第三单元第一节空气

教学设计 空气教学方法：谈话、研讨、讲解相结合的启发式教学教学过程引言：在我们人类生存的环境当中，时时处处都充满着一种“看不到又摸不着”的天然物质，它跟我们的生活最密切，它既是一切动植物生命的支柱，也是重要的、廉价的自然资源，它就是我们在小学自然课上已经学到，今天将要进一步学习的空气。板书：空气提问：空气就在我们的周围，你对它已有哪些了解？（提示：它是一种单一的物质吗？它主要由哪些成分组成？）小结：空气是一种无色、无气味的气体，它不是一种单一物质，是由多种气体物质组成的。人们已经测知它的成分有：板书：一、空气的组成1.空气的成分及其体积分数（大约）：讲述空气的主要成分是：氮气约占总体积的4/5，氧气约占1/5。提问：你知道氮气和氧气在性质上主要的不同吗？讲解并提问：（氧气支持燃烧，氮气不支持燃烧。）实验可以证明：红磷能在空气中燃烧，实质上只是红磷跟空气中的氧气发生反应，生成五氧化二磷。五氧化二磷是一种白色固体，且极易溶于水。根据上述知识，你能设计一套实验装置用来证明空气中含有大约1/5体积的氧气吗？（给学生一定时间的思考和议论）演示实验：展示如图装置介绍仪器名称、装置原理和红磷燃烧的位置提示学生注意观察操作方法和实验现象后，教师操作。提问：你看到了哪些现象？为什么红磷燃烧会生成大量白烟？白烟是什么物质？为什么打开止水夹后烧杯中的水会进入集气瓶（或称反应容器）中？又为什么进入集气瓶中的水，只占集气瓶体积的约1/5？剩余的4/5体积的气体主要是什么？你如何加以证明？你认为这个实验成功的关键是什么？小结：根据学生回答情况进行小结。讲述：人类对空气的研究和认识，经历了很长的历史时期，期间许多科学家都做过类似的实验，但都未能取得明显的成果。直到18世纪末法国化学家拉瓦锡在前人工作的基础上，通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。他所以能获得突出的成果，关键是他敢于破除当时传统的错误理论（燃素说）的束缚，能够尊重实验事实，并做出了严谨的、实事求是的分析和判断。在19世纪末以前，人们还深信空气中含有氧气和氮气。后来，随着科学技术水平的不断发展，科学家才陆续发现了稀有气体等其它成分。引言：下面我们简单的了解一下稀有气体。板书：2.稀有气体：稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。讲述：稀有气体因在空气中含量极少而得名，以前曾被叫做惰性气体，这是因为过去，人们认为它们不跟其它物质发生反应的缘故。随着科技的发展，人们发现在一定条件下，它们也能跟某些物质反应，生成其它物质，故改称为稀有气体。由此可见，任何事物都不是绝对的，因此把稀有气体称为惰性气体是不科学的。阅读：课本使学生了解稀有气体的特性和用途讲述：大家对空气的组成已有了进一步的了解，一般来说，空气的成分是比较固定的，但是随着现代化工业的发展，若不重视工业废气，特别是有害气体的回收和处理，任其进入空气，就会带来空气污染，严重损害人体的健康，影响作物生长，形成对自然资源的破坏。简介英国伦敦、日本四日市或美国洛杉矶等空气污染事件，以说明空气污染的危害性和防止污染的重要性。板书：二、空气的污染与防止1.污染空气的物质(1)粉尘：水泥粉尘、煤烟粉尘、各种矿尘等。(2)气体：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。2.污染物的主要来源(1)矿物燃料（煤和汽油、柴油等）的燃烧(2)化工厂的废气(3)水泥厂的粉尘(4)燃放烟花爆竹(5)焚烧枯枝野草树叶等3.防止和减少空气污染的方法(1)工厂做到废气回收与处理(2)发展民用煤气生产(3)严禁燃放烟花爆竹(4)禁止焚烧树叶、野草(5)提高汽油、柴油质量小结：防止空气与环境污染，保护人类生存环境，是每个人都应尽的义务和责任。 典型例题例1：下图是测定空气中氧气含量的装置，燃烧匙内盛有足量的红磷。（1）点燃后瓶内反应的现象是_。（2）过一会儿，打开弹簧夹又会出现的现象是_。（3）结论是_。选题角度：考查学生对实验现象的观察和分析能力。思路分析：做有实验装置图的实验习题时，除认真审题外，还要认真看装置图。从左至右，从下至上，从内至外，从药品至装置要认真审查，从图中获取解题信息。此图命题人有意将集气瓶画成4等分，注入的水面应在A线以下。解答：（1）瓶内产生大量的白烟（2）水被倒吸入瓶内，还没有到 A时水面停止上升（3）空气中氧气所占的体积比约为五分之一。例2：自1999年初，北京市政府采取措施，强制各用煤单位使用低硫优质煤，主要是为了防止下列哪种气体对空气的污染？（ ）。A二氧化碳 B一氧化碳 C二氧化硫 D二氧化氮选题角度：考查大气污染物方面的知识。思路分析：上述四种气体大量排放都会影响空气质量，根据题给信息“使用低硫优质煤”，其关键在“低硫”上，硫燃烧会生成二氧化硫。解答：C。填空题A组1空气成分中，所占体积分数最大的是_，其次是_，约占_%，此外还有_、_、_等其他气体和杂质。2稀有气体包括_等气体。3在世界范围内，排放到空气中的气体污染物较多的是_、_、_等，这些气体主要来自矿物燃料（煤和石油）的燃烧和工厂排放的废气。4成年人每分钟大约吸入8升氧气，大致需要空气_升，这些空气的质量约为_克（标准状况下空气的密度为1.293克/升）。