气的成分
∗知道氮气与稀有气体的用途
∗区分混合物和纯净物
∗了解空气污染的危害
∗认识保护大气环境
观察活动: 测定空气中氧气的含量
知识视窗: 拉瓦锡对空气成分的研究
探究活动: 呼出气体与空气成分的
区别
知识视窗: 空气污染指数
调查活动: 本地空气污染情况
２􀆰１习题
２􀆰２构成物质的微
粒(Ⅰ) ———分子
∗知道什么是分子
∗知道分子有什么特性
观察活动: 分子的扩散运动
浓盐酸与浓氨水的反应
观察活动: 氨分子的运动
气体的可压缩性
知识视窗: 分子有多大
２􀆰２习题
２􀆰３构成物质的微
粒( ＩＩ) ———原子
和离子
∗知道原子是什么
∗懂得相对原子质量的表示
∗知道离子是怎样形成的
知识视窗: 原子－分子论的提出
讨论与交流: 原子的构成
知识视窗: 用原子结构示意图表示原
子结构
知识视窗: 张青莲院士的贡献
观察活动: 钠在氯气中的燃烧
２􀆰３习题
２􀆰４辨别物质的元
素组成
∗认识元素是什么
∗记住常见元素的名称和符号
∗区分单质和化合物
∗认识氧化物
知识视窗: 生物赖以生存的元素
整理与归纳: 物质的分类
２􀆰４习题
精要回放　　本章各节要点
练习题(二)
三、本章内容的特点
１􀆰以“２􀆰１空气的成分” 奠定感性基础ꎬ以“２􀆰２构成物质的微粒(Ⅰ) ———分
子” 和“２􀆰３构成物质的微粒(Ⅱ) ———原子、离子” 奠定理论基础ꎬ然后认识宏观
知识“２􀆰４辨别物质的元素组成”ꎮ
２. 本章的基本概念较多ꎮ概念是理解知识的基础ꎬ是提高学习质量的保证ꎮ理解
和掌握好概念ꎬ对于初学化学的学生有一定困难ꎮ因此ꎬ这部分内容可能成为学生学
习化学兴趣和认知水平的第一个分化点ꎮ在教学中要充分利用学生已有知识和经验ꎬ
联系日常生活具体事实ꎬ设计并做好演示实验ꎬ以充分调动学生学习化学的兴趣ꎮ要
利用图片、数据、具体事例或有关实验事实ꎬ启发学生进行深入分析、推理、归纳和
概括ꎬ形成化学概念ꎬ正确理解概念的含义ꎬ学习导出概念的科学方法ꎬ促进记忆ꎬ
切忌死记硬背ꎮ
５
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四、本章教学建议
教材从科学课中已掌握的空气常识引入ꎬ按人类认识自然的顺序ꎬ首先介绍空气
成分ꎬ然后以设问形式引出分子、原子和离子ꎬ最后总结式提出元素的概念ꎮ由宏观
到微观ꎬ再从微观引向宏观的元素知识ꎬ先由具体到一般(归纳推理)ꎬ再由一般到具
体(演绎推理)ꎮ教师要尽量在教学中渗透这两种推理方法ꎬ并充分利用实例、想象和
推理方法巧妙地将学生带入微观世界ꎬ使学生对自然世界形成科学的认识ꎮ
五、课时安排建议
２􀆰１空气的成分—２课时
２􀆰２构成物质的微粒(Ｉ) ———分子—１课时
２􀆰３构成物质的微粒(ＩＩ) ———原子和离子—３至４课时
２􀆰４辨别物质的元素组成—２课时
本章复习及练习—２课时
分节阐述
２􀆰１　空气的成分
【教学地位】本节内容是学生学化学第一次接触的具体物质ꎬ对其中有关物质性质
的探究(假设、设计方案、实验验证)、实验现象的描述、推理和归纳的方法的学习对
后面学习物质性质有着重要的影响ꎮ
运用科学探究的方法研究空气的成分以及呼出和吸入气体成分的变化ꎬ让学生明
白实践是检验真理的唯一标准ꎬ并进一步了解探究的方法及步骤ꎮ本节内容还要求学
生从组成的物质种类上对混合物及纯净物进行区分ꎮ有关空气污染的危害及防治的内
容对树立学生的环保观念十分必要ꎮ
【教学目标】
１􀆰认识空气的成分ꎬ说出各成分的大致含量ꎬ知道空气各成分的主要用途ꎮ
２􀆰了解混合物及纯净物的概念ꎮ
３􀆰体会呼出和吸入的气体成分含量的探究过程与方法ꎮ
４􀆰认识空气污染的危害及防治空气污染的意义ꎮ
５􀆰了解防治空气污染的各种措施ꎬ树立保护空气清新的环保观念ꎮ
【课时安排】２课时ꎮ
【教学重点】
１􀆰空气的主要成分及其体积分数ꎮ
２􀆰混合物与纯净物的概念ꎮ
３􀆰空气污染的危害及防治的各种措施ꎮ
【教学难点】
１􀆰测定空气中氧气含量的实验原理、装置及产生误差的原因ꎮ
２􀆰混合物与纯净物的概念及其运用ꎮ
６
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【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性、启发性、师生协同性ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “演示—点拨” 式———教师演示或请学生上台在教师指导下进行实验演示ꎬ教
师不时点拨观察和注意点ꎬ并要学生及时描述现象ꎮ
(２) “阅读—联想” 式———教师引导学生带着问题看书ꎬ要学生联想生活中的空气
污染源和治理措施ꎮ
３􀆰实施建言
本单元主要研究的知识ꎬ在日常生活中学生是有丰富的感性认识的ꎮ通过小学自
然课、初中生物七年级上册第五章———绿色植物的光合作用和呼吸作用、下册第十章
第四节———人体内的气体交换的探究活动: 呼吸时二氧化碳体积分数的变化的探究ꎬ
学生已经知道空气主要是由氮气和氧气组成的ꎬ因此可从学生已有的直接经验和知识
背景出发架构新的知识体系ꎮ
学生在初次接触该课题时ꎬ感兴趣的是: 怎样通过化学实验探究空气的组成?
除氮气、氧气外ꎬ空气中还含有哪些物质? 科学史上ꎬ谁最先发现空气的组成的?
吸入和呼出气体成分有何变化? 􀆺􀆺因此ꎬ教学的起点应定位于学生充分发表他们
对空气的认识的基础上ꎬ引导他们分析如何设计较为精确的化学实验来测定空气中
氧气的含量ꎮ总之ꎬ应让学生思考: 化学上怎样研究空气? 由此使他们产生探究的
冲动ꎮ
在探究空气里氧气含量时ꎬ要向学生讲解烧杯中的水倒流入集气瓶内的物理学原
因ꎮ空气各种成分的含量多少是以体积分数表示的ꎮ部分学生对体积分数的概念不易
理解ꎬ必要时可向学生解释: 对照教材空气成分的体积分数表中数据ꎬ若把２１ｍＬＯ２、
７８ｍＬＮ２与０􀆰９４ｍＬ稀有气体、０􀆰０３ｍＬＣＯ２以及０􀆰０３ｍＬ的水蒸气或其他杂质混合到
一个１００ｍＬ的容器内ꎬ由于各种气体极易扩散而混合均匀ꎬ这样就制成１００ｍＬ“人
工” 空气了ꎮ每种气体的体积与总体积相比ꎬ就是这种气体在混合气体中的体积分数
(通常用百分数表示)ꎮ空气中各成分的体积分数既是相对稳定的ꎬ又不是绝对不变的ꎬ
这是教学上的一个难点ꎬ有必要向学生说明ꎮ
在不同地区或同一地区的不同时间里ꎬ空气的某些成分的含量会发生变化ꎮ例如ꎬ
人口密集或工厂密集的地区ꎬＣＯ２的含量会偏高ꎮ人们常把ＣＯ２、Ｈ２Ｏ气和其他杂质称
为空气的可变成分ꎬ它们占空气的分数虽然很少ꎬ但其影响不容忽视ꎮ在学习混合物
和纯净物的概念时ꎬ要紧密联系有关实验事实和生活中的具体事例ꎬ帮助学生形成概
念ꎬ要注意分析对比两者的异同点ꎬ结合有关习题ꎬ指导学生运用概念ꎮ教材已出现
了Ｃｕ、Ｏ２、ＣｕＯ、Ｎ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等化学式ꎬ可以提早向学生介绍这些化学用语ꎬ并
指出: 混合物不是一种单纯的物质ꎬ所以不能用一个化学式来表示ꎬ而每种纯净物都
有固定的组成ꎬ故可用一个化学式表示一种纯净物ꎮ此外还应向学生指出ꎬ自然界和
生活中绝大多数物质都是混合物ꎬ化学研究大都以纯净物为研究对象ꎮ
７
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４􀆰特别提示
在充分交代实验所采用的药品、装置及理由、原理的基础上做好对比实验(每一
个实验测量一个变量) 组织学生观察讨论分析从而理解整个实验的意图原理ꎬ并感悟
到化学实验要得出正确结论必须注意每一个细节的正确ꎮ
学生通过看电视、报纸等媒体也能及时了解全国各主要城市和当地的空气质量状
况ꎬ也一定感受到了空气污染的危害ꎮ教师要引导学生去探究: 空气的污染与防治跟
化学有什么关系? 如何防治空气污染ꎬ化学能做些什么?
第一课时可采用以下的教学过程和手段:
１􀆰图片展示: 可展示各种图片ꎬ让学生进一步感知地球上的空气对生命的作用ꎬ
认识空气是人类拥有的重要财富和资源ꎮ
２􀆰互动讨论: 组织学生用各种事例和实验来证明空气的存在ꎻ证明空气中氧气、
二氧化碳、水蒸气的存在ꎮ
３􀆰故事引入: 了解空气的成分及发现史ꎮ
４􀆰实验探究: 测定空气里氧气含量(用分组控制多个变量测量一个不同变量的方
法进行实验ꎬ搜集证据)ꎮ
５􀆰反思评价: 对实验装置的改进可有多种形式ꎻ让学生自己讨论得出ꎻ对实验误
差的分析(可有多种原因ꎬ从不同变量测定的实验中总结)ꎬ对反应后瓶中气体进行成
分分析和性质推断ꎮ
第二课时可采用以下的教学过程和手段:
１. 通过对上节课的内容复习ꎬ引出纯净物和混合物的概念ꎮ
２􀆰实验探究: 我们的呼吸作用(科学探究的四步法ꎬ提示学生一些物质的鉴别的
方法ꎬ明确指出: “吸入的空气” 来自空间ꎬ就是“空间的新鲜空气”ꎬ某个敞口的空
瓶里装的就是新鲜空气了)ꎮ
３. 数据展示: 通过展示近期当地的空气污染指数ꎬ指导学生分析空气污染物及其
危害ꎬ引导学生提出防治空气污染的措施ꎮ
【实验活动】
１􀆰教材实验与参考答案
[实验２－１] 中ꎬ为了说明燃烧前瓶内有一整瓶空气ꎬ可先打开止水夹ꎬ观察到烧
杯的水不会倒流进瓶内(两边的气压相等)ꎬ关闭止水夹后ꎬ才开始实验ꎮ为了便于观
察ꎬ可在烧杯中加入几滴红墨水ꎮ集气瓶中预先应加入少量水ꎮ
探究过程尽可能让学生主动参与ꎬ学生通过讨论交流ꎬ用铅笔先行填入教材的空
白处ꎬ再由教师检查归纳ꎬ各人更正ꎮ要注意引导学生学会正确描述操作过程和现象ꎬ
教师要做规范的板书ꎮ以下答案供填写表中“观察和思考” 的空白处时参考:
(１) 空气ꎮ
(２) ①红磷继续燃烧ꎬ产生白烟ꎻ燃烧火焰慢慢熄灭ꎮ②氧气ꎮ因为红磷燃烧时
与空气中的氧气发生化学反应ꎬ当Ｏ２消耗完时ꎬ火焰熄灭ꎮ
(３) 烧杯里的水倒吸到集气瓶内ꎬ直到集气瓶内的水约占容积１/ ５为止ꎮ因为磷
燃烧时消耗了空气里的Ｏ２ꎬ生成了Ｐ２Ｏ５固体ꎬ使集气瓶内的压强降低ꎬ烧杯里的水被
压进集气瓶内ꎮ
８
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结论: 空气中含有Ｏ２ꎬＯ２约占空气体积的１/ ５ꎮ
２􀆰探究活动方案的答案
实验步骤:
(１) 收集对比实验气体各一瓶ꎬ用燃着的木条伸入各瓶中ꎮ
(２) 收集对比实验气体各一瓶ꎬ滴入澄清石灰水ꎬ振荡ꎮ
(３) 对着一片干燥的玻璃片哈气ꎮ
实际观察到的现象:
(１) 燃着的木条在一瓶空气中无明显变化ꎬ而燃着的木条在呼出的空气中火焰明
显变弱ꎬ甚至熄灭ꎬ即木条在空气中燃烧比在呼出的气体中要旺ꎮ
(２) 澄清石灰水加入空气中没有白色浑浊ꎬ而加入到呼出的气体中出现白色浑浊ꎮ
(３) 呼吸后的玻璃片变得模糊不清ꎬ不呼气(空气中) 的玻璃片十分透明ꎮ
解释与结论:
１􀆰根据“木条燃烧需要氧气参与ꎬ氧气含量愈多ꎬ燃烧愈旺” 的原理可知ꎬ吸入
的空气中Ｏ２含量大于呼出气体中Ｏ２的含量ꎮ
２􀆰根据ＣＯ２与石灰水的作用ꎬＣＯ２含量越高ꎬ浑浊出现越快越明显ꎬ可知人呼出
的气体比吸入的气体含有更多的ＣＯ２ꎮ
３􀆰吸入气体中水蒸气的含量小于呼出气体中水蒸气的含量ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｄ　２􀆰Ｃ　３􀆰Ｃ　４􀆰Ｃ　５􀆰Ｃ　６􀆰Ｄ
７􀆰
空气中成分的名称
特性
用途
氧气
常温化学性质稳定ꎬ
高能量时能反应
氩气
制霓虹灯ꎬ用于激光技术
氦气
【过程示例】
〚第一课时〛
[引言] 大家在§ １􀆰４的探究实验中知道ꎬ铜片在试管内受热ꎬ发生了变化ꎮ那
么ꎬ试管内除铜片之外ꎬ还有什么物质?
大家想想: 在“空空如也” 的教室里、在“空旷” 的野外、在一个瓶口向下的无
盖瓶子中ꎬ那里有什么“东西”?
[讨论] 讨论交流上述问题后ꎬ由学生发言去列举一个实实在在感觉到空气存在
的例子ꎬ看看全班能举出多少个例子(如: 扇扇子成风ꎻ自行车充气后能载重ꎻ封住
针筒的针口再推压针筒ꎻ空集气瓶口向下在装水的水槽中垂直下压感到压力ꎬ再把瓶
子侧倒时水槽内有气泡冒出等)ꎮ引导学生回忆已有知识ꎬ自由发言ꎬ讨论一下空气与
９
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我们的生活有何关系? 空气的成分是什么?
[板书课题]
§ ２􀆰１空气的成分
[设问]
１􀆰空气是一种物质吗?
２􀆰空气里究竟有什么物质?
３􀆰如何测定空气中氧气的体积分数?
[板书] 一、空气的成分
[实验和观察]
演示[实验２－１]ꎬ引导学生认真观察ꎬ及时思考ꎬ并填写教材第３１页中的表ꎬ
讨论出该实验的结论ꎮ
(瓶内原先有一整瓶空气ꎬ磷的燃烧需要氧气ꎬ用文字表达式
表示:
磷＋氧气
点燃→五氧化二磷
　　
(Ｐ) (Ｏ２) 　　
(Ｐ２Ｏ５) 　　　
燃烧停止是由于瓶内的氧气耗尽ꎬ冷却后松开止水夹ꎬ由于大气压强作用ꎬ水倒流入
瓶内ꎬ又因只进入１/ ５瓶水ꎬ说明一整瓶的空气已消耗了１/ ５体积ꎬ由此推出一整瓶空
气中含有约１/ ５体积的氧气ꎮ)
[阅读与讨论] 展示阅读提纲ꎬ阅读有关教材内容ꎬ讨论后教师做适当归纳ꎮ
１􀆰空气中各种成分的体积分数是多少?
２􀆰空气的组成是怎样发现的?
３􀆰氮气和稀有气体有什么特性和用途?
４􀆰空气各组分的比例是否固定不变?
[板书] 二、怎样区分混合物和纯净物
[讨论] 混合物与纯净物有何异同?
(启发: 从组成是否固定ꎬ各组分能否保持其单独存在的化学性质ꎬ由多少种纯物
质组成ꎬ能否用物理方法把各组分分离开来等四方面去思考ꎮ)
[练习] 下列各项中ꎬ属于纯净物的有
ꎻ属于混合物的是
ꎮ
Ａ. 清洁自来水　Ｂ. 氧化铜　Ｃ. 浮有冰的水　Ｄ􀆰二氧化碳　Ｅ􀆰氮气
Ｆ. 新鲜空气
Ｇ. 铁
Ｈ. 氧气
Ｉ. 食盐水
[小结] 空气是混合物ꎬ由多种物质组成ꎬ其各组分的含量相对稳定ꎬ但不是固
定不变的ꎬ空气主要由约１/ ５的氧气和近４/ ５的氮气组成ꎬ还有少量其他气体ꎮ氧气能
支持呼吸和燃烧ꎬ其他气体也有各自的用途ꎮ今天大家还学习了混合物与纯净物的概
念及其异同点ꎮ
[评价] 完成２􀆰１习题１~ ５题ꎮ
〚第二课时〛
[复习] 从四个方面比较混合物与纯净物的区别: ①由多少种物质组成ꎻ②各成
分所占比例是否固定ꎻ③各组分能否保持原单独存在时的化学性质ꎻ④能否用物理方
法分离各组分ꎮ
[引言] 我们都生活在空气中ꎬ生命需要不停地呼吸ꎮ那么ꎬ我们吸入的空气与
呼出的气体相比ꎬ它们的各种成分的含量有什么不同?
０
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[板书] 三、探究活动———我们的呼吸作用
[信息提示]
１􀆰我们的呼吸作用需要吸入(消耗) 氧气ꎬ然后呼出(产生) 二氧化碳ꎮ
２􀆰二氧化碳能使澄清的石灰水变成白色浑浊ꎮ
３􀆰木条燃烧需要有氧气参加ꎬ氧气含量愈大ꎬ燃烧愈旺ꎮ
[预测] 引导学生通过分析人的呼吸作用ꎬ去猜想“假设２” 的内容(吸入空气
中二氧化碳的含量)ꎮ
[实验] 收集两种气体ꎬ实验装置设计、实验步骤及现象的估计都可引导学生讨
论交流后各自用铅笔填入教材空白处ꎮ教师检查归纳ꎬ演示后ꎬ学生自行更正ꎮ
[板书] 操作过程和观察到的现象: 学生观察、回答、填入表中ꎮ
[解释及结论] (由学生讨论后ꎬ提问表达ꎬ教师归纳板书)ꎮ
１􀆰瓶１是从空间取的新鲜空气ꎬ故燃烧程度不变ꎻ瓶２装的是呼出气体ꎬ燃烧程
度减弱ꎬ说明呼出气体的含氧量比吸入时低ꎬ假设１正确ꎮ
２􀆰瓶２的呼出气体与澄清石灰水充分接触后出现白色浑浊ꎬ说明呼出的气体含有
较多的二氧化碳ꎬ假设２也正确ꎮ
３􀆰向干净玻璃片呵气ꎬ会出现模糊不清的现象ꎬ说明呼出气体含有较多的蒸气ꎮ
[小结] 我们在不断地吸入空气ꎬ进行呼吸作用ꎬ消耗氧气ꎬ产生二氧化碳ꎬ通
过预测、实验、解释ꎬ大家探究出ꎬ呼出的气体与新鲜空气相比ꎬ所含的氧气减少了ꎬ
所含的二氧化碳增加了ꎮ
[板书] 四、空气污染及防治
学生自学讨论问题:
１􀆰是什么原理造成空气污染?
２􀆰空气污染主要有哪些成分?
３􀆰如何防治空气污染?
【资料搜索】
１􀆰空气成分的发现史
１７世纪中叶以前ꎬ人们对空气和气体的认识还是模糊的ꎬ到了１８世纪ꎬ通过对燃
烧现象和呼吸作用的深入研究ꎬ人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性ꎮ
１８世纪初ꎬ一位爱好植物学的英国牧师黑尔斯(Ｓ􀆰Ｈａｌｅｓꎬ１６７７~ １７６１) 发明了
集气槽ꎬ改进了排水集气法ꎮ
１７７２年英国化学家卢瑟福( Ｄ􀆰Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄꎬ１７４９~ １８１９) 在密闭容器中燃烧磷ꎬ
除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体ꎬ对剩下的气体进行了研究ꎬ发现这种
气体不被碱液吸收ꎬ不能维持生命ꎬ具有可以灭火的性质ꎬ因此他把这种气体叫做
“浊气” 或“毒气”ꎮ同年英国化学家普利斯特里(Ｊ􀆰Ｐｒｉｅｓｔｌｅｙꎬ１７３３~ １８０４) 也了解
到木炭在密闭于水上的空气中燃烧时ꎬ能使１/ ５的空气变为碳酸气ꎬ用石灰水吸收后ꎬ
剩下的气体不助燃也不助呼吸ꎮ
１７７４年普利斯特里利用一个直径为一英尺的聚光镜来加热各种物质ꎬ看看它们是
否会分解放出气体ꎬ他还用汞槽来收集产生的气体ꎬ以便研究它们的性质ꎮ那年８月１
日他如法加热汞煅灰(即氧化汞)ꎬ发现蜡烛在分解出的“空气” 中燃烧ꎬ放出更为
１
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光亮的火焰ꎻ他又将老鼠放在这种气体中ꎬ发现老鼠比在同体积的寻常空气中活的时
间约长了４倍ꎮ可以说ꎬ普利斯特里发现了氧ꎮ遗憾的是他和卢瑟福等都坚信当时的
“燃素说”ꎮ从而错误地认为: 这种气体不含燃素ꎬ所以有特别强的吸收燃素的能力ꎬ
因而能够助燃ꎬ当时他把氧气称之为“脱燃素空气”ꎬ把氮气称之为“被燃素饱和了的
空气”ꎮ
事实上ꎬ瑞典化学家舍勒(Ｃ􀆰Ｗ􀆰Ｓｃｈｅｅｌｅꎬ１７４２~ １７８６) 在卢瑟福和普利斯特里
研究氮气的同时ꎬ于１７７２年也从事这一研究ꎬ他可算是第一个认为氮是空气成分之一
的人ꎮ他曾于１７７３年用硝酸盐(硝酸钾和硝酸镁)、氧化物( 氧化汞) 加热ꎬ制得
“火气”ꎬ并用实验证明空气中也存在“火气”ꎮ
综上所述ꎬ可见舍勒和普利斯特里虽然都独立地发现并制得氧气ꎬ但正如恩格斯
指出的: 由于他们被传统的燃素说所束缚ꎬ“从歪曲的、片面的、错误的前提出发ꎬ循
着错误的、弯曲的、不可靠近的途径行进ꎬ往往当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得
到真理” ( «自然辩证法»)ꎮ
法国化学家拉瓦锡(Ａ􀆰Ｌ. Ｌａｖｏｉｓｉｅｒꎬ１７４３~ １７９４) 较早地运用天平作为研究化学
的工具ꎬ在实验过程中重视化学反应中物质质量的变化ꎮ当他知道了普利斯特里从氧
化汞中制取氧气(当时称之为脱燃素空气) 的方法后ꎬ就做了一个著名的研究空气成
分的实验ꎮ他摆脱了传统的错误理论(燃素说) 的束缚ꎬ尊重事实ꎬ对实验作了科学
的分析和判断ꎬ揭示了燃烧是物质跟空气里的氧气发生了反应ꎬ指出物质里根本不存
在一种所谓燃素的特殊东西ꎮ１７７７年ꎬ拉瓦锡在接受其他化学家见解的基础上ꎬ认识
到空气是两种气体的混合物ꎬ一种是能助燃ꎬ有助于呼吸的气体ꎬ并把它命名为
“氧”ꎬ意思是“成酸的元素” (拉瓦锡当时认为ꎬ非金属燃烧后通常变为酸ꎬ氧是酸
的本质ꎬ一切酸中都含有氧元素)ꎻ另一种不助燃、无助于生命的气体ꎬ命名为氮ꎬ意
思是“不能维持生命”ꎮ
１７８５年英国化学家卡文迪许(Ｈ􀆰Ｃａｖｅｎｄｉｓｈꎬ１７３１~ １８１０) 用电火花使空气中的
氮气跟氧气化合ꎬ并继续加入氧气ꎬ使氮气变成氮的氧化物ꎬ然后用碱液吸收而除去ꎬ
剩余的氧气用红热的铜除去ꎮ但最终仍残余有１％的气体不跟氧气化合ꎬ当时就认为这
可能是一种新的气体ꎬ但这种见解却没有受到化学家们应有的重视ꎮ
经过百余年后ꎬ英国物理学家雷利(Ｊ. Ｗ􀆰ｓ. Ｒａｙｔｅｉｇｈꎬ１８４２~ １９１９) 于１８９２年
发现从含氮的化合物中制得的氮气每升重１􀆰２５０５ｇꎬ而从空气中分离出来的氮气在相
同情况下每升重１􀆰２５７２ｇꎬ虽然两者之差只有几毫克ꎬ但已超出了实验误差范围ꎮ所
以他怀疑空气中的氮气中一定含有尚未被发现的较重的气体ꎮ雷利沿用卡文迪许的放
电方法从空气中除去氧和氮ꎻ英国化学家拉姆塞(Ｗ􀆰Ｒａｍｓａｙꎬ１８５２~ １９１６) 把已经除
掉ＣＯ２、Ｈ２Ｏ和Ｏ２的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气ꎬ他们二人的实验都得到一
些残余的气体ꎬ经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素ꎬ定名为氩ꎬ原文是
不活动的意思ꎮ
１８６８年８月１８日在印度发生了日全食ꎬ法国天文学家严森( Ｐ􀆰Ｊ􀆰Ｃ􀆰Ｊａｎｓｓｅｎꎬ
１８２４~ １９０７) 从分光镜中发现太阳光谱中有一条跟钠Ｄ线不在同一位置上的黄线ꎬ这
条光谱线是当时尚未知道的新元素所产生的ꎮ当时预定了这种元素的存在ꎬ并定名为
氦(氦是拉丁文的译音ꎬ原意是“太阳”)ꎮ地球上的氦是１８９５年从铀酸盐的矿物和其
他铀矿中被发现的ꎮ后来ꎬ人们在大气里、水里ꎬ以至陨石和宇宙射线里也发现了氦ꎮ
２
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１８９８年拉姆塞又在液态空气蒸发后的残余物里ꎬ先后发现了氪( 拉丁文原意是
“隐藏的”)、氖(拉丁文原意是“新的”) 和氙(拉丁文原意是“生疏的”)ꎮ
１９００年德国物理学教授道恩(Ｆ􀆰Ｅ􀆰Ｄｏｒｎꎬ１８４８~ １９１６) 在含镭的矿物中发现一种
具有放射性的气体ꎬ称为氡(拉丁文原意是“射气”)ꎮ
２􀆰拉瓦锡发现氧气的实验
拉瓦锡受到普利斯特里和舍勒的启发ꎬ做了很精细的实验ꎮ由于这个实验一连进
行了二十天ꎬ所以被人们称为“二十天实验”ꎮ拉瓦锡夫人是拉瓦锡在化学研究工作中
的好助手ꎮ她不仅帮助拉瓦锡做实验ꎬ而且精确地描绘了实验时的情景ꎬ使后人能够
一目了然ꎮ拉瓦锡所有化学著作的插图ꎬ几乎都是拉瓦锡夫人亲手绘制的ꎮ
从下面这张拉瓦锡夫人绘制的插图(图２－２)ꎬ可以看出“二十天实验” 是怎么
回事ꎮ那个瓶颈弯曲的瓶子ꎬ叫做“曲颈甑”ꎮ瓶中装有水银ꎮ瓶颈通过水银槽ꎬ与一
个钟形的玻璃罩相通ꎮ玻璃罩内是空气ꎮ
图２－１
　　　　
图２－２
拉瓦锡用炉子昼夜不停地加热曲颈甑中的水银ꎮ在水银那发亮的表面ꎬ很快出现
了红色的渣滓ꎮ拉瓦锡明白ꎬ那是水银与空气中的“脱燃素空气” 化合所生成的ꎮ随
着实验的进行ꎬ红色的渣滓越来越多ꎮ
拉瓦锡和夫人本来是很喜欢社交的ꎬ各种宴会、舞会总少不了他们夫妇ꎮ可是ꎬ
在实验进行的那些日子里ꎬ他们成天守在炉子旁ꎬ观察着变化ꎮ他们发现ꎬ到了第十
二天ꎬ红色渣滓不再增多了ꎮ
他们继续加热ꎬ一直到第二十昼夜ꎬ红色渣滓仍不增多ꎬ才结束了实验ꎮ于是这
个“马拉松” 式漫长的实验ꎬ成为化学史上著名的实验ꎮ拉瓦锡发现ꎬ实验结束时ꎬ
钟罩里的空气的体积ꎬ大约减少了五分之一ꎮ他收集了红色的渣滓ꎬ用高温加热ꎮ渣
滓分解了ꎬ重新释放出气体ꎮ拉瓦锡总共得到７~ ８立方英寸(１立方英寸等于
１６􀆰３７７ｃｍ３) 的气体ꎬ正好与原先钟罩中失去的气体体积相等ꎮ
至于剩下来的气体ꎬ既不能帮助燃烧ꎬ也不能供呼吸用ꎮ
拉瓦锡把那占空气总体积五分之一的气体ꎬ称为“氧气” (也就是普利斯特里所谓
的“脱燃素空气”、舍勒所谓的“火空气”)ꎮ至于剩下的占空气总体积五分之四的气
体ꎬ拉瓦锡称它为“氮气”ꎮ在空气中ꎬ还有“固定空气”ꎬ即二氧化碳ꎬ不过ꎬ含量
很少ꎮ
就这样ꎬ千百年来被人们当做“元素” 的空气ꎬ终于被拉瓦锡揭开了真面目———
３
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原来ꎬ空气是由氧气、氮气、二氧化碳等气体混合组成的ꎮ
３􀆰稀有气体的发现与用途
氦ꎬＨｅｌｉｕｍꎬ源自ｈｅｌｉｏｓꎬ意为“太阳”ꎬ１８６８年发现ꎮ由于氦比空气轻ꎬ因此被
广泛地应用于填充飞艇和气象气球ꎬ以取代有高度可燃性的氢气ꎮ由于氦的沸点低ꎬ
还被用于超低温技术ꎮ
氖ꎬＮｅｏｎꎬ源自ｎｅｏｓꎬ“新” 的意思ꎬ１８９９年发现ꎮ氖现在大量地使用于广告招
牌、霓虹灯ꎮ“霓虹灯” 就是一种只包含微量氖气的真空玻璃管: 电流通过时ꎬ玻璃管
放出一种明亮的橘红色光ꎬ加入一些汞蒸气后又发射出蓝光ꎬ这些光线在雾中有很强
的穿透力ꎬ引人注目ꎮ
氩ꎬＡｒｇｏｎꎬ源自ａｒｇｏｎꎬ意为“不活泼”ꎬ１８９４年发现ꎬ是稀有气体中最丰富的ꎬ
占据了空气中０􀆰９３４％的体积ꎮ它在工业上最大的用途是焊接ꎬ能形成一种抑制化学变
化的环境ꎬ使被焊接的金属无法燃烧ꎬ不致发生氧化ꎮ它也是用来充入普通灯泡的
气体ꎮ
氪ꎬＫｒｙｐｔｏｎꎬ源自ｋｒｙｐｏｔｓꎬ
“隐藏” 的意思ꎬ１８９８年发现ꎮ氪是一种没有气味ꎬ
没有味道ꎬ没有颜色的气ꎮＫｒ－８５是十七种放射性氪同位素中的一种ꎬ也是核裂变的
一种产物ꎬ可以当示踪物使用ꎬ用来检查密封金属容器中的小毛病ꎬ包括小到只有两
个氪原子宽的毛病ꎮ
氙(音仙)ꎬＸｅｎｏｎꎬ源自ｘｅｎｏｓꎬ意为“陌生人”ꎬ１８９８年发现ꎮ氙在电场的激发
下能放出强烈的白光ꎬ高压长弧氙灯经常用于电影摄影、舞台照明等ꎮ
氡ꎬＲａｄｏｎꎬ源自ｒａｄｉｕｍꎬ即镭元素ꎬ１９００年发现ꎬ是最重要的气体元素ꎬ比氢重
２００倍ꎬ由镭元素放射出ꎬ所以它本身也具有很强的放射性ꎮ氡的半衰期很短ꎬ当它衰
变时会释放出α 粒子ꎮ而氡与被混合后所放射出的中子可用于科学研究ꎮ
４. 什么是大气污染
大气是环境的组成部分ꎬ是人类和动植物摄取氧气的源泉ꎬ是植物进行光合作用
所需二氧化碳的贮存库ꎬ也是环境中能量流转的重要环节ꎮ大气是多种气体的混合物ꎬ
其组成基本上是恒定的ꎬ但由于人口增多ꎬ工业发展ꎬ向大气中排放的有害气体及飘
尘越来越多ꎬ远远超过大气自净能力ꎬ使大气的组成发生变化ꎬ有害气体危害了人类
的生存和发展ꎬ就形成了大气污染ꎮ
大气污染可以根据污染物的不同ꎬ分为氮氧化物污染、硫氧化物污染、碳氧化物
污染及飘尘污染ꎮ
１) 氮氧化物污染
主要污染物是一氧化氮和二氧化氮ꎮ大气中的氮氧化物大约有２/ ３来自煤炭及石
油产品燃烧ꎬ以及生产氮肥、有机中间体、金属冶炼时产生的废气ꎮ燃烧１吨煤能产
生３􀆰６~ ９千克二氧化氮ꎮ还有约１/ ３来自汽车的尾气ꎮ少量是由于自然界的火山爆发、
雷击闪电等使大气中的氮和氧化合生成的ꎮ大气中氮氧化物含量达到一定程度时ꎬ如
果还有碳氢化合物、硫氧化物等存在ꎬ就可能产生“光化学烟雾”ꎬ危害人类健康ꎮ
２) 硫氧化物污染
主要污染物是二氧化硫ꎬ还包括硫酸及硫酸盐的微粒等ꎮ据统计ꎬ全世界每年由
于人类活动排放到大气中的二氧化硫超过一亿五千万吨ꎮ其中２/ ３来自煤炭燃烧ꎬ１/ ５
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来自石油的燃烧ꎮ大气中硫氧化物含量大时ꎬ就可能形成酸雨ꎮ世界八大公害之一的
比利时马斯河谷事件就是由于二氧化硫污染造成的ꎮ
３) 碳氧化物污染
主要污染物是一氧化碳和二氧化碳ꎮ大气中的碳氧化物主要来自煤炭和石油的燃
烧ꎮ碳和碳的化合物在空气不充足的情况下燃烧ꎬ就会产生一氧化碳ꎮ例如ꎬ１吨锅炉
工业用煤燃烧约产生１􀆰４千克一氧化碳ꎻ１吨居民取暖用煤燃烧约产生２０千克以上的
一氧化碳ꎻ一辆行驶中的汽车ꎬ每小时约产生１~ １􀆰５千克一氧化碳ꎮ据统计ꎬ全世界
每年排入大气中的一氧化碳约２􀆰４亿吨ꎬ而且一氧化碳不能氧化ꎬ不易与其他物质发
生反应ꎬ因此ꎬ一氧化碳对环境的污染绝不能忽视ꎮ二氧化碳虽然不是有毒物质ꎬ但
大气中含量过高ꎬ就会导致“温室效应” 加剧ꎬ有可能给全球带来巨大灾难ꎮ
４) 大气飘尘污染
大气中弥漫着的固体和液体微粒ꎬ粒径大约在１􀆰０× １０－７~ １􀆰０× １０－５ｍ之间ꎬ长
期悬浮不落的ꎬ称为“大气飘尘”ꎮ飘尘的成分复杂ꎬ形态万千ꎬ往往是其他多种污染
物的“载体” 和“催化剂”ꎮ大气中飘浮着因核爆炸而产生的放射性灰尘时ꎬ会使人
引起慢性放射性病或皮肤慢性损伤ꎮ因此ꎬ大气飘尘是危害较大的大气污染物之一ꎮ
大气污染既损害人体健康ꎬ又影响动植物的生长ꎬ破坏经济资源ꎬ损坏建筑物及
文物古迹ꎬ严重时可改变大气的性质ꎬ使生态受到伤害ꎮ
５􀆰空气污染的防治
防治空气污染是一个庞大的系统工程ꎬ需要个人、集体、国家ꎬ乃至全球各国的
共同努力ꎬ可考虑采取如下几方面措施:
(１) 减少污染物排放量ꎮ改革能源结构ꎬ多采用无污染能源(如太阳能、风能、
水力发电) 和低污染能源(如天然气)ꎬ对燃料进行预处理(如烧煤前先进行脱硫)ꎬ
改进燃烧技术等均可减少排污量ꎮ另外ꎬ在污染物未进入大气之前ꎬ使用除尘消烟技
术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物ꎬ可减少进
入大气的污染物数量ꎮ
(２) 控制排放和充分利用大气自净能力ꎮ气象条件不同ꎬ大气对污染物的容量便
不同ꎬ排入同样数量的污染物ꎬ造成的污染物程度便不同ꎮ对于风力大、通风好、湍
流盛、对流强的地区和时段ꎬ大气扩散稀释能力强ꎬ可接受较多厂矿企业活动ꎮ逆温
的地区和时段ꎬ大气扩散稀释能力弱ꎬ便不能接受较多的污染物ꎬ否则会造成严重大
气污染ꎮ因此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制ꎮ
(３) 厂址选择、烟囱设计、城区与工业区规划等要合理ꎬ排放大户不要过度集中ꎬ
不要造成重复叠加污染ꎬ形成局部严重污染事件发生ꎮ
(４) 绿化造林ꎬ使更多植物吸收污染物ꎬ减轻大气污染程度ꎮ
６􀆰大气层
地球被一个厚厚的大气层包围着ꎬ它的厚度达１０００千米以上ꎮ离地面约１０千米以
内称为对流层ꎬ其中含有约９０％的大气ꎬ各种天气现象和空气污染主要发生在这一
层内ꎮ
对流层以上直到约５０千米的一层称为平流层ꎬ这里的空气非常稀薄ꎬ其中有一层
臭氧层(臭氧层能吸收大量的紫外线ꎬ对地面的生物起着保护作用)ꎮ平流层也会受到
５
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空气污染的破坏ꎬ可能出现臭氧空洞ꎮ平流层以上５０~ ９０千米的一层叫中间层ꎬ９０~
１０００千米的一层称为电离层ꎬ电离层以外称为外层ꎮ
７􀆰地球上危害生命最广泛的１０种污染物质
(１) 二氧化碳———大量积累致使地球表面的温度显著升高ꎬ在生态和地球化学方
面造成灾难ꎮ
(２) 一氧化碳———大量积累会破坏同温层的平衡ꎮ
(３) 二氧化硫———污染大气ꎬ形成酸雨、酸雾腐蚀某些合成纤维及金属设备ꎬ引
起并加重呼吸器官疾病ꎮ
(４) 一氧化氮———是笼罩在城市上空的烟罩中的主要成分ꎬ影响人的呼吸道ꎮ
(５) 碳酸盐———造成河流湖泊污染ꎮ
(６) 汞———污染食品ꎬ尤其是海产品ꎬ在人体中积累会损害神经ꎮ
(７) 石油———流入海中ꎬ会破坏大海中的浮游生物、植物和鱼类资源ꎬ并污染海
滩和港口设施ꎮ
(８) 铅———影响酶和细胞的新陈代谢ꎮ
(９) 农药———过量使用会毒死鸟类和鱼类ꎬ甚至导致某些癌症ꎮ
(１０) 辐射物质———它是１０大污染物质中最危险的一种ꎬ如管理不善ꎬ会引起恶
性肿瘤ꎮ
８􀆰容易被忽视的空气污染物
１) 臭氧
我们都知道ꎬ在距离地球大约９英里到３０英里(１４􀆰４８公里到４８􀆰２８公里) 的地
方ꎬ臭氧形成地球的保护层ꎬ避免人类家园遭受太阳破坏ꎮ然而臭氧位于相对较低的
地方时ꎬ就会丧失其保护功能ꎮ这时它不但起不到保护作用ꎬ还是一种非常强效的氧
化剂ꎬ对植物和动物都很危险ꎮ在臭氧影响下ꎬ人的呼吸道黏膜会被灼伤ꎮ在炎热的
城市度过夏季的儿童ꎬ更易遭受臭氧侵扰ꎮ
城市里的臭氧浓度最高ꎮ尾气里包含大量轻组有机物和氮氧化物ꎬ这些物质常在
热天和阳光充足的日子形成ꎬ是生成臭氧的基本成分ꎮ随后臭氧与空气结合ꎬ并借助
风到达很远的地方ꎮ复印机、高压电漏电(如电视机的高压包漏电打火)、闪电都会产
生臭氧ꎮ
２) 铅
铅通过空气、食品和水进入人体ꎮ它还能依附在尘粒上ꎬ储存在血液、骨骼和软
组织里ꎮ铅可引起严重的肾病、肝病、神经系统疾病和其他器官问题ꎮ除此以外ꎬ它
还能导致心理紊乱ꎬ痉挛和智力迟钝ꎬ尤其对儿童危害更大ꎮ
几十年来ꎬ铅一直通过含铅汽油产生的尾气进入大气ꎮ２００３年ꎬ俄罗斯禁止生产
含铅汽油ꎬ这导致该国大气里的铅浓度迅速降低ꎮ铅跟其他重金属一样ꎬ也能渗透到
植物里ꎬ因此人们在燃烧落叶时ꎬ一定要小心ꎬ因为这种非常危险的毒素可能会通过
燃烧ꎬ再次回到空气里ꎮ
３) 挥发性有机物
这种化学物包括苯、甲醛和１ꎬ３－丁二烯(Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ)ꎬ它们是由汽车燃料不完全
燃烧和石油、油及润滑剂蒸发形成的ꎮ即使浓度很小ꎬ也能引发癌症、心血管疾病和
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肝脏及肾功能障碍ꎮ它们可能还会引起先天畸形和不孕不育ꎮ挥发性有机物很容易与
氧气和其他氧化剂发生化学反应ꎬ释放出更加危险的毒素ꎮ
４) ＰＭ２􀆰５
ＰＭ２􀆰５是指大气中直径小于或等于２􀆰５微米的颗粒物ꎬ也称为可入肺颗粒物ꎮ
２０１３年２月２８日ꎬ全国科学技术名词审定委员会称ＰＭ２􀆰５ꎬ拟正式命名为“细颗粒
物”ꎮ它的直径还不到人的头发丝粗细的１/ ２０ꎮ虽然ＰＭ２􀆰５只是地球大气成分中含量
很少的组分ꎬ但它对空气质量和能见度等有重要的影响ꎮ与较粗的大气颗粒物相比ꎬ
ＰＭ２􀆰５粒径小ꎬ富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远ꎬ
因而对人体健康和大气环境质量的影响更大ꎮ２０１２年２月ꎬ国务院发布新修订的«环
境空气质量标准» 增加了ＰＭ２􀆰５监测指标ꎮ
ＰＭꎬ英文全称为ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｍａｔｔｅｒ(颗粒物)ꎮ科学家用ＰＭ２􀆰５表示每立方米空气
中这种直径大小颗粒的含量ꎬ这个值越高ꎬ就代表空气污染越严重ꎮ在城市空气质量
日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物ꎮ可
吸入颗粒物又称为ＰＭ１０ꎬ指直径大于２􀆰５微米、等于或小于１０微米ꎬ可以进入人的呼
吸系统的颗粒物ꎻ总悬浮颗粒物也称为ＰＭ１００ꎬ即直径小于或等于１００微米的颗粒物ꎮ
ＰＭ２􀆰５产生的主要来源ꎬ是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃
烧而排放的残留物ꎬ大多含有重金属等有毒物质ꎮ一般而言ꎬ粒径２􀆰５微米至１０微米
的粗颗粒物主要来自道路扬尘等ꎻ２􀆰５微米以下的细颗粒物(ＰＭ２􀆰５) 则主要来自化石
燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物等ꎮ
气象专家和医学专家认为ꎬ由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要
比沙尘暴更大ꎮ粒径１０微米以上的颗粒物ꎬ会被挡在人的鼻子外面ꎻ粒径在２􀆰５微米
至１０微米之间的颗粒物ꎬ能够进入上呼吸道ꎬ但部分可通过痰液等排出体外ꎬ另外也
会被鼻腔内部的绒毛阻挡ꎬ对人体健康危害相对较小ꎻ而粒径在２􀆰５微米以下的细颗
粒物ꎬ直径相当于人类头发的１/ １０大小ꎬ不易被阻挡ꎮ被吸入人体后会直接进入支气
管ꎬ干扰肺部的气体交换ꎬ引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病ꎮ
每个人每天平均要吸入约１万升的空气ꎬ进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过
肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身ꎻ其次ꎬ会损害血红蛋白输送氧的能力ꎬ丧失
血液ꎮ对贫血和血液循环障碍的病人来说ꎬ可能产生严重后果ꎮ例如可以加重呼吸系
统疾病ꎬ甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病ꎮ这些颗粒还可以通过支气
管和肺泡进入血液ꎬ其中的有害气体、重金属等溶解在血液中ꎬ对人体健康的伤害更
大ꎮ人体的生理结构决定了对ＰＭ２􀆰５没有任何过滤、阻拦能力ꎬ而ＰＭ２􀆰５对人类健康
的危害却随着医学技术的进步ꎬ逐步暴露出其恐怖的一面ꎮ
在欧盟国家中ꎬＰＭ２􀆰５导致人们的平均寿命减少８􀆰６个月ꎮ而ＰＭ２􀆰５还可成为病
毒和细菌的载体ꎬ为呼吸道传染病的传播推波助澜ꎮ目前国际上主要发达国家以及亚
洲的泰国、印度等均将ＰＭ２􀆰５列入空气质量标准ꎮ
２􀆰２　构成物质的微粒(Ｉ) ———分子
【教学地位】化学是在原子、分子、离子水平上研究物质的组成、结构、性质及其
应用的一门基础自然科学ꎬ其特征是研究分子和创造分子ꎮ因此微粒观是化学学科的
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最基本的观念ꎮ但是微粒是看不见摸不着的ꎬ这就需要建立宏观与微观相联系的观念ꎬ
这也是化学学科特有的思维方式ꎮ因此教材在设计上有意识地把宏观物质与微观图片
相结合ꎬ宏观现象与微观粒子的行为相结合ꎮ
本节内容是学生第一次接触微观粒子ꎬ对于分子这种微粒的学习方式将会是后面
学习原子、离子的一种模式ꎮ
分子作为学生探究物质构成的奥秘的第一次ꎬ要把学生从对物质的性质和变化的
宏观认识引入到对物质的微观结构的研究上来ꎬ会有一定的难度ꎮ因此ꎬ要使学生建
立起有关微粒的概念ꎬ除了做好有关实验ꎬ结合实验进行分析之外ꎬ还应尽量联系生
活实际ꎬ结合生活中熟悉的现象进行分析、推理ꎮ
【教学目标】
１􀆰明确分子是构成物质的基本微粒ꎮ
２􀆰认识分子的特性ꎮ
３􀆰能初步运用分子的知识解释生活的现象ꎮ
【教学重点】分子的概念及其特征ꎮ
【教学难点】用原子分子观点解释某些现象ꎮ
１. 教学原则
理论联系实际原则、师生协同原则、巩固性原则ꎮ
２. 教学模式
(１) 探究式———以问题解决为中心ꎬ注重学生的独立活动ꎬ着眼于学生的思维能
力的培养ꎮ特别是用分子的特性来解释某些现象ꎮ
(２) “演示—点拨” 式———教师演示或是请学生上台在教师指导下进行实验演示ꎬ
教师不时点拨观察和注意点ꎬ并要学生及时描述现象ꎮ
３􀆰实施建言
过去的教材对分子概念的表述是: “分子是保持物质化学性质的最小微粒”ꎮ这种
表述仅对由分子聚集而成的物质而言ꎬ但由原子或离子构成的物质中ꎬ不存在单个的
分子ꎮ教材对分子概念的表述为:
(１) 分子是保持物质化学性质的一种微粒ꎬ不同分子一定会构成各不相同的物质ꎮ
(２) 由分子构成的物质在物理变化中ꎬ分子性质没有改变ꎬ即分子本身不发
生根本改变ꎻ在化学变化中ꎬ分子性质发生根本改变ꎬ亦即分子本身发生了根本
改变ꎮ
上述的第(２) 点ꎬ就是对“由分子聚集构成的物质” 而言的ꎬ其中所说的性质是
指某种分子的化学性质ꎮ
教学中ꎬ首先应向学生强调: 分子是构成物质的一种微粒ꎬ而不是唯一的一种ꎬ
后面还会学习到另外的微粒ꎮ进而对“由分子聚集构成的物质” 进行分析ꎬ通过分子
的观点ꎬ结合物理变化和化学变化的本质区别ꎬ使学生准确理解某种物质的分子保持
着这种物质的化学性质ꎬ否则就是另一种物质了ꎮ在保持物质化学性质的前提下ꎬ分
子就是这类物质分割的极限ꎮ为了增强学生对微观分子构成宏观物质的认识ꎬ课文以
图示方式ꎬ直观形象地画出氢气、干冰、水与构成它们不同分子的示意图ꎮ教学时ꎬ
应充分利用此图的感官启示作用ꎮ
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通过实验活动ꎬ老师以形象的描述、生动的比喻和科学的推理ꎬ使学生对分子的
特性有深刻的理解ꎮ结合本课时对分子的存在和特性的学习ꎬ初步培养学生的微观想
象能力ꎬ并使学生认识世界的物质性、物质运动的永恒性和物质的可分割性ꎮ
４􀆰特别提示
本节内容讨论的一些现象都是生活中学生比较熟悉的现象ꎬ但是一直没有给出一
个科学的解释ꎮ例如ꎬ通过常识ꎬ学生已经知道了如果把香水洒在某人身上ꎬ即使与
她有一定的距离ꎬ还是可以闻到一些香味ꎮ因此可以从学生已有的经验出发ꎬ引导学
生去思考分子的特性ꎮ
１) 突破难点的方法
①利用一些自然现象和生活实际创设真实具体的情景ꎮ
九年级学生在接触分子概念前对化学的知识仍处于入门者的阶段ꎬ因此ꎬ我们只
能依靠化学学科与生活、生产的紧密联系ꎬ由具体的情景向抽象情景过渡ꎮ如: 打开
香水瓶或酒瓶的盖子我们能闻到香味或酒味ꎻ湿的衣服可以晾干ꎻ妈妈炒菜时下的盐
能溶于水等日常现象ꎮ接下来我们可以提出问题: “同学们有想过这是为什么吗?” “为
什么夏天衣服会比较快晾干?” 此时可让学生亲自动手做一个实验: 品红在静置的水中
扩散ꎮ通过观察到的现象再进一步提出为什么ꎮ从以上的现象和问题引出物质是由微
小的粒子———分子构成这一知识点ꎬ并且指出若要解释上述问题必须通过学习进一步
认识“分子”ꎮ
②通过实验现象ꎬ创设问题情景ꎮ
在学生已初步建立起物质由微小粒子构成这一观点后ꎬ必须要让学生体会到它与
宏观物体运动的不同点ꎮ这是教学中的又一难点ꎮ此时学生对分子已有初步的认识ꎬ
但在学生的认知结构中容易形成错误的观点: 静置的宏观物体其分子也是静止的ꎮ然
而单凭人的眼睛是无法观察到分子运动的ꎬ因此ꎬ我们可以通过设计一个实验ꎬ让学
生通过探究ꎬ自主建构来突破难点ꎮ如: 教材中设计了一个实验: 把浓氨水滴入酚酞
溶液中观察颜色变化ꎬ得出酚酞遇浓氨水变红的结论ꎮ在小烧杯Ａ中加入酚酞溶液ꎬ
在小烧杯Ｂ中放入浓氨水ꎬ最后用一个大烧杯罩住Ａ、Ｂ两个小烧杯ꎮ此时学生可以观
察到Ａ中酚酞溶液变红了ꎮ学生马上会产生疑问: 两种溶液没有接触ꎬ怎么烧杯Ａ中
酚酞溶液也会变色呢? 浓氨水是怎样跑到烧杯Ａ中的呢? 这样只要教师从旁引导学生
用刚学的分子观点去解释ꎬ学生就不难得出分子总在不断地运动这一结论ꎮ得出结论
后再让学生活学活用ꎬ解释之前提及的生活现象ꎬ则可令学生进一步巩固刚学的知识ꎬ
把新的知识同化到自己的认知结构中ꎬ更令学生感受到学习知识的实用性ꎬ从而提高
他们的学习兴趣ꎮ
２) 易错点
分子是保持物质化学性质的最小微粒ꎬ这“最小” 的说法缺乏准确性ꎮ
新修订的教材中已经将分子的定义更改为“分子是构成物质且保持物质化学性质
的一种微粒”ꎮ这句话应解读为“由分子构成的物质ꎬ分子是构成物质的微小单元ꎬ它
是能够独立存在并保持物质原有的一切化学性质的一种较小微粒”ꎮ注意ꎬ还有原子、
离子也是可能构成物质且保持物质化学性质的最小微粒ꎬ至于它们与分子的区别ꎬ则
需要待下节再辨识ꎮ
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３) 疑难解释
为什么由分子构成的物质中ꎬ分子保持物质的化学性质的一种微粒ꎬ而不保持其
物理性质?
