第二章我们身边的物质

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1、第二章 我们身边的物质 本章选取了学生身边最熟悉的物质 （ 空气、氧气、二氧化碳和水 ） 作为学习素材，不仅学生 学起来亲切，易于理解和接受，而且这些物质与人类的生存和社会的发展关系密切，从中 也使学生体会到学习化学的重要性，养成学以致用的习惯。但是学生虽然熟悉这些物质， 但了解不深，不曾从化学的视角去思考，更少用探究的方法去学习。第一节 由多种物质组成的空气一、学习目标1、知识与技能：能用实验事实说明空气是混合物 理解空气成分保持相对稳定的原因2、过程与方法：能用实验方法“捕捉”空气，采集空气样品3、情感态度与价值观：了解空气中各成分在生产、生活中的用途了解造成空气污染的主要因素，认识保持空

2、气洁净的重要性养成关心空气质量，自觉保护大气环境的良好习惯与责任感二、任务分析1、起点能力：学生对空气都很熟悉，并且在生物课中学过一些内容2、教学重点：用实验事实说明空气是混合物3、课型：活动与探究4、课时安排： 2 课时 课堂讲解、活动与探究 1 课时。讨论、课堂讲解 1 课时教学过程： 第一课时：探究空气的成分 问题情景 空气，看不见摸不着，你能“捕捉”到它吗? 学生实验 “捕捉”空气 问题 1、在“捕捉”空气的实验里，用水可以把空气从瓶子里“赶出来”，空气又可以把水从 瓶子里“赶出”取而代之，这说明空气有什么性质 ?2、 水加热到一定温度，还未烧开时就有气泡冒出。这些气泡是什么?这一现象

3、说明什么 ? 交流讨论 怎样证明你“捕捉”到了空气 ? 分析讨论 空气中有什么 ? 实验探究 空气中氧气体积含量的测定。 交流讨论 1、红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体？2、红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么？3、集气瓶中剩余的气体是氧气吗？4、打开止水夹后，为什么集气瓶中能吸入约占集气瓶容积 1/5 的水？5、你还能设计什么实验来确定空气中氧气的体积含量？ 拓展 1 、如用木炭代替红磷进行实验，结果会怎样2、如果红磷燃烧没有余剩，实验结果可靠吗 ?为什么 ?总结 空气中含有多种物质： N2 78%；O2 21%；稀有气体 0.94%；CO2 0.03% ； 其他气体和杂质 0.03%形

4、成概念：空气的成分混合物和纯净物。 练习与实践 1、 列举出一些在生活中常用的混合物，试说出它们是由哪些物质组成的。2、约120年前（英）物理学家雷利，利用2NH3+3CuO=N 2+3H2O+3Cu，除去水蒸气制得的氮气，测得氮气密度为 1. 251 克/升；除去空气中的二氧化碳、水蒸气、氧气后的 氮气密度为 1.257 克/升。问题：两种方法得到氮气密度的数值不相同的原因，可能有哪些？测量的误差。自制（用NH3）不纯，含有较轻的气体 除去一些气体后的空气含有比氮气密度大的气体 氮气分子组成不一有 N、N2、N3介绍雷利：经多次测定，差异始终存在， （问题：你可排除上述哪种可能的原因）雷利猜

5、 想空气中可能含有较重的 N3；或由nh3制取的氮气中含有原子氮，百思不解后，登期刊 征询建议。10年后拉姆塞，重复实验除去空气中的氮氧等气体，留下气体密度与N3相似,是新元素？还是 N3?后来从光谱仪中找到了答案。一一第三位小数的胜利。 拓展视野 空气成分的发现 学生阅读课本第 27 页 回顾总结：让学生回顾总结一节课的收获。 作业 课本第 32 页第 3、 4 题 说明 1研究空气的成分，以干燥的空气为样本，因为空气湿度大小不同，空气中水蒸气含量 变化较大。第二课时：氮气和稀有气体人类需要洁净的空气阅读材料、观看影像资料(氧气)氮气和稀有气体的用途。拓展视野1、自然界中的氮循环在自然界中，