5排放到空气中的有害物质，大致可分为_和_两大类。从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是_、_、_等。这些气体主要来自 的燃烧和工厂的_。6填空（1）空气中含量最多的气体是_；（2）澄清的石灰水露置于空气中会逐渐变浑浊，说明空气中含有_。（3）盛有冰水的杯子，放在常温下的空气中，杯子外壁会潮湿，说明空气中含有_。（4）随着工业的发展和燃料的用量激增，排放到空气中的一些_和_，改变了空气的成分，污染空气的有毒气体主要有_、_、_。8判断（1）人呼吸时，吸入的是氧气，呼出的是二氧化碳，所以空气中氧气的含量会越来越少，二氧化碳含量会越来越多。（ ）（2）没有颜色，没有气味的气体一定是空气。（ ）（3）空气中的惰性气体不跟任何物质发生化学反应。（ ）答案：1氮气 氧气 21% 稀有气体、二氧化碳、水蒸气等其它气体和杂质2氦、氖、氩、氪、氙等气体3二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳440升 52克提示：8升1/5 = 40升 1.293克/升40升52克 523%提示：1.429克/升21升1.293克/升100升=23%6答案：有害气体、粉尘；二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳；矿物燃料；废气7答案：（1）氮气 （2）二氧化碳 （3）水蒸气 （4）气体；粉尘；二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳8答案：（1） （2） （3） 点拨：（1）大自然生态平衡，人消耗氧气，植物可进行光合作用产生氧气，生态是平衡的。（2）氧气在常温下也是无色无味的气体；所以，无色无味的气体也可能是氧气。（3）惰性气体的“惰性”是相对的，在一定条件下也可发生化学变化。选择题A组1按体积计算，空气分含量最多的是（ ）A氧气 B氮气 C稀有气体 D二氧化碳2在100升空气里，氧气的体积约为（ ）A78升 B21升 C94升 D3升3空气中氧气和氮气的体积比约为（ ）A1：4 B1：5 C4：1 D4：54有六种物质：汽车排放的尾气；煤燃烧产生的烟尘；化工厂排放出的废气；江河湖泊蒸发出的水蒸气；植物光合作用放出的气体；人呼出的二氧化碳。其中，能严重污染空气，对人类造成很大危害的物质是（ ）A B C D5下列说法中，正确的是（ ）A空气是一种单一的物质B通常状态下，无色、无味的气体一定是空气C空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成D空气中只含有氮气和氧气6最早通过实验测定出空气化学组成的科学家是（ ） A舍勒 B普利斯特里 C道尔顿 D拉瓦锡7下列对空气的叙述正确的是（ ） A氧气约占空气质量的 ，氮气约占 B除了氮气和氧气外，空气中含量最多的是二氧化碳 C空气是一种宝贵的天然资源 D空气中水蒸气的体积分数约为0.03%8下列物质不能造成大气污染的是（ ） A沙尘暴 B二氧化碳 C煤气 D二氧化硫9某容器所盛的空气里含有氧气10升，则此容器所盛空气的体积是 升。 A50 B21 C40 D70答案：1B 2B 3A 4C 5C6答案：D 点拨：拉瓦锡在前人工作的基础上，通过实验得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。7答案：C 点拨：A中应是体积分数，不是质量分数。B中应是稀有气体，D中水蒸气的体积分数应小于0.03%。8答案：B 点拨：污染大气的三种气体污染源：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳；煤气的主要成分是一氧化碳。故C、D可污染大气。沙尘暴也污染大气。二氧化碳没有毒，不污染大气。9答案：A 点拨：利用氧气的体积约占空气体积的 ，则有空气的体积 。创新题某同学用图所示的装置测定空气中氧气的体积分数。实验步骤是： 先让夹子夹紧橡皮管 点燃燃烧匙里的红磷 将燃烧匙插入广口瓶，并塞紧 燃烧完毕后，打开夹子 实验后发现测定氧气的体积分数低于21%，问：这可能是由哪些原因引起的？答案：原因可能有：a红磷量不足，使瓶内氧气未消耗尽。b装置的气密性不好，外界空气进入广口瓶。 c未冷却至室温就打开夹子，使进入瓶内水的体积减少。点拨：此题实验原理是：红磷燃烧消耗氧气导致广口瓶内压强减小，在大气压作用下水进入广口瓶占据氧气空间，从而测得氧气体积分数。水进入广口瓶的多少取决于瓶内压强减小的程度。而影响压强的因素有：装置气密性；消耗氧气的量；温度。扩展资料什么是大气污染？大气是环境的组成部分，是人类和动植物摄取氧气的源泉，是植物进行光合作用所需二氧化碳的贮存库，也是环境中能量流转的重要环节。大气是多种气体的混合物，其组成基本上是恒定的。但由于人口增多，工业发展，向大气中排放的有害气体及飘尘越来越多，远远超过大气自净能力，使大气的组成发生变化，有害气体危害了人类的生存和发展，就形成了大气污染。大气污染可以根据污染物的不同，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。1氮氧化物污染 主要污染物是一氧化氮和二氧化氮。