第一ꎬ通常所说的物理性质都是指宏观现象ꎬ它是大量分子的聚集体所表现的属
性ꎬ单个的分子无法体现ꎮ第二ꎬ物质发生物理变化时ꎬ物质的物理性质可以发生变
化ꎬ而分子没变化ꎬ所以化学性质不变ꎮ化学变化中有新物质生成ꎬ意味着一种物质
的分子转变成了另一种物质的分子ꎮ因此ꎬ物质的化学性质就是分子的化学性质ꎮ另
外ꎬ能保持物质化学性质的粒子除了分子以外还有原子、离子等粒子ꎮ例如ꎬ稀有气
体和碳是由原子直接构成的ꎬ氯化钠是由氯离子和钠离子构成ꎬ那么它们的化学性质
就是原子或离子的化学性质ꎮ
【实验活动】
关于分子性质的几个实验ꎬ比较简单ꎬ在保证实验效果明显和安全的前提下ꎬ尽
可能让学生去完成ꎬ引导学生结合问题ꎬ认真观察、思考、猜测、交流ꎬ并由学生发
言做出解释ꎬ教师做适当的归纳、小结ꎬ让学生积极参与探究学习活动ꎮ
表中填空参考答案:
[实验２－３] 香味微粒运动到空气中ꎮ
[实验２－４] 现象: 玻璃管的中间产生白烟ꎮ
讨论:
表２－２
问题
实验２－３
实验２－４
在变化中有无新物质生成?
无
有
是物理变化还是化学变化?
物理变化
化学变化
在变化中分子本身有无改变?
无
有
[实验２－５] 溶液变红色ꎮ
[实验２－６] Ａ杯里的水变红色ꎮ因为氨水里的氨分子不停运动扩散到Ａ杯水里ꎬ
发生化学变化而变红色ꎮ
[实验２－７] 盛空气的注射器易推压ꎮ因为分子间有一定的间隙ꎬ气体分子间的距
离最大ꎬ液体、固体分子间的距离比气体小得多ꎬ推压时ꎬ气体分子间的距离减少ꎬ
故气体易压缩ꎮ
通过以上的实验事实ꎬ说明物质的分子微粒有下述特性:
(１) 构成物质的分子微粒会不断地运动ꎮ
(２) 分子之间有间隔ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｄ　２􀆰Ａ　３􀆰Ｂ　４􀆰Ａ　５􀆰Ａ􀆰是　Ｂ􀆰否　Ｃ􀆰否　Ｄ􀆰否　Ｅ􀆰是　Ｆ􀆰是
６􀆰
(１) Ｂ　
(２) Ａ　
(３) Ｅ　
(４) Ｄ　
(５) Ｃ
０
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【过程示例】
[板书]
§ ２􀆰２构成物质的微粒(Ｉ) ———分子
一、什么是分子
[观察活动] 师生共同完成[实验２－３]、[实验２－４]ꎬ再按“目的—现象—问
题—解释—讨论” 的程序进行活动ꎬ引导学生及时填写教材中空白之处ꎬ教师做必要
的点评ꎬ说明[实验２－３] 说明物质发生物理变化时ꎬ分子没有变成别的分子ꎻ[实验
２－４] 则说明物质发生化学变化时ꎬ原分子变成新的分子ꎬ再也不会保持原物质的性
质了ꎮ
[学生研讨明确]
１􀆰分子是构成物质的一种微粒(还有其他微粒可以直接构成物质)ꎮ
２􀆰在物理变化中ꎬ分子的性质
改变ꎬ即一种分子没有变成另一种分子ꎻ在
化学变化中ꎬ分子的性质
改变ꎬ即由一种分子变成另外的分子ꎮ
３􀆰对于由分子聚集构成的物质而言ꎬ分子是保持物质化学性质的最小微粒ꎮ
４􀆰对于由分子聚集构成的物质ꎬ由
种分子构成的物质称为纯净物ꎬ由
种分子构成的物质叫做混合物ꎮ(这个知识点ꎬ要结合前面的物质分类的知识进
行分析ꎮ)
[板书]
二、分子有哪些特性
[观察活动]
师生共同完成[实验２－５]、[实验２－６] 和[实验２－７]ꎬ引导学生认真观察及
时记录ꎬ并把解释填入书中空格内ꎮ
(点评文字解释表达的程度ꎬ注意表达的准确、简洁ꎮ)
[讨论] 完成教材“讨论与交流”ꎬ由学生口头回答ꎮ
[问] 分子有多大? 一滴水中有多少个水分子? 让学生阅读“知识视窗”ꎮ
(阅读课文ꎬ教师做适当介绍ꎮ)
[小结并板书]
分子
概念———分子是构成物质的一种微粒
(在化学变化中ꎬ分子的性质发生根本改变)
特性
分子在不断地运动着
分子之间有空隙
同种分子其化学性质相同ꎬ不同种分子其化学性质不同
ì
î
í
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用分子观点解释物理变化与化学变化的区别
纯净物与混合物的区别
{
ì
î
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ï
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[当堂练习] Ｐ４３“讨论与交流”ꎻ２􀆰２习题１~ ４题ꎮ
[作业] ２􀆰２习题５~ ６题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰关于水分子大小的比喻
如果把１个水分子放大１千万倍ꎬ也不过像黄豆那么大ꎬ但是如果把一个１６０厘米
高的人放大１千万倍ꎬ他的身高就是１６０００千米ꎬ他的每根头发的直径将达到１千米ꎮ
１
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２􀆰由分子构成的物质ꎬ分子是构成物质的微小单元
它是能够独立存在并保持物质原有的一切化学性质的较小微粒ꎮ分子一般由更小
的微粒———原子构成ꎮ按照构成分子的原子个数可分为单原子分子ꎬ双原子分子及多
原子分子ꎻ按照电性结构可分为极性分子和非极性分子ꎮ不同物质的分子其微观结构、
形状不同ꎬ分子的理想模型是把它看作球型ꎬ其直径大小为１０－１０ｍ数量级ꎮ分子质量
的数量级约为１０－２６ｋｇꎮ
３􀆰分子概念的提出
最早提出比较确切的分子概念的化学家是意大利阿伏伽德罗ꎬ他于１８１１年发表了
分子学说ꎬ认为: “原子是参加化学反应的最小质点ꎬ分子则是在游离状态下单质或化
合物能够独立存在的最小质点ꎮ分子是由原子构成的ꎬ单质分子由相同元素的原子构
成ꎬ化合物分子由不同元素的原子构成ꎮ在化学变化中ꎬ不同物质的分子中各种原子
进行重新结合ꎮ”
自从阿伏伽德罗提出分子概念以后ꎬ在很长的一段时间里ꎬ化学家都把分子看成
比原子稍大一点的微粒ꎮ１９２０年ꎬ德国化学家施陶丁格开始对这种小分子一统天下的
观点产生怀疑ꎬ他的根据是: 利用渗透压法测得的橡胶的分子量可以高达１０万左右ꎮ
他在论文中提出了大分子(高分子)ꎬ的概念ꎬ指出天然橡胶不是一种小分子的缔合
体ꎬ而是具有共价键结构的长链大分子ꎮ高分子还具有它本身的特点ꎬ例如高分子不
像小分子那样有确定不变的分子量ꎬ它所采用的是平均分子量ꎮ
随着分子概念的发展ꎬ化学家对于无机分子的了解也逐步深入ꎬ例如氯化钠是以
钠离子和氯离子以离子键互相连接起来的一种无限结构ꎬ很难确切地指出它的分子中
含有多少个钠离子和氯离子ꎬ也无法确定其分子量ꎬ这种结构还包括金刚石、石墨、
石棉、云母等分子ꎮ
在研究短寿命分子的方法出现以后ꎬ例如用微秒光谱学研究方法ꎬ测得甲基
(￣ＣＨ３) 的寿命为１０－１３秒ꎬ不但寿命短ꎬ而且很活泼ꎬ其原因是甲基的价键是不饱和
的ꎬ具有单数电子的结构ꎮ这种粒子还有ＣＨ􀅰、ＣＮ􀅰、ＨＯ􀅰ꎬ它们统称为自由基ꎬ
仅具有“瞬间” 的稳定性ꎬ很容易发生化学反应ꎬ由此可见自由基也具有分子的特征ꎬ
所以把自由基归入分子的范畴ꎮ还有一种分子在基态时不稳定ꎬ但在激发态时却是稳
定的(寿命也很短)ꎬ这种分子被称为准分子ꎮ从分子水平上研究各种自然现象的科学
称为分子科学ꎬ例如动物学、遗传学、植物学、生理学等正在掌握各种形式的不同种
类分子的性能和结构ꎬ由分子的性能和结构设计出具有给定性能的分子ꎬ这就是所谓
分子设计ꎮ在化学变化中ꎬ分子会改变ꎬ而原子不会改变ꎮ
４􀆰分子的运动
分子的存在形式可以为气态、液态或固态ꎮ分子除具有平移运动外ꎬ还存在着分
子的转动和分子内原子的各种类型的振动ꎮ固态分子内部的振动和转动的幅度ꎬ比气
体和液体中分子的平动和转动幅度小得多ꎬ分子的这种内部运动ꎬ并不会破坏分子的
固有特性ꎮ通常所说的分子结构ꎬ是这些原子处在平衡位置时的结构ꎮ分子的内部运
动ꎬ决定分子光谱的性质ꎬ因而利用分子光谱ꎬ可以研究分子内部运动情况ꎮ分子的
构型和构象相同成分的分子中ꎬ若原子的排列次序和排列方式不同ꎬ可形成不同的分
子ꎮ例如Ｃ２Ｈ６Ｏ分子可以排列为乙醇分子ꎬ也可以排列为二甲醚分子ꎬ它们的结构式
２
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所示分子的结构式反映分子内部原子的排列次序ꎮ组成分子的成分相同ꎬ而排列次序
不同ꎬ形成两种或两种以上的分子ꎬ这种现象称为同分异构现象ꎬ这些成分相同结构
不同的分子称为同分异构体ꎮ
分子的结构式一般只反映分子中原子的连接次序ꎬ而决定分子形状的键长和键角
的数值ꎬ需要通过实验测定ꎮ反映分子中原子在空间的排列次序与分布称为分子的构
型ꎮ分子中原子间的化学键长与键角则称为立体构型参数ꎮ
对有些分子ꎬ当它的构型确定时ꎬ分子的形状大小也就确定了ꎬ例如水分子、甲
烷分子、苯分子等ꎮ有些分子在一定的构型条件下ꎬ分子的形状还会随原子的相对位
置而改变ꎮ例如乙烷(Ｃ２Ｈ６) 分子在相同的连接次序及双原子分子纯转动光谱相同的
键长键角数据下ꎬ还可以有交叉式和重叠式两种不同形状ꎬ这种情况称为分子的构象ꎮ
不同构象的分子ꎬ能量有一定差别ꎬ它们的对称性亦不同ꎬ对于乙烷分子ꎬ常温下交
叉式的构象比较稳定ꎮ
２􀆰３　构成物质的微粒(ＩＩ) ———原子和离子
【教学地位】原子、离子是初中学生接触到的比分子更微小的粒子ꎮ通过上节学习
分子知识开始对微观世界有所了解ꎬ开始初步探索物质构成的奥秘ꎮ本节内容ꎬ学生
还要对微观世界的探索继续深入ꎮ因此本节课的教学内容对学生了解微观世界ꎬ形成
微观想象能力至关重要ꎬ而且还是继续学习物质结构、理解质量守恒定律ꎬ解释许多
化学反应实质的基础ꎮ
【教学目标】
１􀆰知道原子、离子也是构成物质的微粒ꎮ
２􀆰理解分子、原子、离子的区别和联系ꎮ
３􀆰简单了解原子内部的结构、组成和相对质量ꎮ
４􀆰初步形成微观想象能力ꎬ用微粒的观点认识某些化学反应ꎮ
５􀆰初步感受世界的物质性、物质运动的永恒性和物质可分性的观念ꎮ
【教学重点】原子的概念及其特性ꎻ原子的内部结构ꎻ相对原子质量ꎮ
【教学难点】用微粒观点解释某些现象ꎻ相对原子质量ꎻ分子、原子和离子之间的
异同点ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
理论联系实际原则、巩固性原则ꎮ
２􀆰教学模式
(１) 创造性思维教学模式ꎮ
一问: 教师设计或创设问题情景ꎬ提供学生创造性思维与问题解决的机会ꎮ
二想: 学生提出问题后ꎬ应鼓励学生自由联想ꎬ发散思维ꎬ并给予学生思维的时
间ꎬ以寻求创意ꎮ
三做: 利用各种活动方式ꎬ让学生在学中做ꎬ做中学ꎬ做中议ꎬ议中悟ꎬ从实际
活动寻求解决问题的方法和能力ꎬ知识得到升华ꎮ
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(２) 范例教学模式ꎮ
这种教学模式比较适合原理、规律性的知识ꎮ在已有的学习分子相关知识的方法
上ꎬ范例地学习原子和离子ꎮ
３􀆰教学建言
(１) 原子概念的形成是教学重点ꎮ由于分子和原子都极小ꎬ看不见也摸不着ꎬ所
以在化学反应中分子的分解及原子重新组合的微观过程是无法让学生观察到的ꎬ这就
为原子概念的形成带来一定困难ꎮ在教学中ꎬ可结合教材列举的硫化汞分子ꎬ分解成
汞原子和硫原子ꎬ及汞原子与硫原子重新结合成硫化汞分子的事例ꎬ一方面引导学生
用形象的语言去描绘硫化汞分解的微观过程ꎻ另一方面可借助视频动画和直观教具ꎬ
启发学生思考ꎬ使硫化汞分子分解的微观过程形象化ꎬ逐步形成原子的概念ꎮ
(２) 原子内部的结构复杂ꎬ教学的要求不能过高ꎬ只要求学生知道:
①原子由更小的微粒构成(原子还能分割)ꎮ
②原子核(质子) 带正电、电子带负电ꎬ而原子是电中性的ꎮ
③原子内的核电荷数＝质子数＝核外电子数ꎮ
④同类原子的核电荷相同ꎬ不同类原子的核电荷数不同ꎮ
⑤化学变化中ꎬ原子不发生变化ꎬ但可能得到或失去一些电子ꎮ
⑥原子内部很空(原子核或电子都比整个原子小得很多)ꎮ
⑦原子的质量几乎都集中在原子核上ꎮ
(３) 相对原子质量是本节教学的难点ꎮ由于在高中阶段还要进一步拓展ꎬ义务教
育阶段只要求学会如何查找相对原子质量数据ꎬ并会应用于有关的化学计算ꎮ所以没
有必要在现阶段把问题展开去讲清楚ꎬ只要按教材把引入相对原子质量的必要性和数
学表达式讲清楚即可ꎮ教学时可以先让学生对一个氢原子的质量值进行读数: １􀆰６７４×
１０－２７ｋｇ读作一千亿分之１􀆰６７４千克ꎬ这样小的数值无论运算、记忆还是阅读都十分不
便ꎮ繁则思变ꎬ改用核内有６个质子和６个中子的碳原子ꎬ把该原子质量分为１２等份ꎬ
用其中一份作标准与其他原子相比较ꎬ根据比较的结果(比值或称倍数) 建立“相对
原子质量” 这一概念ꎮ
随后结合相对原子质量的表达式ꎬ让学生计算出表中氢、碳、氧、铁四种原子的
相对原子质量ꎮ
(４) 关于离子的教学: 教材从探究物质构成的奥秘这一角度ꎬ编进了构成物质的
另一种微粒———离子ꎬ离子是带电荷的原子(或原子团ꎬ学生还未学到原子团)ꎮ教学
时ꎬ通过钠在氯气中燃烧的实验ꎬ分析氯化钠的生成过程ꎬ引出阳离子和阴离子的概
念ꎬ知道有些物质由阴、阳离子构成即可ꎬ不必拓展和深化ꎮ
４􀆰特别提示
１) 突破难点的方法
微粒的性质是学习的难点ꎬ学生难以进行自主探究ꎬ因此ꎬ通过联系新旧知识ꎬ
提出问题ꎬ并借助计算机模拟出诸如水分解生成氢气和氧气的过程ꎬ给学生以直观的
印象ꎬ让学生“看见” 分子再分就不是原来物质的分子了ꎬ物质的性质也就随之发生
了变化ꎬ能较好地突破教学的难点ꎮ
本节教材仍以氧化汞分解为例说明原子、分子在化学反应中的变化ꎬ教学中应
４
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把握:
一是借助氧化汞、汞、氧气的球棍模型ꎬ对这三种物质的分子有一个大体印象ꎮ
二是利用多媒体播放氧化汞与氧反应的微观过程ꎬ让学生至少看两遍ꎮ只要把此
微观过程弄明白了ꎬ那么就很容易得出:
①什么是分子(分子是构成物质的一种微粒ꎬ保持物质化学性质的一种微粒)ꎮ
②化学变化的实质(分子分解成原子ꎬ原子重新结合成新分子的过程)ꎻ
原子的概念(原子是化学变化中的最小微粒)ꎮ
这里通过多媒体技术ꎬ生动、形象地模拟其变化的过程ꎬ使学生看到放大了的原
子世界和化学变化中分子可分、原子重新组合的过程ꎬ有效地把教师头脑中正确的微
观图像传递给学生ꎬ降低了学习的难度ꎬ让学生在一种轻松愉快的气氛中掌握知识ꎮ
２) 易错点
①从分子、原子(微观) 角度认识物质的结构时易出现误解ꎬ弄不清自然界中的
物质构成的微粒究竟是分子还是原子等ꎻ宏观上描述物质的组成与微观上解释物质分
子的结构也常常出现相混淆的错误ꎮ
②在学习原子的构成时ꎬ容易将原子中构成的微粒间的数量关系弄错ꎮ
在一个原子中ꎬ原子核只有一个ꎬ而原子核所带的正电荷数(即核电荷数) 等于
质子数ꎬ也等于核外的电子数ꎬ但往往将中子数也联系到等式中去而出错ꎬ应弄清质
子数与中子数没有必然的等量关系ꎬ另外ꎬ在原子得失电子后质子数和电子数的关系ꎬ
或者各微粒间的数量关系最容易出错ꎮ
③原子由原子核构成ꎬ原子核由质子和中子构成ꎬ这是正确的ꎮ但是有例外ꎬ元素周
期表中的第１号元素、也是最轻的元素———氢原子的三种核素中ꎬ有一种不含中子ꎮ
④分子由原子构成ꎬ但分子不一定都比原子大ꎮ例如ꎬ世界上有１１４种元素、几
百种原子ꎬ最大的原子是钫原子(Ｆｒꎬ半径１􀆰５３Ａ)ꎬ最小的分子是氢分子(Ｈ２ꎬ半
径仅１􀆰１５Ａ)ꎮ
３) 疑难解释
如何理解“原子是化学变化中的最小粒子”?
①“化学变化中的最小粒子” 是指在化学反应中: ａ􀆰原子的主体(原子核和内层
电子) 不能再分割开ꎻｂ􀆰一种原子也不能变为其他原子ꎬ即在化学反应中原子只是重
新进行组合ꎮ
②通常认为原子构成的物质有的不甚准确ꎬ如金属应是金属离子和自由电子构成ꎻ
稀有气体实际上是单原子分子构成ꎮ
③分子与原子的主要区别是: 在化学变化中ꎬ分子能再分ꎬ会发生质的变化ꎻ在
化学变化中ꎬ原子不能分ꎬ不会变成其他原子ꎬ只能重新组合ꎮ
【实验活动】
钠在氯气中燃烧的实验ꎬ对于学生了解氯化钠的生成ꎬ是一个十分生动的感性材
料ꎮ但是ꎬ对于判断生成物的结构、生成物是否属于离子化合物ꎬ该实验都未能做出
说明ꎮ所以ꎬ要求教师通过实验去分析ꎬ结合教材的图示去说明ꎮ氯气的制取请参看
高中化学有关内容ꎮ若用铜质或铁质的燃烧匙做该实验ꎬ铜或铁都能在高温中与氯气
反应产生干扰(如: Ｃｕ＋Ｃｌ２
点燃→ＣｕＣｌ２ꎬ棕黄色烟)ꎬ故应使用玻璃燃烧匙(取一支约
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３０ｃｍ的粗玻璃棒ꎬ把一端加热软化ꎬ在石棉网上用力一按ꎬ即可制成)ꎬ或在金属燃
烧匙上放一个破旧试管的底部ꎬ再把钠粒放在上面ꎮ取出来的金属钠要用滤纸把煤油
吸干净ꎬ否则在燃烧时会从煤油上析出黑色小碳粒而形成黑烟ꎮ氯气有毒和剧烈的刺
激性ꎬ所以实验后应将稀碱液倒入集气瓶内ꎮ本实验所用的氯气尽可能干燥ꎬ浓度要
比较大(呈黄绿色)ꎮ
[实验２－８] 剧烈燃烧ꎬ发出黄色火焰ꎬ产生大量白烟ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｄ　２􀆰Ｃ　３􀆰Ｄ　４􀆰Ｂ　５􀆰１４　１４　硅原子
６􀆰因为质子所带的电荷与核外电子所带的电荷电性相反ꎬ电量相等ꎮ
７􀆰氯的相对原子质量＝５􀆰８８５× １０－２６ｋｇ/ (１􀆰９９３× １０－２６ｋｇ× １/ １２) ＝３５􀆰５
８􀆰略
【过程示例】
〚第一课时〛(原子及其结构)
[引言] 大家学习了组成物质的一种微粒是分子ꎬ自然界大多数物质都是由各自
的分子构成的ꎮ而分子是由原子构成的ꎬ例如将氧化汞加热分解成汞和氧气ꎮ
分解出来的汞原子直接构成了汞(水银) 这种物质ꎮ而氧原子先构成氧气分子ꎬ
氧气分子再构成氧气这种物质ꎮ
[分析] 原子概念的形成:
在这个化学变化过程中ꎬ氧化汞分子不是最小的微粒ꎬ受热时ꎬ氧化汞分子分解
为两种更小的微粒ꎬ这两种微粒又重新组合成新的物质(金属汞和氧气)ꎮ在化学变化
中ꎬ分子发生了根本的改变ꎬ但构成分子的各种微粒却没有改变ꎮ所以ꎬ参加化学反
应的最小微粒不是分子ꎬ而是构成分子的各种微粒ꎬ科学上称之为原子ꎮ
[板书课题] 构成物质的微粒(Ⅱ) ———原子和离子ꎮ
一、原子
[阅读后讲解] “长话短说” 的内容ꎮ
[讨论] 引导学生阅读教材相应的内容ꎬ讨论如下各题ꎬ并做必要的讲解:
(１) 原子与分子有哪些相同点和不同点?
(２) 回忆分子的特性ꎬ归纳出原子的特性ꎮ
(３) 原子－分子论是怎样提出来的?
(４) 原子又是由哪些更小的微粒构成的?
(５) 原子很小ꎬ原子核和电子就更小了ꎬ所以原子里面有很大的空间ꎮ你是如何
理解的?
(６) 为什么原子不显电性?
(７) 同一个原子中ꎬ核电荷数、质子数及核外电子总数三者有何数学关系?
(８) 如何认识原子结构示意图?
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[小结并板书]
原子
概念———
原子是化学变化中的最小微粒
(原子与分子的异同点ꎬ化学变化的实质)
不同种原子性质各异
性质———原子不断运动ꎬ原子之间有空隙
结构原子核质子(每个质子带一个单位正电荷)
中子(不带电)
{
核外电子(每个电子带一个单位负电荷)
ì
î
í
ïï
ïï
ì
î
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ï
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ï
ï
ï
ïï
在同一个原子中: 核电荷数＝质子数＝核外电子总数
[作业] 在课上完成“检查站”ꎮ
〚第二课时〛(相对原子质量)
[复习]
填写下表空格:
原子名称
氢
钠
铁
核电荷数
６
２６
核外电子总数
１１
质子数
８
　　
[设问] 阅读教材Ｐ５１的表可知ꎬ一个碳原子的质量单位是千克ꎬ这样小的数字
在运算或记忆时方便吗?
[形成概念] 如果不用１千克或１克的砝码ꎬ改用一个特别小的砝码———一个某种
碳原子的１/ １２ꎬ把一个碳原子与这个特别小的砝码做质量比较ꎬ应该是这个小砝码的
倍(答１２倍)ꎬ这个倍数值比１􀆰９９３× １０－２６就大得多又用得方便了ꎮ请看课
本Ｐ５２举例的图示就很明白了ꎮ
[活动] １􀆰阅读课本有关内容ꎬ讨论:
(１) 原子的实际质量与原子的相对质量从比较的标准来看ꎬ有什么不同?
(２) 相对原子质量有物理量的单位吗?
２􀆰按照相对原子质量的概念ꎬ计算教材Ｐ５１表中四种原子的相对原子质量ꎬ填入表中ꎮ
３􀆰利用教材附录一ꎬ安排学生查出几种原子的相对原子质量ꎮ
[小结并板书]
１. 相对原子质量的概念(比较的标准及比较的结果是什么)
设一个１２Ｃ原子的质量的１/ １２(１􀆰６６１× １０－２７ｋｇ) 为Ｗ０
Ａ原子的相对原子质量为Ａꎬ一个Ａ原子的质量为ＷＡꎬ则Ａ＝ＷＡ/ Ｗ０
Ｂ原子的相对原子质量为Ｂꎬ一个Ｂ原子的质量为ＷＢꎬ则Ｂ＝ＷＢ/ Ｗ０
２􀆰概念的应用
(１) 不同种原子的实际质量之比＝它们的相对原子质量之比: ＷＡ
ＷＢ
＝ＷＡ/ Ｗ０
ＷＢ/ Ｗ０
＝Ａ
Ｂ
(２) 总质量相同的两种原子的个数比＝它们的相对原子质量之反比ꎮ
设Ｗ千克Ａ中含有ｎＡ个Ａ原子ꎻＷ千克Ｂ中含有ｎＢ个Ｂ原子
由于同一种原子粒子有: 原子个数＝总质量/ 单个原子质量
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所以: ｎＡ
ｎＢ
＝Ｗ/ ＷＡ
Ｗ/ ＷＢ
＝Ｗ/ (Ａ􀅰Ｗ０)
Ｗ/ (Ｂ􀅰Ｗ０) ＝Ｂ
Ａ
[作业] ２􀆰３习题第６题ꎮ
〚第三课时〛(离子)
[复习提问]
１􀆰为了建立相对原子质量的概念ꎬ科学家选用什么作为原子质量的比较标准?
２􀆰一个碳原子与它的１/ １２做质量比较ꎬ比较的结果是什么?
３􀆰钠原子的结构示意图怎么表示ꎬ则钠原子的核电荷数是多少ꎬ核内有多少个质
子ꎬ核外有多少个电子层ꎬ共有多少个电子?
[引言] 原子是电中性的ꎮ在化学变化中ꎬ有些原子容易失去电子ꎬ有些原子容
易获得电子ꎮ当原子失去或获得电子后ꎬ它们还呈电中性吗?
[板书课题] 二、离子
[演示] 认真观察教师演示[实验２－８] 钠在氯气中燃烧ꎬ把观察到的现象填入
教材中ꎮ
[讨论] 阅读教材有关内容ꎬ讨论钠的原子与氯的原子怎样生成氯化钠?
[提问]
１. 什么叫阳离子?
２. 什么叫阴离子?
３. 带上电荷的原子(或原子团) 称为什么?
[阅读与交流] 原子－分子论是怎样提出来的?
[小结] 物质由原子、分子或离子等微粒构成ꎮ
【资料搜索】
１. 为什么采用一个Ｃ原子质量的１/１２作比较的标准
因为Ｃ可以生成许多碳氢化合物ꎬ其质量遍及整个相对原子质量范围ꎬＣ已用于
质谱法并作为测定相对原子质量的主要工作标准ꎬ它有着直接比较其他原子质量的广
泛性ꎮ
２. 道尔顿的科学原子论
(１) 科学原子论诞生的时代背景
化学是以物质为研究对象ꎬ以阐明物质的结构及其变化规律为己任ꎬ所以ꎬ“物质
是什么构成的?” 是化学的基本问题ꎬ也是核心问题ꎮ然而ꎬ从古代的德谟克里特(公
元前４６０~ 前３７０) 到１７世纪的玻意耳(１６２７~ １６９１) 之前ꎬ上下２０００多年ꎬ尚未做
出正确的回答ꎮ虽然德谟克里特早就提出ꎬ物质是由看不见的微粒构成ꎬ并把这种微
粒称作“原子” (希腊文意思是“不可分割的”)ꎬ但只是一种猜想ꎬ一种推理ꎬ没有
实验根据ꎬ因而对物质结构的认识是朦胧的、幼稚的ꎬ处于萌芽时期ꎮ
到了１７世纪的１６６１年ꎬ玻意耳才第一次明确了化学的研究对象、方法以及他的物
质观ꎬ把化学确定为科学ꎮ他以化学实验为基础建立了科学的元素论ꎬ他认为只有那
些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素ꎮ这种物质观已接近原子论ꎬ但还不是
科学的原子论ꎮ因为ꎬ他当时称之为元素的物质ꎬ今天看来只是单质ꎬ而不是原子ꎮ
其中还有不少错误ꎬ受实验条件的限制和思想上的局限性ꎬ曾错误地把火、气、水都
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视为元素ꎮ把物理性质“火” 和化合物“水” 都当成了元素ꎬ造成了元素概念的混乱ꎮ
在玻意耳之后的１００年里ꎬ人们在科学实验和化学分析中不断发现新的元素ꎬ把
化合物从元素表中逐渐拉了下来ꎬ１７８９年ꎬ拉瓦锡对元素概念又进行了总结和思考ꎬ
提出元素是“化学分析所能达到的终点”ꎬ丰富了玻意耳的元素观ꎬ发表了包含３３种
元素的元素表ꎬ但对元素的质量未能进行测定和确认ꎮ因而ꎬ玻意耳的“元素论” 尚
未成为准确、清晰、科学的概念ꎬ有待于进一步发展ꎮ
(２) 科学原子论的提出过程与内容
随着科学实验的深入、技术的进步、一代又一代科学家的努力ꎬ人们对物质的认
识渐渐地明确起来ꎬ并发生了认识上的飞跃ꎬ产生了科学的原子论ꎬ完成这一“飞跃”
的代表人物就是英国科学家道尔顿ꎬ那已经是１９世纪初(１８０３年) 的事情了ꎮ
道尔顿的科研题目是从气象学开始的ꎬ他取得了很大的成就ꎬ并出版了专著ꎮ他
进而研究大气物理学ꎬ从混合气体的扩散和分压的测定ꎬ发现了气体分压定律ꎬ引发
了对物质结构本质的思考ꎬ题目自然地转入化学领域ꎬ经逻辑推导ꎬ提出原子新概念ꎬ
进一步又测定了原子的相对原子量ꎬ终于建立起了科学原子论ꎮ
在道尔顿之前ꎬ人们就已经认识到空气是由氮气和氧气以及少量二氧化碳组成的ꎬ
而且还知道它们的密度: 氮气轻、氧气重、二氧化碳更重ꎮ道尔顿在做混合气体实验
时发现ꎬ最轻的氮气并不是浮在最上面ꎬ最重的二氧化碳也不是沉在最下面ꎬ而是混
合得很均匀ꎬ并不分层ꎬ这是为什么? 这个问题只能说明气体具有扩散性ꎮ为什么气
体会有扩散性? 只能设想气体是由微小的微粒组成的ꎬ只有这样当它们混合时才能不
分层ꎬ相互掺和ꎬ才能形成均匀的整体ꎮ
为了证实他的推测ꎬ他又做了混合气体压强测定ꎮ他把两个容积相等的容器分别
充满氮气和氧气ꎬ并使它们的压强相等ꎮ当设法把氮气全部压入氧气容器后ꎬ结果ꎬ
混合气体的总压等于氮气和氧气压强之和ꎬ氮气、氧气的分压与混合前的压强相等ꎮ
这就是道尔顿于１８０１年提出的混合气体分压定律ꎬ分压定律说明了气体具有扩散性ꎮ
扩散是一个纯物理过程ꎬ一种气体可以均匀地分布在另一种气体之间ꎬ扩散性说明了
物质的微粒性ꎮ所以ꎬ他推论: 物质的微粒性是存在的ꎮ他说道ꎬ这些微粒也许太小ꎬ
即使用显微镜也未必能看见(指光学镜)ꎬ所以他选择了“原子” 一词来称呼这种微
粒ꎮ他认为同类原子相斥ꎬ异类原子相吸ꎬ因而气体才有了扩散性ꎮ分压定律支持了
他的原子论观点ꎮ既然原子是微粒ꎬ是质点ꎬ是物质的基本构成ꎬ它就应该有质量ꎬ
不同的原子应有不同的质量ꎬ这是原子最基本的特性之一ꎮ为此ꎬ他决心测出原子的
质量———原子量ꎮ开始他采用物理的方法: 假定在同温同压下ꎬ相同体积的气体含有
相同数目的原子ꎬ这样他就可以测定气体的相对密度来算出原子的相对质量ꎮ但是他
在氢、氧燃烧生成水的实验中测得的水蒸气密度反而小于氧气密度ꎬ这就说明他的假
定是错误的ꎬ用气体密度法来测原子量是行不通的ꎮ今天看来ꎬ他只要把假定中的原
子改为分子就正确了ꎬ用气体密度法来测气体分子量还是可以的ꎮ
道尔顿在物理方法测定失败后转向用化学法测原子量ꎮ早在１８世纪拉瓦锡就已测
得水是由８５份氧和１５份氢组成ꎮ道尔顿假定水是由一个氧原子和一个氢原子组成ꎬ因
此ꎬ氧原子重量约为氢原子重量的５􀆰６６倍ꎮ他还假定氨也是氮和氢组成的二元化合
物ꎬ他由分析结果得出氮原子量约为氢原子的４倍ꎬ道尔顿还把氢原子量定为基准值
１ꎬ根据其他化学家的分析结果ꎬ他在１８０３年９月６日工作日记上记载了最早的一张原
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子相对重量表ꎬ其数值和今天所知道的相距甚远ꎬ误差主要出在未把物质原子组成比
例搞准ꎬ但已使人们树立了原子量是原子的基本属性的观念ꎬ从而为他的原子论奠定
了基石ꎮ
１８０３年ꎬ他在分析一氧化碳和二氧化碳时还发现ꎬ两种气体的碳、氧比分别为
５􀆰４∶７和５􀆰４∶１４ꎬ而两气体的氧重量比为１∶２等ꎬ于是提出了倍比定律ꎮ这是他原子论
的又一重要实验依据ꎮ
１８０３年１０月ꎬ在曼彻斯特的文学和哲学学会的一次集会上ꎬ道尔顿讲述了他的原
子论ꎬ主要论点如下:
(１) 一切元素都由不可再分的微粒构成ꎬ这种微粒叫做原子ꎮ原子在一切化学变
化中都保持它的不可再分性ꎮ
(２) 同一元素的原子ꎬ各方面的性质ꎬ特别是重量ꎬ都完全相同ꎻ不同元素的原
子重量不同ꎮ原子的相对重量(原子量) 是每一种元素的特征性质ꎮ
(３) 不同元素的原子是以简单的整数比相化合ꎮ
由于原子的概念是化学的基石ꎬ是化学的灵魂ꎬ这个问题一旦解决ꎬ必然促进化
学学科极大的发展ꎮ事实正是如此: 从科学原子论提出ꎬ到１９世纪中期ꎬ已发现的化
学元素就有６０多种ꎬ证明了原子论的指导作用ꎮ从此ꎬ化学进入蓬勃发展的新阶段ꎬ
同时也揭开了物质结构理论的序幕ꎬ已能从微观物质结构的角度去揭示宏观化学现象
的本质ꎮ使化学由材料的堆积发展到材料的整理ꎬ并使其条理化的新时期ꎮ
科学原子论把原子量视为元素基本特性的思想ꎬ使化学研究由定性走向定量ꎬ并
把二者有机地结合起来ꎮ它引导着新元素的发现ꎬ并使元素周期表的产生和周期律的
发现成为必然ꎮ
科学原子论提出后ꎬ为化学家解决实际问题提供了重要的理论基础ꎬ化学上已经
发现的化学计量学方面的经验定律ꎬ如当量定律、定比定律、倍比定律都与原子论有
着密切联系ꎬ使这些定律都能得到原子论的科学解释ꎮ因此ꎬ原子论是近代化学的基
础ꎬ恩格斯赞誉道尔顿为“近代化学之父”ꎮ
３􀆰离子的发现简史
１８８７年ꎬ２８岁的阿仑尼乌斯在前人研究的基础上提出了电离理论ꎮ但他的导师ꎬ
著名科学家塔伦教授不认同他的观点ꎬ严厉抨击了他的论文ꎬ结果电离学说在数年后
才受到公认ꎮ阿仑尼乌斯荣获１９０３年诺贝尔化学奖ꎮ后来物理学家德拜对离子做了进
一步研究ꎬ并获得１９３６年诺贝尔化学奖ꎮ
２􀆰４　辨别物质的元素组成
【教学地位】本节是在学习了物质的微观构成的基础上展开的ꎮ学习“元素” 这
一概念时引导学生弄清“一类” 两字ꎬ同时学生在用元素描述物质的宏观组成时有一
定的难度ꎬ因此有意识地启发学生对元素和原子进行比较ꎮ
本节的要点———元素及其符号、单质和化合物ꎮ介绍给学生ꎬ一是加深了学生
对前面章节中出现的有关化学符号的理解ꎬ二是拓展了物质类别ꎬ三是分散了难点ꎮ
元素及其符号是化学的灵魂ꎬ让学生记住常见的元素符号是学好化学的基础ꎮ同时
让学生了解元素概念ꎬ理解与元素相关的单质和化合物概念ꎬ对学生进一步理解元
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素如何形成物质ꎬ培养学生用元素符号表达化学知识的抽象思维能力有着非常重要
的意义ꎮ
【教学目标】
１􀆰了解元素的涵义ꎬ知道元素与原子的区别和关系ꎮ
２􀆰明确元素符号表示的意义ꎻ记住并正确书写常见元素符号ꎮ
３􀆰运用元素概念区分单质、化合物和氧化物ꎬ学习分类方法ꎮ
４􀆰通过元素的学习进行从微观到宏观认识方法的教育ꎮ
【教学重点】元素的概念ꎬ能正确运用元素概念区分单质、化合物和氧化物ꎮ会正
确写出应掌握的２７种元素符号ꎮ
【教学难点】元素概念的理解ꎬ２７种常见元素符号的准确记忆ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性原则、巩固性原则ꎮ
２􀆰教学模式
(１) “自学—辅导” 式: 自学辅导式的教学模式是学生在教师的指导下自己独立进
行学习的模式ꎮ这种教学模式能够培养学生的独立思考能力ꎮ
(２) “阅读—联想” 式: 教师引导学生带着问题看书ꎬ要求学生联想生活中的一些
元素的存在ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 在学习什么是元素时ꎬ可从一些食品的商标引出元素一词ꎬ给学生创设一个
学习情境ꎬ然后再由前面学过的一些物质(如二氧化碳、水和氧气) 入手进行讨论、
思考和归纳得出元素的概念ꎮ在讲述元素的概念时ꎬ应对学生强调“一类” 两字ꎬ并
向学生说明一种元素可以有不同种原子ꎬ因为这“一类” 原子的原子核有相等的质子
数ꎬ但中子数可以不相等ꎮ
(２) 学生在用元素描述物质的组成时ꎬ往往会出现这样或那样的错误ꎬ这是由于
学生还未能准确地理解元素和原子的区别之故ꎮ为了突破这一难点ꎬ在教学中必须有
意识地启发学生对元素和原子进行比较:
表２－３
元素
原子
①宏观的概念
①微观粒子
②无数量因素ꎬ只讲种类不讲个数
②有数量因素ꎬ既讲种类又讲个数
③用于描述宏观物质的组成
③用于描述微观粒子(分子) 的构成
然后通过一个具体的例子进行讲解ꎮ例如ꎬ水是宏观物质ꎬ只能用元素来描述它
的组成ꎬ可以说“水是由氢元素和氧元素组成的”ꎬ不宜说“水是由氢原子和氧原子构
成的”ꎻ水分子是微观粒子ꎬ只能用原子来描述它的构成ꎬ可以说“水分子是由氢原子
和氧原子构成的”ꎬ不宜说“水分子是由氢元素和氧元素组成的” 等ꎮ( “水分子中含
有氢、氧两种元素”ꎬ此说法不能算错ꎮ)
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(３) 在讲授元素符号时ꎬ应向学生讲清楚元素符号的重要性及元素符号表示的意
义ꎬ然后通过一些观察活动(如制作元素卡片ꎬ同学们之间进行相互考问) 加深对元
素及元素符号的记忆ꎮ
(４) 在学习物质的分类时ꎬ可先比较两组纯净物的元素组成ꎬ找出它们之间的不
同之处ꎬ引导学生得出单质和化合物的概念ꎬ然后比较化合物和混合物的异同点ꎬ最
后通过阅读课文“知识视窗” “长话短说” 和“整理与归纳”ꎬ引导学生归纳物质分类
的有关知识ꎮ
４􀆰特别提示
１) 易错点
　　①瓶内只含一种元素ꎬ但不一定是纯净物ꎮ这与纯净物的概念相关ꎬ只含同一种
物质是纯净物ꎮ例如氧气和臭氧的混合物ꎬ虽然都只含同一种元素ꎬ但是含有两种物
质ꎬ因此不符合纯净物的定义ꎬ而是混合物ꎮ又例如: 石墨和金刚石ꎬ均由碳元素组
成ꎻ红磷和白磷ꎬ均由磷元素组成ꎮ
②氯酸钾(用ＫＣｌＯ３表示) 中含氧元素ꎬ但不是氧化物ꎬ这是源自于“氧化物”
的定义: 由两种元素组成、其中一种是氧的化合物叫做氧化物ꎮＫＣｌＯ３由三种元素组
成ꎬ当然不属于氧化物了ꎮ
２) 疑难解释
①元素、物质、分子、原子之间有着怎样的关系ꎬ如何正确地使用这些化学用语?