6、氮元素的循环几乎涉及到生物圈的全部领域(见图1 3)。氮被固定后经植物吸收储存在植物体内，动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白质。动植物死亡后的遗 骸中的蛋白质被微生物分解成NH+、NO和NH，又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用。图1 -3 自然界中的氨循环氮的固定氮是植物生长所需的重要营养物质之一。植物一般不能直接吸收空气中的N2，而只能依靠一些含氮化合物来满足其生长的需要。这些含氮化合物主要有(NH4)2S04，NHNO,NHHCQ (NH2)2CC等。氮的固定主要有人工固氮(或称工业固氮)和自然固氮两种方式。自然固氮的途径主要 有两种，一种是通过闪电完成的，约占自然固氮的10%;另

7、一种是生物固氮，约占自然固氮的90%。所谓生物固氮是指某些微生物把空气中的游离氮固定转化为氮化合物的过程。根瘤菌 是一种固氮微生物，它含有固氮酶。固氮酶包括两种蛋白质，一种蛋白质含铁，被称为铁 蛋白；另一种蛋白质含有铁和钼，叫做钼铁蛋白，这两种蛋白同时存在时，就能行使固氮 酶的作用。2、灯管中的稀有气体每当夜幕降临时、五颜六色的霓虹灯就把城市装扮得格外美丽。霓虹灯是英国化学家拉姆塞(S . w. Ramsay 1852 1916)在一次实验中偶然发现的。1898年的一个夜晚，拉姆塞和他的助手正在做一种稀有气体 (Ne)是否导电的实验。当把这种稀有气体注射在真空玻璃管 里，并连接在高压电源上后，

8、一个意外的现象发生了：注入真空管的稀有气体不但开始导 电，而且还发出了极其美丽的红光。灯光的颜色跟灯管内填充气体种类和气压有关，跟玻璃管的颜色也有关(见表1 2)。表I 一 2稀有气体发光的颜色气体玻璃管的颜色灯色Ne无大红Ne淡红深红Kr淡红金黄Ar 80 % Ne 20 % （体积分数）淡蓝蓝Ar 80 % Ne 20 % （体积分数）淡黄绿Ar 50% Ne 50 % （体积分数）无紫交流讨论稀有气体最早叫做“惰性气体”，讨论一下其名称发生变化的原因？(1962年前，人们认为这些稀有气体根本不可能与其他物质反应，称之为“惰性气体”。 1962年后相继制得化合物 XePtF6、XeF2、K

9、rF4等，才认识它们的“惰性”只是相对而言。 由于这些气体在自然界贮量极少，1991年全国自然科学名词审定委员会公布的“化学名词”规定称之为“稀有气体)资料1稀有气体化合物的发现由于稀有气体原子的稳定结构，在1894年英国物理学家雷利(L.Rayleigh ,1842 1919)发现第一种稀有气体 Ar之后的近70年时间里，人们一直认为，稀有气体不会发生化学反 应，更不可能制得其化合物。1962 年，英国青年化学家巴特里特(N . Bartelette) 受PtF6氧化Q生成盐02PtF6的启发，联想到 PtF6的强氧化性是否也能从稀有气体原子中夺走电子呢？于是他大胆地将 PtF6的蒸气与等量

10、的 Xe混合，二者明显地发生反应生成了一种黄色的固体，这就是人类获得 的第一种稀有气体化合物一一氟铂酸氙(XePtF 6)。随后化学家们用类似的方法陆续制得了XePuk、XeRuF和 XeRhF。仅两个月后，美国科学家克劳森(H.H.CIaase n)、塞利格(H .Sei in g)和马姆J . G. Malta) 在400 C下用过量的F2与Xe反应1小时，再将容器冷却到一78C，得到了 XeH。后来科学家们又陆续制得了 XeF2、Xe03、Xe。、Xe02 F2、XeF2 SbF5、XeF SbFii等多种稀有气体 化合物。看来，稀有气体化合物的种类还远远不止这些，“惰性气体”并不惰性。