大气中的氮氧化物大约有2/3来自煤炭及石油产品燃烧，以及生产氮肥、有机中间体、金属冶炼时产生的废气。燃烧1吨煤能产生3.6千克9千克二氧化氮。还有约1/3来自汽车的尾气。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。大气中氮氧化物含量达到一定程度时，如果还有碳氢化合物、硫氧化物等存在，就可能发生“光化学烟雾”，危害人类健康。2硫氧化物污染 主要污染物是二氧化硫，还包括硫酸及硫酸盐的微粒等。据统计，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。其中2/3来自煤炭燃烧，l/5来自石油的燃烧。大气中硫氧化物含量大时，就可能形成酸雨。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。3碳氧化物污染 主要污染物是一氧化碳和二氧化碳。大气中的碳氧化物主要来自煤炭和石油的燃烧。碳和碳的化合物在空气不充足的情况下燃烧，就会产生一氧化碳。例如，l吨锅炉工业用煤燃烧约产生1.4千克一氧化碳；l吨居民取暖用煤燃烧约产生20千克以上的一氧化碳；一辆行驶中的汽车，每小时约产生l千克l.5千克一氧化碳。据统计，全世界每年排入大气中的一氧化碳约2.4亿吨，而且一氧化碳不能氧化，不易与其他物质发生反应，因此，一氧化碳对环境的污染绝不能忽视。二氧化碳虽然不是有毒物质，但大气中含量过高，就会形成“温室效应”，有可能给全球带来巨大灾难。4大气飘尘污染 大气中弥漫着的固体和液体微粒，粒径大约在1.0107 m1.0105 m之间，长期悬浮不落的，称为“大气飘尘”。飘尘的成分复杂，形态万千，往往是其他多种污染物的“载体”和“催化剂”。大气中飘浮着因核爆炸而产生的放射性灰尘时，会使人引起慢性放射性病或皮肤慢性损伤。因此，大气飘尘是危害较大的大气污染物之一。大气污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文物古迹，严重时可改变大气的性质，使生态受到伤害。什么是“温室效应”?温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。 空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分数）始终保持不变的原因。 但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。 二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20 。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧化碳约占75、氯氟代烷约占15%20，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。 温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使全球气温升高的现象。如果二氧化碳含量比现在增加一倍，全球气温将升高3 5 ，两极地区可能升高10 ，气候将明显变暖。气温升高，将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率也将提高，自然灾害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高，将使两极地区冰川融化，海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。20世纪60年代末，非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过150万人。 这是“温室效应” 给人类带来灾害的典型事例。因此，必须有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增长，科学使用燃料，加强植树造林，绿化大地，防止温室效应给全球带来的巨大灾难。空气成分的发现史17世纪中叶以前，人们对空气和气体的认识还是模糊的，到了18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。 18世纪初，一位爱好植物学的英国牧师黑尔斯（SHales，16771761）发明了集气槽，改进了水上集气法。 1772年卢瑟福（DRutherford，英，17491819）在密闭容器中燃烧磷，除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体，对剩下的气体进行了研究，发现这种气体不被碱液吸收，不能维持生命和具有可以灭火的性质，因此他把这种气体叫做“浊气”或“毒气”。同年英国化学家普利斯特里（JPriestley，17331804）也了解到木炭在密闭于水上的空气中燃烧时，能使1/5的空气变为碳酸气，用石灰水吸收后，剩下的气体，不助燃也不助呼吸。 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，看看它们是否会分解放出气体，他还用汞槽来收集产生的气体，以便研究它们的性质。