解释: 从宏观上看ꎬ物质是由元素形成的ꎬ从微观上看ꎬ物质是由分子、原子、
离子等粒子构成的ꎮ原子是由原子核和电子构成ꎬ原子核由质子和中子构成ꎬ相同的
原子ꎬ原子核中的质子数必然相等ꎮ元素的种类由原子核内的质子数决定ꎬ与中子数
和核外电子数没有直接关系ꎮ元素只有种类之分ꎬ没有个数之分ꎮ在讨论物质的成分
时ꎬ应该用“􀆺􀆺由某元素形成” 来描述ꎬ其中只涉及种类而没有数量多少的含义ꎮ
原子、分子、离子是微观的概念ꎮ当讨论物质的微观结构时ꎬ就应该用原子(或分子、
离子) 来描述ꎬ不仅要讲种类而且要讲“个数”ꎮ
②元素符号表示了什么意义?
解释: 元素符号有两点意义ꎬ宏观上表示某元素ꎬ微观上表示该元素的一个原子ꎮ
但直接由原子构成的物质ꎬ其元素符号还能表示这种物质ꎬ如铁、铝、碳等ꎮ氢、氮、
氧的单质都是由双原子构成分子ꎬ由分子构成的ꎬ其元素符号则不能表示这些物质ꎮ
如果在元素符号左边加上数字如“３Ｈ”ꎬ它的意义就仅仅表示微粒的含义ꎬ即表示３个
氢原子ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｂ　２􀆰Ｂ　３􀆰Ｂ
４􀆰
核电荷数
１１
１９
６
１４
２６
１５
２
元素名称
钾
氮
硅
铝
磷
氦
元素符号
Ｎａ
Ｎ
Ｃ
Ｆｅ
Ａｌ
相对原子质量
２３
３９
１４
１２
２８
５６
２７
３１
４
２
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　　５􀆰②③⑤　①④⑥　②③
６􀆰Ｆｅ　Ｆｅ　４Ｆｅ
７􀆰５５　５５
【过程示例】
[阅读和展示] 请学生看教材Ｐ５６“ 你知道吗?”ꎬ教师再展示一些食品的商标ꎬ
让学生找出有关成分的含量ꎬ如铁元素、钙元素等ꎮ
[问] 你知道什么是元素吗? 引入课题ꎮ
[板书]
§ ２􀆰４辨别物质的元素组成
[复习讨论] 二氧化碳、水和氧气三种物质的分子中ꎬ共同的原子是哪种? 氧原
子是怎样构成的? 它们的核电荷数是多少?
[讲述] 二氧化碳(ＣＯ２)、水(Ｈ２Ｏ) 和氧气(Ｏ２) 三种物质的分子中ꎬ相同的
原子是氧原子ꎮ无论氧分子中的氧原子还是二氧化碳中的氧原子ꎬ核电荷数都是８ꎬ凡
是核电荷数(即质子数) 为８的原子都为同一类ꎬ称为氧元素ꎬ即二氧化碳、水和氧
气三种物质中ꎬ都含有氧元素ꎬ元素是具有相同核电荷数(即核内质子数) 的一类原
子的总称ꎮ元素只讲种类ꎬ不讲个数ꎮ
[板书] 一、元素
阅读课文Ｐ５６“什么是元素?”ꎬ再看“长话短说”ꎬ教师点拨ꎮ
１􀆰元素的概念
具有相同核电荷数(即核内质子数) 的一类原子的总称ꎮ
[阅读] 了解元素的种数及地壳中各元素的质量分数ꎮ
[板书]
２􀆰地壳中各元素的质量分数(前四位)
氧、硅、铝、铁ꎮ
[阅读] 课文“知识视窗”ꎬ了解生物赖以生存的元素ꎮ
[阅读] 课文ꎬ了解元素符号的写法及元素符号所表示的意义ꎮ
[讲解并板书]
３􀆰元素符号
阅读教材Ｐ５８课文ꎬ教师解释元素符号的由来和定义ꎮ
(１) 书写元素符号的注意事项:
①只有一个字母的ꎬ字母大写ꎮ如碳—Ｃ、氢—Ｈ、氧—Ｏ等ꎮ
②有两个字母的ꎬ第一个大写ꎬ第二个小写ꎮ如铜—Ｃｕ、锰—Ｍｎ、镁—Ｍｇ等ꎮ
(２) 元素符号的意义: ①表示一种元素ꎻ②表示这种元素的一个原子ꎮ如Ｓꎬ表
示硫元素ꎬ表示一个硫原子ꎮ
(３) 教材表中常见的元素名称和元素符号ꎮ
[观察活动] 下课后ꎬ同学们之间通过制作卡片加深对元素符号的记忆ꎮ
[阅读] 课文ꎬ了解元素周期表及其结构ꎬ完成“讨论与交流”ꎬ加深对元素和元
素符号的理解ꎮ
[讨论] 比较以下两组纯净物的元素组成ꎬ找出它们之间的不同之处:
第一组: 氧气(Ｏ２)、氩气(Ａｒ)、碳(Ｃ)、铁(Ｆｅ)、汞(Ｈｇ)
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第二组: 二氧化碳(ＣＯ２)、氨气(ＮＨ３)、氯化氨(ＮＨ４Ｃｌ)、硫酸(Ｈ２ＳＯ４)
[结论] 不同点: 组成物质的元素种类的多少不同ꎬ第一组仅一种ꎬ第二组分别
是两种或多种ꎮ
[阅读] 图２－２８和“长话短说”ꎬ引导学生归纳单质和化合物的有关知识ꎮ
[板书] 二、物质的分类
１􀆰单质和化合物
(１) 单质: 由同种元素形成的纯净物ꎮ如氧气、氮气、碳等ꎮ
(２) 化合物: 由不同种元素形成的纯净物ꎮ如氧化汞、高锰酸钾等ꎮ
(３) 氧化物: 由两种元素形成的化合物ꎬ其中一种是氧元素ꎮ如氧化镁、二氧
化碳ꎮ
[问] 前面我们学习了混合物ꎬ那么化合物与混合物有什么异同点?
[阅读] 课文中的“整理与归纳”ꎬ理解物质的分类ꎮ
[板书]
２􀆰物质的分类
课堂练习: ２􀆰４习题１~ ４题ꎮ
[小结]
１􀆰元素是具有相同核电荷数(核内质子数) 的一类原子的总称ꎮ
２􀆰物质是由元素形成的ꎬ当形成物质的元素只有一种时为单质ꎬ当形成物质的元
素有两种或多种时是化合物ꎮ
３􀆰氧化物属于化合物中的一类ꎬ由两种元素形成ꎬ其中一种元素是氧ꎮ
４􀆰要求记忆常用元素的名称及其元素符号ꎬ知道元素符号的意义ꎮ
[布置作业]
１􀆰２􀆰４习题的第４~ ７题ꎮ
２􀆰记住元素周期表前２０位的元素及其元素符号ꎮ
【资料搜索】
１􀆰地壳中的元素
地壳元素丰度的总特征可大致归纳如下: 地壳中已发现的化学元素有９２种ꎬ即元
素周期表中１至９２号元素ꎮ地壳中不同元素的含量差别很大ꎬ含量最高的元素氧
(４７％) 与含量最低的氡差１０１７倍ꎮ含量最高的三个元素氧、硅、铝的总量占地壳元
素总量的８４􀆰６％ꎮ若加上含量大于１％的元素铁、钙、钠、钾、镁ꎬ总和达９８％ꎬ剩
余的８４个元素重量的百分含量之和仅为２％ꎮ总体上ꎬ元素的原子丰度随元素的原子
序数增大而降低ꎬ偶数原子序数的元素比相邻的奇数原子序数的元素丰度值高ꎮ惰性
元素丰度偏低ꎮ
按化学计量比计算ꎬ地壳中阴离子的总数大大低于阳离子总数ꎬ阳离子与阴离子
结合能力的大小和倾向性决定了元素的地球化学行为ꎮ地壳中元素的地球化学行为与
元素的化学和晶体化学性质有关ꎬ也与地壳中元素的丰度和物理化学条件有关ꎮ
２􀆰人体必需的元素———钠
钠是人体中一种重要无机元素ꎬ一般情况下ꎬ成人体内钠含量大约为
３２００(女)
~ ４１７０(男) ｍｍｏｌꎬ约占体重的０􀆰１５％ꎬ体内钠主要在细胞外液ꎬ占总体
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钠的４４％~ ５０％ꎬ骨骼中含量也高达４０％~ ４７％ꎬ细胞内液含量较低ꎬ仅９％~ １０％ꎮ
主要生理作用: (１) 钠是细胞外液中带正电的主要离子ꎬ参与水的代谢ꎬ保证体
内水的平衡ꎬ调节内水分与渗透压ꎻ(２) 维持体内酸和碱的平衡ꎻ(３) 是胰汁、胆汁、
汗和泪水的组成成分ꎻ(４) 钠对ＡＴＰ的生产和利用、肌肉运动、心血管功能、能量代
谢都有关系ꎬ此外ꎬ糖代谢、氧的利用也需有钠的参与ꎻ(５) 维持血压正常ꎻ(６) 增
强神经肌肉兴奋性ꎮ
章末练习答案
１􀆰Ａ　２􀆰Ｄ　３􀆰Ｃ　４􀆰Ｂ　５􀆰Ｄ　６􀆰Ａ　７􀆰Ａ　８􀆰Ｄ　９􀆰Ａ　１０􀆰Ｄ　１１􀆰Ｂ
１２􀆰质子　中子　核外电子　分子　离子
１３􀆰
(１) 汞原子　汞单质　汞元素　
(２) 三个氢离子　两个氯离子
１４􀆰
(１) Ｓ　
(２) ４Ｍｇ　
(３) ２Ｎ　
(４) 氯元素或一个氯原子
１５􀆰Ｘ的相对原子质量为１４ꎻ是氮原子ꎻ含有７个核外电子
Ｙ的相对原子质量为３５􀆰５ꎻ是氯原子ꎻ含有１７个核外电子
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第三章　
维持生命之气———氧气
全章要览
一、本章内容在教学中的地位、作用
本章是义务教育阶段化学课程标准最重要的内容之一ꎮ氧气的性质和实验室制法ꎬ
化合反应、分解反应以及化学式分别是义务教育阶段化学课程内容标准中的“身边的
化学物质” “物质构成的奥秘” “物质的化学变化” 的核心知识之一ꎮ这些都是学习化
学的基础ꎬ通过对它们的认识和了解ꎬ可以比较顺利地引导学生进入化学世界来探索
物质的奥秘ꎮ
在第二章的基础上ꎬ本章进一步对空气的主要成分之一———氧气进行更深入的学
习和探究ꎬ教材根据学生的认知规律安排了氧气的性质和用途、制取氧气和燃烧条件
与灭火原理三节ꎬ最后安排了表示物质组成的化学式及分子式这一节理论性较强的
内容ꎮ
第一节教材介绍了氧气的物理性质ꎬ通过对氧气化学性质的研究ꎬ认识到氧气能
跟许多物质发生氧化反应ꎬ说明了氧气是一种化学性质比较活泼的物质ꎬ然后以几幅
图片展示氧气的用途ꎬ最后通过知识视窗介绍氧气的“兄弟” ———臭氧ꎬ以扩大学生
的知识面和培养学生的环保意识ꎮ
第二节教材通过对氧气制取的观察活动ꎬ不仅培养了学生的观察能力、分析能力ꎬ
而且学生还能在探索过程中练习化学实验基本操作ꎬ加深对氧气性质的认识ꎬ培养相
互合作、交流的能力以及实事求是的精神ꎮ教材还介绍了氧气的工业制法ꎬ通过知识
视窗介绍了“汽车尾气催化转化器” 和“从空气中分离氧气”ꎬ加深学生对催化剂以
及工业制取氧气的理解ꎬ培养学生的环保意识ꎮ
第三节教材通过对燃烧条件的探究ꎬ使学生掌握燃烧三条件缺一不可ꎬ同时了解
自燃、爆炸以及灭火原理ꎬ加深了学生对氧气性质的认识和理解ꎬ让学生把所学知识
跟实际联系起来ꎬ提高了学生学习化学的积极性和求知欲ꎮ
最后一节教材以设问和卡通图片的形式介绍了分子式和化学式的概念ꎬ学习化合
价与化学式的互推关系ꎬ进而学习有关化学式的简单计算ꎬ为第四章学习化学方程式
打好基础ꎮ学完前三节或全章的知识内容后ꎬ学生进行化学实验(Ⅱ) 的训练ꎮ主要
内容包括三个方面: ①用高锰酸钾加热制取氧气ꎻ②进行木炭、蜡烛在氧气中燃烧的
实验ꎻ③探究燃烧的条件ꎮ
二、全章分节要点及编排
３􀆰１　氧气的性质和用途
介绍氧气物理性质和化学性质ꎬ重点在氧气能支持燃烧的化学性质ꎮ
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３􀆰２　制取氧气
介绍了过氧化氢制氧气和高锰酸钾制氧气两种方法ꎬ重点在后一种方法的实验
操作ꎮ
３􀆰３　燃烧条件与灭火原理
重点是燃烧的条件ꎬ顺其自然地带出灭火原理ꎮ
３􀆰４　物质组成的表示式
是本章的重点和难点之一ꎬ明确分子式和化学式的初步概念ꎻ学习化学式的表示
法ꎬ必须先了解并记住常见化合价才能书写化学式ꎬ然后进行有关化学式的计算ꎬ本
次修改后ꎬ化学式与化学方程式隔开了一章ꎬ能更好地分散难点ꎮ
表３－１　本章各节编排细目表
节标题
学习要点
主要学习活动
３􀆰１氧气的性质和
用途
∗了解氧气的物理性质
∗认识氧气的化学性质
∗明了什么是化合反应
∗知道氧气的用途
观察活动: 氧气的化学性质与制取
讨论与交流: 化合反应的特征
知识视窗: 臭氧
３􀆰１习题
３􀆰２制取氧气
∗学习实验室制取氧气的原理
和方法
∗知道催化剂的作用
∗明了什么是分解反应
观察活动: 用过氧化氢溶液制氧气
讨论与交流: 关于催化剂
知识视窗: 催化剂在生活中的作用
学生实验活动: 氧气的制取与性质
知识视窗: 工业制取氧气简介
３􀆰２习题
３􀆰３燃烧条件和灭
火原理
∗认识物质燃烧的条件
∗了解灭火依据的原理
∗知道爆炸与防爆安全
学生实验活动: 燃烧条件有哪些
讨论与交流: 灭火的原理是什么
知识视窗: 几种灭火器
调查活动: 灭火器的配置与使用
知识视窗: 危险品的安全管理
网上学: 搜索一则火灾事故报道
３􀆰３习题
３􀆰４物质组成
的表示式
∗认识分子式和化学式是什么
∗懂得怎样写单质和化合物的
化学式的方法
∗说出常见元素的化合价
∗学习根据化合价写化学式的
方法
∗懂得化学式怎样读
∗学会怎样根据化学式进行
计算
３􀆰４习题
精要回放
练习题(三)
三、本章内容的特点
先介绍氧气的性质ꎬ然后介绍氧气的实验室制法并安排学生实验ꎬ根据氧气支持
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燃烧的化学性质ꎬ顺理成章地探究物质燃烧的条件和灭火原理ꎮ全章最后是理论性较
强且实用性质突出的化学用语———化学式的学习ꎮ全章具体物质性质制法、实验和理
论穿插融合ꎬ趣味性与科学性结合ꎬ将学生对化学性质制法的兴趣引向对化学科学的
兴趣ꎮ
四、课时安排建议
３􀆰１氧气的性质和用途—１课时　　　３􀆰２制取氧气—２课时
３􀆰３燃烧条件与灭火原理—１课时
３􀆰４物质构成的表示式—３课时
学生实验活动—１课时
本章复习及练习—２课时
分节阐述
３􀆰１　氧气的性质和用途
【教学地位】本节课是初中化学比较完整认识和研究物质的第一课ꎬ氧气化学性质
的学习ꎬ是初中化学的核心知识ꎬ应予以重视ꎮ
【教学目标】
１􀆰了解氧气的物理性质ꎬ掌握氧气与多种物质发生反应的化学性质ꎬ知道氧气的
重要用途ꎬ让学生初步形成“性质决定用途” 这一重要化学思想ꎮ
２􀆰初步学会使用集气瓶、燃烧匙、坩埚钳、酒精灯等常见的化学仪器ꎬ规范学生
的一些实验操作行为ꎮ
３􀆰初步懂得用实验来探究物质性质的科学方法ꎬ培养实事求是的学习态度和对化
学的好奇心、探究欲ꎮ
４􀆰理解化合反应的定义ꎬ并能判断化合反应ꎮ
５􀆰结合掌握氧气化学性质的同时ꎬ会写碳、铁和石蜡分别在氧气中燃烧的文字表
达式ꎮ
【课时安排】１课时ꎮ
【教学重点】氧气的化学性质ꎮ
【教学难点】碳粉、铁丝和蜡烛在氧气中燃烧的现象和解释ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性、实践性原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “观察—描述” 式、“阅读—指导” 式———氧气的物理性质ꎮ
(２) “实验—观察” 式、
“练习—纠错” 式———氧气的化学性制质、反应表达式
书写ꎮ
(３) “自学—讲述” 式———氧气的用途ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 在学习氧气的物理性质时ꎬ先引导学生回忆物质的物理性质包括的主要方面ꎬ
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然后展示一瓶氧气让学生观察ꎬ再通过指导学生阅读课文中有关氧气物理性质的描述ꎬ
让学生归纳出氧气的颜色、气味、状态ꎬ密度比空气稍大ꎬ不易溶于水等物理性质ꎮ
而对氧气的沸点、熔点、密度和溶解性等物理性质中的具体数据ꎬ为避免学生产生厌
烦心理ꎬ不要求学生记住ꎬ但是要解释清楚“不易溶于水” 的含义(稍微溶于水ꎬ溶
得不多)ꎮ
(２) 在探究氧气的化学性质时ꎬ要紧密结合实验ꎬ认真观察实验现象ꎬ并进行归
纳总结ꎬ体会氧气是一种化学性质比较活泼的气体ꎮ
学习氧化反应的概念时ꎬ要注意概念中“氧” 字的涵义ꎮ
“氧” 有两方面涵义:
一是指氧气ꎻ二是指物质中的氧元素ꎮ在学习氧气会支持许多物质发生激烈氧化时ꎬ
还需说明许多物质会与氧气发生缓慢的氧化ꎮ重点是让学生观察或同时完成三个探究
实验ꎬ为了让实验在规定的时间内顺利完成ꎬ上课前必须做好充分的准备ꎬ并在实验
前对学生提出一定的要求和创设良好的实验情境ꎮ如: 实验成功的关键、注意事项及
原因、观察的目的、正确地观察实验现象的方法(如观察什么ꎬ怎样观察)、怎样记录
等ꎬ要注意培养学生的探究能力ꎮ要让学生思考在空气中和氧气中出现不同现象的原
因ꎬ并及时引导学生写出三个反应的文字表达式ꎬ使学生认识氧气是一种化学性质比
较活泼的气体ꎮ教师要在有关物质名称下面注明该物质的化学符号ꎬ为后面元素符号、
化学式及化学方程式的学习打下基础ꎮ
(３) 讲授氧气的用途时ꎬ因为物质用途主要是由物质的性质决定的ꎬ可先引导学
生复习氧气的性质ꎬ让学生知道从氧气能跟许多物质发生化学反应放出热量这一性质
去了解氧气的用途ꎬ并结合课本图３－２ꎬ引导学生讲出氧气既有激烈氧化又有缓慢氧
化的具体用途ꎮ同时ꎬ可以加深学生对氧气化学性质的认识ꎬ让学生形成“性质决定
用途” 这一重要化学思想ꎮ
(４) 在观察实验现象时ꎬ要注意“烟” “雾” “光” “火焰” 的区别ꎮ“烟” 是固
体小颗粒悬浮在空气中产生的ꎬ如: 红磷在氧气中燃烧产生白烟ꎬ它是生成物五氧化
二磷的固体小颗粒ꎮ“雾” 是液体小液滴悬浮在空气中产生的ꎮ如: 天气寒冷时我们常
看到下雾现象ꎮ“光” 一般是固体直接燃烧会产生的现象ꎬ如: 镁在空气中燃烧看到的
耀眼强光ꎮ“火焰” 一般是气体或液体燃烧产生的现象ꎮ如: 蜡烛在氧气中燃烧时ꎬ会
由固态转换为液态ꎬ再由液态转换为气态ꎬ最后燃烧的是石蜡蒸气ꎮ
４􀆰特别提示
１) 突破难点的方法
以空气和纯氧的浓度解释反应剧烈程度ꎮ
２) 教学误区
氧气熔沸点等数据有的教师要求学生完全记住ꎬ其实只让学生知道一个大概即可ꎮ
【实验活动】有条件的可以边讲边实验ꎬ也可以上完第二、三节课后专门做一节学
生实验ꎬ将氧气的制取和氧气的性质以及“燃烧的条件” 合起来做ꎮ
[实验３－１] 木炭在氧气中燃烧: 木炭最好是薄片状的ꎬ可用如下方法制得: 点燃
木条ꎬ当燃烧到一定时间ꎬ用水或隔绝空气让它熄灭ꎬ然后烘干即可ꎮ为了缩短点燃
木炭的时间ꎬ可先用镊子夹住木炭在酒精灯上加热到发红ꎬ再放进燃烧匙里ꎬ并由上
而下慢慢伸入盛满氧气的集气瓶内ꎮ
[实验３－２] 铁丝在氧气中燃烧ꎬ要预先在集气瓶底部加少量水或铺少量沙子ꎬ铁
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[归纳并板书]
二、氧气的化学性质: 氧气是一种化学性质比较活泼的气体ꎬ它能与碳、铁和蜡
烛等物质发生化学反应ꎮ
碳＋氧气
点燃→二氧化碳　　　　　铁＋氧气
点燃→四氧化三铁
Ｃ
Ｏ２
ＣＯ２
Ｆｅ
Ｏ２
Ｆｅ３Ｏ４
石蜡＋氧气
点燃→水＋二氧化碳
[思考] 铁丝在氧气中燃烧时ꎬ为什么要预先在集气瓶底部加少量水或铺少量沙
子? (学生讨论后教师归纳ꎬ给出准确答案)
[投影] 因为铁丝在氧气中燃烧会放出大量的热ꎬ使生成的四氧化三铁熔化而溅
落下来ꎮ集气瓶中装少量水或铺一层细沙可以防止溅落下来的炽热的四氧化三铁把瓶
底炸裂ꎮ
[课堂练习] 课本讨论与交流ꎮ
[阅读] 长话短说ꎮ
[板书] 化合反应: 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应ꎬ叫做化合
反应ꎮ
Ａ＋Ｂ
→ＡＢ
[阅读] 课文中与“氧气应用很广泛” 有关的文字及插图ꎬ并总结出氧气的重要
用途ꎮ
[板书] 三、氧气的用途:
１􀆰供给呼吸、急救病人ꎮ
２􀆰参与燃烧、炼钢、气割、气焊等ꎮ
[课堂小结]
１􀆰氧气的物理性质: 无色无味气体ꎬ密度比空气稍大ꎬ不易溶于水ꎮ
２􀆰氧气的化学性质: 氧气在常温下一般不与其他物质发生燃烧反应ꎮ在点燃条件
下可以与某些非金属反应ꎻ能与某些金属发生反应ꎻ还可与其他许多物质发生燃烧反
应或缓慢氧化ꎮ氧气是一种化学性质比较活泼的气体ꎮ
３􀆰化合反应: “多变一”ꎮ
４􀆰氧气的用途从激烈氧化和缓慢氧化的应用来了解ꎮ
[布置作业] 课堂作业: (１) 阅读“知识视窗”ꎮ(２) ３􀆰１习题第１~ ４题ꎮ
课外作业: ３􀆰１习题第５、６题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰氧气的性质概述
氧在室温和１个大气压下是无色、无嗅和无味的气体ꎮ微溶于水ꎬ沸点为
－１８２􀆰９８℃ꎮ氧是地壳中含量最丰富的元素ꎬ也是分布最广泛的元素ꎮ在地壳所有元
素中氧含量占第一位ꎬ占总质量的４８􀆰６％ꎮ在大气中有游离态的氧气ꎬ高层大气中有
臭氧ꎮ海洋是氧元素的“巨大仓库”ꎮ在动植物体内ꎬ氧也是含量最丰富的元素ꎬ在地
壳里的岩石、土壤以及许多种矿石中都含有氧元素ꎮ
Ｏ２表现顺磁性ꎬ即Ｏ２中含不成对的单电子ꎬ故以新的价键理论推断: ３电子的π
键比双电子π 键弱得多ꎬ键能约１/ ２ꎬ故氧的化学性质比较活泼ꎬ在加热条件下ꎬ能与
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许多物质作用(除卤素和稀有气体外)ꎬ生成相应的氧化物ꎮＯ２是非极性分子ꎬ在极
性分子Ｈ２Ｏ中难溶解ꎮ
氧可以与大多数物质直接化合ꎮ然而ꎬ在某些情况下氧的反应性有很大的差别ꎮ
氧气与一些元素(如碱金属或碱土金属) 可以自燃ꎬ但大多数元素在常温下不容易被
氧化ꎻ与碳必须加热才会着火ꎻ与贵金属只有在非常高的温度下才会被氧化ꎻ借助石
油燃料、煤和天然气的燃烧ꎬ可以产生热能、光能和电能ꎮ这些物质在温度低于
１１２０℃的过量空气中燃烧时ꎬ得到的产品是二氧化碳、水、氮和未反应的氧ꎮ在温度
高于１６５０℃和所用的氧少于所需要的量时ꎬ还会生成氢和一氧化碳ꎮ在较低温度下ꎬ
氧也可以与有机化合物反应(如由苯制酚ꎬ由萘生产苯酐ꎬ由烷烃制取各种醇、醛、
酸和酮)ꎮ氧在受到静电放电时能够转变为臭氧ꎬ但产率很低ꎮ
２. 大气中的臭氧层
太阳光中含有大量紫外线ꎬ由于正常的大气层中臭氧层可以有效吸收紫外线ꎬ使
其达到正常的辐射量而避免人类受到紫外线过多的伤害ꎮ受到破坏的臭氧层无法正常
吸收紫外线ꎮ据科学研究发现ꎬ大气臭氧含量每减少１％ꎬ人类皮肤癌发生率增
加４％ꎮ
２０世纪８０年代中期ꎬ科学家发现南极上空的臭氧层出现了空洞ꎬ从那以后空洞面
积几乎增加了一倍ꎮ
臭氧空洞覆盖的面积虽然相当于整个北美洲ꎬ但是它位于南极上空ꎬ对人类的危
害尚不是很大ꎬ然而强烈的紫外线辐射有时也波及南半球国家阿根廷、智利的南端ꎬ
彭塔阿雷纳斯市１２５０００居民就处于这种威胁之下ꎮ由于担心当地旅游业受到影响ꎬ彭
塔阿雷纳斯地方当局一直不愿接受科学家关于臭氧空洞危害的警告ꎮ然而当２０００年９
月臭氧空洞直接笼罩在彭塔阿雷纳斯上空时ꎬ人们不得不正视这个问题ꎮ现在当地居
民出门时即使天气暖和ꎬ也要穿外套或者长袖衬衣ꎬ阴天也戴遮阳眼镜ꎮ电视台每日
以太阳信号灯的形式播出紫外线强度预告ꎬ如果信号灯是红色ꎬ家长们就不让孩子们
外出ꎮ有的学校升起标志紫外线强度的旗帜ꎬ向家长发出警告ꎮ有关部门还在贫民区
免费分发防晒油ꎮ人们的生活方式完全改变了ꎮ
紫外线辐射的危害不是空穴来风ꎮ据统计ꎬ智利首都圣地亚哥黑色素瘤(最常见
的一种皮肤癌) 发病率显著上升ꎮ圣地亚哥虽然距离空洞覆盖区较远ꎬ但是因为纬度
较低ꎬ日照的角度小ꎬ强度大ꎮ在阿根廷ꎬ２００１年国家气象局就开始在网上发布紫外
线辐射强度报告ꎮ
破坏臭氧层的主要化合物是氟氯烃ꎬ主要存在于制冷剂、发泡剂、清洁剂中ꎬ排
放后漂浮到臭氧层ꎬ与紫外线作用产生出游离氯原子ꎬ氯原子与臭氧发生反应生成氧
气ꎬ从而使臭氧失去吸收紫外线的能力ꎮ
３􀆰２　制取氧气
【教学地位】实验室制取氧气是最基本的气体制取方法ꎬ后面学习实验室制取二氧
化碳和氢气、高中学习实验室制取二氧化氮和一氧化氮原理相同ꎮ其中的装置气密性
检查、装置的组装和拆除、变型实验都需要这一节的知识打基础ꎮ
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【教学目标】
１􀆰了解催化剂的概念ꎬ知道二氧化锰在分解过氧化氢反应中的催化作用ꎮ
２􀆰理解分解反应的定义及其与化合反应的区别ꎮ
３􀆰掌握实验室制取氧气的反应原理、仪器装置、收集方法、检验及操作注意事项ꎬ
了解工业上制取氧气的方法和原理ꎮ
４􀆰初步懂得用实验来探究物质制备的科学方法ꎬ初步培养学生的实验操作能力、
观察能力和思维能力ꎮ初步培养学生分析、对比和迁移知识的能力ꎮ
５􀆰培养学生对化学的好奇心和探究欲ꎬ发展学习化学的兴趣ꎮ
【课时安排】２课时ꎮ建议第一课时教学过氧化氢分解制取氧气、催化剂ꎻ第二课
时教学高锰酸钾分解制取氧气ꎮ
【教学重点】实验室用高锰酸钾制取氧气的装置原理和操作方法ꎮ
【教学难点】对催化剂二氧化锰在分解过氧化氢反应中所起催化作用的理解ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性原则、实践性原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
“演示—讲解” 法—课堂教学ꎻ“体验—点拨” 法ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 做好[实验３－４] “用过氧化氢制取氧气” 的四个实验ꎬ是本节课的关键所
在ꎬ要创造条件让学生分组进行探究ꎮ但由于学生独立实验的机会还不很多ꎬ因此ꎬ
实验时要加强对学生的指导ꎮ
(２) 引导学生重点观察哪些实验能使带火星的木条复燃即有氧气产生ꎬ哪些实验
没有氧气产生ꎮ最后ꎬ启发学生对所观察的现象进行分析、推理ꎬ若不加热ꎬ过氧化
氢不能产生氧气ꎮ加入二氧化锰后ꎬ立即产生氧气ꎬ氧气不是从二氧化锰中生成的ꎮ
实验(３) 的氧气放完以后ꎬ过氧化氢已经消耗完毕ꎬ那么二氧化锰是否还存在呢? 实
验(４) 则可证明ꎬ二氧化锰还存在于试管内ꎮ由此推出二氧化锰本身不产生氧气ꎬ但
能加快过氧化氢的分解ꎬ本身又不消耗ꎬ还能起催化作用ꎬ从而导出催化剂的概念ꎮ
了解二氧化锰能加快过氧化氢的反应的速度ꎬ向学生介绍用文字表达式来表示实验室
制取氧气的反应原理ꎮ
(３) 向学生讲明: 加热高锰酸钾是制取氧气时的常用方法ꎬ这个反应速度容易控
制ꎬ放出的氧气易于收集ꎬ因此ꎬ教材安排了[实验３－５]
“用高锰酸钾来制取氧
气”ꎬ此实验是本节的重点内容ꎮ要让学生自己动手完成这个实验ꎬ实验前ꎬ先强调以
下几个注意事项(可用投影的方式投影出):
①在安装实验仪器时ꎬ应遵循的实验步骤为从左到右ꎬ从下到上ꎻ
②应该要检查装置的气密性及如何检查ꎻ
③固体药品怎样装入试管中? 塞紧胶塞前要在试管口塞一团棉花(为什么)ꎻ
④试管口应稍向下倾斜(为什么)ꎻ
⑤怎样用酒精灯给试管加热(应先移动酒精灯ꎬ使整个试管均匀受热后ꎬ再固定
加热ꎬ并用酒精灯外焰加热)ꎻ
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⑥用什么方法收集(排水法)ꎬ为什么可以用该方法收集ꎬ还可用什么方法收集ꎬ
该在什么时候收集?
⑦怎样检验收集到的气体是氧气ꎬ并如何验证该气体是否已收集满ꎻ
⑧实验完毕时ꎬ应先将导管移开ꎬ再熄酒精灯(为什么)ꎮ
然后ꎬ指导学生完成实验ꎬ对学生实验中有关药品的取用量、操作要点、装置要
点等问题进行指导ꎬ并对学生实验过程中出现的错误及时纠正ꎮ
实验后ꎬ组织学生讨论ꎬ完成以上有关问题ꎬ简答在课文“你的理解” 栏目中ꎮ
(４) 在学习分解反应的概念时ꎬ一定要结合过氧化氢、高锰酸钾及氯酸钾分解产
生氧气的反应进行分析、归纳出分解反应ꎬ让学生明确这类反应的特征ꎬ并跟化合反
应进行比较ꎬ指出它们是化学反应的两种重要的基本类型ꎮ
４􀆰特别提示
(１) 突破难点的方法
对比讲解法ꎮ
(２) 易错点
①催化剂只增大反应速率ꎮ错! 催化剂是“改变反应速率”ꎬ所以催化剂也可以是
减小反应速率(如塑料的抗老剂ꎬ是减慢塑料老化的催化剂)ꎮ
②催化剂在反应前后所有性质都没有变化ꎮ错! 催化剂通常都参加化学反应ꎬ只
是在最后一步反应变回了原来的化学成分ꎬ所以物理性质有可能发生了变化(如表光
洁度、表面积ꎬ排列结构、溶解性等)ꎬ只是化学性质没有变ꎮ
【实验活动】
[实验３－４] 和[实验３－５]
(１) 药品:
“用过氧化氢制取氧气”ꎬ过氧化氢对皮肤有强烈的腐蚀作用ꎬ使用时要特别注意ꎮ
实验室中如果没有过氧化氢ꎬ可用市售的过氧化氢代替(含３０％的过氧化氢ꎬ经稀释
５％~ １０％后才能用)ꎬ实验室中如果没有二氧化锰ꎬ可将废的锌锰干电池中的固体物
溶解于水ꎬ将不溶物在煤气炉上焙烧(用铁罐头盒盛放) ５ｍｉｎꎬ来回炒翻ꎬ制得二氧
化锰ꎮ二氧化锰还可以用氧化铁、食盐和红砖粉末等物质代替ꎮ
“用高锰酸钾制取氧气”ꎬ实验前一定要让学生明白该实验的装置要点、操作步骤
及操作要点ꎬ同时要强调高锰酸钾的用量ꎬ太少产生氧气不够ꎬ不便于氧气的收集ꎻ
太多则浪费药品ꎬ一般取２~ ３药匙为宜ꎮ实验时ꎬ教师要加强对学生的指导ꎬ发现错
误及时给予纠正ꎮ该实验中ꎬ如果没有高锰酸钾可用氯酸钾代替ꎬ但必须加入二氧化
锰ꎬ氯酸钾和二氧化锰质量比可以从３∶１到６∶１之间进行选择ꎮ按３∶１混合时ꎬ分解速
度最快ꎬ适宜于教师的演示ꎬ学生探究实验时最好选用６∶１ꎬ便于操作ꎮ
(２) 实验装置: (以过氧化氢为例)
ａ􀆰安装好实验装置ꎬ并检查其气密性ꎻ
ｂ􀆰在作为反应器的大试管中加入约三分之一体积或者稍多的５％~ １０％过氧化氢
溶液ꎬ加热ꎻ
ｃ􀆰用排水法收集大试管及导气管内的空气ꎬ第一次收集的气体舍弃ꎬ第二次收集
排出的气体才是较纯的氧气ꎻ
ｄ􀆰用带火星的木条检验收集到的气体ꎬ木条马上复燃ꎻ
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ｅ􀆰用５％~ １０％范围内不同浓度的过氧化氢溶液ꎬ重复上述操作ꎬ均可得到相同
的实验现象ꎮ
(３) 问题与讨论: (以过氧化氢为例)
ａ􀆰进行实验之前ꎬ必须检查实验装置的气密性ꎮ
ｂ􀆰过氧化氢溶液ꎬ特别是浓度较大的过氧化氢溶液有一定的腐蚀性ꎬ取用时需
小心ꎮ
ｃ􀆰作为反应器的试管ꎬ如果过氧化氢溶液装得过少的话ꎬ容易引起倒吸ꎬ以加入
试管三分之一至一半为宜ꎻ这样也可减少首次收集试管内空气的时间ꎮ
ｄ􀆰首次收集的气体绝大部分都是空气ꎬ不可用ꎻ第二次收集的气体才是比较纯的
氧气ꎮ
ｅ􀆰收集满气体以后马上将导气管移出水槽ꎬ然后再停止加热ꎬ防止水倒吸ꎮ
ｆ􀆰过氧化氢溶液的浓度对本实验的影响不是非常大ꎬ选用５％~ １０％的过氧化氢溶
液ꎬ都可得到满意的实验效果ꎮ
验证氧气化学性质时ꎬ铁丝和蜡烛在集气瓶中的燃烧ꎬ瓶底一定要加少量的水或
垫少量的沙ꎬ以防灼热的燃烧产物或熔化的产物掉入瓶底ꎬ使集气瓶炸裂ꎮ
【习题答案】１􀆰Ｄ　２􀆰Ｃ　３􀆰②　③④　①
４􀆰
(１) 加热氯酸钾分解(２) ①试管口向上倾　
②试管内的导气管太长　
③试管口没
有塞棉花团ꎻ防止水倒吸入试管使试管炸裂ꎻ因试管口未塞棉花导致高锰酸钾随氧气
流逸出
５􀆰
(１) 不能收集到氧气(或收集得很少) (２) 如果药品潮湿ꎬ则在加热时产生的水
蒸气在试管上部冷凝后ꎬ水珠流入到灼热的试管底部使试管炸裂(３) 收集到的气体不
纯净(含有空气) (４) 试管内气体冷却而压强减小ꎬ水槽中的水在大气压的作用下将
水压入试管ꎬ使灼热的试管炸裂
【过程示例】(以第二课时为例)
[复习提问]
１􀆰过氧化氢在什么条件下可以产生氧气?
２􀆰如何检验有氧气生成?
３􀆰什么叫催化剂?
[新课引入] 本节课我们进一步探究用高锰酸钾制取氧气的操作步骤、收集方法、
注意事项及其原因等问题ꎮ
[观察活动]
[实验３－５] 用高锰酸钾制取氧气ꎮ
１􀆰实验前ꎬ先强调以下几个注意事项:
(１) 在安装实验仪器时ꎬ应遵循的实验步骤为从左到右ꎬ从上到下ꎻ
(２) 要检查装置的气密性及如何检查ꎻ
(３) 固体药品怎样装入试管中? 塞紧胶塞前要在试管口塞一团棉花(为什么)ꎻ
(４) 试管口应该稍向下倾斜(为什么)ꎻ
(５) 怎样用酒精灯给试管加热(应先移动酒精灯ꎬ使整个试管均匀受热后ꎬ再固
定加热ꎬ并用酒精灯外焰加热)ꎻ
(６) 用什么方法收集(排水法)ꎬ为什么可以用排水法收集ꎬ还可用什么方法收
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集ꎬ该在什么时候开始收集?
(７) 怎样检验收集到的气体是氧气ꎬ并如何验证该气体是否已收集满ꎻ
(８) 实验完毕时ꎬ应先将导管移开ꎬ再熄灭酒精灯(为什么)ꎮ
２􀆰指导学生完成实验ꎬ对学生实验中有关药品的取用量、操作要点、装置要点等
问题进行指导ꎬ并对学生实验过程中出现的错误及时纠正ꎮ
[讨论] 组织学生分组讨论ꎬ完成[实验３－５] 的“思考和讨论”ꎮ在学生填写
完“你的理解” 后互相检查纠正ꎮ
[阅读] 课文中的有关内容ꎮ然后ꎬ老师归纳、总结并板书ꎮ
[板书] 二、实验室制氧气
１. 反应原理
(１) 过氧化氢
二氧化锰→水＋氧气
(Ｈ２Ｏ２)
(Ｈ２Ｏ)
　
(Ｏ２)
(２) 高锰酸钾
加热→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
(ＫＭｎＯ４)
(Ｋ２ＭｎＯ４) (ＭｎＯ２)
(Ｏ２)
(３) 氯酸钾
二氧化锰→氯化钾＋氧气
(ＫＣｌＯ３)
(ＫＣｌ)
(Ｏ２)
２􀆰装置要点
(１) 试管口应稍向下倾斜ꎻ
(２) 导管不宜伸入试管内过长ꎻ
(３) 铁夹要夹在距试管口１/ ３处ꎻ
(４) 药品要平铺在试管底部ꎮ
３􀆰操作步骤
(１) 检: 检查装置的气密性ꎻ
(２) 装: 把药品装入试管内ꎬ使之平铺在试管底部ꎻ
(３) 固: 把试管固定在铁架台上ꎻ
(４) 点: 点燃酒精灯加热ꎻ
(５) 集: 收集气体ꎻ
(６) 移: 把导气管移出水面ꎻ
(７) 熄: 熄灭酒精灯ꎮ
４􀆰收集方法
(１) 排水法: 因为氧气不易溶于水ꎻ
(２) 向上排空气法: 因为氧气的密度比空气稍大ꎮ
５. 验满方法
取一带火星木条ꎬ放在集气瓶口ꎬ若木条复燃ꎬ则证明氧气已集满ꎮ
６. 操作要点
(１) 实验结束ꎬ应先移导气管ꎬ后移酒精灯ꎬ以防水倒流造成试管炸裂ꎻ
(２) 如果所用药品为高锰酸钾ꎬ通常要在试管口塞一团棉花ꎬ防止加热时高锰酸
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钾随氧气溅入导管ꎻ
(３) 制备出的氧气应瓶口向上正立放置在桌面上ꎮ
[设问] 实验室制取氧气属于什么变化? 这三个反应有什么共同特征? 与化合反
应有什么区别?
[讲解] 反应前只有一种物质ꎬ反应后产物有多种ꎬ我们将这类反应统称为分解
反应ꎮ关键字眼: 反应前是“一种”ꎬ产物有“两种或两种以上其他物质”ꎮ
[板书] 三、分解反应: 一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应ꎬ叫分解
反应ꎮ
[讲解] 前面我们学习了氧气的实验室制法ꎬ但在实际生活或工业生产过程中ꎬ
需大量的氧气ꎬ不可能通过以上方法去制备ꎬ这样ꎬ产生的氧气量少ꎬ又浪费ꎮ我们
知道空气的组成中ꎬ氧气占２１％ꎬ这是一个很大的氧气仓库ꎬ于是人们就想是否可以
从空气中取得氧气ꎮ那么ꎬ怎样从空气中得到大量的氧气呢?