11、课堂练习课本第31页第1、2题交流讨论空气是宝贵的资源。明确认识动、植物的生存，人类的生产和生活需要洁净的空气。教师讲解各种生命体都在与外界环境不停地进行着气体交换，以维持其新陈代谢活动。 在正常情况下，空气是洁净的，即使有一些自然活动如火山爆发，自然界也会在较短的时 间内通过本身的循环而除去这些活动造成的污染。然而由于人类的活动，特别是现代工业 的迅猛发展，一方面给人们的生产、生活带来了很大福祉，另一方面向空气中排放的污染 物越来越多，种类也越来越复杂，大大超过自然界本身的净化能力，从而导致空气成分的 变化，也对人类赖以生存的环境造成了很大破坏。自20世纪60年代以来，这一问题已越来越受到人

12、们的重视。了解、认识这些污染物的种类和来源，是减少人为排放、消灭污染 的先决条件。学生明确空气污染(大气污染)的含义：当大气中某些有毒、有害物质的含量超过正常值或 大气的自净能力时，就会产生大气污染。从世界范围看，受到人们注意的大气污染物大约有百余种。其中影响范围广，对人类威胁较大的的主要是颗粒物、SO2、NxOy CO CxHy等。这些污染物主要来源于燃煤，如工厂排放的烟气；机动车、轮船、飞机排放的尾气和 粉尘；土地荒漠化引起的沙尘暴。生活环境中的空气污染，还有由做饭、取暖、吸烟等排放出的有害气体和悬浮颗粒；由室内装修材料、塑料制品等释放出来的有害气体，如S02、CO COa、尼古丁、苯并芘

13、、亚硝胺、酚、甲醛等。资料2常见的空气污染物名称成分危害来源硫的氧化物(SOx)S02 和 SO腐蚀物品、损害植物、形成 酸雨诱发肺气肿和支气管 炎，致癌燃烧含硫的煤和石油等燃料氮的氧化物(NOx)NO和 NC2使农作物减产、造成人体呼 吸道疾病矿物燃料的燃烧、化工 厂及金属冶炼厂所排放 的废气、汽车尾气煤气CO阻碍人体血红蛋白 向体内供氧燃料不完全燃烧、汽车 尾气光化学烟雾参与光化学反应的物 质、中间产物和最终 产物及烟尘等多种物 质的浅蓝色的混合体比原物质污染性更强，对人 体器官明显刺激、使植物坏 死，使橡胶、塑料老化，降 低织物强度光化学反应，即氮氧化 物和碳氢化合物在太阳 光的作用下，

14、反应生成 臭氧、醛类、PAN PBN 和多种自由基颗粒污染物烟尘、粉尘、气溶胶、 雾降低能见度、遮挡阳光，影 响气候，引起呼吸道疾病、 致癌，引发光化学反应形成 二次污染燃料不完全燃烧的产 物、米矿、冶金、建材、 化工等多种工业放射性物质铀、钍等致癌燃煤铅四乙基铅引起记忆减退、血压升高、 心血管系统疾病，影响儿童 智商发育含铅汽油讨论课题1、空气污染的危害2、引起空气污染的因素3、如何防治空气污染(怎样保持居室内空气的洁净 ？怎样使公共场所的空气保持新鲜？为什么要提倡在公共场所禁止吸烟？在田地里焚烧秸秆有什么不好 ？为什么要扩大园林面积和城市绿地？为什么要提倡用煤气和石油液化气代替民用煤炭?)

15、拓展视野空气质量各种媒体每天都要向我们预告天气的风霜雨雪和冷暖，如今，一种新的预报一一空气质量预报，开始成为一些媒体的日常工作。1 空气质量标准：为了控制空气中各有害物质的含量，创造一个好的生存环境，需要制 定相应的环境标准对空气污染进行监控。所谓环境标准，是指人类和生物维持生存所必须 的环境条件。一般是制定各种有害物质在环境中的最高允许浓度。2. 空气污染指数我国的空气质量采用了空气污染指数进行评价。为了便于公众了解城市空气质量状况，促 进公众对环境保护的参与，推进大气污染防治工作的进展，中国环境检测总站以总悬浮颗 粒物、氮氧化物和二氧化硫三种污染物为基准，制定了相应于这些污染物的空气污染指数 的计算方法。空气污染指数的值越大，表示空气污染越严重。空气污染指数是根据环境空 气质量标准和各项污染物对人体健康和