那年8月1日他如法加热汞煅灰（即氧化汞），发现蜡烛在分解出的“空气”中燃烧，放出更为光亮的火焰；他又将老鼠放在这种气体中，发现老鼠比在同体积的寻常空气中活的时间约长了4倍。可以说，普利斯特利发现了氧。遗憾的是他和卢瑟福等都坚信当时的“燃素说”。从而错误地认为：这种气体不含燃素，所以有特别强的吸收燃素的能力，因而能够助燃，当时他把氧气称之为“脱燃素空气”，把氮气称之为“被燃素饱和了的空气”。 事实上，瑞典化学家舍勒（CWScheele，17421786）在卢瑟福和普利斯特里研究氮气的同时，于1772年也从事这一研究，他可算是第一个认为氮是空气成分之一的人。他曾于1773年用硝酸盐（硝酸钾和硝酸镁）、氧化物（氧化汞）加热，制得“火气”（fire air），并用实验证明空气中也存在“火气”。 综上所述，可见舍勒和普利斯特里虽然都独立地发现并制得氧气，但正如恩格斯指出的：由于他们被传统的燃素说所束缚，“从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠近的途径行进，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）。 法国化学家拉瓦锡（ALLavoisier，17431794）较早地运用天平作为研究化学的工具，在实验过程中重视化学反应中物质质量的变化。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，就做了一个著名的研究空气成分的实验（见九年义务教育三年制初级中学.化学.全一册第一章阅读材料）。他摆脱了传统的错误理论（燃素说）的束缚，尊重事实，对实验作了科学的分析和判断，揭示了燃烧是物质跟空气里的氧气发生了反应，指出物质里根本不存在一种所谓燃素的特殊东西。1777年，拉瓦锡在接受其他化学家见解的基础上，认识到空气是两种气体的混合物，一种是能助燃，有助于呼吸的气体，并把它命名为“氧”，意思是“成酸的元素”（拉瓦锡当时认为，非金属燃烧后通常变为酸，氧是酸的本质，一切酸中都含有氧元素）；另一种不助燃、无助于生命的气体，命名为氮，意思是“不能维持生命”。 1785年英国化学家卡文迪许（HCavendish 17311810）用电火花使空气中氮气跟氧气化合，并继续加入氧气，使氮气变成氮的氧化物，然后用碱液吸收而除去，剩余的氧气用红热的铜除去。但至终残余有1的气体不跟氧气化合，当时就认为可能是一种新的气体，但这种见解却没有受到化学家们应有的重视。 经过百余年后，英国物理学家雷利（JWSRayteigh，18421919）于1892年发现从含氮的化合物中制得的氮气每升重1.250 5 g，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1257 2 g，虽然两者之差只有几毫克，但已超出了实验误差范围。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。雷利沿用卡文迪许的放电方法从空气中除去氧和氮；英国化学家拉姆塞（WRamsay，18521916）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，他们二人的实验都得到一些残余的气体，经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素，定名为氩，原文是不活动的意思。 1868年8月18日在印度发生了日全蚀，法国天文学家严森（PJCJanssen，1824一1907）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，这条光谱线是当时尚未知道的新元素所产生的。当时预定了这种元素的存在，并定名为氦（氦是拉丁文的译音，原意是“太阳”）。地球上的氦是1895年从铀酸盐的矿物和其他铀处矿中被发现的。后来，人们在大气里、水里，以至陨石和宇宙射线里也发现了氦。 1898年拉姆塞又在液态空气蒸发后的残余物里，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”）。1900年德国物理学教授道恩（FEDorn，1848一？）在含镭的矿物中发现一种具有放射性的气体，称为氡（拉丁文原意是“射气”）。拉瓦锡的科学研究方法为什么拉瓦锡研究化学的业绩，人们尊称之为化学革命呢？这不仅仅在于他认识了氧气，否定了燃素的存在，而在于化学观念的根本变革，从整体推倒了旧的理论体系而建立了新的理论体系。正如恩格斯所说，拉瓦锡“使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来”。拉瓦锡之所以能做出这样伟大的功绩，是同他的研究方法分不开的。他在研究化学方法上所作的贡献，是他化学革命的一部分、并不亚于他在化学理论方面的成就。所以他的科学方法，至今对科学研究和教学仍然具有指导作用。一、重视实验而且作了定量要求拉瓦锡研究科学的名言是，“不靠猜想，而要根据事实”。他认为实践是认识的基础，没有充分的实验根据，不能推导出严格的定律。他说：“在任何情况下，都应该使我们的推理受到实验的检验，除了通过实验和观察的自然道路去寻求真理之外，别无他途。”他对待任何化学问题，都要用实验来检验。