[阅读] 课文工业制氧气和知识视窗ꎬ组织学生讨论ꎬ教师归纳并板书ꎮ
[板书] 四、工业制氧气: 分离液态空气ꎬ属物理变化ꎮ
[小结] 这两个课时ꎬ我们学习了实验室制取氧气的装置、反应原理、操作过程、
收集气体的方法等知识ꎻ学习了化合反应、分解反应和氧化反应ꎻ学习了催化剂概念
以及催化剂在反应中所起的作用ꎻ最后还学习了工业上制取氧气的方法ꎮ
[布置作业]
１􀆰课堂: ３􀆰２习题第４题ꎮ
２􀆰课外: ３􀆰２习题第５题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰催化剂的定义与分类
催化剂的作用非常大ꎬ它可以改变化学反应的速率ꎮ在化学中ꎬ催化剂也叫做触
媒ꎬ它的定义是: 能够改变其他物质的化学反应速率ꎬ而本身的质量和化学性质在化
学反应前后没有发生变化的物质ꎮ目前许多有机反应中ꎬ催化剂所担任的角色就不仅
仅是改变反应速率了ꎬ如果缺少了这些必要的催化剂ꎬ许多反应都不能进行ꎮ可见催
化剂在化学中所占的地位之重要ꎮ
在催化剂这一大类物质中ꎬ绝大多数都可以使化学反应的速率加快ꎬ称为正催化
剂ꎮ例如ＭｎＯ２能够使Ｈ２Ｏ２急速分解ꎮ目前在日常生产中使用的催化剂大都是正催化
剂ꎬ这些正催化剂为提高生产的效率起了重要的作用ꎮ
常见的正催化反应如:
２Ａｌ＋３Ｉ２
Ｈ２Ｏ
→２ＡｌＩ３　　　　
(ＮＨ４) ２Ｓ２Ｏ８＋２ＨＩ
Ｃｕ
２＋
→２ＮＨ４ＨＳＯ４＋Ｉ２
(ＮＨ４) ２Ｓ２Ｏ８＋３ＫＩ
Ｃｕ
２＋
→(ＮＨ４) ２ＳＯ４＋Ｋ２ＳＯ４＋ＫＩ３
２ＫＭｎＯ４＋３Ｈ２ＳＯ４＋５Ｃ２Ｈ２Ｏ４
Ｍｎ
２＋
→Ｋ２ＳＯ４＋２ＭｎＳＯ４＋１０ＣＯ２↑＋８Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋５Ｏ２
铂、铑合金→４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
正催化剂可以提高化学反应的速率ꎬ还有一类催化剂与它正相反ꎬ可以减慢某一
反应的反应速率ꎬ称为负催化剂ꎬ如塑料制品制造过程所加的“防老剂”ꎮ
除以上两类催化剂之外ꎬ还有一些物质若单独使用对于某种反应并没有催化作用ꎬ
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但却能使催化剂的活性显著增强ꎬ这种物质叫做助催化剂ꎬ例如微量Ｋ２Ｏ可以提高合
成氨用的铁触媒的活性ꎮ
２􀆰二氧化锰对氯酸钾的催化作用
目前对催化剂的催化机理仍未完全研究清楚ꎮ在氯酸钾分解的反应中ꎬ二氧化锰
的催化作用有两种解释:
(１) ２ＫＣｌＯ３＋４ＭｎＯ２􀪅􀪅２ＫＣＩ＋２Ｍｎ２Ｏ７　　２Ｍｎ２Ｏ７􀪅􀪅４ＭｎＯ２＋３Ｏ２↑
２ＫＣｌＯ３＋(４ＭｎＯ２) 􀪅􀪅２ＫＣｌ＋３Ｏ２↑＋(４ＭｎＯ２)
(２) ２ＫＣｌＯ３＋４ＭｎＯ２􀪅􀪅２ＫＭｎＯ４＋Ｃｌ２↑＋Ｏ２↑
２ＫＭｎＯ４􀪅􀪅Ｋ２ＭｎＯ４＋ＭｎＯ２＋Ｏ２↑　　Ｋ２ＭｎＯ４＋Ｃｌ２􀪅􀪅２ＫＣｌ＋ＭｎＯ２＋Ｏ２↑
２ＫＣｌＯ３＋(２ＭｎＯ２) 􀪅􀪅２ＫＣｌ＋３Ｏ２＋(２ＭｎＯ２)
从上述两组反应可见ꎬ二氧化锰参加了反应ꎬ形成易分解的中间产物ꎬ反应后二
氧化锰又恢复原先的组成ꎬ性质及质量都没有改变ꎬ但加快了氯酸钾的分解速度ꎮ
３. 加热氯酸钾与二氧化锰的混合物时ꎬ用排水法收集ꎬ为何会现出白烟和闻
到刺激性气味
从上述２(２) 可见ꎬ反应中可能有少量氯气逸出ꎬ因而使制得的氧气带有刺激性气
味ꎮ分解生成的氯化钾亦可能有少量ＫＣｌ微粒随氧气逸出形成白烟ꎬ稍待片刻后ꎬＫＣｌ
溶解在水中后ꎬ白烟即消失ꎮ
图３－１
４􀆰氧气制取的微型实验
如图３－１所示ꎬ针筒中装过氧化氢ꎬ青霉素瓶中装
二氧化锰ꎻ再用青霉素瓶(排水或排空法) 收集氧气ꎮ
５􀆰呼吸面具和潜水艇中氧气的来源
潜水呼吸面具和潜水艇中常用过氧化钠(Ｎａ２Ｏ２) 与
人呼出的二氧化碳和水蒸气的反应作为氧气的来源ꎬ其
反应原理为:
２Ｎａ２Ｏ２＋２ＣＯ２􀪅􀪅２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｏ２
２Ｎａ２Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ􀪅􀪅２ＮａＯＨ＋Ｏ２↑ꎮ
３􀆰３　燃烧条件与灭火原理
【教学地位】本节内容相对独立ꎮ在介绍了氧气和一些物质在氧气中燃烧的情况下
介绍燃烧与灭火原理ꎬ从认知发展角度比较自然ꎮ
【教学目标】
１􀆰了解燃烧和燃烧的条件、灭火原理ꎻ了解爆炸、缓慢氧化和自燃现象ꎬ知道它
们与燃烧之间的区别和联系ꎮ
２􀆰了解物质燃烧条件的探究过程与方法ꎮ
３􀆰在学习了燃烧条件后ꎬ能应用到灭火的方法的探讨上ꎬ从而培养学生分析问题、
解决问题的能力ꎬ形成知识迁移ꎮ
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４􀆰使学生逐步了解内因是变化的根据ꎬ外因是变化的条件ꎮ外因只有通过内因才
能起作用的辩证观点ꎮ
【教学重点】燃烧的条件与灭火原理ꎮ
【教学难点】对着火点的理解ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性、启发性、师生协同性ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “演示—引导” 式———燃烧条件的探讨ꎮ
(２) “阅读—推理” 式———灭火原理、爆炸与防爆安全ꎮ
３􀆰实施进言
(１) 引导学生做好物质燃烧条件的探究实验ꎬ要让学生通过观察、分析和推断ꎬ
理解物质燃烧的三个条件ꎬ在此基础上了解不同物质的着火点是不同的ꎮ然后通过阅
读、讨论、教师讲解ꎬ使学生了解燃烧、缓慢氧化以及自燃的概念和相互区别ꎬ最后
得出灭火的原理ꎮ
(２) 燃烧的概念在这里是指物质跟氧气剧烈的氧化反应ꎬ但不能让学生以为只有氧
气参加反应ꎬ物质才能燃烧(回忆[实验２－８]ꎬ为今后深入学习这个概念留有余地)ꎮ
(３) 充分运用教材有关灭火器介绍和危险品安全管理的“知识视窗” “调查活动”
等引导学生联系生活实际认识燃烧与灭火的知识ꎮ
４. 特别提示
(１) 突破难点的方法
举例分析法ꎮ最好能收集一些图片或视频(将少量的白磷溶解在ＣＳ２中ꎬ将此溶
液涂在纸上的自然实验) 展示给学生看ꎬ分析缓慢氧化和自燃的关系ꎬ并说明“点火”
并不是燃烧的必然条件ꎮ通过举实例说明ꎬ同种物质在不同状态条件下ꎬ着火点也可
能不同ꎬ一定形状和条件下的某物体ꎬ有一定的着火点ꎬ则是不能随意改变得了的ꎮ
(２) 易错点
爆炸一定是化学变化ꎮ错! 在有限的空间里气体急剧膨胀或也会发生爆炸ꎬ这是
物理变化ꎮ
【实验活动】
教材中学生实验活动: 燃烧条件的探讨ꎬ应充分组织学生分析、讨论、填答ꎬ并
结合氧气的制取和性质ꎬ在实验室完成ꎮ
【教学时间】１课时ꎮ
【习题答案】１􀆰Ｂ　２􀆰Ｄ　３􀆰Ｄ　４􀆰Ｃ　５􀆰Ｂ　６􀆰
(１) 关闭　关闭煤气开关ꎬ并打开
门窗通风　明火(２) 不能接触到(３) 不能(４) 超负荷(５) １１９
【过程示例】
[引入] 我们对火已有一定的了解ꎮ火推动了人类历史的发展ꎬ人类的生活离不
开火ꎬ但火有时也给人类带来巨大的灾难ꎮ因此ꎬ我们很有必要来学习燃烧的条件与
灭火原理ꎮ
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[板书]
§ ３􀆰３燃烧条件与灭火原理
[设问] 燃烧需要哪些条件呢?
[探究活动] 结合学生代表的演示实验ꎬ根据“学生实验活动” 栏目提出的１~ ３
的问题ꎬ逐一由学生自行探讨得出推断的结论ꎮ并根据学生的回答板书或展现于视
频上ꎮ
[板书] １􀆰物质燃烧需要三个缺一不可的条件:
(１) 物质本身是可燃物ꎻ
(２) 可燃物接触氧气或空气ꎻ
(３) 温度达到着火点(注意说明: 某物质在一定状态、形状和一定条件下的着火
点是一定的)ꎮ
[阅读] 课文内容了解燃烧、缓慢氧化、自燃等有关知识ꎮ
[板书] ２􀆰燃烧、缓慢氧化、自燃
[讲解] 课本上所给出“燃烧” 的概念是指在通常情况下ꎬ燃烧是可燃物与空气
中氧气所发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应ꎮ有些特殊的燃烧ꎬ它不一定与氧气
接触ꎬ如氢气在氯气中燃烧等ꎬ我们所说的燃烧是指在通常情况下的ꎮ燃烧是一种剧
烈的氧化反应ꎬ伴随着反应进行有发光、发热ꎬ但有些氧化反应进行得很慢ꎬ甚至不
易察觉的缓慢氧化ꎬ如动植物呼吸、食物的腐烂、金属的锈蚀、酒和醋的酿造、农家
肥料的腐熟等ꎬ如果它们产生的热量不及时散失ꎬ就会越积越多ꎬ引起温度升高ꎮ一
旦达到着火点ꎬ就会引起自燃ꎮ
[设问] 某些燃烧会对人的生命财产造成巨大的损失ꎬ认识了燃烧的条件后ꎬ那
么灭火可采取什么措施? 其原理是什么?
[阅读] 课文内容ꎮ
[讨论] 由灭火实例ꎬ引导学生讨论灭火原理ꎮ
[板书] ３􀆰灭火的原理:
第一ꎬ燃烧物与其他可燃物隔离或清除掉可燃物ꎻ
第二ꎬ使燃烧物隔绝空气(或氧气)ꎻ
第三ꎬ使燃烧物的温度降至着火点以下ꎮ(注意: 不是降低“着火点”!)
[归纳] １􀆰以上三个条件是缺一不可还是只要具备一项便可灭火呢? 为什么?
２􀆰依据燃烧三个条件ꎬ燃烧、缓慢氧化、自燃以及灭火的原理有何关联?
[引入] 同学们都知道“爆炸” 一词的含义ꎬ知道某些物质点火就会发生爆炸ꎬ
如鞭炮ꎮ我们常常看到油库、面粉厂、锯木厂、纺织厂、矿井、煤气站等地要悬挂
“严禁烟火” 的警示牌ꎬ这是什么原因呢?
[阅读] 课文ꎬ了解爆炸的原因、利用爆炸为人类服务及易燃、易爆危险品的安
全知识ꎮ
[板书] ４􀆰爆炸与防爆安全
(１) 爆炸: (插问: 爆炸是不是一定由燃烧等化学反应引起的? 你能举例说明吗?)
(２) 爆炸的利用: 定向爆破拆除楼房、开山采矿ꎻ
(３) 易燃、易爆危险品的安全知识ꎮ
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[小结] 本节中ꎬ我们学习燃烧的三大条件ꎬ缓慢氧化、爆炸以及灭火原理ꎬ我
们要知道: 物质在空气里发生氧化反应的时候是否有燃烧现象ꎬ决定于温度是否达到
该物质的着火点ꎻ物质在空气里燃烧是否会引起爆炸ꎬ则决定于可燃物所处空间的大
小和是否有气态生成物产生ꎻ至于缓慢氧化是否引起自燃ꎬ取决于氧化所产生的热量
能否散逸和进行氧化的物质的着火点的高低ꎮ
[课堂作业] ３􀆰３习题１~ ３题ꎮ
[课外作业] ３􀆰３习题５、６题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰提供一种探究不同物质着火点不同的实验方法
如果实验室有白磷ꎬ可增加如图３－２装置的演示实验ꎮ
图３－２
２􀆰火药的发明
大约１０００年前ꎬ中国人把炭、硫和硝酸钾混合在一起ꎬ发明了火药ꎮ在１３世纪ꎬ
欧洲人发明了类似的东西ꎬ并把火药运用在制作武器或清理建筑工地方面ꎮ但火药很
容易爆炸ꎬ轻微的震动即可引发爆炸ꎬ因此也发生了许多事故ꎮ
在１８４６年ꎬ意大利科学家阿西诺􀅰索普来诺(ＡｓｃａｎｉｏＳｏｂｒｅｒｏ) 制造出硝酸甘油ꎬ
这是一种由硝酸和甘油合成的易爆化合物ꎮ其爆炸力强大ꎬ但使用起来却太危险ꎬ极
微小的震动就会引发爆炸ꎮ
瑞典化学家阿尔弗雷德􀅰诺贝尔(ＡｌｆｒｅｄＮｏｂｅｌ) 找到一种妥善保存硝酸甘油的好
方法ꎬ并提高了其稳定性ꎮ首先ꎬ诺贝尔将硝酸甘油与不挥发的黏土混合ꎮ这种混合
物不易爆炸ꎬ但一旦引爆威力无穷ꎮ他把混合物装入厚纸板做成的管中ꎬ附上一个引
爆装置———一个装有火药并插入引线的简单木塞ꎮ只需点燃引线ꎬ即可引发爆炸ꎮ这
样就能解决由于意外导致事故的问题ꎮ
３􀆰吸烟容易引起火灾
我国吸烟后乱扔烟头造成的经济损失和人员伤亡也触目惊心ꎮ经测试ꎬ烟头表面
温度为２００~ ３００℃ꎬ中心可达７００~ ８００℃ꎮ一般来说ꎬ香烟持续燃烧的时间约为
１０~ ２０分钟ꎬ剩下的烟头还可继续燃烧１~ ４分钟ꎮ然而家庭常见的可燃物质的着火点
却很低ꎬ如棉、麻、毛、纺织物、纸张、家具等的燃点只有２００~ ３００℃ꎬ而香烟点燃
后的温度比这些固体可燃物的着火点一般都要高２~ ３倍ꎮ因此ꎬ未熄灭的烟头是足以
引起固体可燃物、可燃液体或气体着火的ꎮ通常ꎬ烟头引起火灾首先要经过一段较长
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时间无火焰的“暗烧”ꎬ使可燃物质受热氧化ꎬ并且温度久聚不散ꎬ而后才能逐步发展
到有火焰的“明烧”ꎬ最后蔓延扩大形成火灾ꎮ这段时间一般要数十分钟ꎬ有的要数小
时乃至十多个小时ꎬ而且大多发生在夜间ꎮ
４􀆰液化石油气钢瓶爆炸的几种情况
(１) 钢瓶超量充装ꎮ超量充装导致钢瓶爆炸ꎬ这是液化石油气的特殊性质决定的ꎮ
因为液化石油气具有极大的“膨胀性”ꎬ当气温为１５℃时ꎬ体积膨胀系数约是水的１６
倍ꎮ液化石油气充装进钢瓶后ꎬ主要呈液态ꎬ只要温度升高较多ꎬ便有可能因液化气
的膨胀效应而发生爆炸ꎮ
(２) 钢瓶倒卧燃烧ꎮ此类现象主要是用户发现角阀处着火时ꎬ怕火烧着房子ꎬ往
往采取不正确的“果断措施”ꎬ将导管弄断后ꎬ用竹竿、钩子把钢瓶拖到屋外ꎬ任其燃
烧ꎮ此刻若钢瓶站立着就不会发生爆炸ꎬ因为火焰向外喷射ꎬ钢瓶受热辐射的影响很
小ꎻ若倒卧于水泥、柏油、石板等具有“蓄热” 作用的地坪上ꎬ则燃烧大约４分钟后ꎬ
就有可能爆炸ꎮ因为钢瓶是圆柱形的ꎬ装上调压器后会产生偏重ꎬ使出气口朝向地面
燃烧ꎬ钢瓶被反烧的火焰局部加热后ꎬ液化气迅速膨胀ꎬ压力急剧升高ꎻ同时ꎬ调压
器被火烧着后会失去调压作用ꎬ但其进气口径很小ꎬ阻碍着钢瓶的内部压力往外泄ꎬ
于是便发生爆炸ꎮ
(３) 钢瓶“带病工作”ꎮ钢瓶是压力容器ꎬ必须在“体格结实ꎬ没有毛病” 的情
况下工作ꎬ如长期使用ꎬ缺乏检查、保养和维修ꎬ钢瓶焊缝就会出现锈蚀穿孔和裂纹ꎬ
以致丧失耐压强度ꎬ稍遇高温、挤压或碰撞就容易发生爆炸ꎮ此外ꎬ有的用户采用热
水浇烫钢瓶或火烧钢瓶方法ꎬ以为能促使液化气烧得旺一些ꎬ其实这样做也很危险!
尤其是火烧钢瓶ꎬ会使钢瓶失去应有的强度ꎬ很容易导致钢瓶爆炸ꎮ
５􀆰液化气灶具漏气着火时的处理置方法
在家庭使用液化气灶具时ꎬ一旦漏气着火ꎬ首先ꎬ要迅速拧紧钢瓶角阀上的手轮ꎬ
断绝气源ꎮ由于液化气燃烧产生的温度很高ꎬ在关闭角阀时ꎬ一定要戴上湿的布手套ꎬ
或用湿围裙、毛巾、抹布包住手臂ꎬ防止被火烧伤ꎮ如果家中备有灭火器ꎬ先把火扑
灭ꎬ再拧紧钢瓶角阀手轮就更加安全了ꎮ关闭阀门的速度一定要快ꎬ否则超过３~ ５分
钟ꎬ钢瓶角阀内的尼龙垫、橡胶垫圈和用于密封接头的环氧树脂黏合剂就会被高温熔
化ꎬ以致失去阀门的密封作用ꎬ使液化气大量外泄ꎬ火势会烧得更旺ꎮ如果遇到角阀
漏气着火、阀门已被烧坏、无法关闭时ꎬ应想方设法把钢瓶弄到屋外空旷的地面上ꎬ
让它站立着燃烧ꎬ只要不碰倒钢瓶ꎬ它是不会爆炸的ꎮ此刻当然不要忘了向消防队
报警ꎮ
３􀆰４　物质组成的表示式
【教学地位】有了前面学习过的元素符号和写化学反应文字表达式时于名称下面出
现化学式的铺垫ꎬ这一节正式学习化合价与化学式ꎬ就比较容易入门ꎮ这是化学用语
的重要内容ꎮ根据教材评审专家的建议ꎬ教材中插入分子式的简单介绍ꎬ它是化学式
的一种ꎬ用于表达由分子构成的物质微粒表达式ꎮ化学式的准确书写ꎬ为今后学习化
学方程式打下基础ꎮ
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【教学目标】
１􀆰理解化学式和分子式的涵义ꎬ初步学会一些简单物质的化学式写法与读法ꎮ
２􀆰认识化合价的概念ꎬ知道有正价、负价ꎬ记住常见元素的化合价ꎮ
３􀆰初步学会根据已知的化学式ꎬ计算物质的相对分子质量、形成元素的质量比及
某一元素的质量分数ꎮ
４􀆰通过化学式涵义的讲解和有关式量的计算能力的培养ꎬ进行实事求是的科学态
度的教育ꎮ
【教学重点】化学式的涵义ꎬ常见化学式的一般写法和读法ꎮ
【教学难点】化合价的涵义ꎬ常见元素化合价的记忆ꎻ常见单质及二元化合物化学
式的写法ꎮ
【课时安排】３课时ꎮ第一课时ꎬ什么是化学式、怎样写单质和化合物的化学式、
化合价ꎻ第二课时ꎬ化合价和化学式、怎样读化学式ꎻ第三课时ꎬ怎样根据化学式进
行计算ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
通俗性原则———什么是分子式和化学式ꎬ什么是化合价ꎮ
实践性原则———记忆化合价ꎬ化学式的书写ꎬ根据化学式进行计算ꎮ
２􀆰教学模式
“阅读—讲解” 式ꎻ“引导—体验” 式ꎻ“实践—点拨” 式ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 学生已经学过元素符号ꎬ可以用元素符号表示一种元素ꎬ也可以表示该元素
的一个原子ꎬ由此引入新课: 由元素形成的物质ꎬ是否也可以用元素符号所组合的式
子来表示呢? 从而使学生形成化学式的概念ꎬ并指出前面的教材中曾出现的在文字表
达式下面括号中用元素符号表示的式子就是化学式ꎮ对于化学式的教学要求ꎬ重点是
要求学生认识化学式、会看化学式ꎬ这是学习化学的基础ꎮ初学化学时ꎬ不要求学生
短期内强记过多的化学式ꎮ在认识了硫酸的化学式之后ꎬ可以列出几组符号让学生比
较ꎬ讨论后表达出其意义来ꎮ例如: ２Ｈ———Ｈ２ꎬ４Ｏ———２Ｏ２ꎬＳ和２Ｏ———ＳＯ２ꎬ２Ｐ和
５Ｏ———Ｐ２Ｏ５等ꎮ
(２) 要向学生说明: ①世界上的物质绝大多数都是由分子构成的ꎬ分子是由原子
构成的ꎬ由分子构成的物质用分子式表示该物质的构成ꎮ
②有些物质是由离子构成的ꎬ某些化合物直接由原子构成ꎬ这些物质并不存在分
子ꎬ用化学式表示各元素原子的最简比ꎮ
③为了简便起见ꎬ中学化学课文统一采用化学式ꎬ不采用分子式ꎮ
④如何写化学式:
书写化学式必须由实验事实决定ꎬ明确有什么元素ꎬ每种元素各有多少个原子
(由化合价可确定)ꎮ
二元化合物化学式写法的四个步骤:
排———按顺序写出元素符号(正价左负价右ꎬＮＨ３例外) (氢前氧后、金属前、非金
属后)ꎮ
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标———在元素(或原子团) 符号正上方标出化合价ꎮ
叉———将化合价的绝对值交叉写到另一符号的右下方作为它的原子个数ꎮ
查———化简个数比(有些不能约去ꎬ如Ｃ２Ｈ４) １个的１字略去ꎬ再检查正负化合价
的代数和是否为零ꎬ擦去上方的化合价ꎮ
⑤二元化合物的读法为: 从右到左读作“ × 化× ” (有时要读出原子个数ꎮ有些读
法特殊ꎬ如Ｈ２Ｏ)ꎮ
(３) 关于化合价的教学ꎬ新课标的要求比以前有所下降ꎬ也没有独立成一节ꎮ教
材没有要求定义化合价ꎬ只限于说明它显示出元素的某种特性(请特别提醒学生注意
课文Ｐ８９图下第一段后三行的文字ꎬ让学生齐读并理解)ꎮ通过列表方式给出常见的元
素或原子团的化合价ꎮ只提有正价与负价之分ꎬ不讲正负价的涵义ꎬ不提零价了ꎮ教
材在此首次出现原子团(根) 一词ꎬ教师可稍做讲解ꎮ
教学时可以从几个与氧化合的反应入手ꎬ分析生成物Ｈ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣＯ２ꎬ一个氧原
子能结合两个氢原子ꎬ但只能结合一个镁原子ꎬ又只能结合“半个” 碳原子(即两个
氧原子才能结合一个碳原子)ꎬ从而不同元素化合时ꎬ所需的原子个数比是不一定相同
的ꎮ讲解时指出: 化合价是元素的一种性质ꎬ是化合时表现出来的性质ꎬ这种性质指
结合别的元素的原子时的“能力” 的大小ꎮ可以比喻为人在某工种中的能力的大小ꎮ
例如运砖与砌墙ꎬ甲类工人每人运砖３０块/ 分钟ꎬ乙类工人每人砌墙用砖２０块/ 分钟ꎬ
要组成一个合理的生产小组ꎬ甲、乙两类工人的比例是多少才不致某一方误工( 答
甲∶乙＝２∶３)ꎮ正、负价恰如不同工种ꎬ可变价元素可比喻为一个人在不同工种中的能
力大小ꎮ本教材中的化合价ꎬ实为氧化数概念ꎬ根据量力性原则ꎬ本教材统称化合价ꎮ
面对教材列出的２３种元素或原子团的化合价ꎬ记忆是十分困难的ꎬ对学生的要求
不能过高ꎬ教案中列出了记忆的原则和记忆量ꎬ可编些口诀帮助学生记忆ꎬ例如: 一
价氢氯钾钠银ꎬ二价氧钡钙镁锌ꎬ铝三碳二四、铁二三ꎬ变价元素细细分ꎮ
[常用化合价记忆口诀一]
①常规价的: 一价氢氯钾钠银ꎬ二价氧钙钡镁锌ꎬ三铝四硅五氮磷ꎮ
②变价的: 铜一二ꎬ铁二三ꎬ二(负二) 四六硫ꎬ二四碳ꎬ二四六七锰全占ꎮ
③负价的: 负一氟氯和溴碘ꎬ负二氧硫负三氮ꎮ
[常用化合价记忆口诀二]
一价氢、锂、钠、钾、银ꎬ二价氧、镁、钙、钡、锌ꎬ铜、汞一、二ꎬ铁二、三ꎬ
碳、锡、铅在二、四寻ꎬ硫为负二和四、六ꎬ负三到五氮和磷ꎬ卤素负一、一、三、
五、七ꎬ三价记住硼、铝、金ꎮ
教材只安排了“根据化合价写出化学式” 和“化合物中各种元素的化合价之代数
和等于零” 的原则ꎮ“根据化学式判断元素的化合价” 只安排在“检查站” 的第一题ꎮ
教学时要握好教学深难度ꎬ切勿操之过急ꎮ
(４) 关于化学式的计算ꎬ是学生第一次接触的化学基本计算ꎬ除了要求学生掌握
有关的计算方法外ꎬ还应使学生学会一般的书写格式ꎮ关于化学式的计算内容ꎬ可以
分为两部分: ①对一个化学式的整体进行计算———求式量(教材使用“相对分子质量”
一词ꎬ教学时可以在建立了这个概念之后ꎬ口语中用“式量” 代替之)ꎻ②对一个化学
式的某部分与整体或与其他部分之间的比进行计算ꎮ
(此时可以引入“部分式量” 一
词)ꎮ
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关于化学式的计算ꎬ其根据是写出正确的化学式和正确认识化学式( 一个化学
式表示什么ꎬ各种符号有什么意义ꎬ有多少种元素ꎬ每种元素各有多少个原子ꎬ其
中的括号或小圆点又是什么含义)ꎮ求式量的数学方法是加法ꎬ只有对相同的数相
加ꎬ才改用乘法ꎬ其实仅用加法也是可以的ꎮ求比值( 或百分数) 时ꎬ要弄清这部
分(部分式量) 与那部分之比ꎬ还是这部分与整体( 式量) 之比ꎮ帮助学生克服数
学方法的障碍ꎮ
相对分子质量(或式量) 是以“相对原子质量” 为基础的ꎬ也是相对的量ꎬ即以
碳－１２原子质量的１/ １２(１􀆰６６１× １０－２７千克) 作标准的ꎬ所以有些计算可以推广ꎮ
４􀆰特别提示
突破难点的方法
化合价涵义———比喻法: 化合价的记忆———口诀记忆法ꎻ
常见单质及二元化合物化学式的写法———典型物质化学式练习和纠错法ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｂ　２􀆰Ａ
３􀆰
(１) 硫酸　
(２) 硫酸分子　
(３) 氢、硫、氧　
(４) ２、氢原子　１、硫原子
４、氧原子　
(５) ９８　
(６) 氢、硫、氧、１∶１６∶３２　
(７) ２􀆰０４％、３２􀆰６５％、６５􀆰３１％
４􀆰解: (ＮＨ２) ２ＣＯ中氮元素的质量分数为:
ＷＮ＝
２Ｎ
ＣＯ(ＮＨ２) ２
＝２８
６０＝４６􀆰７％
(ＮＨ４) ２ＳＯ４中氮元素的质量分数为:
ＷＮ＝
２Ｎ
(ＮＨ４) ２ＳＯ４
＝２８
１３２＝２１􀆰２％
设硫酸铵质量为ｘ:
则ｘ× ２１􀆰２％＝１ｔ× ４６􀆰７％＝２􀆰２ｔ
５􀆰
(１) １７􀆰７％
(２) ２􀆰３８％　虚假(３) ６７􀆰８８ｋｇ　
(４) 环卫部门清除非法广告ꎻ
工商部门依法处理乱涂乱画企业ꎮ
【过程示例】
〚第一课时〛
[复习提问] 元素指的是什么? 用什么表示元素?
[设问] 物质由元素形成ꎬ元素可以用元素符号来表示ꎬ那么ꎬ由一种或几种元
素形成的物质ꎬ是否也可以用一种或几种元素符号构成的式子来表示呢?
[阅读] 课文“什么是化学式”ꎮ
[板书并讲解]
§ ３􀆰４表示物质组成的化学式
一、什么是化学式
１􀆰含义: 用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式ꎮ如: 水ꎬＨ２Ｏꎻ氧气ꎬ
Ｏ２ꎻ氢气ꎬＨ２等ꎮ如果是由分子构成的物质ꎬ这种式子叫分子式ꎮ(让学生自学课文
后ꎬ教师作出解析)
２􀆰化学式中各数字的含义:
(１) 右下角的数字: 该物质的一个分子中所含的某种元素的原子数目ꎮ如: Ｈ２ＳＯ４
中的“２” 表示一个硫酸分子中含有两个氢原子ꎮ
５
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(２) 前面的数字: 该物质的分子数目ꎮ如: ４Ｈ２Ｏ中的“４” 表示４个水分子ꎮ
[分析] 一种纯净物只有一个化学式ꎬ这是因为纯净物分子都有固定的原子构成ꎮ
[设问] 怎样书写单质的化学式呢?
[板书] 二、怎样写单质的化学式
[阅读] 课文ꎮ
[归纳并板书] １􀆰由原子直接构成的单质: 用相应的元素符号表示ꎮ包括: ①稀
有气体ꎬ如: 氦气ꎬＨｅꎻ氖气ꎬＮｅꎻ氩气ꎬＡｒꎻ②所有金属ꎬ如: 镁ꎬＭｇꎻ铜ꎬＣｕꎻ
汞ꎬＨｇꎻ③一些固态非金属ꎬ如: 碳ꎬＣ(磷、硫的分子构成复杂ꎬ所以也简便地用
Ｐ􀆰Ｓ表示其化学式)ꎮ
２􀆰由分子构成的单质: 在相应的元素符号的右下角写出分子中所含原子的数目ꎮ
如: 氧气ꎬＯ２ꎻ氢气ꎬＨ２ꎻ臭氧ꎬＯ３ꎮ
[课堂作业] “３􀆰４习题” ３题之(１)
~ (４)ꎮ
〚第二课时〛
[设问] 怎样书写化合物的化学式?
[板书] 三、怎样写化合物的化学式
[引入] 要写出化合物的化学式ꎬ除了要知道该化合物由哪些元素形成外ꎬ还要
知道元素的化合价ꎮ
[板书] １􀆰元素的化合价ꎮ
[设问] 请你认真分析一下课文中的图３－１４ꎬ你有什么发现? 化合物ＨＣｌ、Ｈ２Ｏ、
ＮＨ３中组成元素的原子个数比分别是多少?
[讲解] 不同元素间形成化合物时ꎬ它们所需的原子个数比是不同的ꎬ显示了这
些元素的某种特性ꎬ即元素的化合价ꎮ化学上用化合价来确定化合物中原子或离子之
间相互结合的数目ꎬ化合价越大的元素ꎬ提供原子或离子的个数越少ꎬ反之ꎬ化合价
越小的元素ꎬ提供原子或离子的个数就越多ꎮ(这段话可组织学生齐读)
[板书] (１) 元素的化合价是一种元素与另一种元素相互结合的一种特性ꎮ
[阅读] 课文“常见元素和原子团的化合价” 及相关说明ꎮ
[板书] (２) 元素的化合价的表示: 用＋ｎ或－ｎ标在相应元素符号或原子团的正
上方ꎮ
[板书] (３) 元素的化合价的记忆:
①记忆原则: 记不变留可变ꎬ记特殊( ± ｌꎬ± ３及原子团的化合价) 留一般( ± ２
价)ꎻ
②记忆口诀(见教参中的“实施建言”)
③记忆量(投影或小黑板):
＋１价Ｈ、Ｎａ、Ｋ、Ａｇ、ＮＨ＋
４ꎻ　
－１价ＣｌꎬＯＨ－ꎬＮＯ－
３ꎬＣｌＯ－
３ꎬＭｎＯ－
４ꎻ
＋２价Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｕꎻ　
－２价Ｏ、ＳＯ２－
４ꎬＣＯ２－
３ꎬＭｎＯ２－
４ꎻ
＋３价Ａｌ(Ｆｅ有＋３和＋２价)ꎻ　
－３价ＰＯ４
３－
[板书] ２􀆰根据化合价写出化学式ꎮ
[阅读] 课文中的表格ꎮ着重指出“排、标、叉、查” 四个步骤、原则ꎬ要求学
生掌握元素符号的排列顺序及确定各元素原子个数的方法ꎮ指导学生写出氧化铝的化
６
８
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学式ꎮ
[板书] 四、化合物的读法
[阅读] 课文有关内容ꎬ并适当讲解ꎮ
[板书] １􀆰二元化合物从左到右读作: “某化某”ꎮ
２. 含有原子团的化合物读出原子团的名称ꎮ
[练习] 写出下列各种物质的化学式ꎮ
(１) 铁ꎬ(２) 氮气ꎬ(３) 氯化钠ꎬ(４) 氧化镁ꎬ(５) 硫酸铵ꎮ
[小结] 见板书ꎮ
[作业] 默写上表中元素及原子团的化合价ꎮ
〚第三课时〛
[复习] １􀆰相对原子质量的概念中ꎬ关键词语是“相比较”ꎬ请回答:
(１) 比较的标准是什么?
(２) 比较的结果是什么?
２􀆰设碳－１２原子质量的１/ １２为Ｗ０ꎬ某元素的相对原子质量为Ａꎬ该元素单个原
子质量为ＷＡꎬ请用Ｗ０ꎬＡ和ＷＡ组成下列两个公式:
(１) Ａ＝ＷＡ/ Ｗ０
(２) ＷＡ＝Ａ× Ｗ０
３􀆰硫酸的化学式为ꎬ一个硫酸分子含有哪几种元素? 各有多少个原子?
根据(ＭＨ２ＳＯ４􀪅􀪅ＡＨ× ２＋ＡＳ＋ＡＯ× ４) 引出相对分子质量
[板书] 五、有关化学式的计算
[阅读] 课文ꎮ
[板书] １􀆰计算相对分子质量
[讲述] 化学式中各原子的相对原子质量总和ꎬ叫做相对分子质量ꎬ其中“各原
子” 指的是各个原子而不是各种原子ꎬ相对分子质量也是一个比值ꎬ单位也为１ꎮ
如: Ｈ２Ｏ: １× ２＋１６＝１８　　　ＮＨ４ＨＣＯ３: １× ５＋１４＋１２＋１６× ３＝７９
[板书] ２􀆰计算组成化合物各元素的质量比
[讲述] 化学式中各元素的质量比等于它们的总的相对原子质量之比ꎮ
如: Ｈ２Ｏ中Ｈ∶Ｏ＝１× ２∶１６＝１∶８ꎮ
[练习]
(１) 求氧化铁(Ｆｅ２Ｏ３) 中铁与氧的质量比ꎮ
(２) 某氧化物Ｒ２Ｏ３中ꎬＲ元素与Ｏ元素的质量比为９∶８ꎬ求Ｒ的相对原子质量ꎮ
[板书] ３􀆰计算化合物中某一元素的质量分数
[讲述] 化合物中某一元素的质量分数等于该化合物中某一元素占有的总的相对
原子质量与该化合物相对分子质量之比ꎮ即
化合物中某一元素的质量分数＝该元素的原子个数× 该元素的相对原子质量该化
合物的相对分子质量× １００％
如: Ｈ２Ｏ中氧元素的质量分数为: １× １６÷ １８× １００％＝８９％
[练习]
１􀆰求氧化铁(Ｆｅ２Ｏ３) 中铁的质量分数ꎮ
７
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２􀆰求ＮＨ４ＨＣＯ３中氮元素的质量分数ꎮ
[探究活动] 指导学生阅读“３􀆰４习题” 第５小题: “这个化肥广告是真的吗?”ꎬ
讨论并完成相关空格和提问ꎮ
[小结] (投影并讲解)
１􀆰相对分子质量的涵义及其三种基本计算ꎮ
２􀆰几个推论:
(１) 同一化合物中ꎬ各部分的质量比＝它们的相对分子质量比＝它们的质量分
数比ꎮ
(２) 不同化合物中:
①分子个数相同的两种物质的质量比等于它们的相对分子质量比ꎻ
②质量相同的两种物质的分子个数比等于它们的相对分子质量的反比ꎮ
[课堂作业] ３􀆰４习题１、２、３题之(５)、(６)ꎮ
[课后作业] ３􀆰４习题４、５ꎮ
【资料搜索】
１􀆰化学式与分子式
化学式是一种广义的化学用语ꎬ它包括表示物质组成的多种式子如分子式、实验
式、最简式、电子式、结构式和示性式等ꎮ分子式只能用于表示由分子直接构成的物
质ꎮ那些由原子或离子直接构成的物质ꎬ并不存在单个分子ꎬ当然也就不能用分子式
这个名称了ꎮ对这些物质的组成通常用实验式(也称最简式) 表示ꎬ此时ꎬ化学式中各
元素的原子数只表示该物质中各种元素的原子个数比ꎮ
２􀆰化学式不一定只代表一种物质
任何纯净物都有固定的构成ꎬ所以一种物质只有一个化学式ꎮ但是一个化学式不
一定只表示一种物质ꎬ因为组成相同而结构不同时ꎬ性质也不同ꎬ如乙醇和甲醚的化
学式都是Ｃ２Ｈ６Ｏꎬ这时就需要用结构式或结构简式区分了ꎮ
章末练习答案
１􀆰Ｄ　２􀆰Ｂ　３􀆰Ｄ　４􀆰Ｂ　５􀆰Ｄ　６􀆰Ｂ　７􀆰Ｄ
８􀆰⑤⑥　①②③④⑤⑥　⑥　①②③④⑤⑦⑧
①②③④⑦⑧　①②④　⑤
９􀆰(１) Ｋ２ＭｎＯ４　ＭｎＯ２　Ｏ２　
(２) ＫＣｌＯ３　
(３) ＋５　
(４) Ｆｅ３Ｏ４
１０􀆰(１) 铁架台　集气瓶　
(２) 检查装置的气密性
(３) Ａ　Ｂ　把一根带火星的木条放在瓶口ꎬ如果木条复燃ꎬ则集满ꎮ
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第四章　
生命之源———水
全章要览
一、本章内容在教学中的地位、作用
本章起着承上启下的作用ꎮ第二章通过学习空气的基础上了解物质构成的微粒和
物质的元素组成ꎻ第三章在学习氧气的基础上ꎬ掌握表示物质组成的化学式ꎮ第二、
第三章的知识为本章质量守恒定律和化学方程式的学习打下必不可少的基础ꎬ这一章
通过了解水资源、探究水的组成等ꎬ学习质量守恒定律和化学方程式ꎬ充分体现化学
学科研究物质的组成、结构、性质、变化规律的自然科学的特点ꎮ为日后进一步学习
燃料、金属、酸碱盐的有关知识做了充分的准备ꎮ
二、本章分节要点及编排
４􀆰１　我们的水资源
常识性介绍水和人类的关系ꎻ通过了解珍贵的水资源ꎬ了解水的污染及其防治ꎬ
培养学生保护水资源的意识ꎬ养成节约用水的良好习惯ꎻ通过观察实验学习水的净化
和纯化方法ꎬ了解蒸馏装置和操作ꎬ知道什么是硬水和软水ꎬ简单知道如何鉴别硬水
和软水以及硬水软化的简单知识ꎮ
４􀆰２　水的组成
通过电解水的实验ꎬ培养学生实验观察、探究和思考的能力ꎬ养成实事求是的科
学态度ꎻ通过对实验的分析ꎬ培养学生从宏观到微观、再由微观到宏观的思维素养ꎬ
使学生认识水是由氢、氧两种元素组成和对水的化学式的推论ꎮ
４􀆰３　质量守恒定律
以探究活动的方式ꎬ引导学生对实验数据进行讨论与交流ꎬ得出质量守恒定律ꎬ
并从本质上论证了质量守恒定律的理论依据ꎬ为化学方程式的学习作准备ꎮ
４􀆰４　化学方程式
运用质量守恒定律的知识ꎬ从定量的角度认识化学方程式ꎬ介绍化学方程式的意
义及其配平方法ꎬ学会书写化学方程式ꎬ掌握根据化学方程式进行简单计算的方法ꎮ
９
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表４－１　本章各节编排细目表
节标题
学习要点
主要学习活动
４􀆰１我们的水资源
∗认识人类离不开水
∗了解珍惜水资源
∗了解水污染及其防治
∗了解水的净化和纯化
∗知道硬水及其软化
调查活动: 我家用水情况
“南水北调” 工程
知识视窗: 水体富营养化
网上学: 我国污水处理现状
观察活动: 净水方法、蒸馏法制纯水
观察活动: 区别软水和硬水
４􀆰１习题
４􀆰２水的组成
∗知道水的物理性质
∗认识水的组成
观察活动: 水的电解及水分子的构成
推断
４􀆰２习题
４􀆰３质量守恒定律
∗认识质量守恒定律
探究活动: 化学反应前后的质量关系
操作练习: 托盘天平的使用
４􀆰３习题
４􀆰４化学方程式
∗认识化学方程式
∗懂得怎样写化学方程式
网上学: 轻松学习化学方程式
４􀆰４习题
∗学会根据化学方程式进行计算
精要回放
练习题(四)
三、本章内容的特点
１􀆰以“４􀆰１我们的水资源” 和“４􀆰２水的组成” 奠定感性基础ꎬ通过“４􀆰３质量守
恒定律” 奠定理论基础ꎬ进而学习“４􀆰４化学方程式”ꎬ知识结构紧密ꎮ
２. 本章知识属于课程标准中“物质的化学变化” “基本化学用语” 等范畴ꎬ在考
纲中分属“身边的化学物质” “物质构成的奥秘” “物质的化学变化” 等板块内容ꎮ其
中ꎬ质量守恒定律和化学方程式反映出物质的变化规律及化学变化的本质ꎬ清楚地显
示反应物、生成物的组成和量的关系ꎬ揭示物质在反应过程中所表现出来的性质ꎮ因
此ꎬ学习质量守恒定律和化学方程式这些核心知识ꎬ对于学好化学学科至关重要ꎮ
四、本章教学建议
为了使学生更好地理解水的净化和纯化、水的组成、质量守恒定律等知识ꎬ要切
实做好实验ꎬ引导学生观察和思考ꎬ启发学生讨论与交流ꎬ做细致的分析和符合逻辑
的推理ꎬ得出科学的结论ꎬ引导学生从直观生动的表象进入微观世界的想象ꎬ提高他
们的抽象思维能力ꎮ
五、课时安排建议
４􀆰１我们的水资源—２课时
４􀆰２水的组成—１课时
４􀆰３质量守恒定律—１课时
０
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４􀆰４化学方程式—２~ ３课时
本章复习及练习—２课时
分节阐述
４􀆰１　我们的水资源
【教学地位】本节前半部分阐述了水资源的重要作用和紧缺等问题ꎮ后半部分通过
实验观察活动ꎬ了解水的净化和纯化方法及硬水和软水的知识ꎮ本节内容对于激发学
生爱惜资源、关注社会生活ꎬ树立正确的价值观有重要意义ꎮ
【教学目标】
１􀆰常识性介绍水和人类的关系ꎮ
２􀆰了解珍贵的水资源ꎬ懂得珍惜水资源的重要性ꎮ
３􀆰了解水的污染及其防治ꎮ
４􀆰理解水的净化和纯化方法ꎬ了解蒸馏装置和操作ꎮ
５􀆰了解硬水和软水ꎬ懂得鉴别硬水和软水、简单知道如何软化硬水ꎮ
【教学重点】
１􀆰了解水的净化和纯化方法ꎬ过滤、蒸发、蒸馏的装置和操作ꎮ
２􀆰硬水和软水的简易鉴别方法ꎮ
【教学难点】明了过滤、蒸发、蒸馏装置的原理和学习过滤和蒸发的正确操作ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
启发性与探究性相结合、师生协同性、系统有序原则、直观性、理论联系实际、
因材施教等原则ꎮ
２. 教学模式建议
(１) “阅读—联想” 式: 教师引导学生带着问题看书ꎬ要学生联想生活中水资源、
水污染等知识ꎮ
(２) “情景—交流” 式: 创设水资源、水污染、污水处理、自来水生产等的图片、
视频、表格数据情景ꎬ师生通过观看、阅读、分析情景进行互动交流ꎮ
(３) “实验—探究” 式: 做好沉淀法、过滤法、蒸馏法等有关水净化和纯化的探究
实验ꎬ教师引导学生学会观察ꎬ并点拨关键点ꎮ
(４) “自主—学习” 式: 引导学生利用互联网搜索有关水资源、水污染及其防治的
图片、视频、文本、数据资源ꎮ
(５) “启发—引导” 式: 通过问题设疑启发和引导学生参与教学活动ꎬ思考并互动
交流ꎬ逐步建构本课的知识结构ꎮ
３. 实施建言
利用水资源、水污染的情景素材ꎬ激发学生的求知欲望ꎬ引导学生从真实的自然
情境、生活情境或书本知识情境中“发现并解决问题” “研究问题”ꎻ前半部分由学生
自主学习ꎬ引导学生独立阅读、勾画关键字词、阐述知识要点ꎬ从而学会自主学习ꎬ
帮助学生形成科学的情感、态度和价值观ꎻ对后半部分知识ꎬ设法创造条件通过边讲
１
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边实验开展教学ꎬ结合实验探究挖掘和领会知识要点ꎮ
第一课时: 学习“人类离不开水” “珍惜水资源”
“水污染及其防治”ꎮ可以采取
学案式、问题引导式ꎬ让学生看书、勾划要点和关键词完成ꎮ
(１) 关于水的重要性、珍惜和保护水资源的教学ꎬ可联系学生熟悉的生产生活、
周边环境、学过的生物学的知识ꎬ通过互动交流来进行ꎻ同时ꎬ可搜集和列举学生感
兴趣的一些资料和数据(参阅本节“参考资料”) 进行教学ꎮ
(２) 关于水污染及其防治的教学ꎬ可结合本地区的情况作一些简单介绍ꎻ同时可
以利用媒体平台展示一些相关的图片、视频、文字素材ꎮ
第二课时: 学习水的净化和纯化ꎮ
(１) 要做好４个实验ꎬ指导学生学会动手、学会观察、学会思考、学会提问ꎮ
可以创设一些情景问题展开ꎻ条件允许的话ꎬ可以通过边讲边实验展开教学ꎮ尽
可能让学生发现问题ꎬ自主讨论和解决问题ꎬ让他(她) 们体会自主学习的乐趣和品
味实验成功的快乐ꎮ还可以引导学生挖掘身边老百姓的一些净水措施开展教学ꎮ
(２) 对于自来水的生产过程的教学ꎬ可以结合媒体视频进行ꎻ有条件的话ꎬ可以
带领学生到自来水厂参观学习ꎮ
(３) 硬水和软水ꎬ可通过硬水在生产生活中的危害介绍ꎮ要更好地区分硬水和软
水ꎬ关键是做好用肥皂水区别软水和硬水的实验ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法
“演示—讲解” 法、“练习—纠错法”ꎮ
演示“实验４－２过滤柱净水” “实验４－３水的蒸发” “实验４－４水的蒸馏” 时讲
清原理ꎬ指出可能出现的错误: 三个实验都可以让学生练习ꎬ让学生亲身体验ꎬ并及
时纠正他们操作过程中的错误ꎻ通过有关实验的习题强化正确的实验操作ꎮ
２) 易错点
①净水与纯水和净水与纯化的区分: 净水实际上含有一些可溶性杂质ꎬ净化是制
净水的过程ꎻ纯水不再含有可溶性杂质ꎬ通常通过蒸馏过程ꎬ获得纯水ꎮ
②蒸发和蒸馏的区别可从下表比较中明确:
表４－２
项目
蒸馏
蒸发
仪器(容器)
蒸馏烧瓶
蒸发皿
操作方法
加热使组分汽化ꎬ经冷凝而与混合物
分离(所得组分称“馏分”)
加热使溶剂汽化而除去
弃留物质
低沸点组分汽化ꎬ高沸点组分留在蒸
馏烧瓶中
溶剂汽化ꎬ固体溶质留在
蒸发皿中
实例
水的提纯
海水提取食盐
２
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【实验活动】
[实验４－１]
１􀆰浑浊的河水静置后ꎬ固体颗粒会慢慢聚沉ꎬ上层的水较下层清澈ꎮ
２􀆰把硫酸铝或明矾加入烧杯ꎬ搅拌后ꎬ静置ꎬ上层的水比１中的更清澈ꎮ
３􀆰所用明矾要先磨成小块ꎬ并且要均匀撒入水中ꎮ
[实验４－２]
１􀆰所用的过滤柱可事先准备好ꎬ实验时ꎬ浑浊水要慢慢地倾进滤柱ꎬ以免溢出而
影响实验效果ꎮ
２􀆰浑浊的河水经过过滤柱后ꎬ得到澄清的水(这只是干净的水ꎬ还不是纯水)ꎮ
[实验４－３]
１􀆰加热蒸发前ꎬ要擦拭干蒸发皿外壁的水ꎮ
２􀆰为了加快蒸发速度ꎬ加热过程要用玻璃棒不停地搅拌ꎬ同时防止液体局部过热
而溅出ꎮ
３􀆰加热至出现固体而水份少而未干时ꎬ停止加热ꎬ利用余热使水分蒸干ꎮ
[实验４－４]
１􀆰要强调装置的正确连接ꎬ特别注意要垫上石棉网加热ꎮ
２􀆰冷凝管的下端为冷却水进口ꎬ上端为冷却水出口ꎮ
３􀆰温度计水银球位置应与蒸馏烧瓶支管口下沿齐平ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ａ　２􀆰Ｄ　３􀆰Ｄ　４􀆰Ｃ　５􀆰Ｂ　６􀆰Ｃ
７􀆰
(１) 静置过滤(２) 漂白粉(３) 使悬浮物质凝结沉淀
(４) 混合物　其中还有可溶性的物质ꎬ如ＣａＣｌ２、ＨＣｌＯ、ＨＣｌ等
(５) 肥皂水　泡沫很少ꎬ并有沉淀析出　有较多肥皂泡
【过程示例】(第一课时)
[引入] 人类一刻也离不开空气ꎬ同样也离不开水ꎮ因为水和空气一样ꎬ都是人类
及自然界各种动物、植物生存不可缺少的物质ꎬ水是人类宝贵的自然资源ꎮ这一节课
我们学习本章的第一节“我们的水资源”ꎬ了解水的重要性以及地球上水资源的分布情
况ꎬ了解水污染的原因与防治ꎮ
[板书]
§ ４􀆰１我们的水资源
[阅读思考] 请结合下列问题阅读教材有关内容并思考:
１􀆰地球表面水所占的面积大还是土地所占的面积大?