关于金属在空气中锻炼变成灰渣，其重量增加的解释问题。著名化学家波义耳提出“火微粒”的假说，认为金属灰渣重量的增加，来自增加了具有重量的火微粒。可是，拉瓦锡对此并未主观地予以否定，而是用实验来检验，然后作出结论。古希腊哲学家提出水转为土的古老论点，曾经获得权威人士海尔蒙特和波义耳的支持。拉瓦锡并没有盲目轻信，而是通过他亲自操作的101天加热水的实验，证明了水不能转变成土。至于从水中得到的沉淀，实际上是容器被溶下来的固体物质，从而推翻了水变为土的说法。拉瓦锡开始从事化学研究，就应用了精确的测量方法。他21岁时做的一个实验，就是定量地测定了石膏在加热和冷却过程中水分的变化。24岁时，他在地质勘查活动中用自己设计的比重计研究法国各地的水的比重。关于燃素是否存在的问题，拉瓦锡认为假如有燃素这种东西，我们就能把它提取出来看看，而且在天平上一定能够觉察出来。他用磷和硫分别作燃烧实验，就是应用了定量测定方法证明了氧气参加了变化。正是由于拉瓦锡采用了定量实验，才能“把以前人们所做的一切实验看作只是建议性质的”。因而他才敢于对已为人们所肯定的实验予以检验，从而掀起了化学的革命。二、善于应用科学史的分析方法拉瓦锡同历史上那些伟大的科学家一样、善于应用科学史的分析方法来分析化学史中的问题。前面所提到的关于水可以转变为土的否定，火微粒可以增加重量的否定，都可以看出拉瓦锡在这个方面的才能。至于推翻燃素学说的过程，更能说明他应用分析方法的效用。远在普利斯特里发现氧气以前，拉瓦锡就已经觉察到燃素学说有些问题。因为他从科学史的研究中认识到，燃烧可能不是燃素学说的支持者所说的那样，是可燃物中析出了什么燃素，相反的可能是从空气中吸收了什么东西。为了弄清楚物体燃烧时空气所起的作用，从研究化学史中发现，不同的研究者有不同的解释，有的解释甚至互相矛盾。这些史料启发他找到了研究的课题，需要重复、改进别人的实验以判断其真伪，他曾在一篇日记中写道：“当我研究所有从物质中所析出或与物质结合的空气的全部历史时，一些不同的解释全部呈现。由于这项研究结果的重要性促使我担任这项工作，这项研究最后可能导致物理学和化学的革命。我认为过去做的实验仅供参考，有人建议我用新的方法重做这些实验以便将空气从物体中析出或与物体结合的知识同其他知识融合，以形成一项新的理论。”这充分说明了拉瓦锡推倒燃素学说并非偶然的，而是长期确定的革命对象。三、应用以量求质的研究方法化学实验中应用天症做定量研究的，在拉瓦锡以前的波义耳、普利斯特里、凯文迪旭等著名的化学家就开始了。但拉瓦锡却跟他们有些不同，他不单是用以测定物质的重量、密度、体积和成分等数量，而是应用以量求质的方法研究以应的实质。非金属燃烧究竟是增加重量还是减少重量？锻炼金属增加的重量是从哪里来的？类似这样的一些问题，如果用燃素学说的定性解释是不能回答的。拉瓦锡应用以量求质的方法则可以解释这些问题。如通过硫和磷燃烧的定量研究，就能揭示出非金属燃烧的产物同金属锻烧的产物一样都是增加重量，它们之所以增加重量都是由于氧气同它们结合在一起了。拉瓦锡深信“必须用天平进行精确测定来确定真理”。在化学研究中的以量求质，是从单纯研究物质性质向前发展的一个高的层次。因此以量求质的研究方法也是拉瓦锡进行化学革命能够取得胜利的一个重要因素，也是推劝化学发展的一个重要的科学方法。所以人们评论拉瓦锡说，“他是一个明确提出把量作为衡量尺度对化学现象进行实验证明的第一个化学家”。气体钢瓶的颜色除盛毒气的钢瓶外，钢瓶的一般工作压力都在150 kg/cm2左右。按国家标准规定涂成各种颜色以示区别，如下表所示：钢瓶内所装气体钢瓶颜色字体颜色氧气天蓝色黑字氮气黑色黄字压缩空气黑色白字氯气草绿色白字氢气深绿色红字氨气黄色黑字石油液化气灰色红字乙炔白色红字教学设计 分子教学重点：分子概念的建立及对分子行为的微观想象的形成；从宏观和微观上区分混合物和纯净物。教学难点：1.对分子概念的理解；领悟混合物和纯净物的区别。 2.通过实验、图片展示及假象粒子的存在，指导学生抽象思维的方法既是重点也是难点。教学过程：布置复习内容和家庭小实验1复习内容：初二物理有关分子运动论的初步知识。2家庭小试验：将等体积的大米与小米混合后观察总体积的变化。二、课堂教学过程1复习检测（投影）判断下列变化的类型，并说明理由。（1）水受热变为水蒸气。（2）硫在氧气中燃烧生成二氧化硫。2引入：同学们想过没有，我们周围形形色色、丰富多彩的各种物质，象清澈的流水，闪亮的金属，雪白的食盐，它们是由什么构成的呢？3所要研究内容的实施过程： 1）演示实验：演示氨水与酚酞混合的试管实验，学生观察、汇报实验现象（包括：混合前氨水、酚酞的颜色及混合后溶液的颜色；氨水的气味）并判断它们是否发生化学变化。 2）指导学生实验：在老师的指导下，学生两人一组做书203页氨分子扩散实验。提出观察要点：氨水与酚酞没有直接接触，能否使酚酞变红？若有变化，变化的顺序是什么？（学生观察、记录并汇报实验现象） 3）提出问题：学生发现并提出问题：氨水与酚酞没有直接接触，为什么酚酞点也会变红？而且是由放氨水的地方由近及远地变红？老师补充问题：实验时，氨水滴在棉花上，为什么你能闻到刺激性气味？生活中白糖放在水里不一会儿就没了，而水有了甜味？湿衣服能凉干？如何解释这些现象，大家可以想象一下，物质是由什么构成的呢？4）学生讨论：学生大胆想象物质的构成，四人一组讨论出现以上现象的原因。