２􀆰有人说“没有水就没有生命”ꎬ你认为这种说法正确吗? 为什么?
３􀆰水与人类有什么关系?
４􀆰自然界中的水分布状况如何? 我国水资源情况怎样?
５􀆰为什么要节约用水? 在节约用水方面你是怎样做的?
６􀆰水污染的原因有哪些? 危害性是什么? 怎样防治水污染?
[讨论、讲解并板书]
一、我们生活在“水球” 上ꎬ地球表面的７０􀆰８％被水覆盖
二、生命离不开水
１􀆰水是生物体的重要组成部分ꎮ
３
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[提问] 结合教材中的介绍和你对水在工业、农业、日常生活中方方面面的了解ꎬ
说说水有哪些用途? (由多名同学回答)
[讲解] ２􀆰工、农业生产以及日常生活中离不开水ꎮ工业用水洗涤、溶解、加热、
冷却ꎬ进行纺织、造纸、炼钢、发电、生产化肥及各种化工产品ꎮ农业用水灌溉ꎬ粮
食、水果、蔬菜的丰收就有了保障ꎮ日常生活离不开水ꎬ洗衣、洗澡、各种饮料食品、
生病了吃药、打针等ꎮ设想ꎬ如果缺了水ꎬ我们的生活将会怎样? 世界又会变成什
么样?
[练习] 指导学生完成“讨论与交流”
[讨论、讲解并板书]
三、我们的水资源
１􀆰水在自然界的存在: 首先是江河、湖泊、海洋ꎬ还有地下水ꎬ另外在大气中以
及动、植物体内都存在有大量的水ꎮ仅江河湖海洋就占了地球表面积的７０􀆰８％ꎮ虽然
地球上总水量很大ꎬ但能够饮用和使用的淡水仅为总水量的１％ꎮ
２􀆰我国水资源总量是较为丰富的ꎬ但由于地理和气候的原因ꎬ分布不均ꎬ我国东
南部地区湖泊河流较多ꎬ而西北部地区就较少ꎮ虽然我国陆地水资源总量为２８万亿立
方米ꎬ居世界第六位ꎮ但我国人口众多ꎬ人均占有量仅为世界人均占有量的１/ ４ꎬ而且
我国是一个农业方面耗水量很大的国家ꎬ因此属于缺水国ꎮ
３􀆰珍惜水资源ꎬ节约用水ꎮ
[课堂小结]
１􀆰地球表面７０􀆰８％被水覆盖ꎮ
２􀆰水是生物体的重要组成部分ꎮ
３􀆰工、农业生产以及日常生活都离不开水ꎮ
４􀆰地球上总水量很大ꎬ但能够饮用和使用的淡水仅为总水量的１％ꎮ
５􀆰我国水资源总量较为丰富ꎬ但分布不均ꎬ人口众多ꎬ属于缺水国ꎬ因此我们要
珍惜水资源ꎬ节约用水ꎮ
[投影] 随堂检测题
１􀆰水在自然界分布很广ꎬ约占地球表面积的
ꎬ但能利用的淡水仅约占总
水量的
ꎮ
２􀆰人体含水约占人体质量的
ꎬ如果你的体重为５０ｋｇꎬ你的体内含水约
ｋｇꎮ
３􀆰下列说法正确的是(　　)
Ａ􀆰无色透明的水都是纯净物　　　　Ｂ􀆰冰、水共存物是混合物
Ｃ􀆰水资源是取之不尽用之不竭的
Ｄ􀆰工农业生产中常利用水来溶解物质
[讨论、讲解并板书]
四、水的污染和防治
[展示] 图４－５及有关水污染的内容ꎮ
[讨论交流] 水污染的原因和危害ꎮ
[讲解并板书]
１􀆰水污染的原因
(１) 工业生产的废渣、废液、废气ꎻ　
(２) 生活污水的任意排放ꎻ　
(３) 城镇
４
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垃圾的随处堆积ꎻ　
(４) 农药、化肥的过量施用ꎮ
２􀆰被污染水中所含有的有毒物: 氰、砷、汞、铬、镉、铅、氟等ꎮ
３􀆰危害: 使人中毒ꎬ影响生态环境ꎮ
[阅读] “知识视窗”ꎬ了解沿海赤潮现象及原因ꎻ水污染的防治中的相关内容ꎮ
[讨论交流] 水污染的防治方法ꎮ
[阅读并板书] 五、水污染的防治
１􀆰国家制定和颁布相关法令ꎬ成立专门机构ꎮ
２􀆰遵守法令ꎬ爱护水资源ꎬ保护水资源ꎬ养成良好的用水习惯ꎮ
[小结] １􀆰污染的原因和危害ꎮ２􀆰水污染的防治ꎮ
[课堂训练] ４􀆰１习题１~ ４题
[课外作业] (略)
完成“调查活动”ꎮ
【资料搜索】
１􀆰水资源
１) 水资源分布概况
水是自然界分布最广的一种资源ꎮ它以气、液、固三种状态存在ꎮ自然界的水ꎬ
主要指海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、积雪、土壤水和大气水分等水体ꎬ其总量
共约１􀆰４× １０１９ｍ３ꎬ将其平铺在地球表面上ꎬ水层厚度可达到约３０００米深ꎮ但是绝大
部分是咸的海水ꎬ加上内陆地表咸水湖、地下咸水ꎬ共约占总水量的９８％ꎮ而冰川、
积雪约占总水量的１􀆰７％ꎬ目前尚难以利用和开发ꎮ实际上可供开发利用的淡水只占总
水量的０􀆰３％ꎬ约为４× １０１６ｍ３ꎮ因此ꎬ淡水是有限的宝贵资源ꎮ
我国虽然河流、湖泊众多ꎬ但水量分布不均ꎬ根据一些特征ꎬ基本上可分为四个
区: 潮湿区、湿润区、过渡区和干旱区ꎮ这是由气候、地形、土壤、地质等各种条件
决定的ꎬ它们的降水和径流量、混浊度、含盐量及化学组成等各有特点ꎬ见下表:
表４－３
分区
潮湿区
湿润区
过渡区
干旱区
年降水量/ (ｍｍ)
> １６００
１６００~ ８００
８００~ ４００
< ４００
年径流量/ (１０
８ｍ
３)
> １０００
１０００~ １００
１００~ ２５
< ２５
平均含沙量/ (ｋｇ/ ｍ
３)
０􀆰１~ ０􀆰３
０􀆰２~ ５
１~ ３０
———
常见混浊度/ (ｍｇ/ Ｌ)
１０~ ３００
１００~ ２０００
５００~ ２００００
———
含盐量/ (ｍｇ/ Ｌ)
< １００
１００~ ３００
２００~ ５００
> ５００
总硬度/ (ｍｍｏｌ/ Ｌ)
< ０􀆰５
０􀆰５~ １􀆰５
１􀆰５~ ３􀆰０
> ３􀆰０
ｐＨ
６􀆰０~ ７􀆰０
６􀆰５~ ７􀆰５
７􀆰０~ ８􀆰０
７􀆰５~ ８􀆰０以上
地区范围
东南沿海
长江流域、西南地区、
黑龙江、松花江流域
黄河流域、
河北地区、
辽河地域
内蒙古地区、
西北地区
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２) 江河水
河流是降水经地面径流汇集而成的ꎬ流域面积十分广阔ꎬ又是敞开流动的水体ꎬ
其水质受地区、气候以及生物活动和人类活动的影响而有较大的变化ꎮ
河水广泛接触岩石土壤ꎬ不同地区的矿物组成决定着河水的基本化学成分ꎬ此外ꎬ
河流水总混有泥沙等悬浮物而呈现一定混浊度ꎬ可以从几十ｍｇ/ Ｌ到数百ｍｇ/ Ｌꎮ夏季
河水上涨混浊度还要高ꎬ冬季又可降到很低ꎮ水的温度则与季节、气候直接有关ꎮ
河流水中主要离子成分构成的含盐量ꎬ一般在１００~ ２００ｍｇ/ Ｌꎬ不超过５００ｍｇ/ Ｌꎬ
个别河流也可达３００００ｍｇ/ Ｌ以上ꎮ一般河水的阳离子中ｃ(Ｃａ２＋) > ｃ(Ｎａ＋)ꎬ阴离子中
ｃ(ＨＣＯ－
３) > ｃ( ＳＯ２－
４) > ｃ( Ｃｌ－)ꎻ也有一些河水中ｃ( Ｎａ＋) > ｃ( Ｃａ２＋)ꎻ个别河水中
ｃ(Ｃｌ－) > ｃ(ＨＣＯ－
３)ꎮ
表４－４
成分
含量/ (ｍｇ/ Ｌ)
珠江
长江
黄河
黑龙江
闽江
塔里木河
松花江
Ｃａ
２＋
１８
２８􀆰９
３９􀆰１
１１􀆰６
２􀆰６
１０７􀆰６
１２􀆰０
Ｍｇ
２＋
１􀆰１
９􀆰６
１７􀆰９
２􀆰５
０􀆰６
８４１􀆰５
３􀆰８
Ｎａ
＋＋Ｋ
＋
１６􀆰１
８􀆰６
４６􀆰３
６􀆰７
６􀆰７
１０２６５
６􀆰８
ＨＣＯ３
－
３２􀆰９
１２８􀆰９
１６２􀆰０
５４􀆰９
２０􀆰２
１１７􀆰２
６４􀆰４
ＳＯ４
２－
３４􀆰８
１３􀆰４
８２􀆰６
６􀆰０
４􀆰９
６０５２
５􀆰９
Ｃｌ
－
７􀆰３
４􀆰２
３０􀆰０
２􀆰０
０􀆰５
１４３６８
１􀆰０
含盐量
１１０􀆰２
１９３􀆰６
３７７􀆰９
８３􀆰７
３５􀆰５
３１７５１􀆰３
９３􀆰９
３) 湖泊和水库水
湖泊是由河流及地下水补给而成的ꎬ它的水质与补给水水质、气候、地质及生物
等条件有密切关系ꎬ同时流入和排出的水量、日照和蒸发强度等也在很大程度上影响
湖水的水质ꎮ如果流入和排出的河流水量都较大ꎬ湖水蒸发量较小ꎬ则湖水含盐量较
低ꎬ形成淡水湖ꎬ其含盐量一般在３００ｍｇ/ Ｌ以下ꎮ通常淡水湖泊在湿润地区形成ꎮ
水库实际上是一种人造湖ꎬ其水质也与流入的河水水质和地质特点有关ꎬ但最终
会形成与湖泊相似的稳定状态ꎮ
２􀆰水的硬度
水中有些金属阳离子ꎬ同一些阴离子结合在一起ꎬ在水被加热的过程中ꎬ由于蒸
发浓缩ꎬ容易形成水垢ꎬ附着在受热面上而影响热传导ꎬ我们把水中这些金属离子的
总浓度称为水的硬度ꎮ如在天然水中最常见的金属离子是钙离子( Ｃａ２＋) 和镁离子
(Ｍｇ２＋)ꎬ它与水中的阴离子如碳酸根离子(ＣＯ２－
３)、碳酸氢根离子(ＨＣＯ－
３)、硫酸根
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离子(ＳＯ２－
４)、氯离子(Ｃｌ－) 以及硝酸根离子(ＮＯ－
３) 等结合在一起ꎬ形成钙镁的碳
酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物以及硝酸盐等硬度ꎬ水中的铁、锰、锌等金属离子
也会形成硬度ꎬ但由于它们在天然水中的含量很少ꎬ可以略去不计ꎮ因此ꎬ通常就把
Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋的总浓度看做水的硬度ꎮ
水的硬度对锅炉用水的影响很大ꎬ因此ꎬ应根据各种不同参数锅炉对水质的要求
对水进行软化或除盐处理ꎮ
硬度的单位常用的有ｍｍｏｌ/ Ｌ或ｍｇ/ Ｌꎮ
３􀆰水污染
水的污染有两类ꎮ一类是自然因素造成的ꎬ如地下水流动把地层中某些矿物溶解ꎬ
使某些地区水中盐分、某些元素含量偏高或因动植物腐烂产生的毒物而影响了当地的
水质等ꎮ另一类是人为因素造成的ꎬ主要是工业排放的废水ꎮ此外ꎬ还包括生活污水、
农田排水、降雨淋洗大气中的污染物以及堆积在大地上的垃圾经降雨淋洗流入水体的
污染物ꎮ
水体污染物种类繁多ꎬ依据污染物质所造成的环境问题ꎬ主要有以下类型ꎮ
１) 酸、碱、盐等无机物污染及危害
水体中酸、碱、盐等无机物的污染ꎬ主要来自冶金、化学纤维、造纸、印染、炼
油、农药等工业废水及酸雨ꎮ水体的ｐＨ小于６􀆰５或大于８􀆰５时ꎬ都会使水生生物受到
不良影响ꎬ严重时造成鱼虾绝迹ꎮ水体含盐量增高ꎬ影响工农业及生活用水的水质ꎬ
用其灌溉农田会使土地盐碱化ꎮ
２) 重金属污染及危害
污染水体的重金属有汞、镉、铅、铬、钒、钴、钡等ꎮ其中汞的毒性最大ꎬ镉、
铅、铬也有较大危害ꎬ砷由于毒性与重金属相似ꎬ经常与重金属列在一起ꎮ重金属在
工厂、矿山生产过程中随废水排出ꎬ进入水体后不能被微生物降解ꎬ经食物链的富集
作用ꎬ能逐级在较高级生物体内千百倍地增加含量ꎬ最终进入人体ꎮ例如ꎬ２０世纪５０
年代发生在日本的水俣病ꎬ就是因水俣市一家化工厂排出的废水中含有甲基汞ꎬ废水
排入港湾ꎬ经食物链富集到鱼、贝体中ꎬ人吃了鱼、贝而中毒ꎮ水俣病患者语言不清ꎬ
走路不稳ꎬ四肢麻木ꎬ严重的眼睛失明ꎬ吞咽困难ꎬ甚至死亡ꎮ
３) 耗氧物质污染及危害
生活污水、食品加工和造纸等工业废水ꎬ含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质
素等有机物质ꎮ这些物质悬浮或溶解于污水中ꎬ经微生物的生物化学作用而分解ꎮ在
分解过程中要消耗氧气ꎬ因而被称为耗氧污染物ꎮ这类污染物造成水中溶解氧减少ꎬ
影响鱼类和其他水生生物的生长ꎮ水中溶解氧耗尽后ꎬ有机物将进行厌氧分解ꎬ产生
Ｈ２Ｓ、ＮＨ３和一些有难闻气味的有机物ꎬ使水质进一步恶化ꎮ
４) 植物营养物质污染及危害
生活污水和某些工业废水中ꎬ经常含有一定量的氮和磷等植物营养物质ꎻ施用磷
肥、氮肥的农田水中ꎬ常含有磷和氮ꎻ含洗涤剂的污水中也有不少的磷ꎮ水体中过量
的磷和氮ꎬ成为水中微生物和藻类的营养ꎬ使得蓝绿藻和红藻迅速生长ꎬ它们的繁殖、
生长、腐败ꎬ引起水中氧气大量减少ꎬ导致鱼虾等水生生物死亡ꎬ使水质恶化ꎮ这种
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由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染ꎬ叫做水体的“富营养化”ꎮ这种现象
在海湾出现叫做“赤潮”ꎮ我国南方的一些湖泊已经出现了富营养化的趋势ꎮ
合成洗涤剂由表面活性剂、增净剂等组成ꎮ表面活性剂在环境中存留时间较长ꎬ
消耗水体中的溶解氧ꎬ对水生生物有毒性ꎬ能造成鱼类畸形ꎮ增净剂如磷酸盐ꎬ可使
水体富营养化ꎮ洗涤剂污水有大量泡沫ꎬ给污水处理厂的运转带来困难ꎮ
５) 石油污染及危害
在石油的开采、贮运、炼制及使用过程中ꎬ由于原油和各种石油制品进入环境而
造成污染ꎮ当前ꎬ石油对海洋的污染ꎬ已成为世界性的严重问题ꎮ近年来ꎬ一般每年
排入海洋的石油及其制品高达１０００万吨左右ꎮ
石油污染会带来严重后果ꎮ因为石油的各种成分都有一定毒性ꎬ同时它还会破坏
生物的正常生活环境ꎬ造成生物机能障碍ꎮ石油在海水中形成油膜ꎬ影响海洋绿色植
物的光合作用ꎬ使海兽、海鸟失去游泳和飞行的能力ꎮ黏度大的石油能堵塞水生动物
的呼吸和进水系统ꎬ使之窒息死亡ꎮ石油污染还会破坏海滨风景区和海滨浴场ꎮ
６) 难降解有机物污染及危害
随着石油化学工业的发展ꎬ生产出很多自然界没有的、难分解和有毒的有机化合
物ꎮ污染水体的主要是有机氯农药、多环有机化合物、有机氮化合物、有机重金属化
合物、合成洗涤剂等ꎮ
此外ꎬ对水体造成污染的还有氰化物、酚等无机、有机污染物ꎮ其他类型的还有
病原体污染、放射性污染、悬浮固体物污染、热污染等ꎮ
图４－１
４􀆰国家节水标志
国家节水标志由水滴、人手和地球变形而成ꎮ绿
色的圆形代表地球ꎬ象征节约用水是保护地球生态的
重要措施ꎮ标志留白部分像一只手托起一滴水ꎬ手是
拼音字母ＪＳ的变形ꎬ寓意节水ꎬ表示节水需要公众参
与ꎬ鼓励人们从我做起ꎬ人人动手节约每一滴水ꎻ手
又像一条蜿蜒的河流ꎬ象征滴水汇成江河ꎮ
５􀆰南水北调工程
自１９５２年１０月３０日毛泽东主席提出“南方水多ꎬ北方水少ꎬ如有可能ꎬ借点水来也
是可以的” 宏伟设想以来ꎬ在党中央、国务院的领导和关怀下ꎬ广大科技工作者持续进行
了５０年的南水北调工作ꎬ做了大量的野外勘查和测量ꎬ在分析比较５０多种方案的基础上ꎬ
形成了南水北调东线、中线和西线调水的基本方案ꎬ并获得了一大批富有价值的成果ꎮ
南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路ꎮ通过三条调水线路与长
江、黄河、淮河和海河四大江河的联系ꎬ构成以“四横三纵” 为主体的总体布局ꎬ以
利于实现我国水资源南北调配、东西互济的合理配置格局ꎮ
东线工程: 利用江苏省已有的江水北调工程ꎬ逐步扩大调水规模并延长输水线路ꎮ
东线工程从长江下游扬州抽引长江水ꎬ利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北
送ꎬ并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖ꎮ出东平湖后分两路输水:
一路向北ꎬ在位山附近经隧洞穿过黄河ꎻ另一路向东ꎬ通过胶东地区输水干线经济南
输水到烟台、威海ꎮ
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中线工程: 从加坝扩容后的丹江口水库陶岔渠首闸引水ꎬ沿唐白河流域西侧过长
江流域与淮河流域的分水岭方城垭口后ꎬ经黄淮海平原西部边缘ꎬ在郑州以西孤柏嘴
处穿过黄河ꎬ继续沿京广铁路西侧北上ꎬ可基本自流到北京ꎬ天津ꎮ
西线工程: 在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库ꎬ开凿穿过长
江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞ꎬ调长江水入黄河上游ꎮ西线工程的供水目
标主要是解决涉及青、甘、宁、内蒙古、陕、晋等６省(自治区) 黄河上中游地区和
渭河关中平原的缺水问题ꎮ结合兴建黄河干流上的骨干水利枢纽工程ꎬ还可以向邻近
黄河流域的甘肃河西走廊地区供水ꎬ必要时也可相机向黄河下游补水ꎮ
４􀆰２　水的组成
【教学地位】教材由形象的图片和简短的文字认识了水的物理性质ꎬ通俗易懂ꎬ知
识要求不高ꎮ由水的化学式从宏观角度认识到水是由氢、氧两种元素形成ꎬ然后通过
对电解水及产物的分析讨论水的组成ꎬ再从微观角度讨论水分子是由几个氢原子和氧
原子构成的ꎮ这样从宏观到微观的设计ꎬ符合人们的认知规律ꎻ结合水分子分解示意
图进行分析ꎬ渗透分子、原子的相关知识ꎬ有助于加强学生对物质微观世界的认识ꎬ
并能帮助学生形成知识体系ꎮ
【教学目标】
１􀆰了解水的物理性质ꎮ
２􀆰通过电解水的实验推断水的元素组成ꎮ
３􀆰通过观察实验ꎬ结合分子、原子的知识从微观的角度分析水分子的微观构成ꎬ
得出水的化学式ꎬ培养学生宏观和微观相结合的分析能力ꎮ
４􀆰通过电解水的实验ꎬ培养学生观察探究的能力ꎬ培养实事求是的科学态度ꎮ
５􀆰巩固“在化学反应里ꎬ分子可以分成原子ꎬ而原子却不能再分” 的认识ꎮ
【教学重点】
１􀆰电解水的实验及根据实验现象分析确定水分子的构成ꎮ
２􀆰水的微观构成ꎮ
【教学难点】用分子、原子的知识解释电解水的过程ꎬ得出水的化学式ꎬ即从宏观
理解转向微观分析的推理过程ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
启发性与探究性相结合的原则ꎬ基础性与发展性相结合的原则ꎬ直观性、师生协同性ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “阅读—联想” 式: 引导学生阅读讨论ꎬ并联想生活中关于水的常识ꎬ从而得
出水的物理性质ꎮ
(２) “实验—探究” 式: 做好电解水的实验ꎬ指导学生学会观察实验现象ꎬ学会分
析和思考ꎬ掌握实验探究的方法ꎮ
(３) “协同—交流” 式: 根据水分解的微观示意图ꎬ在教师启发引导下ꎬ师生共同
研讨ꎬ学习从宏观引至微观的思维方式方法ꎮ
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３􀆰实施建言
(１) 学生对水的物理性质早已有所了解ꎬ教学时应引导学生阅读、讨论ꎬ再帮助
学生归纳出水的几点物理性质ꎮ着重指出冰比水轻ꎬ水结成冰时体积会膨胀等特性ꎮ
至于４℃时水的密度最大的原因就不必向学生介绍了ꎮ
(２) 学生经过上一章化学式的学习ꎬ已经知道水的化学式是Ｈ２Ｏꎬ本节是引导学
生通过实验分析获知水的化学式是怎样得到的ꎮ分析水分子的组成是从电解水的实验
开始的ꎬ因此ꎬ做好水的电解实验是本节课的一个关键ꎮ实验前ꎬ要引导学生明晰装
置的构成及各部分的作用ꎻ实验过程ꎬ要引导学生观察实验所发生的现象ꎬ注意两种
气体的体积比ꎻ停止通电后ꎬ分别检验气体的性质ꎬ证明它们是氢气和氧气ꎮ然后通
过合作交流本实验的作用: 说明水是由氢、氧两种元素构成的ꎻ水分子是由氢、氧原
子构成的ꎮ
如果学生基础较好的话ꎬ可以让学生代表自主实验ꎬ独立观察并阐述现象ꎬ再由
教师点评小结ꎮ这样更能培养学生的观察、思考和表述的能力ꎮ
(３) 从微观的角度推出水分子的构成ꎬ这是本节的难点ꎮ教材里用水分子分解示
意图形象地表示电解水反应的实质ꎮ如有条件ꎬ可以利用多媒体平台ꎬ动画模拟水的
分解ꎬ使微观抽象的知识生动直观化ꎬ帮助学生理解电解水的实质是水分子里氢原子
和氧原子重新组合成氢分子和氧分子的过程ꎮ从而巩固对“在化学反应里ꎬ分子可以
分成原子ꎬ而原子却不能再分” 的认识ꎮ
(４) 通过宏观的两种气体产物的体积比的测定ꎬ由表及里推理分析ꎬ得出结论ꎮ
修订后的教材为学生提供“科学家已经探明氢分子和氧分子都是双原子分子ꎬ而
且已证实同温和同压条件下等体积的不同气体含有相同数目的分子” 的信息ꎬ这样由
实验得出的氢气和氧气的体积比为２∶１ꎬ就容易得出水分子中氢氧原子个数比为２∶１了ꎮ
教学时不必对阿伏加德罗定律的背景知识进一步拓展ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法
(１) 教学时可通过教材中的图示或有关图片、媒体动画ꎬ使学生形象地认识到ꎬ
水分子分解成氢原子和氧原子ꎬ同种元素的原子分别两两结合成氢气分子和氧气分子ꎬ
进而由大量氢气分子聚集成为氢气、大量的氧气分子聚集成为氧气ꎮ
(２) 分析电解水的实验产物和推理水分子的构成知识时ꎬ可增加一道例题加以
论证ꎮ
２) 易错点
(１) 电解水装置两极所产生的气体ꎬ可借助物理学中“正负相吸” 的道理从“电
极－化合价” 的关系帮助记忆: 正极→负价→Ｏ２ꎬ负极→正价→Ｈ２ꎬ体积比等于Ｈ２Ｏ
分子中的原子数之比ꎮ
(２) 互动交流中ꎬ要防止在学生中产生“电解水可产生氢气和氧气ꎬ因此水是由
氢气和氧气组成的” 或“水分子里存在氢气和氧气分子” 的错误认识ꎮ
【实验活动】
１􀆰为了使电解水实验更快效果更好ꎬ可以使用微型化的装置ꎬ结合媒体平台放大
展示ꎮ
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２􀆰检验两种气体产物时ꎬ可以利用注射器针头放出气体ꎬ能够较长时间观察到氢
气的燃烧情况ꎬ或易于操作氧气使带火星的木条复燃的实验ꎮ
３􀆰电解时ꎬ必须用直流电源ꎬ一般电压用６~ １２Ｖꎬ电流快一些ꎬ电解速度快一点ꎮ
电解液可以用５％~１５％ＮａＯＨ溶液或１∶７~１∶５(浓度为２０％~２６％) 的硫酸溶液ꎮ
４􀆰氢气与氧气的理论体积比是２∶１ꎬ但实际上往往会大于２∶１ꎮ原因是多方面的:
①氢气与氧气的压强不相等ꎮ②氢气、氧气在水中的溶解度不同(２０°Ｃꎬ１ａｔｍꎬ氧气
溶解度为３１ｍＬ/ Ｌꎬ氢气为１８􀆰２ｍＬ/ Ｌ)ꎮ预先在电解所用的水里通入氧气达到饱和ꎬ
可以减小这种误差ꎮ③电极的氧化、电极产生副反应等ꎮ用稀硫酸作电解液时ꎬ有以
下的电极反应:
阴极: ２Ｈ＋＋２ｅ－＝Ｈ２↑
阳极: ２ＨＳＯ４
－－２ｅ－＝Ｈ２Ｓ２Ｏ８(过二硫酸)
Ｈ２Ｓ２Ｏ８＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２ＳＯ５(过一硫酸)
Ｈ２ＳＯ５＋Ｈ２Ｏ＝Ｈ２Ｏ２＋Ｈ２ＳＯ４
生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定ꎬ不易放出氧气ꎬ因而产生的氧气体积比理
论值低ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｄ　２􀆰Ａ　３􀆰Ｄ　４􀆰２∶１　２∶１　双　水分子　Ｈ２Ｏ
５􀆰利用一定量的氢气在一定量氧气中燃烧生成水的实验来探究水的组成ꎮ
【过程示例】
[引入] 水属于哪一类物质? 它是由哪些元素形成的? 它的化学式怎样表示? 本节
重点是通过实验来研究水的化学式是怎样得到的ꎮ在这之前ꎬ我们先简要地了解水的
物理性质ꎮ
[板书]
§ ４􀆰２水的组成
[设问] 冰能浮在水面上ꎬ与水的哪个性质有关? 玻璃瓶中的水结冰后为什么会将
瓶子冻裂? 高原地区烧开水为什么要用高压锅?
[阅读] 课文中水的物理性质的有关内容ꎮ
[讲解] １大气压下ꎬ纯水的凝固点(冰点) 为０°Ｃꎬ沸点为１００°Ｃꎬ４°Ｃ时水的
密度最大(１ｇ􀅰ｃｍ－３)ꎬ因此冰比水轻ꎮ水结冰后会出现体积膨胀现象ꎮ
[板书] 一、水的物理性质: 纯水通常为无色、无气味、无味道的透明液体ꎬ１大
气压下ꎬ凝固点为０℃ꎬ沸点为１００℃ꎬ４℃时密度最大ꎬ为１ｇ􀅰ｃｍ－３ꎮ
[设问] 水分子是由什么原子构成的? 水由哪些元素形成? 怎样证明水分子的
构成?
[展示] 介绍水电解器及电解液ꎮ
[演示] [实验４－６] 将电解器下端的两个铂电极与直流电源相连接ꎬ接通直流电
源ꎬ引导学生观察两电极上的现象及产生气体的体积ꎬ气体少的一管产生约１０ｍＬ气
体时停止实验ꎮ
[提问] 接通电源后两极各有什么现象? 分别与正极、负极连接的两支玻璃管中收
集到的气体体积谁多谁少?
[过渡] 通电后ꎬ产生的是什么气体? 如何通过实验进行检验? 请注意观察ꎮ
[演示] 用带火星的木条检验体积少的气体ꎮ使体积较多的气体通过干燥管ꎬ在玻
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璃尖嘴外点燃ꎮ
[练习] 指导学生完成课本各空位的填写ꎮ
[提问] 由以上实验我们能得出什么结论? 可以怎样表示这个反应? 请同学们写出
文字表达式ꎮ
[结论] 电解水可得到氢气和氧气ꎬ反应式如下ꎮ
[板书] 二、探究形成水的元素
１. 电解水的反应式: 水
通电→氢气＋氧气
(Ｈ２Ｏ)(Ｈ２)
(Ｏ２)
[提问] 通过电解水产生氢气和氧气的实验事实ꎬ关于水的组成ꎬ我们可以得出什
么结论?
[板书] ２􀆰水由氢元素和氧元素所形成的是化合物ꎮ
[过渡] 我们怎样用原子、分子的观点来分析电解水的反应呢? 请同学阅读课本讨
论回答ꎮ
[阅读] 课文中的图４－１８前后的几段文字ꎮ
[讲解] 电解水是在直流电的作用下ꎬ发生了化学反应ꎮ水分子分解成氢原子和氧
原子ꎬ这两种原子分别两两结合成氢分子、氧分子ꎬ很多氢分子ꎬ氧分子聚集成氢气、
氧气ꎮ根据实验中氢气、氧气的体积比为２∶１ꎬ(引导学生重点理解“科学家已经􀆺􀆺
相同数目的分子” 这段话) 由此可知ꎬ每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构
成的ꎮ
[板书] ３􀆰每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的ꎮ
[小结] (在学生讨论的基础上ꎬ归纳小结)
水是纯净物ꎬ是一种化合物ꎬ又是氧化物ꎮ从宏观分析ꎬ水是由氢、氧元素形成
的ꎮ从微观分析ꎬ水是由水分子构成的ꎬ而每个水分子是由２个氢原子和１个氧原子
构成的ꎮ
[课堂练习] ４􀆰２习题１~ ４题ꎮ
[课外练习] ４􀆰２习题５ꎮ
【资料搜索】
１􀆰霍夫曼电解器的构造与操作
(１) 实验装置如图４－２所示ꎬ其操作步骤如下:
①检查水电解器各部件ꎬ要求玻璃活塞不漏气ꎬ装电极的橡皮
塞不漏液ꎮ
②打开活塞ꎬ从球形漏斗中加入用蒸馏水配制的１５％硫酸ꎬ
使整个管子充满溶液ꎬ没有气泡ꎬ关闭活塞ꎮ
③接上１２~ １８Ｖ直流电源ꎬ两根电极上就有气泡产生ꎮ２~
３ｍｉｎ后停止通电ꎬ阴极生成气体的体积大约是阳极生成气体体积
的两倍ꎮ
④检验阴极生成的氢气ꎮ取一纸条ꎬ放在点燃的氢气焰上ꎬ从
纸条燃烧可以说明氢气在燃烧ꎮ
检验阳极生成的氧气ꎬ它能使带火星的木条复燃ꎮ
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(２) 如果没有霍夫曼电解器ꎬ可以用两支酸式滴定管、Ｔ形管、橡皮管、漏斗自
制ꎬ如图４－３所示ꎮ电极用电热丝(镍铬丝) 制成ꎮ电解液用１５％的硫酸溶液ꎮ
(３) 实验成败关键:
本实验只要电路接通就有气体产生ꎬ但要获得接近理论
比例的氢气和氧气ꎬ并不是很容易的ꎬ起作用的因素很多ꎬ
现提出以下几个方面ꎮ
①电解液的选用ꎬ与电极材料必须适应ꎮ
②电极材料的选择ꎮ
(４) 说明:
①电解液的浓度不可太稀ꎬ用硫酸或氢氧化钠其溶液浓
度均要达１０％以上ꎮ
②电解液与电极材料要配套ꎬ一般使用氢氧化钠溶液时
电极可以用曲别针和钢笔尖或镍板ꎮ使用硫酸时电极应使用
铜丝ꎮ对电解速率、气体比例似乎都有影响ꎮ
③无论用酸用碱ꎬ若使用霍夫曼电解器时下面两只胶塞必须塞牢ꎬ千万不能半途
滑脱ꎮ
④电压尽量高些ꎬ可以缩短演示时间ꎬ有直流电源的应设在１２~ ２４Ｖꎬ若用干电
池也要用四节串联为６Ｖꎮ
⑤若是蓄电瓶或其他旧的电源ꎬ无法判定正负极ꎬ则可以把含酚酞的饱和食盐
水浸润的滤纸接触两极ꎬ红色出现的一极是负极ꎮ也可用硫酸钠溶液加石蕊浸湿滤
纸ꎮ做类似实验ꎬ变蓝的极是阴极ꎬ变红的靠近阳极ꎬ两极不能接触ꎬ但距离不可
过远ꎮ
２􀆰光电解水新技术
美国宾夕法尼亚州立大学的科学家在«纳米快报» 上发文称ꎬ由自动排列、垂直
定向的钛铁氧化物纳米管阵列组成的薄膜ꎬ可在太阳光的照射下将水分解为氢气和氧
气ꎮ这种新的光电解水技术费用低廉、污染少ꎬ而且还可以不断改进ꎮ
宾夕法尼亚州立大学的科学家曾经报道ꎬ在紫外线的照射下ꎬ钛纳米管阵列的
光电转换效率可达１６􀆰５％ꎮ二氧化钛通常用于白漆和遮光剂ꎬ由于它具有很好的电
荷转移性和耐腐蚀性ꎬ因而有望成为廉价、长效的太阳能电池材料ꎮ不过ꎬ紫外线
在太阳能光谱中只占大约５％ꎬ研究人员需要找到一种方法ꎬ把材料的带隙移至可见
光谱ꎮ
研究人员推测ꎬ通过将低带隙的半导体材料———赤铁矿掺杂到二氧化钛膜中ꎬ可
以吸收更大范围的太阳光ꎮ该校材料研究所电机工程教授克雷吉􀅰格兰姆斯领导的研
究团队将掺杂有氟的氧化锡涂布到玻璃基质上ꎬ然后再将钛和铁溅射到其上面ꎬ从而
制造出了一种钛—铁金属膜ꎮ该薄膜在乙烯乙二醇溶液中进行阳极电镀ꎬ接着经氧气
退火２小时后结晶ꎮ经过对许多不同厚度、不同铁含量的薄膜进行研究ꎬ他们得到了
光电流强度为２ｍＡ/ ｃｍ２、光电转换率为１􀆰５％的薄膜ꎮ这是利用氧化铁材料获得的第
二高的光电转换率ꎮ
该团队目前正试图通过优化纳米管结构以克服铁的低电子空穴迁移性ꎮ通过减少
钛铁氧化物纳米管壁的厚度ꎬ研究人员希望ꎬ具有赤铁矿带隙的材料可以获得接近
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１２􀆰９％的理论最大光电转换率ꎮ
发展洁净能源或替代新能源是未来能源建设的世界潮流ꎬ其中氢能是最佳选择ꎮ
由于氢、氧结合不会产生二氧化碳、二氧化硫和烟尘等污染物ꎬ所以氢被看做是未来
理想的洁净能源ꎬ有“未来石油” 之称ꎮ
３􀆰电解水的微型实验示意图
图４－４
４􀆰３　质量守恒定律
【教学地位】通过前面的学习ꎬ学生对化学变化的本质已经有了一定的认识ꎬ本课
开始将引导学生从量的方面对化学反应进行研究ꎮ教材设计了一个探究活动的过程ꎬ
提出“参加反应的各物质的质量总和会等于生成的各物质的质量总和吗?” 的疑问ꎬ启
发学生对该疑问进行“猜想和假设”ꎬ通过不同的化学反应进行实验与观察ꎬ对“实验
结果” 进行分析、归纳、总结ꎬ得出质量守恒的规律ꎮ接着启发学生从化学反应的实
质去认识这一规律ꎬ进一步理解和掌握质量守恒定律及其本质ꎮ
通过一系列的“探究活动” 和师生、生生的“讨论与交流” 使学生进一步熟悉和
理解化学探究的基本步骤ꎮ
本节课学习这个定律ꎬ除了使学生认识这一客观规律外ꎬ同时也为化学方程式的
学习做好理论准备ꎮ
【教学目标】
１􀆰通过对几个化学反应的实验测定和实质分析ꎬ使学生理解和掌握质量守恒定律
的含义ꎮ
２􀆰用化学变化实质及原子、分子的知识解释质量守恒定律ꎮ
３􀆰初步培养学生应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力ꎮ
【教学重点】质量守恒定律的含义及本质ꎮ
【教学难点】运用质量守恒定律解释一些现象ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
启发性与探究性相结合、实践性与有序性相结合、理论联系实际、科学性、师生
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协同性等原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “实验—探究” 式: 做好实验４－７、４－８、４－９ꎬ教师引导学生观察并记录
实验现象和数据ꎬ探究反应前后物质的质量关系ꎮ
(２) “启发—引导” 式: 引导学生分析质量数据的关系ꎬ归纳总结出质量相等的关
系ꎬ从而得出质量守恒结论ꎮ
(３) “阅读—联想” 式: 教师引导学生阅读教材ꎬ理解质量守恒定律的内容ꎬ并勾
画出其中的关键字词ꎬ结合所学的分子、原子的有关知识联想ꎬ去理解质量守恒的
本质ꎮ
３􀆰实施建言
本节课的结构划分为两个部分:
第一部分: 三个探究实验ꎬ质量守恒定律的内容及本质ꎮ
通过几个实验得出质量守恒定律ꎬ能有效地帮助学生认识这一规律ꎬ而且使学生
初步了解定量研究化学反应的科学方法ꎬ因此做好实验是本课的关键ꎮ若能把探究活
动结合分组实验或边讲边实验进行ꎬ让学生自己动手ꎬ通过边实验、边观察、边思考ꎬ
实验会更直观ꎬ现象更明显ꎬ学生将得到更多的锻炼ꎬ受益会更大一些ꎮ把三个实验
分别安排给不同小组的同学完成ꎬ再整合讨论得出结论ꎬ更能证明质量守恒定律具有
普遍意义ꎮ
要注意引导学生了解质量守恒定律的微观解释: 在化学变化过程中ꎬ只是由于发
生了原子之间的重新组合ꎬ使反应物变为生成物ꎬ元素的种类多少不变ꎬ原子的数目
不变ꎬ每个原子的质量不变ꎬ所以这一过程的前后各物质的总质量必然相等ꎮ
第二部分: 运用质量守恒定律解释一些现象ꎬ质量守恒定律的应用ꎮ
建议在学生理解了质量守恒定律以后ꎬ再补充做１~ ２个表面上似乎违反质量守恒
定律的实验ꎮ如ꎬ①蜡烛点燃时的质量逐渐变小ꎻ②在燃着的蜡烛上方罩上内壁涂有
澄清石灰水小烧杯(烧杯总质量增大)ꎻ③镁条在空气中燃烧质量增加等ꎮ教师可以借
此来启发学生思考ꎬ进行小组讨论ꎬ代表作出解释ꎮ这样ꎬ不断地揭示矛盾和解决矛
盾ꎬ能激起学生更强烈的求知欲ꎻ这也是最有效地开发智力的手段ꎬ把学生的认识引
向深化ꎻ还可以提高学生对化学实验“必须控制在一定条件下进行才能得到正确结果”
的认识ꎮ
设计一些质量守恒定律的简单计算题(如习题５) 去落实巩固对定律的理解ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法
采用“演示—讲解法” “练习—纠错法” 突破难点ꎮ
①质量守恒定律是初中学生从量的方面去研究并得出的化学反应的一条客观规律ꎬ
切勿把质量守恒定律的内容强加给学生ꎬ课堂的引入可通过观察纸片燃烧后只剩下少
许灰烬ꎬ产生问题:
“物质发生化学变化前后ꎬ质量的总和是增大、减小还是不变?”
学生通过思考→假设→猜想→实验探究→讨论交流→评价猜想→得出结论ꎮ
②关注[实验４－７] 出现“反应前后各物质的质量总和不相等” 的异常现象ꎬ对
比[实验４－８] 的结果ꎬ让学生理解反应后质量减小是因为产生的气体逸出于空气中ꎬ
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进而认识到有气体参加或生成的反应ꎬ必须在密闭体系里进行实验ꎮ
③教学中应密切联系实际ꎬ例如钢铁生锈、煤炭燃烧等学生熟悉的化学反应ꎮ
④通过相关的练习理解和巩固质量守恒定律的内容和本质ꎮ
２) 易错点
①托盘天平的使用ꎬ要提醒学生注意“调零” “回零” “左物右码” 等操作ꎮ
②反应物质量指的是参加反应的物质的质量ꎬ没有反应或剩余的物质的质量不应
计算在其中ꎮ
③讨论反应前各物质的质量总和时ꎬ要注意计算参加的气体质量ꎻ讨论生成物各
物质的质量总和时ꎬ不要漏加产生的气体的质量ꎮ
【实验活动】
[实验４－７、４－８] 中稀盐酸浓度为１ｍｏｌ/ Ｌꎬ[实验４－９] 中硫酸铜溶液浓度为
０􀆰５ｍｏｌ/ Ｌꎬ氢氧化钠溶液浓度为１ｍｏｌ/ Ｌꎮ
[实验４－８] 会因瓶塞不严密而失败ꎮ出现上述原因的可能情况有: 一是原来瓶塞
未旋紧ꎬ反应产生的气体使瓶内压强增大ꎬ将瓶塞冲开ꎻ二是试剂用量过多ꎬ产生的
气体较多ꎬ压强过大ꎬ也会将瓶塞冲开ꎮ
[实验４－９] 这个实验除了用硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液作反应试剂外ꎬ也可以选
用其他能产生明显反应现象的试剂代替ꎮ如ꎬ氯化铁溶液和氢氧化钠(钾) 溶液、硝
酸银溶液和氯化钠溶液、硝酸银溶液和碘化钾溶液等ꎮ
【习题答案】
１􀆰ＢＤ、Ａ、Ｃ　２􀆰Ｂ　３􀆰Ｂ　４􀆰Ｄ　５􀆰Ａ　６􀆰Ａ
７􀆰
(１) ８ｇ　
(２) 碳元素　氢元素　
(３) ３∶１　
(４) ＣＨ４
８􀆰
(１) 铁丝在氧气中燃烧ꎬ是铁和氧气反应生成了四氧化三铁ꎮ根据质量守恒定
律ꎬ反应后生成的四氧化三铁的质量等于参加反应的铁和氧气的质量总和ꎬ所以生成
物的质量比铁丝原质量增加了ꎮ
(２) 氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气(２ＫＣｌＯ３
ＭｎＯ２
△
􀪅􀪅
２ＫＣｌ＋３Ｏ２↑)ꎬ根据质量守恒定律ꎬ参加反应的氯酸钾的质量等于生成的氯化钾和氧
气的质量总和ꎬ氧气已逸散到空气中ꎬ二氧化锰为催化剂ꎬ反应前后质量不变ꎬ所以ꎬ
试管里所剩物质的质量小于原混合物的质量ꎮ
【过程示例】
[复习] 标出下列变化中各物质的化学式:
①氧气＋磷
点燃→五氧化二磷
②水
通电→氢气＋氧气
[问题引入] 化学反应前、后物质的种类发生了变化ꎬ那么ꎬ化学反应前、后物质的
总质量是否发生变化? 是增加? 是减少? 还是不变呢? 下面让我们通过实验来研究一下ꎮ
[探究活动]
１􀆰燃烧一厚纸片ꎬ探究燃烧前后质量的大小ꎬ并思考其原因ꎮ
２􀆰[实验４－７]: 与大气相通的锥形瓶中盐酸与石灰石反应前、后质量的测定ꎮ
３􀆰[实验４－８]: 封闭锥形瓶中盐酸与石灰石反应前、后质量的测定ꎮ
４􀆰[实验４－９]: 封闭锥形瓶中硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后质量的测定ꎮ
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[结论] 化学反应前、后物质的质量总和相等ꎮ
[板书] 一、质量守恒定律
１􀆰定律内容: 在化学反应中ꎬ参加反应的各物质的质量总和ꎬ等于反应后生成的
各物质的质量总和ꎮ
[讲解并板书]
２􀆰几点说明:
(１) 是指参加化学反应各物质的质量总和ꎮ
(２) 生成物的总质量应包括全部生成物(沉淀或气体) 的质量ꎮ
(３) “参加反应的物质” 是指反应过程中已经消耗了的反应物ꎬ如果某些反应物质
在反应过程中有剩余ꎬ则剩余的部分质量不能计入守恒关系中ꎮ
(４) “反应生成的物质” 仅指该反应过程中新生成的物质质量ꎬ与此物质在反应之
前已经存在的量无关ꎮ
[讨论与交流] 请同学们阅读“讨论与交流” 的实验内容ꎬ分别讨论:
(１) 该同学实验做错了吗?
(２) 怎样解释反应前后质量不等的现象?
(３) 如何从微观的角度ꎬ用图示表明镁条燃烧也符合质量守恒定律?
(４) 为什么参加化学反应的各物质质量总和等于反应生成的各物质的质量总和?