5）汇报与交流：汇报交流讨论结果。6）解释：结合学生的回答解释：我们可以想象到物质是由许多肉眼看不见的微小粒子构成的。实验中氨的小粒子跑到酚酞点处，酚酞就变红。如果跑道我们的鼻孔里，接触到嗅觉细胞，就能闻到氨的刺激性气味。糖放在水中一会儿变没了，而水有了甜味，是因为糖的小粒子扩散到水的粒子中间去了。湿衣服能凉干，是因为构成水的粒子在风吹日晒下扩散到了空气中。现在科学实验已经充分证明：物质都是由相应的粒子构成的，分子就是构成物质的一种粒子。板书：第二章 第一节 分子7）投影：实物投影打出用扫描隧道显微镜拍摄的苯分子照片，说明分子的真实存在。并指明糖、水、氧气、二氧化硫等物质都是由分子构成的。学生如果感兴趣课下可通过网络或图书馆查找其它分子的照片。C60分子结构 8）多媒体展示、讨论多媒体展示：水受热变成水蒸气，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫的微观过程。讨论：这两个变化中，物质的分子有没有变化；如何从分子角度理解物理变化和化学变化？9）汇报与交流：汇报交流讨论结果10）评价：教师对学生的发言进行评价并提出问题：物质发生物理变化时分子本身没有变化，而发生化学变化时分子本身发生了变化，如：硫分子，氧分子在点燃条件下变成了二氧化硫分子，那么由二氧化硫分子构成的二氧化硫气体，是否具有硫和氧气的化学性质呢？（如：是否助燃）为什么？11）思考、回答：因硫的化学性质由硫分子保持，氧气的化学性质由氧分子保持，而二氧化硫分子只能保持二氧化硫的化学性质。板书：概念分子是保持物质的化学性质的最小粒子12）提问：概念中关键字词是什么？对这些关键字词如何理解？（学生思考回答）13）讲解：（根据学生回答情况进行讲解）概念中加上“化学”二字是因为通常物质的物理性质都是该物质大量分子聚集在一起表现出来的，而不是每一单个分子所能表现的。如：物质的颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点等。“最小”是指分子再分就不是原来物质的分子，也不能保持原来物质的化学性质。同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。14）提出问题：分子很小，但事实证明了它的存在，那么分子具有哪些性质呢？15）指导学生实验a继续观察氨分子扩散的实验现象，提示观察酚酞点颜色的变化，思考氨分子是否固定不变。指导学生做品红扩散的实验，观察品红的颜色及水的颜色的变化，思考品红分子在水中是否静止不动。用量筒量取一定体积的酒精和水（建议量取酒精和水的体积要稍大），观察混合后总体积与混合前二者体积和是否相等。思考分子之间是否有空隙，（可让学生回忆家庭小实验中大米与小米混合后总体积的变化）16）学生讨论：通过以上实验及苯分子的照片，讨论分子有哪些性质（可用多媒体向学生展示微观粒子运动的动画）17）汇报与交流：汇报交流讨论结果18）评价：教师对学生的发言进行评价。并阅读课本27页，总结分子性质。板书：二、分子性质： 1、分子质量和体积非常小 2、分子是不断运动的 3、分子之间有间隔19）演示实验：出示硫粉和铁粉并加以混合提出问题：a硫粉和铁粉混合在一起由几种物质组成（强调组成物质种类不同） b硫粉和铁粉混合在一起如何把二者分开（目的在于说明二者混合后各自的性质保持不变）板书：三纯净物和混合物（根据事例总结纯净物和混合物定义）纯净物：由一种物质组成混合物：由两种或多种物质组成20）举例：学生根据对混合物和纯净物的理解，举出几种日常生活中常见的混合物和纯净物的例子21) 思考：从分子角度如何理解纯净物和混合物 纯净物：由一种分子构成 混合物：由不同种分子构成22）讨论：为什么铁丝在空气中不能燃烧，而在纯氧气中却能燃烧23) 汇报与交流：汇报交流讨论结果24）评价：教师对学生的发言进行评价，并根据学生回答情况进行讲解。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，显示氧气固有的支持燃烧的性质。但铁丝在空气中不能燃烧，因为空气中约占五分之四体积的氮气影响了氧气的性质，所以化学研究所用的物质必须是纯净物，但是世界上没有绝对纯净的物质，纯与不纯是相对的。25）小结：学生小结本节课的主要知识板书设计 第二章 第一节 分子一分子概念：分子是保持物质的化学性质的最小粒子二、分子的性质：1分子的质量和体积非常小；2分子是不断运动的 3分子之间有间隔三、.纯净物和混合物：纯净物：由一种物质组成（同种分子构成） 混合物：由不同种物质组成（不同种分子构成）典型例题例1 下列叙述中正确的是（ ）A分子是保持物质化学性质的最小粒子 B化学变化中，分子本身不发生变化C一切物质都是由分子构成的 D分子是保持物质物理性质的一种微粒 例2 下列有关分子的叙述中，错误的是（ ）A分子有大小 B分子不是静止不动的，而是在不停运动的。C50毫升酒精与50毫升水混合，总体积为100毫升。D同种分子性质相同，不同种分子性质不同。例3 下列物质属于混合物的是（ ）A二氧化碳 B氧 C氯酸钾和二氧化锰共热制氧气后的剩余物 D冰水混合物例4：下列物质中，属于纯净物的是（ ）A澄清的石灰水 B按体积计算，含21%氧气的空气C胆矾（ ） D加热高锰酸钾制氧后的固体剩余物 习题精选一、填空题1从分子观点看，纯净物是由_构成的，混合物是由_构成的。2下列物质中：食盐、氧化镁、空气、氮气、氧气、海水、五氧化二磷、四氧化三铁中，属于混合物的是_，属于纯净物的是_。3把100毫升水和100毫升酒精充分混合后，其总体积_（填大于，等于或小于）200毫升。4由分子构成的物质在发生物理变化时，_没有变化；由分子构成的物质在发生化学变化时，_变成了_的分子。由分子构成的物质，如果是由不同种分子构成的就是_由同种分子构成的就是_。5运用分子的观点解释，为什么人们常把湿衣服要晾在太阳晒着的地方？6下列物质属于纯净物的是_，属于混合物的是_。纯净水 二氧化碳 正在加热的高锰酸钾 液态空气7酒精挥发说明分子在_；热胀冷缩现象说明分子_；蔗糖加到水里，过一会儿就看不见了，是因为_说明分子间有_。二、选择题1下列物质中，属于纯净物的是：A高锰酸钾加热后的产物 B食盐水C蒸馏水制成的冰水混合物 D液态空气2关于液态氧与氧气的叙述，下列说法正确的是：A它们是两种不同的物质 B它们的存在状态和化学性质相同C它们的分子组成相同 D液态氧是混合物，氧气是纯净物3物质在不同条件下的三态变化，主要是由于：A分子的大小发生了变化 B分子的运动速度发生变化C分子之间的间隔发生了变化 D分子的质量发生了变化4下列关于分子的叙述，正确的是：A一切物质都是由分子构成的 B分子是保持物质性质的一种微粒C同种分子的化学性质相同 D分子受热体积变大，遇冷体积变小5下列说法正确的是（ ）A分子是保持物质性质的一种微粒B由分子构成的物质发生化学变化时，分子本身没有改变C同种分子构成的物质一定是纯净物 D纯净物是不含有任何杂质的物质6下列物质属于纯净物的是（ ） A空气 B食盐水 C氯酸钾 D液氧7纯净物与混合物的本质区别是（ ）A分子的种类数 B原子的种类数 C元素的种类数 D存在的状态8比较二氧化碳和二氧化硫各一个分子，下列那个数值相等（ ）A含氧分子数B含氧的质量分数 C含氧原子个数 D含氧的元素的个数9下列物质中，存在氧分子的是（ ）A氯酸钾 B二氧化硫 C液氧 D氧化汞10下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（ ）A净化后的空气；氧化镁 B水和冰混合；澄清石灰水C生锈的铁钉；高锰酸钾充分加热后的剩余固体 D氯化钾；液氧11最近，科学家发现了一种被称作“足球烯”、组成为 的新物质，关于 的下列说法：它的一个分子中含有60个碳原子；它是一种新型化合物；它是一种混合物；它是一种单质。其中正确的是（ ）A B C D只有三、简答题用分子的观点解释酒精易挥发是酒精的物理性质，而酒精燃烧是化学性质。四、实验题 如下图所示，将滴有酚酞试液的滤纸放在试管中，试管口塞上一团脱脂棉。（提示：酚酞遇氨水变红色）（1）用仪器A吸取浓氨水，滴在脱脂棉上（1015滴）。A的名称是_，其用途是_。（2）实验中，观察到的现象是_，这说明了_。（3）实验中，往往在试管下放一张白纸，白纸的作用是_。（4）某同学做此实验时，发现滤纸条上没有变色，而试管中所塞的脱脂棉却变成了红色。导致这种现象产生的错误操作可能是_，这一实验还说明，两种试剂中_具有挥发性。五、创新题1下列现象中，不能用分子运动论解释的是（ ）A把两块表面平滑干净的铅压紧，就不容易将它们拉开B在室内，同样表面积的热水比冷水蒸发得快C氧化汞受热分解生成汞和氧气D医院里充满了酒精味和药味2同温同压下，同体积的气体分子数相同，因此，空气中氮气与氧气分子个数比为 。3下列物质是由一种分子构成的物质是（ ）A纯净物 B混合物 C蒸馏水 D糖溶液4下列变化，能说明分子是可以再分的是（ ）A干冰气化B分离空气制取氧气 C硫磺研磨成硫粉 D加热氧化汞得到汞 扩展资料分子概念的形成意大利化学阿伏加德罗以意大利物理学家盖吕萨克（17781850）的气体化合体积定律为基础，通过合理的概括和推理，引入了分子的概念。盖吕萨克在进行大量的气体研究实验的基础上提出：“各种气体在相互发生化学反应时，常以简单体积比相结合。”由于道尔顿的原子学说中没有分子的概念，未能看到单质分子会由双原子或多原子构成。因而，按照道尔顿的学说，在化合物的复杂原子中就会出现“半个原子”的矛盾现象。阿伏加德罗敏锐地看到，只要在物体和原子这两种物质层次之间再引进一个新的关节点新的分割层次分子，就可以把道尔顿的学说与盖吕萨克的气体合体积定律顺利地统一起来。对化合物而言，分子即相当于道尔顿的“复杂原子”，对单质来说，同样包含这样一个层次，只不过是由相同的原子结合成分子。对盖吕萨克的气体化合体积定律的解释，只要认为相同温度、压强下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子，便可以得到圆满的回答；如果认为各种元素的单质都含有两个或多个原子，也就不会出现“半个原子”那样的矛盾了。由于阿伏加德罗的分子概念是对道尔顿原子学说的发展，所以人们把它门统称为原子分子论。阿伏加德罗阿伏加德罗是意大利化学家。1776年8月9日生于都灵。1792年进入都灵大学学习医学。1800左右开始转向研究数学、物理、化学和哲学。阿伏加德罗对化学杰出贡献是1811年提出分子假说。他指出“一切气体，在相同条件下，相同的体积中含有相同数目的分子”。