[分析] 水分解示意图的分析(图片制作可参考教科书中的图)ꎬ引导学生从化学
反应的微观实际认识化学反应前、后质量守恒的原因ꎮ
[阅读] 指导学生看书ꎬ引导学生分析守恒的原因ꎮ
[板书] ３􀆰质量守恒的原因ꎮ
化学反应前后: 原子的种类、数目和各个原子的质量均不改变(三个不改变)ꎮ
[思考题] 在化学反应前后ꎬ肯定会发生改变的是什么? (分子的种类)
[小结] (见板书)
[课堂训练] ４􀆰３习题１~ ４题ꎮ
[课外作业] ４􀆰３习题５~ ８题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰质量守恒定律的发现与发展
(１) 质量守恒定律又称物质不灭定律ꎮ１７５６年俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密
闭的容器里煅烧ꎬ锡发生变化ꎬ生成白色的氧化锡ꎬ但容器和容器里的物质的总质量ꎬ
在煅烧前后并没有发生变化ꎮ经过反复的实验ꎬ都得到同样的结果ꎬ于是他认为在化
学变化中物质的质量是守恒的ꎮ但这一发现当时没有引起科学家的注意ꎬ直到１７７７年
法国的拉瓦锡做了同样的实验ꎬ也得到同样的结论ꎬ这一定律才获得公认ꎮ但要确切
证明或否定这一结论ꎬ都需要极精确的实验结果ꎬ而拉瓦锡时代的工具和技术(小于
０􀆰２％的质量变化就觉察不出来) 不能满足严格的要求ꎮ因为这是一个最基本的问题ꎬ
所以不断有人改进实验技术以求解决ꎮ１９０８年德国化学家朗道耳特(Ｌａｎｄｏｌｔ) 及１９１２
年英国化学家曼莱(Ｍａｎｌｅｙ) 做了精确度极高的实验ꎬ所用的容器和反应物质量为
１ｋｇ左右ꎬ反应前后质量之差小于０􀆰０００１ｇꎬ质量的变化小于一千万分之一ꎮ这个差
别在实验误差范围之内ꎬ因此科学家一致承认了这一定律ꎮ
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(２) 自从爱因斯坦(Ｅｉｎｓｔｅｉｎ) 提出狭义相对论和质能关系公式(Ｅ＝ｍｃ２) 以后ꎬ
说明物质可以转变为辐射能ꎬ辐射能可以转变为物质ꎮ这个结论对质量守恒定律在化
学中的应用有何影响呢? 实验结果证明１０００ｇ硝酸甘油爆炸之后ꎬ放出的能量为
８􀆰０× １０６Ｊ( ８􀆰０× １０１３ｅｒｇ)ꎮ根据质能关系公式计算ꎬ产生这些能量的质量是
０􀆰８９× １０－７ｇꎬ与原来１０００ｇ相比ꎬ质量变化ꎬ小到不能用现在实验技术所能测定ꎮ从
实用观点来看ꎬ可以说在化学反应中ꎬ质量守恒定律是完全正确的ꎮ
(３) ２０世纪以来ꎬ人们发现原子核裂变所产生的能量远远超过最剧烈的化学反
应ꎮ１０００ｇ２３５Ｕ裂变的结果ꎬ放出的能量为８􀆰２３× １０１６Ｊꎬ产生这些辐射能相等的质量
为０􀆰９１４ｇꎬ和原来１０００ｇ相比ꎬ质量变化已达到千分之一的程度ꎮ于是人们对质量守
恒定律就有了新的认识ꎮ在２０世纪以前ꎬ科学家承认两个独立的基本定律ꎬ质量守恒
定律和能量守恒定律ꎮ现时科学家则将这两个定律合二为一ꎬ称它为质能守恒定律ꎮ
２􀆰简介质量守恒定律的其他探究实验示意图
图４－５
４􀆰４　化学方程式
【教学地位】学生在前面已经学习了元素符号、离子符号、化学式等化学用语ꎬ了
解了化学反应的实质ꎬ也认识了一些化学反应和它们的文字表达式ꎬ上一节书中又学
习了质量守恒定律ꎬ已具备学习化学方程式的基础ꎮ
教材在导出化学方程式的概念后ꎬ分别从定性和定量的角度讨论和认识了化学方
程式的一些意义ꎬ进而很自然地突出了书写化学方程式的两个原则ꎬ为更好地理解化
学方程式含义、理解质量守恒定律作了补充ꎮ然后通过对表格中书写步骤的阅读、交
流、练习掌握化学方程式的书写和配平方法ꎮ所有这些都为以后进一步熟练掌握和应
用化学方程式打下基础ꎮ
最后ꎬ教材展示了化学方程式计算的解题步骤和规范格式ꎬ给学生学习自然科学
知识、化学学习的一些规范性起到很好的示范作用ꎮ
【教学目标】
第一课时: 化学方程式及其写法
１􀆰了解化学方程式的意义ꎮ
２􀆰能正确书写化学方程式ꎬ初步学会化学方程式的配平方法ꎮ
第二课时: 根据化学方程式的计算
１􀆰了解化学方程式计算的意义ꎮ
２􀆰初步掌握化学方程式的简单计算ꎮ
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３􀆰掌握化学方程式计算的规范格式和解题方法ꎮ
【教学重点】正确书写化学方程式ꎻ有关化学方程式的计算ꎮ
【教学难点】书写和配平化学方程式ꎻ化学方程式计算的解题思路和规范格式ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
规范性、启发性、因材施教、师生协同性、系统有序原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “阅读—交流” 式: 教师引导学生阅读教材ꎬ结合已有的分子、原子以及化学
式含义等知识进行交流ꎬ分别从定性、定量角度认识化学方程式的意义ꎮ
(２) “启发—引导” 式: 在阅读交流的过程中ꎬ教师给予适当的提示和引导ꎬ使学
生更清晰的理解书写化学方程式的基本步骤ꎬ掌握化学方程式计算的基本格式ꎬ注意
配平、条件、箭头等有关细节ꎮ
(３) “演练—巩固” 式: 边讲边练ꎬ层层落实ꎬ循序渐进地掌握化学方程式的基本知识ꎮ
３􀆰实施建言
第一课时: 化学方程式及其写法ꎮ可以采取学案、问题引导式ꎬ让学生看书、勾
要点和关键词完成ꎬ及时做有针对性的巩固练习ꎮ
(１) 书写化学方程式是教学的重点ꎬ也是学生难以一下子全面掌握的内容ꎮ因为
学生初写化学方程式时ꎬ既要根据反应事实写出反应物和生成物的化学式ꎬ又要配平ꎬ
还要注明反应条件及生成物的状态ꎬ往往顾此失彼ꎮ要使学生较快地掌握书写化学方
程式的技能ꎬ较好的办法是在初步学会的情况下给以充分的练习ꎮ
(２) 化学方程式是最重要的化学用语ꎬ它在元素符号和化学式的基础上ꎬ从质和
量两个方面描述化学变化过程ꎮ具体要注意几个问题:
①正确解读化学方程式ꎮ化学方程式给我们提供了丰富的信息ꎬ它表示某一个化
学变化过程ꎬ包含了反应物(逐渐消耗)、生成物(逐渐增加)、反应条件、各物质的
构成微粒、各物质的分子个数比、各物质的质量比、生成物状态等信息ꎬ反应遵循质
量守恒定律ꎮ在教学或交流过程中ꎬ要逐一理解或落实ꎬ举一反三ꎮ
②教材中“化学计量数” 这一科学规范用词对于初三学生而言会较难理解ꎬ鉴于
学生已有代数知识ꎬ教学时可以借用“系数” 一词ꎮ在化学方程式中ꎬ化学式前面的
系数不宜直接看做原子或分子的个数ꎬ它们表示的是反应中各种物质的微粒个数比
(即物质的量之比)ꎮ
③正确读出化学方程式ꎮ对于反应Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２ꎬ该化学方程式反映的是大量微
粒聚集的宏观现象ꎬ不能读成“１个碳原子和１个氧分子在点燃条件下反应生成１个二
氧化碳分子”ꎬ不要读做“１个碳原子加１个氧分子等于１个二氧化碳分子”ꎬ也不要
读做“Ｃ加Ｏ二等于ＣＯ二”ꎮ正确的理解和读法应该是“在点燃条件下ꎬ碳和氧气完
全反应生成二氧化碳”ꎬ或“每１个碳原子和１个氧分子在点燃条件下恰好完全反应生
成１个二氧化碳分子”ꎬ或理解为“每１２份质量的碳恰好与３２份质量的氧气完全反
应ꎬ生成４４份质量的二氧化碳”ꎮ
第二课时: 根据化学方程式的计算ꎬ要结合具体的反应进行计算ꎬ在练习和书写
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中找感觉ꎮ
在第三章的学习中ꎬ学生已经学习了根据化学式的计算知识ꎬ为本节课的学习打
下了基础ꎮ因此ꎬ教材中没有再作原理上的分析ꎬ在简述了化学方程式的计算在实验
探究和生产中的意义后ꎬ直接引入有关化学方程式的简单计算ꎮ
本课第一次学习化学方程式的计算ꎬ只要求学生学习有关纯净物的计算ꎬ而且计
算中只牵涉到一种单位ꎬ只要理解化学方程式的含义的话ꎬ难度不会太大ꎮ注意以下
几点:
(１) 教学中不能孤立地只讲计算ꎬ要与深入理解化学式、化学方程式的意义联系
起来ꎬ教学应从复习化学方程式中各物质的质量关系入手ꎮ同时要强调正确书写化学
方程式ꎬ如果化学方程式(尤其是其中的化学式) 写错了ꎬ计算必然错误ꎮ
(２) 化学计算题是从“量” 的方面来反映物质及其变化规律的ꎬ它包括化学和数
学两个因素ꎬ其中化学知识是化学计算的基础ꎬ数学是化学计算的工具ꎮ这部分化学
计算ꎬ对数学方面的知识要求不高ꎬ只要能列出比例式、解比例式就可以了ꎮ因此一
定要使学生对每一化学计算题有关的化学知识有一个清晰的理解ꎮ
(３) 认真审题ꎬ明确已知物质和待求物质的质量关系ꎬ要按照解题的步骤写出规
范的书写格式ꎮ在列出相关的量时ꎬ注意上下物质、左右单位要一致ꎬ即上一行列已
知物和待求物的总式量ꎬ下一行列已知物质的纯质量和未知量ꎮ
(４) 教学中ꎬ教师要给学生作解题格式示范ꎬ在练习中严格要求学生按照规范的
书写格式来解题ꎬ运算要准确ꎮ在反复的练习中理解和巩固化学方程式的计算ꎮ
根据学生学习情况ꎬ教学中可安排第三课时作为机动ꎬ加强学生进行化学方程式
书写、计算的纠错和训练ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法
“练习—纠错法”ꎮ
(１) 书写和配平化学方程式、化学方程式的计算都是本课的难点ꎬ课内外都要提
供给学生足够的训练ꎬ练习题要把握好由简单到复杂的难度ꎬ及时反馈情况ꎬ及时纠
错ꎬ在反复的练习和纠错中耐心引导ꎬ逐步提高ꎬ开始切忌提出难度很大的练习ꎬ这
样做有弊无利ꎬ影响学生学习的积极性ꎮ
(２) 课后的一段时间里ꎬ还可以对常见的化学方程式进行滚动检测ꎬ督促学生记
忆落实化学方程式ꎮ
２) 易错点
(１) 书写化学方程式中ꎬ学生往往忘记配平、漏写反应条件、漏标箭头ꎬ需要在
以后的教学与应用中经常提醒和纠正ꎮ
(２) 在化学方程式的计算中ꎬ学生往往因错写化学式、错写化学方程式、化学方
程式未配平、相对分子质量计算错误、排错比例式等原因导致计算结果错误ꎬ教师要
随时提醒学生并及时纠正ꎮ
【习题答案】１􀆰Ｄ
２􀆰Ｂ
３􀆰(１) ４Ｐ＋５Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２Ｐ２Ｏ５
　　(２) Ｐ２Ｏ５＋３Ｈ２Ｏ􀪅􀪅２Ｈ３ＰＯ４
(３) Ｃ＋ＣＯ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ　　
(４) ２ＣＨ３ＯＨ＋３Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ２＋４Ｈ２Ｏ
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４􀆰Ｎ２
５􀆰解:
２ＨｇＯ
△
􀪅􀪅２Ｈｇ＋Ｏ２↑
ｍ(ＨｇＯ) ∶ｍ(Ｈｇ) ∶ｍ(Ｏ２) 􀪅[２×(２０１＋１６)] ∶(２×２０１)∶(１６×２) ＝２１７∶２０１∶１６
ＨｇＯ中ω (Ｏ)
＝
Ｏ
ＨｇＯ× １００％􀪅１６
２１７× １００％≈７􀆰４％
设最多可生成氧气的质量为ｘꎬ则
２ＨｇＯ
△
􀪅􀪅２Ｈｇ＋Ｏ２↑
４３４
３２
１００ｇ
ｘ
４３４
１００ｇ＝３２
ｘｘ≈７􀆰４ｇ
答: 最多可生成氧气的质量是７􀆰４ｇꎮ
６􀆰解: ｍ(Ｏ２)
＝０􀆰４８Ｌ× １􀆰４３ｇ􀅰Ｌ－１≈０􀆰６９ｇ
设被分解的高锰酸钾的质量为ｘꎬ则
２ＫＭｎＯ４
△
􀪅􀪅Ｋ２ＭｎＯ４＋ＭｎＯ２＋Ｏ２􀲔
３１６
３２
ｘ
０􀆰６９ｇ
３１６
ｘ
＝
３２
０􀆰６９ｇｘ≈６􀆰８ｇ
答: 被分解的高锰酸钾的质量是６􀆰８ｇꎮ
７􀆰解: 设一天烧煤产生的温室气体的量是ｘ
Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅
􀪅ＣＯ２
１２
４４
１００ｔ× ８０％＝８０ｔ
ｘ
１２
８０ｔ＝４４
ｘ　ｘ≈２９３􀆰３ｔ
一年产生的温室气体的量是: ３６０× ２９３􀆰３ｔ＝１０５５８８ｔ
答: 略ꎮ
【过程示例】
〚第一课时〛
[复习] 用质量守恒定律说明下列叙述是否正确?
(１) 化学反应前后ꎬ各物质的质量保持不变ꎮ
(２) １３克碳与３２克氧气充分反应后ꎬ只能生成４４克二氧化碳ꎬ这一过程不符合
质量守恒定律ꎮ
(３) 发生化学变化时ꎬ原子的种类及个数都保持不变ꎮ
(４) 参加反应各物质的总体积ꎬ等于各生成物的总体积ꎮ
[问题引入] 我们学习了质量守恒定律ꎬ那么ꎬ在化学上有没有一种式子ꎬ既能表
示反应物和生成物是什么ꎬ又能反映出该化学变化遵循质量守恒定律呢?
回答是肯定的ꎬ这就是我们本节课要学习的一种化学用语———化学方程式ꎮ
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[阅读] 课文
[板书] 一、什么是化学方程式
１􀆰定义: 用化学式表示化学反应的式子ꎬ叫做化学方程式ꎬ如: 碳燃烧的化学方
程式为: Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２ꎮ
２􀆰参加反应的物质(指反应过程消耗的量)ꎬ叫做反应物ꎻ化学反应后生成的物
质叫做生成物ꎮ
[问题讨论] 化学方程式表示了什么? 它与文字表达式有什么不同?
[讲解并板书]
３􀆰化学方程式的意义:
(１) 质的方面: 表明各反应物和生成物的种类ꎮ(用化学式表明“是什么” 的问
题)
(２) 量的方面: 表明各反应物和生成物的质量比并符合质量守恒定律ꎮ(用化学计
量数即“系数” 与式量的乘积表明“各多少” 的问题)
[问题讨论]
(１) Ｐ＋Ｏ２
→Ｐ２Ｏ５这个式子是化学方程式吗? 它符合质量守恒定律吗?
(２) ２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２Ｈ２Ｏ表明: 是
气和
气进行反应ꎬ产生燃烧现象ꎬ
生成物是
ꎮ又表明在这个反应中氢气、氧气及水的质量多少有一定的比例ꎬ总
是按氢气∶氧气∶水＝
的比例进行反应的ꎮ
[板书] 二、怎样书写化学方程式
１􀆰书写化学方程式的步骤ꎮ
[讲解] 以磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷为例ꎬ讲解书写化学方程式的具体步骤
(用最小公倍数方法配平)ꎮ
[练习] 指导学生模仿练习: 写出氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气的化学方
程式ꎮ
[讲解] 针对学生练习中出现的问题ꎬ强调书写化学方程式中应注意的要点ꎮ
[阅读] 课文的“长话短说”ꎮ
[板书] ２􀆰化学方程式所用符号的含义ꎮ
[练习] 配平下列化学方程式:
(１) Ａｌ＋Ｏ２———Ａｌ２Ｏ３
(２) Ｎａ＋Ｈ２Ｏ———ＮａＯＨ＋Ｈ２
(３) Ｎ２＋Ｈ２———ＮＨ３
[小结]
(１) 什么叫化学方程式? 　
(２) 化学方程式的意义ꎮ　
(３) 化学方程式的
写法ꎮ
(为了便于同学们掌握书写化学方程式的方法ꎬ我们采用韵语记忆: “左边写反应
物ꎬ右边写生成物ꎻ写好化学式ꎬ系数来配平ꎻ短线改等号ꎬ条件要注明ꎮ”)
[课堂作业] 检查站
４􀆰４习题１~ ４题ꎮ
〚第二课时〛
[复习] (调动学生已有知识ꎬ为新课自学做准备)
１􀆰用化学符号表示: 两个氢分子ꎬ两个水分子ꎻ水中两种元素的质量比
２
１
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是: ｍＨ∶ｍＯ＝
ꎮ
２􀆰化学方程式表示了反应前后各种物质质的关系和量的关系ꎮ
在Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２中ꎬ三种物质的质量比为ｍＣ∶ｍＯ２: ｍＣＯ２＝３∶８∶１１ꎮ
[引入] 知道化学方程式中各物质的质量比有什么用呢?
[板书] 三、根据化学方程式的计算
[阅读] 课文例１ꎬ认识解题格式ꎮ
[练习] 例２ꎮ
[讨论交流]
１􀆰例１改为: 把２００ｇ水与１５􀆰３ｇＨ２Ｏ２组成的溶液与少量ＭｎＯ２混合ꎬ最多能生
成多少克氧气? (认识２００ｇ水不是反应物ꎬ与计算无关)
２􀆰例１中ꎬ“少量ＭｎＯ２” 改为“５ｇＭｎＯ２”ꎬ最后生成的氧气是多少? (理解催化
剂的概念)
３􀆰例１改为: 问最后生成多少升氧气? 答: 生成７􀆰２Ｌ氧气ꎮ对吗? (明确初中所
学的是质量比计算ꎬ比例计算中全用质量ꎬ要弄明白质量与体积的转换方法)ꎮ
４􀆰自拟一道题ꎬ计算为制取一定质量的产品ꎬ最少要消耗多少原料ꎮ
[小结并板书] 根据化学方程式的计算:
(１) 适用范围———只能用于某一化学变化过程ꎬ与计算有关的是反应物在过程中
的“消耗量” 及生成物在过程中的“生成量”ꎬ与“剩余量” 或“原有的量” 无关ꎮ
(２) 理论依据———正确的化学方程式ꎬ质量守恒定律ꎮ在同一化学反应中ꎬ各物
质在某一过程的消耗量或生成量( 质量) 的比ꎬ等于它们的总式量( 系数× 式量)
之比ꎮ
(３) 数学方法———正比例ꎬ即解一元一次方程ꎮ
(４) 解题步骤———设、写、找、列、求、答ꎮ
[作业] ４􀆰４习题第５~ ７题ꎮ
【资料搜索】
下列提供几种化学方程式的配平方法:
１􀆰最小公倍数法
例如: Ａｌ＋Ｏ２
点燃→Ａｌ２Ｏ３
右边２个Ｏ原子ꎬ左边３个Ｏ原子ꎬ最小公倍数是６ꎮ
４Ａｌ＋３Ｏ２
点燃→２Ａｌ２Ｏ３Ｏ２前配３ꎬＡｌ２Ｏ３前配２ꎮ因而Ａｌ前配４ꎮ
２􀆰观察法
例如: Ｆｅ２Ｏ３＋ＣＯ
高温
􀪅􀪅Ｆｅ＋ＣＯ２观察反应物和生成物的化学式可以看到ꎬ每一个
ＣＯ分子变成ＣＯ２分子需要增加１个Ｏ原子ꎬ而每一个Ｆｅ２Ｏ３中含有３个Ｏ原子ꎬ故
ＣＯ的前面应配上化学计量数３ꎬＣＯ２的前面当然也应配上化学计量数３ꎬＦｅ的前面应
配上化学计量数２ꎬ得:
２Ｆｅ２Ｏ３＋３ＣＯ
高温
􀪅􀪅４Ｆｅ＋３ＣＯ２
３
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３􀆰奇配偶法
一般的化学方程式中ꎬ化学式前面的化学计量数都为正整数ꎬ因此ꎬ配平化学方
程式时ꎬ常需要把方程式一边的某种奇数原子变为偶数原子ꎬ使它成为方程式另一边
该偶数原子的整数倍数ꎮ从而达到配平方程式的目的ꎬ这就是奇数配偶法ꎮ例如:
Ｃ２Ｈ２＋Ｏ２
点燃→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ方程式左边的氧原子为偶数ꎬ方程式右边的ＣＯ２中ꎬ氧
原子也为偶数ꎬ但Ｈ２Ｏ中的氧原子数为奇数ꎬ因此ꎬ必须把Ｈ２Ｏ的氧原子数变为偶
数ꎬ才能使方程式左边Ｏ２前面能配上整数系数ꎮ为了使Ｈ２Ｏ的氧原子数变为偶数ꎮ可
在Ｈ２Ｏ前面配上最小的偶数２ꎬ再用观察法进行配平ꎬ其步骤如下:
①Ｃ２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
　　　　　　↓
②２Ｃ２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
　　　　　　↓
③２Ｃ２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
４ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
　　　　　　↓
④２Ｃ２Ｈ２＋５Ｏ２
点燃
􀪅􀪅４ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
４􀆰归一法
选择化学方程式中组成最复杂的化学式ꎬ先设定其计量系数为１ꎬ然后根据此化学
式去配平其他化学式的计量系数ꎮ若出现计量系数为分数ꎬ再将各计量系数同乘以同
一整数ꎬ化分数为整数ꎮ这种先设定某一化学式计量系数为１的配平方法ꎬ称为归一
法ꎮ例如:
ＮＨ３＋Ｏ２
点燃
ＮＯ＋Ｈ２Ｏ　　　　第一步: 设定ＮＨ３的系数为１ꎻ
　　　　　↓
ＮＨ３＋Ｏ２
点燃
ＮＯ＋３/ ２Ｈ２Ｏ
第二步: 由Ｎ原子和Ｈ原子的变化ꎻ
　　　　　　　↓
得ＮＯ系数为１、Ｈ２Ｏ的系数为３/ ２ꎻ
ＮＨ３＋５/ ４Ｏ２
点燃
ＮＯ＋３/ ２Ｈ２Ｏ
第三步: 由右端Ｏ原子总数推得Ｏ２的系数为５/ ４ꎻ
　　　　　↓
４ＮＨ３＋５Ｏ２
点燃
􀪅􀪅４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ
第四步: 各系数都乘以４ꎬ把分数化为整数ꎮ
５. 氧化还原反应配平法
１) 配平原则
①电子守恒ꎬ即氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等(也就是氧化剂化合
价降低的总数值与还原剂化合价升高的总数值相等)ꎻ
４
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第五章　
燃　
　
料
全章要览
一、本章内容在教学中的地位、作用
燃料为人类提供能量ꎬ本章介绍了洁净的燃料———氢气ꎬ组成燃烧的主要元
素———碳以及古生物的“遗产” ———化石燃料ꎬ突出了燃料、能量与人类的密切关系ꎻ
由含碳燃料引出了二氧化碳的性质和制法这项初中化学的核心知识ꎬ体现了义务教育
教材的编排特色ꎮ燃料的燃烧是人类祖先实践和认知的成果ꎮ学习燃料的有关知识ꎬ
使学生感受到燃料的燃烧既为人类提供能量ꎬ又会对环境造成污染或产生火灾ꎬ燃料
与我们的生活及社会发展密切相关ꎮ
根据新课程标准的要求及本教材其他章节的内容安排ꎬ本章不是把氢气、碳及其
氧化物的知识做全面介绍ꎬ而是突出燃料、能量这个主题ꎮ氢气的制法和一氧化碳的
还原金属氧化物等内容都安排在第六章学习ꎬ但不再学习有关氧化还原的理论知识ꎮ
教材注意采用体验、实验、观察、阅读等学习方式ꎬ十分注意学习情境的创设和
联系社会、生产、生活实际ꎮ教材中安排了大量图片ꎬ多个观察活动、学生实验活动、
知识视窗、检查站、讨论与交流等栏目ꎬ旨在促使学生主动参与学习、探究和合作交
流ꎬ提高学生对化学知识的求知欲望ꎬ培养学生实验探究的能力ꎬ开阔学生的视野ꎬ
增强对燃料与生产生活关系的认识ꎬ使学生积极响应“低碳生活” 号召ꎬ为社会的可
持续发展做贡献ꎬ形成良好的价值观和人生观ꎮ
二、全章分节要点及编排
５􀆰１　洁净的燃料———氢气
通过两个观察活动了解氢气的特性、物理性质和燃烧现象ꎬ两个观察活动指明了
点燃氢气前一定要检验纯度的道理和检验纯度的方法ꎮ有效地培养学生的化学安全意
识和科学的学习精神ꎮ教材还就氢气作为理想高效燃料的优点做了简明扼要的阐述ꎬ
为学生将来开发新能源、寻找理想燃料提供了有力的证据ꎮ
５􀆰２　组成燃料的主要元素———碳
从学生熟悉的事物( 金刚石、石墨、铅笔芯、活性炭、炭黑等) 和熟悉的现象
(木炭的燃烧、燃烧的火炉、煤气中毒等)ꎬ结合相关图片ꎬ了解常见的碳单质及其性
质、用途ꎬ理解碳及其氧化物的相互转化ꎬ使学生明确知识来源于生活ꎬ知识应用于
生产生活的道理ꎬ从而激发学生学习化学的热情ꎮ通过了解煤气中毒的原因ꎬ使学生
形成安全用煤、安全取暖的意识ꎮ
５􀆰３　二氧化碳的性质和制法
是本章学习的重点ꎮ教材以简短的文字陈述了二氧化碳的物理性质后ꎬ安排了两
组学生实验活动分别探究二氧化碳的性质、学习二氧化碳的实验室制取与检验ꎮ在后
６
１
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者的实验活动中ꎬ科学地设计一个表格引导学生通过对比氧气的制取装置ꎬ从反应物
状态、反应条件等设想二氧化碳的气体发生装置与收集装置ꎬ从而培养学生开展研究、
解决问题的科学手段和思维方法ꎮ最后通过图片、知识视窗帮助学生认识二氧化碳对
人类生活和环境的影响ꎬ了解温室效应、
“低碳经济”
“低碳生活”ꎬ了解碳的循环ꎬ
让学生体会到化学知识的“魅力”ꎬ体会到学习化学的乐趣ꎮ
５􀆰４　古生物的“遗产” ———化石燃料
知识难度和要求不高ꎮ教材用形象生动的图示介绍了三种化石燃料的形成ꎬ从它
们的形成、储量、开发等方面阐述了化石燃料的宝贵ꎮ由化石燃料燃烧对环境的污染ꎬ
给人类以节约资源和综合利用的启示ꎬ最后学习了解煤和石油的综合利用ꎮ
表５－１　本章各节编排细目表
节标题
学习要点
主要学习活动
５􀆰１洁净的燃料
———氢气
∗知道氢气是最轻的气体
∗认识氢气的燃烧现象与验纯方法
∗知道氢能源是理想的高能燃料
观察活动: 氢气吹气泡ꎬ点燃氢气
观察活动: 氢气燃烧的产物
观察活动: 爆鸣气ꎬ氢气验纯
５􀆰１习题
５􀆰２　组成燃料
的主要元素
———碳
∗知道碳有多种单质
∗了解碳燃烧的产物: ＣＯ２和ＣＯ
知识视窗: 碳单质研究的进展
网上学: 搜索一则煤气中毒事故报道
５􀆰２习题
５􀆰３二氧化碳的
性质和制法
∗明了二氧化碳的性质和用途
∗学习ＣＯ２的实验室制法
∗知道ＣＯ２对环境的影响
∗了解碳循环
观察活动: ＣＯ２的重要性质
学生实验活动: ＣＯ２的制取与性质
知识视窗: 温室效应和低碳经济
讨论与交流: 低碳生活
５􀆰３习题
５􀆰４古生物的“ 遗
产” ———化石燃料
∗知道化石燃料是什么
∗了解燃烧化石燃料对环境的影响
∗认识综合利用煤和石油
观察活动: 石油馏分的燃烧
知识视窗: 可燃冰
５􀆰４习题
精要回放
练习题(五)
三、本章内容的特点
(１) 以燃料为主线ꎬ从氢气的燃烧到碳的燃烧ꎬ为二氧化碳的性质和制法作铺垫ꎬ
由二氧化碳和化石燃料的燃烧对环境的影响、碳的循环、煤和石油的综合利用给燃料
知识作了充分的补充ꎮ其中ꎬ二氧化碳的性质和制法是九年级化学的核心知识ꎮ
(２) 本章知识属于新课程标准中“化学与社会发展” 范畴ꎬ在考纲中属“身边的
化学物质” “化学与社会发展” “科学探究” 等板块内容ꎮ主题主要内容包括与化学密
切联系的能源、环境等ꎬ使学生知道自然资源并不是“取之不尽ꎬ用之不竭” 的ꎻ认
识人类要合理地开发和利用资源ꎬ树立保护环境、与自然和谐相处的意识ꎬ维持社会
的可持续发展ꎮ
在教学中ꎬ要注意用大量具体的真实事件引导学生体会化学与社会发展的关系ꎬ
认识学习化学的重要性ꎮ
７
１
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四、本章教学建议
在教学中ꎬ教师要善于引导学生从真实的情景或素材中发现问题ꎬ有针对性地展
开讨论ꎬ提出解决问题的思路ꎬ使学生的认识逐步得到发展ꎮ如ꎬ组织交流“常用的
几种燃料中ꎬ哪一种最理想?”ꎮ针对“二氧化碳的性质”
“二氧化碳的实验室制取和
检验” 两个学生实验活动项目的目标ꎬ教师要有目的地组织学生借助教材设计的探究
思路ꎬ引领学生开展科学探究和相互交流、讨论活动ꎬ这样既有利于培养学生科学探
究能力和交流合作能力ꎬ也有利于发展学生的评价能力ꎮ
要注意从学生身边熟悉的现象入手ꎬ贴近学生的生活ꎬ联系社会实际ꎬ使他们
感受身边的化学物质和化学变化ꎬ增强学习的兴趣ꎬ加深他们对化学知识在生活实
际中应用的认识ꎮ可设计一些开放性的学习主题ꎬ如“ 调查当地燃料的来源和使用
的情况ꎬ提出合理使用燃料的建议”ꎬ有意识地引导学生从多个角度对有关问题作出
价值判断ꎮ这对于培养学生的参与意识、决策能力以及科学精神与人文精神都具有
积极的意义ꎮ
五、课时安排建议
５􀆰１洁净的燃料———氢气—１课时
５􀆰２组成燃料的主要元素———碳—１课时
５􀆰３二氧化碳的性质和制法—３课时
５􀆰４古生物的“遗产” ———化石燃料—１课时
学生实验活动———１课时　本章复习及练习—２课时
分节阐述
５􀆰１　洁净的燃料———氢气
【教学地位】
教材在第三章学习了燃烧和爆炸的知识、第四章已有电解水产生氢气知识储备的
基础上ꎬ进一步学习氢气这种洁净的燃料ꎮ本节是从燃料的角度去学习氢气的有关知
识ꎬ课程标准对此要求不高ꎬ氢气的制法留在«第六章金属» 中再学ꎮ因此ꎬ要控制
好教学目标ꎬ不要拓宽加深ꎮ只要求学生认识氢气是无色、无味、最轻、难溶于水的
气体ꎬ了解氢气在常温下性质稳定ꎬ着重学习点燃后生成水和如何验纯的实验方法与
原理ꎮ
«义务教育化学课程标准» 中ꎬ对“ 化学变化的基本特征” 一栏的标准规定了
“知道化学变化伴随有能量变化”
“认识通过化学反应获得能量的重要性”ꎮ本教材只
安排了氢气与汽油完全燃烧的热值的比较ꎬ用以说明氢气是高能燃料(必要时可向学
生解释热值及其单位的含义)ꎮ
【教学目标】
１􀆰知道氢气的物理性质ꎮ
２􀆰了解氢气的燃烧过程及产物ꎮ
３􀆰明确点燃氢气之前为什么要检验氢气的纯度以及检验方法ꎮ
８
１
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４􀆰通过爆炸极限的教学进行量变引起质变规律的教育ꎮ
５􀆰认识氢气是理想的高能洁净燃料的原因ꎬ为开发氢能源留下悬念ꎬ以激励学生
为社会的可持续发展作贡献ꎮ
【教学重点】氢气的可燃性、氢气的检纯ꎮ
【教学难点】点燃氢气之前必须检验纯度的原因和验纯操作的掌握ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
直观性、师生协同性、科学性、启发性与探究性相结合的原则ꎬ理论联系实际
原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “实验—探究” 式: 做好“观察活动” 的实验ꎬ启发学生观察和记录现象ꎬ
点拨关键之处ꎮ
(２) “阅读—归纳” 式: 指导学生阅读教材ꎬ归纳出氢气的物理性质及检验氢气纯
度的关键操作ꎮ
(３) “互动—交流” 式: 通过对实验现象的讨论交流ꎬ加深对氢气特性、燃烧、检
验纯度等知识的理解ꎻ对检查站中提出的问题进行研讨ꎮ
３􀆰实施建言
(１) 做好四个“观察活动” 的实验ꎬ引导学生认真观察、学会思考ꎬ通过对实验
现象的交流得出结论ꎬ忌先给结论再验证ꎮ
(２) 建议在引导学生阅读氢气物理性质内容的基础上ꎬ把氢气、氧气的主要物理
性质列表进行比较ꎮ
表５－２
气体
颜色、状态、气味
水溶性
密度
氧气
无色、无味、气体
不易溶于水
比空气略大
氢气
无色、无味、气体
难溶于水
是最轻的气体
(３) 氢气流吹气泡及点燃气泡的实验容易引起学生的兴趣ꎬ它形象地证明氢气比
空气轻及具有可燃性ꎮ
(４) 氢气的可燃性ꎬ学生在学习“水的组成” 时已经知道ꎮ在这一节里教师要结
合实验ꎬ进一步详细地向学生说明纯净的氢气会在空气里平静地燃烧ꎬ但氢气跟空气
混合易发生爆炸ꎬ要尽可能做好[实验５－３] 的演示实验ꎬ结合实验指出爆炸极限的
含义ꎬ从而突出检验氢气纯度的原因和方法ꎬ使学生理解点燃氢气之前检验纯度的必
要性ꎮ教师要给学生做检验氢气纯度的示范操作ꎬ并通过师生的交流掌握操作步骤、
理解判断氢气是否纯净的方法ꎮ
(５) 对理想的高能燃料的教学ꎬ可以引导学生查阅、搜索网上关于氢能源开发、
氢能源汽车等科学前沿知识的文本、图片、视频资料ꎬ交流整合ꎬ激发学生开发新能
源的热情ꎬ为社会的可持续发展作贡献ꎮ
(６) 教师应注意ꎬ这部分教材虽然讲的是氢气的可燃性ꎬ实际上也对氧气的性质
作了补充ꎮ
９
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４􀆰特别提示
１) 突破难点的方法
运用“实验—交流” “示范—交流” “阅读—交流” 法突破难点ꎮ
(１) 如果学生基础较好ꎬ演示氢气的“燃烧实验” 和“爆鸣实验” 后ꎬ教师可以
提出“两个实验都是说明氢气的可燃性ꎬ为什么一个平静地燃烧ꎬ一个却发生爆炸?”
等问题ꎬ引导学生阅读教材并进行交流ꎬ由学生代表作出简要的回答ꎮ
(２) 有条件的话ꎬ检验氢气纯度的实验可以先由教师示范一次ꎬ再让学生代表做
一次ꎬ让同学们观察对比师生演示的差异ꎬ对(可能) 现象的不同进行分析: 没有声
音、轻微的“噗” 声(微弱的响声)、(已经纯净) 还是尖锐的爆鸣声等ꎬ以加深对检
验氢气纯度的理解ꎮ
２) 易错点
当氢气与氧气(或空气) 混合时受热便爆炸ꎬ忽略了爆炸极限的范围ꎮ
３) 疑难解释
(１) 若用玻璃管进行氢气燃烧的实验ꎬ难以观察到火焰的淡蓝色ꎬ因为玻璃中含
有钠元素ꎬ燃烧时出现黄色火焰是钠的焰色反应现象ꎮ
(２) 氢气燃烧需要“点燃”ꎬ因为燃烧的条件之一是可燃物的温度达到着火点ꎬ燃
烧一旦进行ꎬ便有热量放出ꎬ使后面的氢气达到了燃点ꎬ之后便不再需要加热了ꎮ
【实验活动】
１􀆰
[实验５－１]
(１) 关键有二: 一是配制适当的肥皂液ꎬ二是利用干燥而均匀的氢气流ꎮ
(２) 肥皂液的配制方法:
①肥皂液可用市场上儿童用的吹泡液ꎮ
②用１ｇ洗衣粉溶于３０~ ４０ｍＬ水中ꎬ充分溶解ꎬ在液体里不能有固体微粒ꎮ宜用
蒸馏水ꎬ不可用硬度较大的水ꎻ肥皂液的浓度要适中ꎬ过浓和过稀都不易成泡ꎻ在肥
皂液中加２~ ３ｍＬ甘油ꎬ可以增加肥皂液的黏性ꎮ
③用洗洁精来配制吹泡液ꎮ
(３) 注意:
①最好用启普发生器(或启普发生器简易装置) 制取氢气ꎬ因为容易控制气流的
强弱ꎮ
②产生的氢气里混有水蒸气和酸雾ꎬ所以要用干燥剂(无水氯化钙或碱石灰) 来
干燥氢气ꎮ
③为了有利于充满氢气的肥皂泡脱离导管ꎬ应轻轻摆动导管或向导管口轻轻地
吹气ꎮ
２􀆰
[实验５－２]
(１) 因为检验氢气纯度的操作未讲ꎬ做这个实验前ꎬ一定要预先检验氢气的纯度ꎮ
(２) 导出氢气的导管要用尖嘴的金属导管ꎮ因为气体通过尖嘴使气流增大ꎬ喷出
的火焰较长ꎻ只有金属导管才能看到淡蓝色火焰ꎬ用玻璃导管会由于其中钠的焰色
(黄色) 而干扰淡蓝色的观察ꎮ
(３) 把干燥烧杯罩在火焰上方时ꎬ火焰应在烧杯的中央ꎬ高度在烧杯的１/ ３处ꎻ
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燃烧时间不要过长ꎮ因为火焰伸入烧杯内过高或燃烧时间过长ꎬ烧杯壁的温度升高ꎬ
水蒸气就不再凝成水滴ꎮ
(４) 防止烧杯烫手ꎮ
３􀆰
[实验５－３]
(１) 实验时ꎬ必须把氢气发生装置移开ꎮ
(２) 若纸筒内氢气不纯ꎬ一点火就爆鸣ꎻ若纸筒内氢气纯净ꎬ点火后可看到小孔
处有火苗ꎬ这是纯净的氢气在平静地燃烧ꎬ燃烧一会儿ꎬ氢气量减少ꎬ空气就从罐底
流入ꎬ成为混合气体ꎬ才会发生爆鸣现象ꎮ
(３) 除教材上的方法外ꎬ这里介绍其他两种方法:
①用氢气和氧气以体积比为２∶１的混合气体(气体发生与混合的装置参见图５－
１)ꎬ向蒸发皿里的肥皂液内吹泡ꎬ每个泡里就是氢气和氧气的混合气体ꎮ然后移开气
体发生装置ꎬ用燃着的长木条引火点燃蒸发皿里的肥皂泡ꎬ就可发生爆鸣ꎮ这个实验
比较安全ꎬ而且容易进行ꎮ
图５－１　爆鸣实验
②用塑料袋代替纸筒ꎬ取一容量为０􀆰５Ｌ的塑料袋ꎬ袋口紧扎一带孔的橡皮塞ꎬ先
鼓入约半袋空气ꎬ再充入氢气至满ꎬ用小木条塞住橡皮塞小孔备用ꎮ在铁架台上用铁
夹夹紧橡皮塞ꎬ拔去小木条ꎻ用燃着的长木条在小孔处点燃ꎬ混合气体即产生爆炸ꎬ
塑料袋也因此破碎ꎮ此实验效果明显而且安全ꎮ如果先充１/ ３体积的氧气ꎬ再充入氢
气至满ꎬ点燃时ꎬ反应会更剧烈ꎮ
(４) 要注意爆鸣实验的安全ꎮ
４􀆰
[实验５－４]
最好能让学生实际操作一遍ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｄ　２􀆰Ｃ　３􀆰Ｄ　４􀆰Ｂ
５􀆰(１) ①２Ｈ２Ｏ
太阳能
催化剂
􀪅􀪅􀪅􀪅２Ｈ２↑＋Ｏ２↑　②２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２Ｈ２Ｏ
(２) 氢气的热值高ꎻ燃烧产物无污染ꎻ若能用水分解制得ꎬ原料用之不竭
(３) 氢气的制备和储存
６􀆰
(１) 氢气具有可燃性ꎬ与空气混合遇明火可能发生爆炸(２) Ｃ
【过程示例】
[引言] 利用燃料的燃烧反应来取暖和获得熟食ꎬ是人类文明的开始ꎬ燃烧与我们
的生活及社会发展密切相关ꎮ大家在§ ３􀆰３已经学习了燃烧与灭火的理论知识ꎬ今天我
１
２
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们来学习第五章燃料(板书章的题目)ꎬ首先学习一种洁净又高能的燃料———氢气(板
书课题)ꎮ
[演示] [实验５－１] 用氢气流吹肥皂泡并点燃肥皂泡ꎮ
[讨论交流]
１􀆰氢气是
味、密度最
的气体ꎬ极
溶于水(回忆氧气的
物理性质ꎬ观察后讨论完成填空)ꎮ
２􀆰氢气可以燃烧吗? 需要什么条件? 有何现象? 反应生成什么? (演示[实验５－２])
３􀆰为什么点燃的氢气必须是纯净的? (演示[实验５－３])
４􀆰什么叫爆炸极限? (复习“爆炸” 内容)
５􀆰怎样检验氢气的纯度? (演示[实验５－４]) (安排学生分组练习操作)
[小结并板书]
１􀆰氢气的物理性质: 无色无味最轻的气体ꎬ极难溶于水ꎮ
２􀆰常温下氢气的化学性质很稳定ꎮ
３􀆰氢气的可燃性:
(１) 纯净的氢气在空气中经点燃可安静燃烧形成淡蓝色火焰ꎬ生成水并放出热量ꎮ
２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２Ｈ２Ｏ
(２) 点燃不纯的氢气(与空气混合) 会发生爆炸ꎬ点燃氢气之前必须检验氢气的
纯度ꎮ学会氢气的检纯方法ꎮ
４􀆰一切可燃气体混有一定比例的空气时ꎬ经点燃都会发生爆炸ꎬ这种体积比范围
称为爆炸极限ꎮ
[讲述] 人类使用燃料进行燃烧ꎬ是为了通过燃烧反应产生热量ꎮ氢气是一种理想
的高能燃料ꎬ它的热值高ꎮ
[板书] ５. 氢气是理想的高能燃料ꎮ
[讲述] 什么叫热值? 每千克某物质完全燃烧时所产生的热量(热量的单位千焦与
能量单位一致)ꎮ
[练习] 氢气的热值是汽油的多少倍?
[讨论交流] １􀆰为什么说氢气是洁净的高能燃料?