但由于阿伏加德罗没有提出实验论据，他的这个观点没被当时的人们接受，被搁置了近半个世纪。直到1860年康尼查罗用实验论证并在卡尔斯鲁厄首届国际化学会议上阐述后，分子假说才被公认。现在叫做阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的气体，含有同样数目的分子。阿伏加德罗从分子假说推出，要测定单质或化合物的相对质量，只要把它们变成气体，测定它的密度就可以了。他用这种方法根据测定物质在气态时的密度，确定了一些物质的相对质量，也就是它们的相对分子质量。如氢气为2.01，氧气为32，水为18.016等。阿伏加德罗根据分子假说阐明了分子和原子的区别和联系，并提出原子是参加化学反应的最小质点，分子是保持物质一定特性的最小单位，分子是由原子组成的。单质分子是由相同元素的原子组成，化合物分子则由不同元素的原子组成。在化学反应中，不同物质分子间各原子重新结合成新物质的分子。阿伏加德罗还研究了比热、电学、液体热膨胀、酸碱对抗作用等问题。著有物理学教科书共四卷。1856年7月9日他在都灵逝世。为了纪念阿伏加德罗对化学所作的重大贡献，把1mol任何物质所含的分子数叫做阿伏加德罗常数，用NA表示，现在的较精确值是6.022051023。扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜是80年代初期发展起来的新型显微仪器，能达到原子级的超高分辨率。扫描隧道显微镜不仅作为观察物质表面结构的重要手段，而且可以作为在极其细微的尺度即纳米尺度（1nm=10-9m）上实现对物质表面精细加工的新奇工具。目前科学家已经可以随心所欲地操纵某些原子。一门新兴的学科纳米科学技术已经应运而生。中国科学院化学研究所隧道显徽学研究室的科学家正奋力投入纳米科学技术的研究，运用扫描隧道显微学方法，已于1992年成功地在石墨表面刻写出纳米级的汉字和图案。用扫描隧道显微镜在高定向裂解石墨表面上刻写的汉字“中国”，其中笔画的线条宽度为10nm。如果用这样大小的汉字来书写红楼梦一书，只需大头针针头那样小的面积，就可写进全书的内容。 用扫描隧道显微镜画出来的中国地图其比例尺为l1013。这是目前世界上最小的中国地图。教学设计 原子教学重点：原子概念的形成及原子和分子的本质区别教学难点：原子概念的形成、化学反应的实质教学过程1复习旧知识 投影：用分子的观点解释下列两个变化 1）液态水受热变为水蒸气 2）硫燃烧生成二氧化硫2问题引入：物质发生化学变化时有新分子产生，那么分子在化学变化中是如何改变的？又如何由原来的分子转变成新分子呢？3演示实验：氧化汞受热分解的实验提出观察要求：1）先给木炭加热，观察木炭有什么变化2）再同时给氧化汞加热观察： a.试管壁上有什么变化 b.木炭是否燃烧说明:锥形瓶中的药品是硫粉,硫粉是用来处理实验中的有毒物质学生观察并描述实验现象 （ 先给木炭加热，木炭不能燃烧；同时给氧化汞加热试管壁上有银白色小液滴，木炭燃烧。）4讲述：试管壁上的银白色小液滴是金属汞，在常温下汞是金属中唯一的一种液体物质5思考：木炭为什么能燃烧？指导学生写出氧化汞受热反应的文字表达式，（一名学生板演） 判断反应类型6设疑：从宏观上我们已经得到结论，加热氧化汞能生成汞和氧气，那么这个反应在微观上是怎么变化的呢？（引发学生想弄清氧化汞受热生成汞和氧气微观过程的欲望）7多媒体展示：氧化汞受热分解反应的微观示意图对照画面讲解氧化汞及氧化汞分子的构成 （氧化汞是由氧化汞分子构成的，一个氧化汞分子是由一个氧粒子和一个汞粒子构成的）8学生讨论：氧化汞受热从微观上是怎么变化的？结合多媒体展示的画面（二）（三）9汇报与交流：每组派代表发言。通过小组的分析、讲解、补充和纠正得出：氧化汞受热后结合在一起的氧粒子、汞粒子彼此分开，成为单个的氧粒子和汞粒子。单个的粒子不能稳定存在重新组合，每两个氧粒子结合在一起构成一个氧分子，大量的氧分子聚集成氧气，而大量的汞粒子聚集在一起形成金属汞10问题思考：在氧化汞受热分解反应中，氧化汞分子分解为氧粒子、汞粒子，而氧粒子、汞粒子又分解为更小的粒子了吗？（没有）科学上把这种在化学反应中不能再分的粒子叫原子思考：通过刚才对氧化汞受热反应微观过程的分析，你能说说什么是原子吗？ 回答后总结并板书 第二章 第一节 原子一、原子1概念：原子是化学变化中的最小粒子。指导学生画出概念中的重点词语为了让学生进一步确信原子的真实存在，可用实物投影仪展示用扫描隧道显微镜拍摄的硅原子照片。11问题讨论：前面我们学习了分子的概念，现在又学习了原子的概念，请大家结合图，讨论氧化汞受热是如何发生变化的，变化的实质是什么？结合以下画面讨论12汇报与交流：通过交流得出氧化汞受热反应的变化实质：氧化汞受热时氧化汞分子先裂变成单个氧原子、汞原子，然后氧原子、汞原子再重新组合，每两个氧原子结合成一个氧分子，大量的氧分子聚集成氧气，而大量的汞原子直接构成金属汞13设问：根据以上的分析、讨论请同学们说出化学反应的实质是什么？14：评价 讲述：化学反应的实质就是分子裂变成原子，原子重新组合成新的分子或直接构成物质（配合画面（五）讲述，同时板书化学反应实质）以上多媒体展示的画面应分步出现15设问：我们已经知道分子的基本性质，那么原子有哪些性质呢？指导阅读31页总结出原子的基本性质16：问题讨论：原子和分子是两种不同的粒子，对照以下表中内容讨论它