２􀆰研讨检查站两个问题ꎮ
[小结] 氢气燃烧的热值很高ꎬ产物是水ꎬ所以氢气是理想的高能洁净燃料ꎮ
[当堂练习] ５􀆰１习题１~ ４题ꎮ
[作业] ５􀆰１习题５~ ６题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰氢能简介
“氢能” 是指氢与氧化剂(如空气中的氧) 发生化学反应放出的能量ꎮ氢是自然
界最普遍存在的元素ꎬ在常温常压下呈气态ꎬ无色无味ꎬ熔点－２５９􀆰２℃(１３􀆰８Ｋ)、
沸点－２５２􀆰７７℃(２０􀆰３８Ｋ)ꎮ在地球上平均６~ ７个原子中就有一个氢原子ꎮ除空气中
含有少量氢气处于大气顶层外ꎬ氢主要以化合物形态存在于水、全部酸和有机化合物
中ꎮ所以ꎬ氢不能视为一次能源ꎬ而需要从含氢化合物中重新变化而得的二次能源ꎬ
是一种极为优越的新能源ꎮ
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１) 优点
(１) 资源丰富ꎮ以水为原料ꎬ电解便可获得ꎮ水资源在地球上相对于主要燃料石
油、煤来说也较丰富ꎮ
(２) 热值高ꎮ氢燃烧的热值高居各种燃料之冠ꎬ据测定ꎬ每千克氢燃烧放出的热
量为１４２􀆰３５ｋＪꎬ约为汽油的３倍ꎬ酒精的３􀆰９倍ꎬ焦炭的４􀆰５倍ꎮ因此ꎬ它贮存体积
小ꎬ携带量大ꎬ行程远ꎮ
(３) 氢为燃料最洁净ꎮ氢的燃烧产物是水ꎬ对环境不产生任何污染ꎮ相反ꎬ以汽
油ꎬ柴油为燃料的车辆ꎬ排放大量氮氧化物ꎬ四乙基铅[Ｐｂ(Ｃ２Ｈ５) ４]ꎬ会导致酸雨、
酸雾和严重的铅中毒ꎮ更重要的是ꎬ废气中还含有３ꎬ４－苯并芘等强致癌物质ꎬ污染
大气ꎬ危害健康ꎮ因此ꎬ近年来世界各国对以氢为新型能源的研究颇为重视ꎮ日本ꎬ
１９８４年５月２４日ꎬ氢能源汽车在富士高速公路以每小时２００千米速度首次试车成功ꎮ
(４) 适用范围广: 贮氢燃料电池既可用于汽车、飞机、宇宙飞船ꎬ又可用于其他
场合供能ꎮ
２) 缺点
安全储藏和运输不容易ꎬ它重量轻、扩散速度快ꎬ需低温液化ꎬ会导致阀门堵塞
并形成不必要的压力ꎮ
２􀆰氢能源开发
开发氢能的关键技术包括两方面: 一方面要解决制氢问题ꎬ另一方面要解决氢的
贮存及运输问题ꎮ
第一ꎬ氢气制取方法
(１) 实验室制法:
①用锌与稀硫酸反应: Ｚｎ＋Ｈ２ＳＯ４􀪅􀪅ＺｎＳＯ４＋Ｈ２↑
②用铝和氢氧化钠反应: ２Ａｌ＋２ＮａＯＨ＋６Ｈ２Ｏ􀪅􀪅２Ｎａ[Ａｌ(ＯＨ) ４] ＋３Ｈ２↑
(２) 工业制氢常用方法:
①电解水制氢ꎮ
多采用铁为阴极面ꎬ镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机) 来电解苛性钾或
苛性钠的水溶液ꎮ阳极出氧气ꎬ阴极出氢气ꎮ
该方法成本较高ꎬ但产品纯度大ꎬ可直接生产９９􀆰７％以上纯度的氢气ꎮ这种纯度
的氢气常供: ａ􀆰电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理
等ꎬｂ􀆰粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂ꎬｃ􀆰制取多晶硅、锗等半导
体原材料ꎬｄ􀆰油脂氢化ꎬｅ􀆰双氢内冷发电机中的冷却气等ꎮ
②水煤气法制氢ꎮ
用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气( Ｃ＋Ｈ２Ｏ
→ＣＯ＋
Ｈ２)ꎮ净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的ＣＯ转化成ＣＯ２(ＣＯ＋Ｈ２Ｏ
→
ＣＯ２＋Ｈ２) 可得含氢量在８０％以上的气体ꎬ压入水中以溶去ＣＯ２ꎬ再通过含氨蚁酸亚
铜(或含氨乙酸亚铜) 溶液中除去残存的ＣＯ而得较纯氢气ꎬ这种方法制氢成本较低
产量很大ꎬ设备较多ꎬ在合成氨厂多用此法ꎮ有的还把ＣＯ与Ｈ２合成甲醇ꎬ还有少数
地方用８０％氢的不太纯的气体作人造液体燃料用ꎮ
③由石油热裂的合成气和天然气制氢ꎮ
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石油热裂副产的氢气产量很大ꎬ常用于汽油加氢、石油化工和化肥厂所需的氢气ꎬ
这种制氢方法在世界上很多国家都采用ꎮ
④焦炉煤气冷冻制氢ꎮ
把经初步提净的焦炉气冷冻加压ꎬ使其他气体液化而剩下氢气ꎮ此法在少数地方
采用ꎮ
⑤电解食盐水的副产氢ꎮ
在氯碱工业中副产多量较纯氢气ꎬ除供合成盐酸外还有剩余ꎬ也可经提纯生产普
氢或纯氢ꎮ电解饱和食盐水的反应为: ２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏ
电解
􀪅􀪅２ＮａＯＨ＋Ｃｌ２↑＋Ｈ２↑
⑥酿造工业副产氢ꎮ
用玉米发酵丙酮、丁醇时ꎬ发酵罐的废气中有１/ ３以上的氢气ꎬ经多次提纯后可
生产普氢(９７％以上)ꎬ把普氢通过用液氮冷却到－１００℃以下的硅胶列管中则进一步
除去杂质(如少量Ｎ２) 可制取纯氢(９９􀆰９９％以上)ꎮ
⑦铁与水蒸气反应制氢: ３Ｆｅ＋４Ｈ２Ｏ
高温
􀪅􀪅Ｆｅ３Ｏ４＋４Ｈ２↑
但品质较差ꎬ为较陈旧的方法ꎬ现已基本淘汰ꎮ
⑧用水和红热的碳反应制氢: Ｃ＋Ｈ２Ｏ
高温
􀪅􀪅ＣＯ＋Ｈ２ꎮ
第二ꎬ包装方式:
氢气拖车/ 瓶组/ 钢瓶ꎮ
第三ꎬ运输方式: 氢的贮运有四种方式可供选择ꎬ即气态贮运、液态贮运、金属
氢化物贮运和微球贮运ꎮ目前ꎬ实际应用的只有前三种ꎬ微球贮运方式尚在研究中ꎮ
储运注意事项: 易燃压缩气体ꎮ储存于阴凉、通风的仓间内ꎮ仓内温度不宜超过
３０℃ꎮ远离火种、热源ꎮ防止阳光直射ꎮ应与氧气、压缩空气、卤素(氟、氯、溴)、
氧化剂等分开存放ꎮ切忌混储混运ꎮ储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型ꎬ开
关设在仓外ꎬ配备相应品种和数量的消防器材ꎮ禁止使用易产生火花的机械设备工具ꎮ
验收时要注意品名ꎬ注意验瓶日期ꎬ先进仓的先发用ꎮ搬运时轻装轻卸ꎬ防止钢瓶及
附件破损ꎮ
３􀆰氢能的利用
(１) 利用氢和氧化剂发生反应放出的热能ꎮ
早在第二次世界大战期间ꎬ氢即用做Ａ－２火箭发动机的液体推进剂ꎮ１９６０年液氢
首次用做航天动力燃料ꎮ１９７０年美国发射的“阿波罗” 登月飞船使用的起飞火箭也是
用液氢作燃料ꎮ现在氢已是火箭领域的常用燃料了ꎮ对现代航天飞机而言ꎬ减轻燃料
自重ꎬ增加有效载荷变得更为重要ꎮ氢的能量密度很高ꎬ是普通汽油的３倍ꎬ这意味
着燃料的自重可减轻２/ ３ꎬ这对航天飞机无疑是极为有利的ꎮ今天的航天飞机以氢作为
发动机的推进剂ꎬ以纯氧作为氧化剂ꎬ液氢就装在外部推进剂桶内ꎬ每次发射需用
１４５０ｍ３ꎬ重约１００ｔꎮ
现在科学家们正在研究一种“固态氢” 的宇宙飞船ꎮ固态氢既作为飞船的结构材
料ꎬ又作为飞船的动力燃料ꎮ在飞行期间ꎬ飞船上所有的非重要零件都可以转作能源
而“消耗掉”ꎮ这样飞船在宇宙中就能飞行更长的时间ꎮ
(２) 利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能———氢燃料电池ꎮ
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氢燃料电池发电的基本原理是电解水的逆反应ꎬ把氢和氧分别供给阴极和阳极ꎬ
氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后ꎬ放出电子通过外部的负载到达阳极ꎮ
氢燃料电池与普通电池的区别主要在于: 干电池、蓄电池是一种储能装置ꎬ是把
电能贮存起来ꎬ需要时再释放出来ꎻ而氢燃料电池严格地说是一种发电装置ꎬ像发电
厂一样ꎬ是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置ꎮ另外ꎬ氢燃料电池的电极用
特制多孔性材料制成ꎬ这是氢燃料电池的一项关键技术ꎬ它不仅要为气体和电解质提
供较大的接触面ꎬ还要对电池的化学反应起催化作用ꎮ
大型电站ꎬ无论是水电、火电或核电ꎬ都是把发出的电送往电网ꎬ由电网输送给
用户ꎮ但由于各用电户的负荷不同ꎬ电网有时呈现为高峰ꎬ有时则呈现为低峰ꎬ这就
会导致停电或电压不稳ꎮ另外ꎬ传统的火力发电站的燃烧能量大约有７０％要消耗在锅
炉和汽轮发电机这些庞大的设备上ꎬ燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物
质ꎮ而使用氢燃料电池发电ꎬ是将燃料的化学能直接转换为电能ꎬ不需要进行燃烧ꎬ
能量转换率可达６０％~ ８０％ꎬ而且污染少、噪音小ꎬ装置可大可小ꎬ非常灵活ꎮ
２０世纪６０年代ꎬ氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域ꎮ往返于太空和地球之
间的“阿波罗” 飞船就安装了这种体积小、容量大的装置ꎮ进入７０年代以后ꎬ随着人
们不断地掌握多种先进的制氢技术ꎬ很快氢燃料电池就被运用于发电和汽车ꎮ
进入２０世纪９０年代后ꎬ一些国家推动氢能的开发步伐明显加快ꎬ一个重要原因就
是工业化国家日趋严格的环保政策ꎬ其中尤其对汽车排污规定了更为严格的限制要求ꎮ
世界上重要的汽车厂商为了发展环保型汽车ꎬ加紧更新传统的车用燃料ꎬ多数厂商决
定考虑采用氢能ꎬ因此近年来在国际汽车制造业出现了氢能汽车开发热ꎮ１９９７年ꎬ美
国原克莱斯勒公司宣称研制成功新型燃料电池汽车ꎬ所用燃料就是直接从汽油中提取
的氢ꎮ实验证实ꎬ使用氢燃料电池的汽车排放的碳仅为常规内燃机的３０％ꎬ造成的大
气污染仅为内燃机的５％ꎮ
除汽车制造外ꎬ从２００２年开始ꎬ欧美等国在飞机发动机上推广使用氢燃料ꎬ目前
正在进行半商业性试验ꎮ据预测ꎬ欧洲生产的飞机将大规模采用液氢为燃料ꎮ由于液
态氢的工作温度为－２５３℃ꎬ所以必须改动目前的飞机燃料系统ꎮ德国航空航天公司以
及俄罗斯航天公司已从１９９６年开始进行试验ꎬ其进展证实在配备有双发动机的喷气机
中使用液氢ꎬ其安全性有足够的保证ꎮ现在的问题主要还不在安全性上ꎬ而是解决氢
能的贮存和生产成本问题ꎮ同等重量的氢和汽油相比ꎬ它提供的能量是汽油的３倍ꎬ
但即使在液态下ꎬ它也需要４倍于汽油的容积ꎮ因此ꎬ飞机设计师们开始将传统的机
翼设计成可以容纳更多液氢的新型结构ꎮ
５􀆰２　组成燃料的主要元素———碳
【教学地位】碳是学生继氧、氢后学习的第三种非金属元素ꎮ与前面两种不同ꎬ碳
的单质是固体ꎬ因而通过本课的学习能使学生学到一些固态非金属所特有的物理性质ꎮ
碳是学生比较熟悉的元素ꎮ在日常生活里ꎬ在科学课和生物课里学生已经获得了
不少有关碳的知识ꎬ但这些知识比较分散ꎬ而且学生大多只了解它的现象而没有深入
到它的实质ꎬ本课将把这些知识系统化并从实质上来解释ꎬ使学生不但知其然ꎬ还有
助于知其所以然ꎮ
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本节教材内容是碳化合物的准备知识ꎬ其最大的特点是把前版本教材中“二氧化
碳的性质和用途” “二氧化碳的实验室制法” “自然界碳循环” 等知识拆分在后面的章
节中学习ꎬ降低了本课学习的难度ꎬ更凸显碳的应用功能ꎬ使课堂教学和学生的学习
更明确具体ꎮ
教材通过对各种无定形碳的用途推知其特性ꎬ再由一些性质决定用途的学习ꎬ使
学生明确“物质性质
决定
推知
􀜩􀜨
􀜑
物质用途” 的关系ꎬ进一步理解化学研究的意义ꎬ掌握化学
学习的方法ꎮ
从回忆木炭在氧气里燃烧的现象及体会燃烧的炉火、使用煤炉取暖的一些生活经
验中ꎬ交流并学习到碳及其氧化物的反应与相互转化ꎬ让学生理解知识来源于生产生
活、知识能指导和应用于生产生活的道理ꎬ从而体会到思考和学习的重要ꎬ体会科学
文化知识的作用ꎬ激发学生的学习热情ꎮ
【教学目标】
１􀆰了解金刚石与石墨的特性及主要用途ꎬ认识几种无定形碳及其主要用途ꎮ
２􀆰明确物质性质与物质用途的关系ꎮ
３􀆰知道一种元素可以因结构不同而能组成几种不同的单质ꎬ结构不同则性质不同ꎮ
４􀆰认识碳的性质ꎬ了解碳和一氧化碳的燃烧及其产物ꎬ知道完全燃烧和不完全燃
烧的含义ꎮ
５􀆰了解ＣＯ的毒性及使用煤炉的安全知识ꎮ
６􀆰理解碳及其氧化物的相互转化关系ꎮ
【教学重点】明确物质性质与物质用途的关系ꎬＣ和ＣＯ的性质ꎮ
【教学难点】碳的完全燃烧与不完全燃烧ꎬ碳及其氧化物的相互转化关系ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
启发性、科学性、师生协同性的原则、理论联系实际ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “阅读—联想” 式: 教师引导学生阅读教材ꎬ并联想生活中关于碳单质在玻璃
刀、铅笔芯、干电池电极、活性炭、国画等方面的应用ꎬ推知其物理、化学特性ꎬ理
解“物质性质决定物质用途ꎬ物质用途推知物质性质” 的辩证关系ꎮ
(２) “自主—学习” 式: 引导学生利用互联网搜索各种无定形碳和碳单质研究进展
的知识ꎬ明确它们物理性质的差异是由于结构的不同而致ꎮ
(３) “启发—引导” 式: 通过生活中“燃烧的火炉” “煤气中毒报道” 等情景ꎬ启
发学生思考ꎬ引导学生结合书本的知识ꎬ明白其中的道理ꎬ从而理解碳及其氧化物的
相互转化ꎬ并了解ＣＯ的毒性及使用煤炉的安全知识ꎮ
(４) “互动—交流” 式: 通过师生的谈话与交流ꎬ达到活跃课堂气氛、融洽师生关
系、潜移默化中学习科学知识的目的ꎮ
３􀆰实施建言
碳及其氧化物的知识ꎬ过去的教材安排成一整节ꎬ现拆分为三个主题的内容分别
学习ꎬ本节主要从碳单质简介、碳单质化学性质层面学习这种组成燃料的主要元素ꎮ
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(１) 关于碳的单质ꎬ主要是认识碳有几种单质ꎬ了解它们的一些特性及主要用途ꎮ
教学时应注意以下几个方面:
①讨论金刚石和石墨的特性时ꎬ如果能够演示实物ꎬ例如用玻璃刀划玻璃ꎬ把学
生用的铅笔芯串联在导电性实验的电路中看到灯泡发亮(当然也应该指出铅笔芯不是
纯净的石墨)ꎬ让学生体会铅笔芯粉末的滑腻感等ꎬ一定会使他们获得更深刻的印象ꎮ
由于碳原子之间的排列方式不同ꎬ碳元素可以形成几种单质ꎮ可通过结构模型或媒体
展示金刚石和石墨的结构图向学生说明结构不同性质各异的原理ꎮ
②对于物质性质与用途的关系ꎬ要让学生知道ꎬ教材从物质用途推知物质性质ꎬ
反之性质决定了用途ꎮ但这方面不宜绝对化ꎬ例如银的导电性最强ꎬ但不用银做电线
电缆ꎬ因为成本太高了ꎮ而且从用途推知性质ꎬ也只能推出该物质的某种性质ꎬ不是
该物质各方面的性质ꎮ这样做ꎬ使学生受到一次辩证法的教育ꎮ
③指导学生用发展观点看待碳的各种单质ꎬ它们的组成元素都是碳ꎬ只要条件适
宜ꎬ原有的结构破坏了ꎬ组成新的结构ꎬ石墨就可以变成人造金刚石ꎬ还可以研制出
新的碳单质来ꎮ
④教材没有系统地介绍碳单质的化学性质ꎬ只安排学习碳的燃烧及其产物ꎮ可酌
情考虑适当归纳出碳的几点化学性质ꎮ(关于碳还原金属氧化物的反应不宜在此补充)
(２) 关于ＣＯ的性质、碳及其氧化物的相互转化ꎬ是在碳的燃烧过程及产物的基
础上学习的ꎮ对于ＣＯꎬ着重学习其可燃性和毒性即可ꎮ
(３) 本课结合生活实际的地方比较多ꎮ例如用金刚石划玻璃、用石墨粉制铅笔芯、
燃烧的炉火、煤气中毒的原因等ꎮ介绍这些知识的时候ꎬ要善于根据具体情况ꎬ结合
学生的实际经验和可能存在的错误想法或疑问ꎬ生动地叙述这些学生感兴趣的知识ꎬ
因而能激发他们学习的积极性ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法
“阅读—交流” “练习—解疑” “讨论—归纳” 法ꎮ
(１) 关于吸附概念的形成ꎬ可以结合用木炭或茶叶或柚子皮吸附冰箱中的臭味进
行交流得出ꎮ
(２) 关于碳化学性质及氧化物之间的相互转化ꎬ通过阅读课文及讨论交流后ꎬ要
明确指出在常温下ꎬ碳的化学性质不活泼ꎻ在高温条件下ꎬ碳能跟多种物质起反应ꎮ
在教学过程中ꎬ要求学生书写Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２、２Ｃ＋Ｏ２( 不足)
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ、Ｃ＋ＣＯ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ、２ＣＯ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ２等化学方程式ꎬ并标出反应前后各元素的化合价ꎮ
２) 易错点
煤气与液化石油气: 是不同的燃气ꎬ现今家用的燃气是液化石油气ꎬ而不是煤气ꎮ
煤气ꎬ是煤在高温下与水蒸气作用而生成的一种混合气体ꎬ又称水煤气ꎬ主要成
分是一氧化碳和氢气ꎬ无色无味ꎬ易燃ꎬ其中一氧化碳具有很大的毒性ꎮ为了警示作
用ꎬ煤气中加入极少量具有特殊臭味的其他气体ꎬ一旦漏气ꎬ人们就会闻到ꎬ人们平
时闻到的煤气臭味ꎬ就是添加进去的气体的气味ꎮ
液化石油气是以石油为原料生产出来的可燃性气体ꎬ主要成分是分子里含碳原子
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数３至４个的碳氢化合物ꎬ如丙烷、丁烷等ꎬ这些气体在大于一个大气压下为液体ꎬ
在一个大气压以下为气体ꎮ
煤气与液化石油气的共同点是都可以燃烧ꎬ且属于洁净燃料ꎮ不同点是煤气具有
高毒性ꎬ易造成一氧化碳中毒ꎬ一旦中毒ꎬ后果非常严重ꎻ而液化石油气几乎无毒ꎬ
或者说毒性很小ꎮ使用液化石油气或煤气最大的危险是爆炸ꎬ如果发生漏气ꎬ当漏出
的气体在空气中达到一定浓度时ꎬ遇到明火ꎬ甚至火星都会发生爆炸ꎮ因此ꎬ当人们
回家打开门时ꎬ如果闻到浓烈的气味ꎬ千万不能去开电灯开关或开手机ꎬ而应该先打
开窗户通风ꎮ因为打开开关或开手机时ꎬ可能会因产生火花ꎬ而引起爆炸ꎮ
液化石油气属于易燃易爆危险品ꎬ装满燃气的钢瓶遇到火灾时ꎬ瓶内的液体就会
气化ꎬ骤增的气压会使钢瓶爆裂而发生剧烈爆炸ꎮ爆炸的威力来自两个方面ꎬ一方面
是钢瓶炸裂的威力ꎬ另一方面则是石油气与空气中的氧气爆炸式的燃烧所产生的热能
膨胀ꎮ
液化石油气如果使用不当ꎬ也会造成中毒ꎮ原因是燃烧时ꎬ如果通风不好ꎬ氧气
不足ꎬ易导致燃烧不充分而生成一氧化碳ꎮ如把燃气热水器装在卫生间里面ꎬ或厨房
不通风ꎬ都容易造成中毒ꎮ
３) 疑难解释
(１) 同一种元素形成的物质可能是混合物ꎮ如: 石墨与金刚石、石墨与富勒烯
(Ｃ６０)ꎮ
(２) 同种元素形成的不同单质的互变ꎬ属于化学变化ꎬ因为原子之间的排列方式、
结构发生了变化ꎬ化学键改变ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｃ
２􀆰Ｃ
３􀆰Ａ
４􀆰
(１) ④
(２) ②
(３) ③
(４) ⑤
(５) ①
(６) ①
(７) ⑥
５􀆰(１) Ｃ
＋４
Ｏ２
ＣＯ
＋２
(２) ①Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２
②２Ｃ＋Ｏ２(不足)
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ
③２ＣＯ＋Ｏ
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ２
④Ｃ＋ＣＯ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ
６􀆰
(１) ＣＯ　ＣＯ２
(２) 点燃一支蜡烛吊放入井中ꎬ蜡烛熄灭证明井内缺氧
【过程示例】
[引言] 大家已经学过氧和氢两种元素ꎬ今天再来学习形成燃料中的重要元素———
碳ꎮＣ、Ｈ、Ｏ这三种元素与人类的关系非常密切ꎬ是构成生命的基本元素ꎮ目前已知
的几千万种化合物中ꎬ绝大多数都是含碳化合物ꎬ碳是为人类提供能量的燃料的主要
元素ꎮ首先ꎬ大家来认识一下碳的几种单质ꎮ
[板书]
§ ５􀆰２构成燃料中的主要元素———碳
[阅读与讨论] 阅读教材Ｐ１２９表ꎬ讨论推断以下各题:
１􀆰金刚石与石墨各有什么物理特性?
２􀆰试归纳出物质性质与用途的关系?
３􀆰碳还有哪些单质? (阅读教材ꎬ归纳出几种无定形碳的特性ꎬ指出无定形碳实际
上是以石墨为主体ꎬ含有一些杂质的混合物ꎮ从发展的观点看待碳的单质———阅读讨
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论“知识视窗”: 碳单质研究的进展)ꎮ
４􀆰构成碳的各种单质的都是相同的碳原子ꎬ每个碳原子的内部结构都一样(核内
有６个质子和６个中子ꎬ核外有６个电子)ꎬ为什么各种碳单质的物理特性各有不同?
[讲述] 这是由于碳原子(外部) 之间的排列和结合方式不同引起的ꎮ展示: 金
刚石与石墨的结构示意图及教材中Ｃ６０的结构图ꎬ再作比喻解释ꎮ
５􀆰碳有什么化学性质?
( 指导学生阅读教材Ｐ１３２~ １３３ꎬ依下述小结板书之３
讲述ꎮ)
[讲述] 碳的燃烧过程ꎬ可做如下推理:
每一个碳原子需要消耗一个氧分子发生完全燃烧:
Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２􀆺􀆺①　
(放出３２􀆰８ｋＪ􀅰ｋｇ－１热)
假若一半的碳原子燃烧后氧已耗尽ꎬ另一半的碳原子在高温下会与①式生成的ＣＯ２
发生反应(该反应是吸热的):
Ｃ＋ＣＯ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ(吸热) 􀆺􀆺②
由于①、②两式在同一系统中发生ꎬ①式生成的ＣＯ２恰好在②式中消耗了ꎮ两式
相加: ２Ｃ＋Ｏ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ(放热９􀆰２ｋＪ􀅰ｋｇ－１) 􀆺③
③式就是碳的不完全燃烧反应式ꎬ故③式的条件是高温ꎮ如果及时加入氧气ꎬ②
式生成的ＣＯ是可以继续燃烧的:
２ＣＯ＋Ｏ
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ２􀆺􀆺④
现把②、④两式相加便得到①式ꎮ
再引导学生比较①、③两式所产生的热值大小ꎬ深化对完全与不完全燃烧的理解ꎮ
[小结和板书] 一、碳的单质
１􀆰碳的单质———金刚石、石墨、富勒烯ꎮ
２􀆰碳的各种单质都是由碳原子构成的ꎬ由于碳原子之间的排列和结合方式不同ꎬ
各种单质的物理特性差异很大ꎮ
３􀆰碳的化学性质:
①常温下碳的化学性质很稳定ꎮ
②碳的燃烧: 氧气充分时完全燃烧Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２　
热值３２􀆰８ｋＪ􀅰ｋｇ－１ꎻ氧气不
足时不完全燃烧２Ｃ＋Ｏ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ热值９􀆰２ｋＪ􀅰ｋｇ－１
③高温下碳能与某些氧化物反应ꎬ如ꎬＣ＋ＣＯ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯꎮ
[课堂练习] ５􀆰２习题１~ ４题ꎮ
[课外作业] ５􀆰２习题５~ ６题ꎮ
【资料搜索】
１􀆰金刚石
在金刚石晶体中ꎬ碳原子按四面体成键方式互相连接ꎬ组成无限的三维骨架ꎬ是
典型的原子晶体ꎮ每个碳原子都以ｓｐ３杂化轨道与另外４个碳原子形成共价键ꎬ构成正
四面体ꎮ由于金刚石中的Ｃ－Ｃ键很强ꎬ所以所有的价电子都参与了共价键的形成ꎬ没
有自由电子ꎬ所以金刚石硬度非常大ꎬ熔点在华氏６９００度ꎮ金刚石在纯氧中燃点为
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图５－２　　
７２０~ ８００℃ꎬ在空气中为８５０~ １０００℃ꎬ而且不导电ꎮ在工业上ꎬ金刚石主要用于制
造钻探用的探头和磨削工具ꎬ形状完整的还用于制造首饰等高档装饰品ꎬ其价格十分
昂贵ꎮ
金刚石的摩氏硬度为１０°ꎬ由于硬度最高ꎬ钻石的切削和加工必须使用金刚石粉或
激光(比如５３２ｎｍ或者１０６４ｎｍ波长激光) 来进行ꎮ金刚石的密度为３􀆰５２ｇ/ ｃｍ３ꎬ折
射率为２􀆰４１７ꎬ色散率为０􀆰０４４ꎮ
金刚石由于折射率高ꎬ在灯光下显得熠熠生辉ꎬ称作钻石ꎮ巨型的美钻价值连城ꎬ
而渗有深颜色的钻石的价钱更高: 当钻石带有蓝、绿或粉红色属十分罕有ꎬ因而颜色
深而鲜艳则价钱很高ꎻ目前最昂贵的有色钻石ꎬ要属带有浓艳红色的钻石ꎮ
２􀆰石墨
石墨是一种矿物名ꎬ通常产于变质岩中ꎬ是煤或碳质岩
石(或沉积物) 受到区域变质作用或岩浆侵入作用形成的ꎮ
石墨是金刚石的一种同素异形体ꎬ每个碳原子的周边
联结着另外三个碳原子ꎬ排列方式呈蜂巢式的多个六边
形ꎮ由于每个碳原子均会放出一个电子ꎬ那些电子能够自
由移动ꎬ因此石墨属于导电体ꎮ石墨是其中一种很软的矿
物ꎬ不透明且触感油腻ꎬ颜色由铁黑到钢铁灰ꎬ形状呈晶
体状、薄片状、鳞状、条纹状、层状体或散布在变质岩
中ꎮ化学性质不活泼ꎬ具有耐腐蚀性ꎮ
３􀆰鉴别矿物相对硬度的标准———摩氏硬度计
摩氏硬度ꎬ又译莫氏硬度ꎬ是一种利用矿物的相对刻划硬度划分矿物硬度的标准ꎬ
该标准是德国矿物学家腓特烈􀅰摩斯(德语: ＦｒｉｅｄｒｉｃｈＭｏｈｓ) 于１８１２年提出的ꎮ
摩氏硬度标准将十种常见矿物的硬度按照从小到大分为十级ꎬ即(１) 滑石、
(２) 石膏、(３) 方解石、(４) 萤石、(５) 磷灰石、(６) 正长石、(７) 石英、(８) 黄
玉、(９) 刚玉、(１０) 金刚石ꎮ具体鉴定方法是ꎬ在未知硬度的矿物上选定一个平滑
面ꎬ用上述已知矿物的一种加以刻划ꎬ如果未知矿物表面出现划痕ꎬ则说明未知矿物
的硬度小于已知矿物ꎻ若已知矿物表面出现划痕ꎬ则说明未知矿物的硬度大于已知矿
物ꎮ如此依次试验ꎬ即可得出未知矿物的相对硬度ꎮ
若某种矿物的硬度在两种标准矿物之间ꎬ则会用“􀆰５” 表示ꎬ例如黄铁矿的摩氏
硬度为６􀆰５ꎮ需要指出ꎬ摩氏硬度是一种相对标准ꎬ与绝对硬度并无正比关系ꎮ
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４􀆰炭黑
炭黑是一种黑色粉末状的无定形碳ꎮ炭黑是由平均直径为２~ ３ｎｍ的球状或链状粒
子聚积而成的ꎬ内部是含有直径３~５００ｎｍ的微结品结构ꎬ可以和各种游离基反应ꎮ炭黑
的比重为１􀆰８~１􀆰９ꎬ颗粒状炭黑的比重为０􀆰３５~０􀆰４ꎬ粉末状炭黑的比重为０􀆰０４~０􀆰０８ꎮ
烃在８００℃以上的高温下ꎬ用数毫秒的时间进行碳化ꎬ就得到了炭黑ꎮ以天然气
和石油馏分为原料ꎬ在炉中进行部分燃烧ꎬ得到炉炭黑ꎮ另外根据原料和制法的不同
还有槽法、乙炔法、热裂解法、灯法等ꎬ其用途也不相同ꎮ
炭黑主要作为橡胶增强剂使用ꎬ用于汽车轮胎的制造ꎮ其他还用作颜料(油墨、
塑料、涂料用)ꎬ干电池用导电剂ꎬ催化剂载体、超硬质合金材料ꎮ全球炭黑约有７０％
用于轮胎的制造ꎬ２０％用在其他橡胶ꎬ其余不到１０％则用于塑料添加剂、染料、印刷
油墨等工业ꎮ
５􀆰活性炭
活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳ꎮ活性炭主要成分除了碳以外还有氧、
氢等元素ꎮ活性炭在结构上由于微晶碳是不规则排列ꎬ在交叉连接之间有细孔ꎬ在活
化时会产生碳组织缺陷ꎬ因此它是一种多孔碳ꎬ堆积密度低ꎬ比表面积大ꎮ
活性炭的孔隙半径大小可分为: ①大孔: 半径> ２００００ｎｍꎻ
②过渡孔: 半径１５０~ ２００００ｎｍꎻ
③微孔: 半径< １５０ｎｍꎮ活性炭的成品有粉末炭、造粒炭与破碎炭ꎮ
主要活化方法:
(１) 木炭、果壳炭、煤等原料经造粒后ꎬ在１０００℃下用水蒸气、二氧化碳、进行
活化的气体活化法ꎮ
(２) 干燥后的原料用氯化锌溶液浸渍ꎬ混合ꎬ在５００~ ７００℃下加热ꎬ进行碳化或
活化ꎬ称为药剂活化法ꎮ
活性炭是疏水性的吸附剂ꎬ具有对非极性物质有选择性吸附的特性ꎬ还具有由碳
表面的官能团产生的催化作用和碳本身作为反应物质的性质ꎮ关于它的反应机理现在
还有许多不清楚的地方ꎮ
活性炭的吸附性减弱后ꎬ可以再生ꎮ把活性炭置于容器里ꎬ通入一定压强的水蒸
气ꎬ然后在一定量氧气存在下ꎬ加热到４００℃ꎬ可除掉表面上的吸附物质ꎮ
６􀆰吸附作用
吸附也属于一种传质过程ꎬ物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力ꎬ但物
质表面的分子ꎬ其中相对物质外部的作用力没有充分发挥ꎬ所以液体或固体物质的表
面可以吸附其他的液体或气体ꎬ尤其是表面面积很大的情况下ꎬ这种吸附力能产生很
大的作用ꎬ所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附ꎬ如活性炭、水膜等ꎮ吸附过
程有两种情况:
(１) 物理吸附ꎬ在吸附过程中物质不改变原来的性质ꎬ因此吸附能小ꎬ被吸附的
物质很容易再脱离ꎬ如用活性炭吸附气体ꎬ只要升高温度ꎬ就可以使被吸附的气体逐
出活性炭表面ꎮ
(２) 化学吸附ꎬ在吸附过程中不仅有引力ꎬ还运用化学键的力ꎬ因此吸附能较大ꎬ
要逐出被吸附的物质需要较高的温度ꎬ而且被吸附的物质即使被逐出ꎬ也已经产生了
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化学变化ꎬ不再是原来的物质了ꎬ一般催化剂都是以这种吸附方式起作用ꎮ
还有一种可以进行连续操作的分子筛ꎬ物料连续进入填充床ꎬ分子筛可以只吸附
固定体积的分子ꎬ再释放ꎬ而将体积过大的分子拦住ꎬ石油气和天然气的分离经常采
用这种方式ꎮ
吸附作用是催化、脱色、脱臭、防毒等工业应用中必不可少的单元操作ꎮ
７􀆰一氧化碳的毒性
一氧化碳ꎬ分子式ＣＯꎬ是一种无色ꎬ无嗅ꎬ无味ꎬ含剧毒的气体ꎬ比空气略轻ꎮ
在水中的溶解度甚低ꎬ但易溶于氨水ꎮ空气混合爆炸极限为１２􀆰５％~ ７４％ꎮ一氧化碳
是含碳物质不完全燃烧的产物ꎮ也可以作为燃料使用ꎬ煤和水在高温下可以生成水煤
气(一氧化碳与氢气的混合物)ꎮ有些现代技术ꎬ如炼铁ꎬ还是会产生副产品的一氧化
碳ꎮ一氧化碳是可用作身体自然调节炎症反应的三种气体之一(其他两种是一氧化氮
和硫化氢)ꎮ
由于一氧化碳与体内血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大２００~ ３００倍ꎬ
而碳氧血红蛋白较氧合血红蛋白的解离速度慢３６００倍ꎬ当一氧化碳浓度在空气中达到
３５ｐｐｍꎬ就会对人体产生损害ꎬ会造成一氧化碳中毒或煤气中毒ꎮ浓度低至６６７ｐｐｍ
可能会导致高达５０％人体的血红蛋白转换为羰合血红蛋白ꎬ可能会导致人的昏迷和死
亡ꎮ香烟中亦含有一氧化碳ꎮ最常见的一氧化碳中毒症状ꎬ如头痛ꎬ恶心ꎬ呕吐ꎬ头
晕ꎬ疲劳和虚弱的感觉ꎮ一氧化碳中毒症状包括视网膜出血以及异常樱桃红色的血ꎮ
暴露在一氧化碳中可能严重损害心脏和中枢神经系统ꎬ会有后遗症ꎮ一氧化碳可能令
孕妇胎儿产生严重的不良影响ꎮ
预防一氧化碳中毒注意事项:
(１) 选择符合国家有关标准的用气设备(燃气燃烧器具)ꎬ不要使用直排式热水器
等已淘汰的产品以及超过使用年限的用气设备(燃气燃烧器具)ꎮ目前还在使用此类的
用户ꎬ应立即更换ꎬ避免用气事故的发生ꎮ
(２) 做好冬季室内的通风ꎮ冬季较为寒冷ꎬ保暖密封条件较好的用户ꎬ尤应注意
在使用燃气时先将厨房门窗、排风扇打开ꎬ使空气得到流通ꎮ如果通风不足ꎬ燃气燃
烧不完全ꎬ会产生一氧化碳ꎬ使人窒息ꎬ危及人的生命ꎮ
５􀆰３　二氧化碳的性质和制法
【教学地位】二氧化碳是学生继水之后比较系统地研究的第二种化合物ꎬ其性质和
制法是初中化学核心知识之一ꎮ跟水一样ꎬ二氧化碳也是学生非常熟悉的物质ꎬ但是
因为它是看不见闻不到的气体ꎬ所以不如对水那样有深刻的印象ꎮ
教材通过一系列的实验活动ꎬ引导学生认识了二氧化碳重要性质后ꎬ从反应物状
态、反应条件、气体性质等角度ꎬ回顾并对比制取氧气发生和集气装置的选用ꎬ交流
讨论出制取二氧化碳装置的设想ꎬ并组装仪器制取并检验二氧化碳ꎻ然后了解二氧化
碳对人类生活和环境的影响ꎬ了解碳的循环ꎮ整课的安排充分体现了从感性认识上升
到理性认识的认知规律ꎮ本节课按照新课标“从生活走进化学ꎬ从化学走向社会” 这
一教学宗旨ꎬ围绕三维目标的达成展开一系列的科学探究活动ꎬ在学习和探究过程中
能提高学生利用所学的知识理解和解释相关化学问题的素养ꎮ因此ꎬ上好本课对学生
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学习元素化合物知识、增强化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响ꎮ
【教学目标】
１􀆰掌握ＣＯ２的性质及用途ꎮ
２􀆰初步学会制取ＣＯ２ꎬ了解实验室制备气体的思路和方法ꎮ
３􀆰了解温室效应ꎬ增强环保意识ꎬ增强学生对社会与环境的责任感ꎮ
４􀆰认识自然界中的碳循环ꎮ
【课时安排】３课时ꎮ第１课时: ＣＯ２的性质ꎻ第２课时: ＣＯ２的制法ꎻ第３课时:
学生实验ꎮ
【教学重点】ＣＯ２的性质ꎬＣＯ２的实验室制法ꎮ
【教学难点】ＣＯ２实验室制法的选用装置和操作方法的原理ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
启发性、科学性、探究性、师生协同性和理论联系实际原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “情景—交流” 式: 创设生产生活中关于二氧化碳存在、性质、用途等情景
(如“屠狗洞” “温室效应” “碳酸饮料” 等)ꎬ启发学生进行交流ꎬ在轻松自如的交流
中掌握二氧化碳的性质和用途ꎮ
(２) “实验—探究” 式: 学生普遍都对化学实验产生浓厚的兴趣ꎬ引导学生以项目
学习活动的方式进行二氧化碳性质和制取的实验活动ꎬ能让学生学会科学探究的方法ꎬ
体会到获取知识的一般途径ꎻ针对气体发生装置的各种组合方案的分析与评价ꎬ能培
养学生科学的思维方法及批判性思维和创新精神ꎮ
(３) “启发—引导” 式: 因为学生已有氧气的实验室制法的基础ꎬ通过分析对比氧
气的制取装置ꎬ启发学生思考选择制气装置的多种因素ꎬ进而引导学生根据所提供的
仪器和药品ꎬ开展小组讨论ꎬ组合出各种制取二氧化碳的发生装置和收集装置ꎬ并进
行交流和评价ꎬ确定最佳实验方案ꎮ
(４) “自主—学习” 式: 引导学生利用互联网或文献资料了解二氧化碳对人类和环
境的影响ꎮ
(５) “互动—交流” 式: 在仪器的选择与组装的交流活动中ꎬ培养学生分析问题能
力、表达和概括的能力ꎬ培养学生交流的意识与团队协作的精神ꎮ
３􀆰实施建言
(１) ＣＯ２的性质ꎬ是在碳的燃烧过程及产物的基础上学习的ꎮ
①二氧化碳能变成液体和固体ꎬ特别是干冰的升华ꎬ对学生来说是比较新的知识ꎬ
可以用学生比较熟悉的樟脑丸直接气化的例子来说明ꎮ
②对于ＣＯ２性质的学生实验活动ꎬ要尽量创造条件做好有关实验ꎮ
③在化学性质里ꎬ最重要的性质是不支持燃烧和供给呼吸ꎬ这个知识是学生早就
知道的ꎬ但[实验５－５] 倾倒二氧化碳灭火的实验ꎬ将无色、比空气重的二氧化碳气
体从集气瓶中慢慢地倒出来ꎬ把空气排出去ꎬ使二支不同高度的蜡烛先后熄灭ꎬ对学
生还是有很大的吸引力ꎮ而且该实验无疑地对向上排空气法收集气体提供了丰富的感
性材料ꎮ
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④在做ＣＯ２溶于水显酸性时ꎬ学生未学习到酸的知识ꎬ但他们的生活经验知道醋
酸ꎬ可增加一个对比实验(用醋酸与石蕊溶液相遇)ꎮ
⑤对于ＣＯ２与Ｈ２Ｏ的化合和Ｈ２ＣＯ３的分解过程ꎬ需向学生指明这是两个不同的
过程ꎮ
(２) 关于ＣＯ２的实验室制取与检验ꎮ可通过复习、对比氧气的实验室制法进行学
习ꎮ可就教材中“实验设计” 环节引导学生围绕气体发生和收集装置进行思考ꎬ引导
学生在交流中发生思维的碰撞ꎬ归纳出实验室制取气体的一般思路和方法ꎮ
(３) 如果条件许可ꎬ可增加以下实验:
①用抽滤瓶演示简易灭火器的实验ꎮ
②分三组学生分别完成以下实验ꎬ观察反应的情况ꎬ经过讨论分析确定实验室制
取ＣＯ２的理想药品ꎮ
ａ􀆰稀盐酸＋碳酸钠: 反应速度太快ꎬ难以控制ꎮ
ｂ􀆰稀硫酸＋大理石粒: 生成的硫酸钙微溶于水ꎬ覆盖在大理石的表面而阻止反应
的进一步进行ꎬ不久反应便停止进行ꎮ
ｃ􀆰稀盐酸＋大理石粒: 反应速度适中ꎬ容易控制ꎻ大理石比碳酸钠成本低ꎮ
(４) 二氧化碳的用途非常多ꎬ学习时尽可能与它的性质结合起来ꎬ以利于学生的
掌握ꎮ可让学生根据生活经验各抒己见ꎬ并引导他们互相交流ꎬ相互补充ꎬ再由教师
点评ꎬ让学生感受到生活与化学紧密联系ꎬ明白二氧化碳既可以造福于人类ꎬ又会因
“温室效应” 的加剧而给人类带来灾难ꎬ体会到性质决定用途ꎮ所以利用好、控制好二
氧化碳是人类永恒的话题ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法:
运用“实验—探究” “讨论一归纳” 法突破难点ꎮ
①关于二氧化碳实验室制取方法的探究ꎬ要鼓励学生围绕提出的问题积极思考ꎬ
大胆尝试ꎬ不论结果如何重在学生的参与ꎬ老师要适时地对各种的设想、各种的方案
给予肯定、赏识ꎬ探究和分析讨论的过程都必须调动学生的积极性ꎬ充分发挥学生的
主体作用ꎮ
②对于二氧化碳性质ꎬ在进行实验活动的过程中ꎬ要引导学生学会观察ꎬ学会思
考ꎬ学会分析ꎬ通过头脑风暴归纳出二氧化碳性质的主要现象和核心知识ꎬ从而培养
学生的参与意识和团队精神ꎬ并学会归纳ꎬ学会总结ꎮ
２) 易错点
只要使木条的火星或火焰熄灭的就是ＣＯ２———错! 氮气也不助燃ꎬ也会使木条的火
星或火焰熄灭ꎮ
３) 疑难解释
①二氧化碳不支持燃烧ꎬ可作灭火剂ꎬ但不能用于活泼金属的灭火ꎬ原因是活泼
金属能在二氧化碳中燃烧ꎬ如ꎬ２Ｍｇ＋ＣＯ２
点燃
􀪅􀪅２ＭｇＯ＋Ｃꎮ因此我们通常所说二氧化碳
不支持燃烧是有条件的ꎮ
②碳酸钙是难溶于水的白色固体ꎬ２５℃时在水中的溶度积为４􀆰８× １０－９ꎮ碳酸钙能
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溶于过量的二氧化碳水溶液中ꎬ反应方程式为ＣａＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ􀪅􀪅Ｃａ(ＨＣＯ３) ２ꎮ
当２０℃及ＣＯ２的压强为０􀆰９８２× １０５Ｐａ时ꎬ碳酸钙在水中的溶解度为０􀆰１０９克/ １００
克水ꎮ２０℃时ꎬ当ＣＯ２持续通入饱和石灰水中ꎬ开始不久后产生的白色沉淀最终能否
完全消失呢? 有关计算如下:
已知２０℃时ꎬＣａ(ＯＨ) ２的溶解度为０􀆰１６５克/ １００克水ꎬ此时每升饱和石灰水的
浓度为０􀆰１６５× １０/ ７４× １＝０􀆰０２２３ｍｏｌ􀅰Ｌ－１ꎬ即每升溶液能生成０􀆰０２２３ｍｏｌＣａＣＯ３ꎮ
在０􀆰９８２× １０５Ｐａ压力下２０℃时ＣａＣＯ３的溶解度０􀆰１０９克/ １００克水ꎬ即每升溶液
中能溶解的ＣａＣＯ３为０􀆰１０９× １０/ １００× １＝０􀆰０１０９ｍｏｌ􀅰Ｌ－１ꎮ
∵０􀆰０１０９< ０􀆰０２３３　　∴生成的０􀆰０２３３ｍｏｌＣａＣＯ３不能完全溶解ꎮ
又∵０􀆰０２３３/ ０􀆰０１０９＝２􀆰０５倍
∴要保证最后得到清液ꎬ至少要加入１􀆰０５倍体积的水去稀释饱和石灰水ꎮ这就是
石灰水过于浓ꎬ持续通入ＣＯ２也不能最终得到清液的原因ꎮ
③制取ＣＯ２为什么只用盐酸ꎬ不用硝酸和硫酸? 本来用硝酸也行ꎬ但硝酸价格贵、
盐酸相对便宜ꎻ不能用硫酸则因为生成的ＣａＳＯ４微溶于水ꎬ在ＣａＣＯ３表面形成一层
ＣａＳＯ４难溶物包裹在ＣａＣＯ３表面ꎬ阻止了硫酸与ＣａＣＯ３的进一步接触ꎮ所以反应开始
会有少量气泡ꎬ过一会儿就不再产生气泡(今后学到的氢气制取不能用铅与稀硫酸反
应ꎬ也是这个原因)ꎮ
【实验活动】
[实验５－５] 目的是认识ＣＯ２的密度比空气大、不支持一般燃料的燃烧(支持活
泼金属的燃烧)ꎮ
实验前可增加一个演示: 把一集气瓶的水沿烧杯内壁缓慢倾倒ꎬ观察杯内水面的
上升ꎬ让学生“看到” 杯内的空气逐渐向上排出ꎮ进而引导学生观察后面的实验时会
想象ＣＯ２ꎬ如何倒入烧杯内且比空气重ꎮ
倾倒ＣＯ２时ꎬ集气瓶口的玻璃片不要完全拿开ꎬ只需露出集气瓶口的三分之一即
可ꎮ倾倒要缓慢ꎬ要紧靠杯口内壁ꎮ如果从烧杯中央骤然倒入ꎬ可能会使高位蜡烛先
熄灭或两支同时熄灭ꎮ高位蜡烛的火焰不能接近杯口ꎬ如果其外焰在杯口水平面附近ꎬ
高位蜡烛可能不会熄灭ꎮ两支蜡烛的高低差别也应明显ꎬ使蜡烛能明显地自下而上先
后熄灭ꎬ进而说明ＣＯ２沿烧杯壁注入时ꎬ像倒水那样慢慢聚集在烧杯底ꎬ自下而上使
蜡烛熄灭ꎮ喇叭形纸筒若用纸制太薄ꎬ不小心会被蜡烛火焰点燃ꎬ最好改用纸板或薄
金属片制作ꎮ
[实验５－６] 目的是得出以下结论: ①石蕊是一种色素ꎬ遇酸会变成红色ꎻ②水不
能使紫色石蕊变成红色ꎬＣＯ２也不能使紫色石蕊变为红色ꎻ③ＣＯ２溶解于水ꎬ与Ｈ２Ｏ
反应生成Ｈ２ＣＯ３ꎬＨ２ＣＯ３能像醋酸那样使紫色石蕊变成红色ꎻ④Ｈ２ＣＯ３不稳定ꎬ容易
分解成Ｈ２Ｏ和ＣＯ２(遇热时更易分解)ꎮ
学生未学到酸和指示剂的知识ꎬ建议增加一个醋酸＋石蕊的对照实验: 取３支干
净试管ꎬ分别加入３ｍＬ水和１滴紫色石蕊试液ꎬ向第１支试管加入几滴醋酸ꎬ向第２
支试管通入ＣＯ２ꎬ第３支试管留作对照ꎬ观察有关现象ꎮ再对第２支试管加热ꎮ该实验
亦可设计如下: ①向干燥的石蕊小花( 紫色) 喷洒醋酸ꎻ②向干燥石蕊小花喷水ꎻ
③直接把干燥小花伸入ＣＯ２中ꎻ④把喷水后的小花伸入ＣＯ２中ꎻ⑤将④之小花取出离
火焰较远处稍做加热ꎮ
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[实验５－７] ＣＯ２与澄清石灰水的反应ꎮ
ＣＯ２是酸性氧化物ꎬ是易分解的碳酸的酸酐ꎬ所以它能与碱溶液反应ꎮ
该实验要求得到白色沉淀ꎬ防止过量吹入ＣＯ２而使白色沉淀消失ꎮ所用的石灰水
要新制ꎬ浓度要尽量大ꎮ
实验时ꎬ应向学生指出是吹气ꎬ不是吸吮ꎮ可同时向两支试管内吹气ꎬ事先不说
出哪一支是澄清石灰水ꎬ哪一支是水ꎮ通过观察ꎬ引导学生认识鉴别石灰水的方法ꎮ
再设问: 若两支试管都装有石灰水ꎬ分别通入氧气和二氧化碳ꎬ只有一支试管内出现
白色浑浊ꎬ则通入该试管的气体就是ＣＯ２ꎬ这就是鉴别ＣＯ２的方法ꎮ教学时可复习２􀆰１
空气的成分中[ 实验２－２]
“ 我们的呼吸作用”ꎬ指出我们吹入的气体含有较多
的ＣＯ２ꎮ
[实验５－８] 二氧化碳的实验室制取与检验ꎮ
要充分引导学生交流和评价ꎬ启发学生积极挖掘更多的发生装置ꎬ并对其优缺点
进行分析和评价ꎮ
仪器装配好后ꎬ要检查装置的气密性ꎮ长颈漏斗要插进瓶底ꎬ加入的盐酸要浸没
长颈漏斗下端形成液封ꎬ以免ＣＯ２从长颈漏斗逸出ꎮ向上排气法收集时ꎬ导气管要插
进集气瓶底部ꎬ以保证瓶内原有的空气完全排净ꎮ
ＣＯ２的密度是空气的１􀆰５３倍ꎬ故能用向上排空气法收集ꎮＣＯ２能溶于水且与水反
应生成碳酸ꎬ故通常不用排水集气法收集ꎮ但是ꎬＣＯ２在水中的溶解度不大ꎬ２０℃时１
升水只能溶解０􀆰８７８ＬＣＯ２ꎬＣＯ２与水反应生成Ｈ２ＣＯ３实际上也只有约１％的ＣＯ２生成
Ｈ２ＣＯ３其余仍以ＣＯ２分子溶于水中ꎬ碳酸很不稳定ꎬ只存在于水溶液中ꎬ从未以纯酸
的形式分离出来过ꎮ因此ꎬ用排水法收集ＣＯ２时ꎬ消耗在水中的气体量不多(浪费不
大)ꎬ且生成的Ｈ２ＣＯ３很少ꎬ又能洗去随气体带出来的盐酸酸雾ꎬ有利于收集到较纯净
的ＣＯ２ꎬ所以有些资料说也能用排水法收集ＣＯ２ꎮ同样道理也能使用启普发生器制取
ＣＯ２ꎮ不过在刚学化学时ꎬ为有利于学生掌握实验室制备收集气体的思路和方法ꎬＣＯ２
的最佳收集方法还应定为向上排气法ꎮ
大理石颗粒的大小与气体生成速度有关ꎬ颗粒越小ꎬ总的表面积就越大ꎬ反应就
越快ꎬ但收集就比较困难ꎮ
盐酸的浓度过高时ꎬ制得的ＣＯ２常混有盐酸酸雾(氯化氢气体)ꎬ且反应速度过
快ꎬ使收集造成困难ꎮ盐酸太稀ꎬ气体生成速度又太慢ꎮ一般采用６ｍｏｌ􀅰Ｌ－１盐酸
(２０％、密度１􀆰１ｇ􀅰ｃｍ－３) 为宜ꎮ
【习题答案】
１􀆰Ｃ
２􀆰
氧化物
化学式
能否跟水
生成酸
能否使石灰水
变浑浊
能否燃烧
有无毒性
二氧化碳
ＣＯ２
√
√
×
×
一氧化碳
ＣＯ
×
×
√
√
３. ①ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ􀪅􀪅Ｈ２ＣＯ３　　②Ｈ２ＣＯ３􀪅􀪅Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑
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③ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌ􀪅􀪅ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑
④ＣＯ２＋Ｃａ(ＯＨ) ２􀪅􀪅ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ
４. (略)
５. (１) ｈｉ或ｂｉ或ｃｉ　　③④　　ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌ􀪅􀪅ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２􀲔
(２) ｄ　二氧化碳的密度比空气大
６. (１) Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２　　(２) ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ􀪅􀪅Ｈ２ＣＯ３
(３) 葡萄糖
氧气
(４) 低碳
大力植树造林ꎬ提高空气中二氧化碳的
消耗
７􀆰略
【过程示例】
〚第一课时〛
１􀆰新课引入
视频播放: 意大利“屠狗洞”ꎬ激发学生的求知欲望ꎮ
２􀆰新课讲授
[探究活动] 师生结合进行以下演示活动:
(１) 观察一瓶二氧化碳气体ꎬ将一只蝗虫或蟑螂放入瓶中盖紧ꎬ观察现象ꎮ
(２) 演示二氧化碳倾倒实验ꎮ
(３) 向集满二氧化碳软塑料瓶中加入约１/ ３的水ꎬ拧紧瓶盖ꎬ振荡后观察现象ꎮ
(培养学生归纳、总结、质疑、辩论问题的能力ꎬ尽可能引导学生在质疑解疑中碰
撞出火花ꎬ生成新问题ꎮ)
(４) 设计实验进行证明二氧化碳与水的反应ꎮ
①向上述软塑料瓶中的水里滴加紫色石蕊试液———变红———学生猜想是什么使紫
色石蕊试液变红的(水、二氧化碳或水与二氧化碳反应产生的新物质) ———学生分组
讨论———结合课本设计并汇报方案———师生分析方案的可行性———学生到讲台上实施
方案并记录现象———教师引导分析现象并得出结论(是水与二氧化碳反应产生的新物
质使紫色石蕊试液变红的)ꎮ
②对比实验:
ａ. 向干燥的紫花上喷洒食醋ꎻ
ｂ. 向干燥的紫花上喷洒盐酸ꎻ
ｃ. 向干燥的紫花上喷洒水ꎻ
ｄ. 将干燥的紫花放入充满二氧化碳的集气瓶ꎻ
ｅ. 向干燥的紫花上喷洒水后放入充满二氧化碳的集气瓶———观察现象———得出结
论: 紫色石蕊试液遇酸会变成红色———推理: 水与二氧化碳反应产生的新物质使紫色
石蕊试液变成了红色ꎬ所以ꎬ水与二氧化碳反应产生的新物质是一种酸ꎮ
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ􀪅􀪅Ｈ２ＣＯ３
(５) 向一瓶二氧化碳中加入适量的澄清的石灰水ꎬ观察现象ꎬ得出结论ꎮ
ＣＯ２＋Ｃａ(ＯＨ) ２􀪅􀪅ＣａＣＯ３↓＋Ｈ２Ｏ(用来鉴定二氧化碳)
③碳酸的不稳定性: 将变红的紫色石蕊试液进行加热———红色重新变成紫色———
碳酸不稳定ꎮ
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Ｈ２ＣＯ３􀪅􀪅ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
(通过学生自主探究ꎬ增强学生探究问题的主动性和创造性ꎬ在实践中去发现问
题、解决问题ꎬ并且在小组探究中ꎬ体会到学习的快乐ꎬ并养成愿意与他人合作、交
流、共同解决问题的良好品质ꎮ)
[讨论交流]
上述事实和实验反映了ＣＯ２哪些物理性质? 哪些化学性质?
(让学生充分讨论补
充ꎬ教师再归纳)ꎮ得出:
(一) 二氧化碳的性质
１􀆰二氧化碳的物理性质:
(１) 无色、无味　
(２) 密度比空气大　
(３) 能溶于水　
(４) 加压降温成白色
固体———干冰ꎬ能升华ꎮ
２􀆰二氧化碳的化学性质
(１) 既不能燃烧ꎬ也不支持燃烧
(２) 二氧化碳不能供给呼吸
(３) 二氧化碳与石灰水的反应
(４) 二氧化碳与水的反应
(二) 二氧化碳对生活和环境的影响
[教师活动]
同学们知道了这么多二氧化碳的知识ꎬ那么它对生活和环境有什么影响呢? 请小
组讨论总结ꎮ
(通过学生讨论总结ꎬ既培养学生归纳总结问题和能力ꎬ同时培养学生将已有的知
识能应用到实践中去)
１􀆰灭火ꎮ２􀆰不能供给呼吸(可用于保存物品)ꎮ
(从物质的两面性引导学生回答ꎬ以培养学生的唯物主义思想ꎬ并注意引导学生将
用途与性质结合起来ꎬ加深“性质决定用途” 的知识印象ꎮ)
[当堂作业] ５􀆰３习题１、２、４题ꎮ
[课外作业] ５􀆰３习题第３题ꎮ
〚第二课时〛
ＣＯ２的实验室制法ꎮ
[复习提问]
(１) ＣＯ２有哪些物理性质和化学性质?
(２) 实验室制取Ｏ２的反应原理和装置是什么?
[小结] 实验室制取氧气的原理是利用高锰酸钾在加热条件下或用过氧化氢在二氧
化锰催化下分解ꎬ得到氧气ꎮ
[教师活动] 投影出制取Ｏ２的几套装置图ꎬ通过讨论得出这些装置图的适用范围:
(１) 当用固体反应ꎬ需要加热产生气体时ꎬ可采用高锰酸钾制取氧气的装置ꎮ
(２) 当用固体与液体反应ꎬ不需加热就能生成气体时ꎬ可用过氧化氢制氧气的
装置ꎮ
[提问]
(１) 在实验室如何收集Ｏ２ꎬ根据它的什么性质?
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(２) 如何检验Ｏ２?
[学生活动] 通过讨论得出以下结论:
(１) 根据气体的物理性质(密度和溶解性) 决定采用什么方法收集ꎮ
(２) 利用物质的特性来检验物质ꎮ
[总结板书] 实验室制取气体的思路和方法是:
１􀆰首先了解在实验室的条件下ꎬ用什么药品ꎬ通过什么最简便迅速的化学反应制
取这种气体ꎮ
２􀆰根据反应物的状态、反应条件和生成气体的物理性质ꎬ来设计实验装置ꎬ决定
采用什么方法收集ꎮ
３􀆰需要通过什么实验来验证制得的气体就是所要制的气体ꎮ
[讲解] 根据以上思路ꎬ我们来学习二氧化碳的实验室制法ꎮ
[板书] 一、实验室制取二氧化碳的反应原理
[学生活动] 阅读教材Ｐ１３８~ Ｐ１４０ꎮ
[板书] １􀆰药品: 大理石(石灰石) 和稀盐酸
２􀆰化学方程式: ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌ􀪅􀪅ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑
[学生活动] 讨论实验室制取ＣＯ２时ꎬ能否将稀ＨＣｌ换成稀Ｈ２ＳＯ４? 能否将ＣａＣＯ３
换成Ｎａ２ＣＯ３?
[演示实验] 向装有大理石的试管中加入稀ＨＣｌꎬ另一支也装有大理石的试管中加
入稀Ｈ２ＳＯ４ꎬ让学生观察实验现象ꎮ
[讲解] 大理石跟稀Ｈ２ＳＯ４反应一段时间就停止放出气体ꎬ是由于ＣａＣＯ３和Ｈ２ＳＯ４
反应生成的ＣａＳＯ４微溶于水ꎬ覆盖在大理石表面ꎬ阻止大理石和Ｈ２ＳＯ４接触ꎬ反应就
停止了ꎬ所以不能用稀Ｈ２ＳＯ４代替稀ＨＣｌꎮ
[演示试验] 取两支试管ꎬ一支装有大理石ꎬ另一支装有碳酸钠ꎬ都加入盐酸ꎮ
[学生活动] 观察两支试管中产生气体的程度ꎬ思考碳酸钠和盐酸反应生成的二氧
化碳是否容易收集ꎮ
[目的意图] 通过上面的演示实验ꎬ使学生理解掌握实验室制取二氧化碳所用药品
和依据的反应原理ꎮ
[提问] 根据实验室制取二氧化碳的反应原理ꎬ确定制取二氧化碳可采用什么
装置?
[板书] 二、实验室制取二氧化碳的装置
１􀆰装置与过氧化氢制取氧气的装置相似ꎮ
[讲解] 采用与过氧化氢制取氧气相同的装置ꎬ指出反应的容器可以是锥形瓶、平
底烧瓶、广口瓶、大试管、启普发生器等ꎬ并强调装置的正确性和原因ꎮ
[提问] 根据ＣＯ２的物理性质ꎬ采用什么方法来收集ＣＯ２呢?
[板书] ２􀆰收集方法: 采用向上排空气法ꎬ通常不宜用排水法ꎮ
[实验] 实验室制取二氧化碳ꎮ
[提问] (１) 如何检验生成的气体是二氧化碳? (２) 如何证明集气瓶中充满了二
氧化碳?
[总结板书] 三、二氧化碳的检验方法
１􀆰检验方法: 将生成的气体通入澄清的石灰水中ꎬ如果石灰水变浑浊ꎬ则证明该
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气体为ＣＯ２ꎮ
２􀆰验满方法: 将燃着木条放在集气瓶口ꎬ如木条熄灭ꎬ证明瓶内充满ＣＯ２ꎮ
[学生实验] 实验室制取ＣＯ２ꎮ
[阅读] 教材Ｐ１４０~ Ｐ１４２“二氧化碳对人类生活和环境有何影响?”
“ 知识窗”
“自然界中碳是怎样循环的?” 回答“图５－１６” 问题ꎮ
[课外作业] ５􀆰３习题５~ ７题ꎮ
〚第三课时〛Ｐ１５７~ Ｐ１５８实验三(略)
【资料搜索】
１􀆰二氧化碳主要用途
(１) 灭火: 因为二氧化碳不燃烧ꎬ又不支持一般燃烧物的燃烧ꎬ同时二氧化碳的
密度又比空气的密度大ꎬ所以常用二氧化碳来灭火ꎮ用二氧化碳来隔绝空气ꎬ以达到
灭火的目的ꎮ
(２) 制冷剂: 固体的二氧化碳(干冰) 在融化时直接变成气体ꎬ融化的过程中吸
收热量ꎬ从而降低了周围的温度ꎮ所以ꎬ干冰经常被用来做制冷剂ꎮ
(３) 人工降雨: 用飞机在高空中喷撒干冰ꎬ可以使空气中的水蒸气凝结ꎬ从而形
成人工降雨ꎮ
(４) 工业原料: 在化学工业上ꎬ二氧化碳是一种重要的原料ꎬ大量用于生产纯碱、
小苏打、尿素、碳铅白颜料等ꎮ在轻工业上ꎬ用高压溶入较多的二氧化碳ꎬ可用来生
产碳酸饮料、啤酒、汽水等ꎮ
(５) 贮藏食品: 由于缺氧和二氧化碳本身的抑制作用ꎬ用二氧化碳贮藏的食品ꎬ
可有效地防止食品中细菌、真菌、虫子生长ꎬ避免变质和有害健康的过氧化物产生ꎬ
并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分ꎮ如瑞典一家公司就推出了用充满了１００％
的二氧化碳气体的包装、容器、贮藏室来贮藏肉类的新方法ꎮ
(６) 干洗: 目前最普遍的干洗技术是采用烃类(石油类)、氯代烃(如四氯乙烯)
作为溶剂ꎮ但石油溶剂闪点低ꎬ易爆易燃ꎬ干燥慢ꎻ氯代烃气味刺鼻ꎬ毒性较高(一
般在空气中的含量限制在５０ｐｐｍ以下)ꎮ干洗行业特别是欧美一些国家一直在寻找一
种既清洁卫生又安全高效的洗涤溶剂ꎬ目前推出的有绿色大地(Ｇｒｅｅｎｅａｒｔｈ)、ＲＹＮＥＸ
以及液体二氧化碳等新型清洗剂ꎮＧｒｅｅｎｅａｒｔｈ是一种清澈无味的液体ꎬＫＢ值(洗净率)
与石油溶剂接近ꎬ但低于四氯乙烯ꎬ而且价格昂贵ꎻＲＹＮＥＸ的ＫＢ值与四氯乙烯差不
多ꎬ但含水量较高ꎬ而且蒸发太慢ꎬ不容易再生和回收ꎬ干洗周期长ꎻ液体二氧化碳
ＫＢ值比石油溶剂高ꎬ略低于四氯乙烯ꎬ但在渗色、防污物再凝集等方面比四氯乙烯
更好ꎮ
(７) 气体肥料: 目前开发的气体肥料主要是二氧化碳ꎬ因为二氧化碳是植物进行
光合作用必不可少的原料ꎮ在一定范围内ꎬ二氧化碳的浓度越高ꎬ植物的光合作用也
越强ꎬ因此二氧化碳是最好的气肥ꎮ美国科学家在新泽西州的一家农场里ꎬ利用二氧
化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究ꎬ他们发现二氧化碳在农作物的
生长旺盛期和成熟期使用ꎬ效果最显著ꎮ在这两个时期中ꎬ如果每周喷射两次二氧化
碳气体ꎬ喷上４~ ５次后ꎬ蔬菜可增产９０％ꎬ水稻增产７０％ꎬ大豆增产６０％ꎬ高粱甚
至可以增产２００％ꎮ
气肥发展前途很大ꎬ但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后
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图５－４
效果最好ꎮ除了二氧化碳外ꎬ是否还有其他气体可作气体
肥料ꎬ也在探索之中ꎮ
最近ꎬ德国地质学家埃伦斯特发现ꎬ凡是在有地下天
然气冒出来的地方ꎬ植物都生长得特别茂盛ꎮ于是他将液
化天然气通过专门管道送入土壤ꎬ结果在两年之中这种特
殊的气体肥料都一直有效ꎮ原来是天然气中的主要成分甲
烷起的作用ꎬ甲烷可用于帮助土壤微生物的繁殖ꎬ而这些
微生物可以改善土壤结构ꎬ帮助植物充分地吸收营养
物质ꎮ
(８) 聚二氧化碳: 一种正在研究的新型合成材料ꎬ以
二氧化碳为单体原料在双金属配位ＰＢＭ型催化剂作用下ꎬ被活化到较高的程度时ꎬ与
环氧化物发生共聚反应ꎬ生成脂肪族聚碳酸酯(ＰＰＣ)ꎬ经过后处理ꎬ就得到二氧化碳
树脂材料ꎮ在聚合时加入其他反应物ꎬ可以得到各种不同化学结构的二氧化碳树脂ꎮ
二氧化碳共聚物具有柔性的分子链ꎬ容易通过改变其化学结构来调整其性能ꎻ较易在
热、催化剂或微生物作用下发生分解ꎬ但也可以通过一定的措施加以控制ꎻ对氧和其
他气体有很低的透过性ꎮ
２􀆰液态二氧化碳
是一种制冷剂ꎬ可以用来保藏食品ꎬ也可以用于人工降雨ꎮ它还是一种工业原料ꎬ
可用于制纯碱、尿素和汽水ꎮ
低温液态二氧化碳储罐结构为由内外容器组成的双层容器ꎬ为真空粉末绝热型ꎬ
可分立式和卧式两类ꎬ内容器材料选１６ＭｎＤＲꎬ外容器材料可根据用户地区不同选
Ｑ２３５－Ｂ或１６ＭｎＲꎬ内、外容器夹层充填绝热材料珠光砂并抽真空( 分为立式和卧
式)ꎮ
３􀆰干冰
是二氧化碳的固体形式ꎮ在正常气压下ꎬ二氧化碳的凝固点是－７８􀆰５℃ꎬ在保持
物体维持冷冻或低温状态下非常有用ꎮ它无色ꎬ无味ꎬ不易燃ꎬ略带酸性ꎮ干冰的密
度各不相同ꎬ但通常约为１􀆰４~ １􀆰６ｇ/ ｃｍ３ꎮ干冰能够急速地冷冻物体和降低温度并且
可以用隔离手套来做配置ꎮ现在干冰已经被广泛地使用在许多层面了ꎬ干冰在增温时
是由固态直接升华为气态ꎬ而省略转为液态的程序ꎬ因此其相变并不会产生液体ꎬ也
因此我们称它做“干冰”ꎮ要将二氧化碳变成液态ꎬ就必须加大压强至５􀆰１大气压才会
出现液态二氧化碳ꎮ
干冰有多种用途ꎮ
制造人造雨: 利用飞机将干冰洒在云上ꎬ云中的小水滴就会被冻结成许多小冰晶ꎬ
促使更多的水蒸气凝结在上面ꎬ化为雨滴ꎬ降落到地面ꎮ
制造云雾: 由于干冰的温度很低ꎬ升华后低温的二氧化碳气体碰到空气后ꎬ可以
使空气中的水蒸气凝结成小水滴ꎬ所以有白雾出现ꎮ舞台表演上ꎬ常使用干冰来制造
云雾般的特殊效果ꎮ
冷冻剂: 由于二氧化碳密度比空气大ꎬ会停留在空气下方ꎬ所以干冰升华后仍可
包覆在冷冻的物品上ꎬ能够维持较好的冷冻效果ꎬ尤其是在空运需要特别冷冻的物品ꎬ
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往往都使用它ꎮ
４􀆰二氧化碳灭火器(如图５－５)
灭火原理: 在加压时将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中ꎬ灭火时再将其喷出ꎬ有降
温和隔绝空气的作用ꎮ
图５－５
二氧化碳灭火器主要用于扑救贵
重设备、档案资料、仪器仪表、６００
伏以下电气设备及油类的初起火灾ꎮ
在使用时ꎬ应首先将灭火器提到起火
地点ꎬ放下灭火器ꎬ拔出保险销ꎬ一
只手握住喇叭筒根部的手柄ꎬ另一只
手紧握启闭阀的压把ꎮ对没有喷射软
管的二氧化碳灭火器ꎬ应把喇叭筒往
上扳７０~ ９０度ꎮ使用时ꎬ不能直接用
手抓住喇叭筒外壁或金属连接管ꎬ防止手被冻伤ꎮ在使用二氧化碳灭火器时ꎬ
在室外使用的ꎬ应选择上风方向喷射ꎻ在室内窄小空间使用的ꎬ灭火后操作者
应迅速离开ꎬ以防窒息ꎮ
根据二氧化碳既不能燃烧ꎬ也不能支持燃烧的性质ꎬ人们研制了各种各样的二氧
化碳灭火器ꎬ有泡沫灭火器、干粉灭火器及液体二氧化碳灭火器ꎮ下面简要介绍泡沫
灭火器的原理和使用方法ꎮ泡沫灭火器内有两个容器ꎬ分别盛放两种液体ꎬ它们是硫
酸铝和碳酸氢钠溶液ꎬ两种溶液互不接触ꎬ不发生任何化学反应(平时千万不能碰倒
泡沫灭火器)ꎮ当需要泡沫灭火器时ꎬ把灭火器倒立ꎬ两种溶液混合在一起ꎬ就会产生
大量的二氧化碳气体: Ａｌ２(ＳＯ４) ３＋６ＮａＨＣＯ３􀪅􀪅３Ｎａ２ＳＯ４＋２Ａｌ(ＯＨ) ３↓＋６ＣＯ２↑除了
两种反应物外ꎬ灭火器中还加入了一些发泡剂ꎮ打开开关ꎬ泡沫从灭火器中喷出ꎬ覆
盖在燃烧物品上ꎬ使燃着的物质与空气隔离ꎬ并降低温度ꎬ达到灭火的目的ꎮ由于泡
沫灭火器喷出的泡沫中含有大量水分ꎬ它不如二氧化碳液体灭火器ꎬ后者灭火后不污
染物体ꎬ不留痕迹ꎬ而泡沫灭火往往会污染物体ꎮ
５􀆰４　古生物的“遗产” ———化石燃料
【教学地位】这是学习完氢气、碳、二氧化碳性质和制法后ꎬ一节带科普性质的内
容ꎮ目的是在前面几章学习了化学的核心知识———分子、原子、氧气性质和制法、化
学式、质量守恒、化学方程式及二氧化碳的内容后ꎬ有一个降难的缓冲过程ꎻ也为了
让学生关注人类社会生活ꎬ对化石能源有常识性的认识ꎬ如什么是化石燃料ꎬ石油和
煤的加工综合利用有哪些产品ꎬ燃料对工农业生产的重要作用ꎬ燃烧产物对环境的影
响等ꎮ
【教学目标】
１􀆰知道什么是化石燃料ꎬ知道化石燃料是人类宝贵的不可再生的自然资源ꎮ
２􀆰了解化石燃料的燃烧对环境的影响ꎬ认识使用和开发清洁燃料及绿色能源的重
要性ꎬ增强环保意识ꎮ
３􀆰认识化石燃料综合利用的重要性ꎬ知道煤和石油综合利用的一些主要产品ꎮ
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４􀆰认识燃料充分燃烧的重要意义ꎮ
【教学重点】化石燃料对人类的重要性ꎬ化石燃料的综合利用ꎮ
【教学难点】煤和石油的综合利用、化石燃料的燃烧及其污染ꎮ
【教学建议】
１􀆰教学原则
激发兴趣原则、学生主体原则、直观性原则、启发性原则ꎮ
２􀆰教学模式建议
(１) “阅读—联想” 式、
“自主—学习” 式: 充分利用教材中的设问、图片、表
格、“观察活动” 和“知识视窗”ꎬ或另外提供的多媒体素材ꎬ让学生观察、阅读后回
答问题ꎮ
(２) “启发—引导” 式: 教师要在学生阅读前、阅读中适时设问、抽问ꎬ或启发学
生思考问题ꎮ
３􀆰实施建言
多种方法穿插运用ꎬ可以采用学案式、提纲式教学ꎬ整节课要体现趣味性、科普
性、互动性、学生主体性ꎮ
本节教材内容难度不大ꎬ应尽量引导学生联系生活经验ꎬ加强阅读指导ꎬ结合教
案中提出的问题ꎬ组织好讨论交流ꎮ注意培养学生的阅读和表达能力ꎮ注意对学生的
情感、态度和价值观的培养ꎬ使他们知道化石燃料是古生物留给人类的宝贵遗产、不
可再生ꎬ要合理利用ꎬ知道燃烧化石燃料的利弊ꎬ增强学生的环保意识ꎮ
４􀆰特别提醒
１) 突破难点的方法
围绕煤、石油的综合利用ꎬ借助课本中图示及教师收集的视频ꎬ使学既有感性体
验ꎬ又有扼要的条理性ꎮ另一方面ꎬ尽可能上网收集一些化石燃料燃烧后ꎬ造成的大
气污染ꎬ酸雨对农作物、钢铁制品、石材和雕塑等造成的破坏作用的图片或视频ꎬ让
学生了解对煤和石油综合利用、开发清洁能源的重要性ꎮ
２) 易错点
多种燃料气的区别ꎮ煤气通常也叫水煤气ꎬ是煤在高温下与水蒸气反应ꎬ生成的
Ｈ２和ＣＯ的混合物ꎬ反应为: Ｃ＋Ｈ２Ｏ
高温
􀪅􀪅Ｈ２＋ＣＯꎮ液化气是石油分馏产品ꎬ主要成
分为丁烷(Ｃ４Ｈ１０)ꎬ混有少量的丙烷、戊烷和己烷等ꎻ常温为气态ꎬ加压后成液体贮
存在钢瓶或管道中ꎻ天然气、沼气、瓦斯、可燃冰的主要成分是甲烷(ＣＨ４)ꎮ
３) 疑难解释
为什么甲烷、乙醇被称为清洁燃料? 含碳和氢的燃料燃烧时ꎬ含氢比例越高(则
含碳比例越小ꎬ如ＣＨ４碳氢原子个数比为１∶４)ꎬ燃烧越充分ꎻ含氢比例越小(含碳量
越高ꎬ如柴油中癸烷Ｃ１０Ｈ２２ꎬ碳氢原子个数比为１∶２􀆰２) 则燃烧越不充分ꎬ不特殊供氧
燃烧时会产生黑烟ꎬ如柴油车加大油门时排气管就产生大量黑烟ꎬ这是燃烧不充分产
生的碳颗粒ꎮ乙醇(ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ) 本身含有氧ꎬ碳氢原子个数比为１∶３ꎬ含氢量相对较
高ꎬ所以燃烧通常不会产生黑烟ꎻ同时一个乙醇分子中含一个氧原子ꎬ使其燃烧的能
量比不含氧原子的低了一些ꎮ
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【实验活动】
本节的实验[实验５－１０] 不难ꎬ可先让学生进行猜想ꎬ再进行实验ꎬ观察思考ꎬ
再评价原先的猜想ꎮ把煤油灯的灯芯调高ꎬ火焰升高ꎬ但灯筒内的容积不增大ꎬ这就
相当于掩蔽空气进入孔一样ꎬ空气(实为氧气) 不足ꎬ出现燃烧不完全ꎬ产生大量黑
烟ꎬ这些黑烟是炭的微粒ꎮ该实验应使学生认识到不完全燃烧既浪费燃料(热值低)
又产生污染ꎬ必要时可复习第二节碳的燃烧产物有关内容ꎮ
【习题答案】
１. Ｂ
２. Ｃ
３. Ａ
４. ２Ｈ２＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２Ｈ２Ｏ２　ＣＨ４＋２Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
２ＣＯ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ２
５􀆰柴油中主要成分每个分子含１５个左右的碳原子的烷烃ꎬ以１５个碳的十五烷
(Ｃ１５Ｈ３２) 为例ꎬ碳氢原子个数比为１∶２􀆰１３ꎬ比ＣＨ４碳氢原子个数比为１∶４、乙醇
(ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ) 碳氢原子个数比为１∶３的含氢量小(含碳量高)ꎬ所以柴油车加大油门
时氧气不足ꎬ燃烧不充分ꎬ产生大量的碳的颗粒而冒黑烟ꎮ
６􀆰
(１) 减少含碳燃料的使用、尽量多使用含碳量低的(如甲烷、乙醇等) 燃料、
开发利用新的能源(如太阳能、水能、风能、地热能等)ꎮ
(２) ＣＨ４＋２Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
(３) ２􀆰７５ｇ
(４) 每克甲烷燃烧产生ＣＯ２比每克煤产生的少、放出的热量多ꎮ
【过程示例】
[引言] 燃料对于人类生活和社会发展具有十分重大的作用ꎮ当今社会ꎬ最主要的
能源是化石燃料ꎬ它是古生物留给现代人类的一笔巨大的珍贵遗产ꎮ
[板书课题]
§ ５􀆰４古生物的“遗产” ———化石燃料
[思考、讨论] 讨论教材Ｐ１４４“你知道吗?” １~ ４问题ꎬ由学生讨论后回答ꎮ
[板书] 一、什么是化石燃料
[阅读讨论交流]
(１) 什么是化石燃料?
(２) 化石燃料是怎样形成的?
(３) 为什么说化石燃料是宝贵的、不可再生的?
(４) 我国已知的化石燃料资源储量各占世界的百分之几?
[板书] 二、化石燃料的燃烧对环境的影响
[讨论] (学生阅读讨论、师生交流) (１) 化石燃料燃烧所产生的废气、废渣和余
热会对环境造成哪些方面的污染? (２) 为什么说天然气是“清洁能源”? (３) 写出甲
烷、氢气及一氧化碳完全燃烧的化学方程式ꎮ
[练习] 本章练习题第１题ꎬ在书上完成ꎮ
[板书] 三、化石燃料的综合利用
[问题与讨论] 结合观察活动[实验５－９]、[实验５－１０] 进行学习
(１) 以化石燃料直接做燃料燃烧有何缺陷? 出路何在?
(２) 什么是绿色能源?
(３) 煤干馏出哪些主要成分?
(４) 石油分馏出哪些主要成分?
(５)
“管道煤气” 和
“罐装煤气” 有何不同?
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[阅读] 新能源——— “可燃冰”ꎮ
[小结]
(１) 古生物遗骸经过几百万年形成的化石燃料煤、石油、天然气ꎬ资源宝贵ꎬ储
量有限ꎬ不可再生ꎮ
(２) 直接燃烧化石燃料既浪费又污染环境ꎮ
(３) 开发绿色能源ꎬ重视化石燃料的综合利用ꎮ
[课堂训练] ５􀆰４习题１~ ６题
【资料搜索】
１􀆰能源的来源
通常认为能源有三个来源ꎮ第一是来源于地球之外的太阳能ꎮ太阳直接给地球带
来光和热ꎬ煤、石油、天然气等物质也间接地来自于太阳ꎬ另外像生物能、水能、海
洋能、风能等也都来自于太阳能的作用ꎮ第二是来自于地球内部的能源ꎬ例如地热能
就是这样的能源ꎮ地下蒸汽、温泉、火山、地震等所产生的巨大能量就是这种能源的
典型例子ꎮ核燃料铀、钍、锂等所蕴含的核能也都属于这一范畴ꎮ第三是太阳、月亮
等其他星球对地球的万有引力所带来的能量ꎬ涨潮、落潮所带来的潮汐能就是这样的
能量ꎮ
２􀆰煤的形成与成分
煤是天然可燃性固体的统称ꎬ多为褐色或黑色ꎮ煤的组成很复杂ꎬ就元素成分看ꎬ
主要有碳、氢、氧、氮、硫等ꎬ其中碳、氢、氧的总含量在９５％以上ꎬ而这其中又以
碳的含量最高ꎮ有的煤ꎬ碳的含量甚至达到９８％ꎮ
通常煤可以分成褐煤、烟煤和无烟煤三大类ꎬ它们的外观、含碳量以及燃烧产生
的热量都不尽相同ꎬ用途也有差异(如表５－３):
表５－３　三类煤的比较
种类
外观
含碳量
发热量大小
用途
褐煤
褐色或黑色的固体ꎬ水分
含量高ꎬ干燥后易破裂
６０％~ ７０％
比较小
燃料或制煤气的原料ꎬ制
取焦油或其他化工产品
烟煤
黑色固体ꎬ有沥青光泽ꎬ
在工业分类中分成许多
类ꎬ如气煤、肥煤、长焰
７４％~ ９２％
较高
燃料或制煤气的原料ꎬ有
些烟煤可以用来炼焦ꎬ有
些烟煤可以用作动力煤
无烟煤
钢灰色或古铜色ꎬ有金属
光泽ꎬ硬度高比重大
９０％~ ９８％
高
较好的民用燃料和动力燃
料ꎬ可以代替焦炭炼铁ꎬ
又可以用来制碳电极、人
造金刚砂、碳纤维等
　　煤的形成: 煤属于化石燃料ꎬ主要是远古植物遗体经历了长期地质演变之后的产
物ꎮ在显微镜下ꎬ仍可以看到煤中含有孢子体、角质体、藻类体以及植物碎屑等痕迹ꎮ
煤的形成主要经过两个过程: 生物化学过程和物理化学过程ꎮ
(１) 生物化学过程ꎮ距今３亿年前的石炭纪ꎬ地球上有大量的沼泽和茂盛植物ꎬ
在以后的漫长岁月中ꎬ这些植物和植物的遗体在地表水和微生物作用下发生生物降解ꎬ
产生各种腐殖酸、腐殖质、沥青质等复杂的有机物质ꎮ这些残留物含碳量较高ꎬ叫做
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泥炭ꎮ这是成煤过程的第一阶段———生物化学阶段ꎮ
(２) 物理化学过程ꎮ经过生物化学过程生成的泥炭渐渐被沉积物覆盖ꎬ在地球内
部高温、高压作用下继续发生化学反应和物理变化ꎬ释放出水、二氧化碳以及其他气
体和液体等ꎬ同时那些固体有机物中碳的含量继续提高ꎬ碳原子的排列也更加整齐ꎬ
这一过程又叫做煤的变质ꎮ根据变质程度的高低ꎬ就有褐煤、烟煤和无烟煤之分ꎮ这
是煤形成的第二阶段———物理化学阶段ꎮ
图５－６　煤的有效成分
煤有效成分是多种复杂有机组分的混合物(见图５－６)ꎬ没有确定的组成和结构形
式ꎮ煤的有机元素组成取决于煤岩组成和煤的变质程度ꎬ其变化范围: 碳含量为
５０％~ ９８％ꎻ氢７％~ ０􀆰８％: 氧３５％~ １％ꎻ氮４％~ ０􀆰３％ꎮ随变质程度增加ꎬ碳含
量增高ꎬ氢和氧减少ꎮ煤中的碳有６０％~ ８０％分布在芳香核上ꎻ氢大部分在脂肪族侧
链中ꎬ少数在甲基、次甲基和甲氧基中ꎻ氧主要在羟基和碳酰中ꎬ其次在醚、杂环或
脂类中ꎻ硫主要以噻吩、硫醚、杂环等形式存在ꎬ其中约有７０％的有机硫在芳香环上ꎻ
氮也主要分布在杂环中ꎮ煤的大分子结构模型是以若干相似的基本结构单元———如苯、
萘、二氢菲等核的结构单元为主体ꎬ通过桥键联结的芳香缩体系ꎮ缩合体的芳香环数
随煤的变质程度增高而增加ꎮ含碳量在７０％~ ８３％的煤一般为两个环ꎻ含碳８３％~
９０％的煤有３~ ５个环ꎻ含碳达９０％以上的半无烟煤至超无烟煤芳香环数急剧增加ꎬ可
达４０个环以上ꎮ低变质的煤芳核较小ꎬ含有较多的脂肪侧链和含氧基团ꎬ分子内和分
子间的氢键阻碍分子的平行定向排列和紧密堆砌ꎬ结构比较“疏松”ꎻ变质程度较高的
煤ꎬ芳核增大ꎬ脂肪侧链短ꎬ分子间平行定向排列程度高ꎬ层间距变小ꎬ逐步向微石
墨结构过渡ꎮ
３􀆰我国煤的蕴藏量及其使用情况
我们中国人可算是认识煤的鼻祖了ꎬ考古学家发现ꎬ远在公元前４０００多年我国就
有利用煤的痕迹(辽宁新乐古文化遗迹)ꎮ我国人民为什么这么早就能发现煤、利用煤
呢? 这不仅仅是偶然ꎬ其中有一条重要理由ꎬ那就是我国辽阔的国土上蕴藏着大量的
煤资源ꎮ
按照统计资料ꎬ我国煤蕴藏量在世界各国中排列第三ꎬ大约占地球上煤总蕴藏量
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的１１􀆰０２％ꎮ我国的煤资源不仅储量丰富ꎬ而且地域分布比较广ꎬ全国有十几个省份有
大型煤矿ꎮ其中山西、内蒙古ꎬ河北、山东、陕西和甘肃是我国主要的产煤区ꎮ
煤是重要的能源物质ꎬ我国的电力主要来源于燃烧煤炭的火力发电厂ꎮ煤炭更是
我们日常生活的主要燃料ꎬ无论是煤球、煤饼ꎬ还是城市煤气ꎬ它们的原料都是煤炭ꎮ
煤球、煤饼等固体家用燃料热能利用率低ꎬ使用不便ꎬ运输费用高ꎬ对环境污染严重ꎮ
煤气在许多方面改善了燃料的性能ꎬ所以ꎬ只要条件许可ꎬ就应当把煤加工成煤气ꎮ
４􀆰煤和石油的综合利用
１) 煤的综合利用
煤的干馏: 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程ꎬ叫煤的干馏ꎮ在炼焦炉里ꎬ把
煤隔绝空气加强热到１００００℃以上ꎬ叫高温干馏ꎻ５００~ ６０００℃叫低温干馏ꎮ工业上炼
焦就是利用了煤的干馏的原理ꎮ在煤分解的过程中ꎬ可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水
和焦炉气等ꎮ其中焦炭是冶金工业的重要原料ꎻ煤焦油中含有各种烃的同系物和酚类ꎬ
是重要的化工原料: 焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料ꎬ是重要的燃料ꎻ
粗氨水可以生产化肥ꎮ这样ꎬ煤就可以得到综合利用ꎮ
煤焦油的分馏: 苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物、煤焦油、酚类和萘、复杂
的芳香族化合物(如蒽)ꎮ煤焦油在分馏后剩下的稠厚的黑色物质是沥青ꎮ
从上可知ꎬ煤是个宝ꎬ人们爱称它是“乌金”ꎮ但煤加工或燃烧时产生的废气废渣
等也会造成环境污染ꎮ煤的综合利用所带来的好处: 一方面提高了煤的热效率ꎻ另一
方面从煤中获得众多的化工原料ꎻ还可以防止环境污染ꎮ
２) 石油的综合利用
开采出来的石油叫做原油ꎮ要经过一系列的加工处理后才能得到适合不同需要的
各种成品ꎬ如汽油、柴油等ꎮ原油含水盐类、含水多ꎬ在炼制时要浪费燃料ꎬ含水量
盐多会腐蚀设备ꎮ所以ꎬ原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制ꎮ
石油的炼制分为: 石油的分馏、裂化、裂解三种方法ꎮ
石油的分馏: 给石油加热时ꎬ低沸点的烃先汽化ꎬ经过冷却先分离出来ꎮ随着温
度升高ꎬ较高沸点的烃再汽化ꎬ经过冷凝也分离出来ꎮ工业上实现分馏过程的主要设
备是加热炉和分馏塔ꎮ石油常压分馏产物: 液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油ꎮ
石油的裂化: 石油分馏只能得到２５％左右的汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料ꎬ
产量不高ꎮ如何提高轻质燃料的产量ꎬ特别是提高汽油的产量? 那就需要进行裂化
———就是在一定条件下ꎬ把分子量大、沸点高的物质断裂为分子量小、沸点低的物质
的过程ꎮ
石油的裂解: 裂解是深度裂化ꎬ裂解的目的是生产乙烯ꎮ
５􀆰新能源简介
１) 太阳能
太阳能利用的形式很多ꎬ例如: 太阳能集热为建筑供暖、供热水ꎬ用太阳能电池
驱动交通工具和其他动力装置等ꎬ这些都属于太阳能小型、分散的利用形式ꎮ
太阳能大型、集中的利用形式ꎬ则是太空发电ꎮ在距离地面三万多公里高空的同
步卫星上ꎬ太阳能电池每天２４小时均可以发电ꎬ而且效率高达地面的１０倍ꎮ太空电能
可以通过对人体无害的微波向地面输送ꎮ
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２) 风能
风能利用技术的不断革新ꎬ使这种丰富的无污染能源正重放异彩ꎮ据估计ꎬ二三
十年内ꎬ风力发电量将要占欧共体电站全国总电力和３０％左右ꎮ
３) 地热能
目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行ꎬ装机容量数百万千瓦ꎮ研究表
明ꎬ地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的１􀆰７亿倍ꎬ可供人类消耗几百亿年ꎬ
真可谓是取之不尽、用之不竭ꎬ今后将优先利用开发ꎮ
４) 波浪能
主要的开发形式是海洋潮汐发电ꎮ２０世界８０年代中期挪威成功地建成一座小型潮
汐发电站ꎬ让涨潮的海水冲进有一定高度的贮水池ꎬ池水下溢即可发电ꎬ已经在设计
的单座潮汐电站ꎬ其发电量可供一个３０万人口的城市使用ꎮ
５) 氢能
氢是宇宙中含量最丰富的元素之一ꎬ可以提取出无穷无尽的氢ꎮ氢运输方便ꎬ用
作燃料不会污染环境ꎬ重量又轻ꎬ优点很多ꎮ俄罗斯试着用氢作为“图１５５” 型飞机的
燃料已经初步获得成功ꎬ各国也正积极试验用氢作为汽车的燃料ꎮ氢无疑也是人类未
来要优先利用的能源之一ꎮ
氢是２１世纪重要的能源载体ꎮ以氢为燃料的燃料电池ꎬ燃烧时氢与氧结合生成
水ꎬ是一种洁净的发电技术ꎬ顺应了全球环保的大趋势ꎮ
６) 核能
核能的释放通常有两种形式ꎬ一种是重核的裂变ꎬ即一个重原子核(如铀、钚)ꎬ
分裂成两个或多个中等原子量的原子核ꎬ引起链式反应ꎬ从而释放出巨大的能量ꎻ另
一种是轻核的聚变ꎬ即两个轻原子核(如氢的同位素氘)ꎬ聚合成为一个较重的核ꎬ从
而释放出巨大的能量ꎮ理论和实践都证明ꎬ轻核聚变比重核聚变释放出的能量要大得
多ꎮ利用重核裂变ꎬ人们已经制造出了原子弹ꎬ若通过反应堆对其加以人工控制ꎬ就
可实现原子能发电ꎮ利用轻核聚变原理ꎬ人们已经制造出比原子弹杀伤力更大的氢弹ꎬ
氢弹是无控制爆炸性核聚变ꎮ要实现核聚变能的和平利用ꎬ即核聚变发电ꎬ必须对核
聚变实行人工控制ꎬ使核聚变反应按照人们的需要有序地进行ꎬ这就是受控核聚变ꎮ
受控核聚变反应的原理是: 氘(氢同位素) 原子核在上亿摄氏度的高温条件下发生聚
变而释放出巨大能量ꎮ由于这种热核反应是人工控制的ꎬ因此可用作能源ꎮ
７) 生物质能
生物质能是以生物质为载体的能量ꎮ生物界一切有生命的可以生长的有机物质ꎬ
包括动植物和微生物ꎬ都有一定的能量ꎬ而作为能源利用的主要是农林业的副产品及
其加工残余物ꎬ也包括人畜粪便和有机废弃物ꎮ生物质能为人类提供了基本燃料ꎮ另
外ꎬ生物发酵可制得酒精ꎬ酒精是一种极好的液体燃料ꎬ它与汽油混合后得到酒精汽
油混合燃料ꎬ可以在汽车中使用ꎬ同时ꎬ人畜粪便在厌氧条件下腐烂时能够产生沼气ꎬ
沼气是一种很好的燃料ꎬ可用于家庭烹饪、取暖和照明ꎮ
８) 可燃冰
科学家发现一种在特定低温高压条件下形成并稳定存在ꎬ广泛发育在浅海底层沉
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积物、深海大陆斜坡沉积地层和高纬度极地地区永久冻层中的天然气水合物———一种
似冰状的白色固体物质ꎬ因含有大量甲烷而可燃ꎬ所以也被称为“可燃冰”ꎮ
可燃冰是天然气(甲烷类) 被包进水分子中ꎬ在海底低温与压力下结晶形成的ꎮ
形成可燃冰有三个基本条件ꎮ首先ꎬ可燃冰在零度以上可以生成ꎬ超过２０℃便要分
解ꎬ而海底的温度一般都在２~ ４℃ꎻ其次ꎬ可燃冰在零度时ꎬ只需３０个大气压以上
就可能生成ꎬ而以海洋的深度ꎬ３０个大气压很容易保证ꎬ并且压力越大ꎬ水合物就越
不容易分解ꎬ就越稳定ꎻ最后ꎬ海底的有机物沉淀ꎬ其中富含的碳经过生物转化ꎬ可
形成充足的甲烷气源ꎮ海底的地层是多孔介质ꎬ在温度、压力和气源三者具备的条件
下ꎬ便会在介质的空隙中生成可燃冰的晶体ꎮ
据科学家测算ꎬ１ｍ３的可燃冰ꎬ在常温常压下可释放１６４ｍ３甲烷气体和０􀆰８ｍ３的
淡水ꎮ甲烷是人们可以用来燃烧发电的可燃气体ꎬ而且燃烧后几乎不产生任何污染物
质ꎮ可燃冰将成为２１世纪极具潜势的洁净新能源ꎮ
要使可燃冰早日造福于人类ꎬ关键是要找出安全有效的开采方法ꎮ目前考虑的开
采方案有几种: 热解法、降压法和“置换法”ꎮ但这些方法都面临着一个如何收集甲烷
气体的问题ꎮ甲烷气体是温室气体之一ꎬ一旦散失ꎬ会严重破坏环境ꎮ而且可燃冰的
开采还可能会造成大陆架边缘动荡ꎬ引发海底塌方并导致灾难性的海啸ꎮ因此ꎬ可燃
冰的开发利用还面临着种种难题ꎮ但我们相信ꎬ随着人类对可燃冰研究的不断深入ꎬ
这些难题一定会在不久的将来得到解决ꎮ
章末练习答案
１. Ｄ
２. Ｃ
３. Ａ
４. Ｄ
５. Ａ
６. Ｃ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅ＣＯ２
Ｃ＋ＣＯ２
高温
􀪅􀪅２ＣＯ　２ＣＯ＋Ｏ２
点燃
􀪅􀪅２ＣＯ２
７. (２) Ａ. 二氧化碳　
Ｂ. ①甲烷、一氧化碳　
②氢气、一氧化碳　
③氢气　
甲
烷　④氢气、甲烷、一氧化碳
８. Ａ: Ｈ２Ｏ２
Ｂ: ＣＨ４　Ｃ: Ｈ２Ｏ
Ｄ: ＣＯ２
Ｅ: ＣＯ
Ｆ: Ｈ２ＣＯ３
９. Ｂ
Ｄ
反应物状态及是否加热
气体的密度及水溶性
１０. １２５０ｇ
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