内容正文:
课题1 燃烧与灭火(第一课时)
仁爱科普版 · 初中化学 · 九年级上册
一、教材分析
本课题选自仁爱科普版九年级上册化学,是在学生学习了氧气性质与用途之后,对常见化学现象的深入探究。教材从生活中常见的燃烧现象入手,引导学生通过实验认识燃烧的条件,为后续学习灭火原理、爆炸及化学反应中的能量变化奠定基础。内容紧密联系生活实际,注重实验探究与科学思维培养,体现了“从生活走进化学,从化学走向社会”的课程理念。
二、四维核心素养
通过燃烧条件的探究,帮助学生形成“物质变化是有条件的”化学基本观念;运用控制变量思想设计对比实验,发展逻辑推理与科学思维;通过小组合作完成探究实验,提升科学探究与实践能力;认识燃烧与生产生活的密切联系,树立安全用火、防火减灾的科学态度与社会责任。
三、教学重难点
教学重点:燃烧的条件及其探究过程。教学难点:用控制变量的思想设计对比实验,理解燃烧三个条件缺一不可的关系,以及对着火点概念的准确把握。通过分组实验、对比分析、案例讨论等方式,引导学生在探究中突破难点、掌握重点。
四、新课导入
教师展示节日焰火、篝火晚会、家用燃气燃烧、蜡烛燃烧等图片,引导学生观察并思考:这些现象有什么共同特征?燃烧是人类最早利用的化学反应之一,它给人类带来了光明与温暖,推动了社会的进步。然而,一旦失去控制,火也会给人类带来巨大的灾难。那么,物质究竟在什么条件下才能燃烧?今天,我们就一起走进燃烧的世界,探寻燃烧的奥秘。
五、上课过程设计意图
本课采用任务驱动式教学,以“探究燃烧的条件”为主线,设计层层递进的探究任务。从学生熟悉的生活现象入手,引发认知冲突与探究欲望;通过分组实验,让学生亲历提出问题、猜想假设、设计实验、收集证据、得出结论的完整探究过程;再运用所学知识解释生活中的燃烧现象,实现知识的内化与迁移。各环节充分体现学生的主体地位,通过小组合作与交流讨论,培养学生的科学探究能力与合作精神,落实化学学科核心素养。
六、教学过程
【任务一】回顾旧知,初识燃烧
教师引导:同学们,在前面的学习中,我们已经认识了氧气的性质,也观察过许多物质在氧气中燃烧的现象。请大家回忆一下,我们都见过哪些物质燃烧的现象?它们燃烧时都有哪些共同的特征?
学生活动:以小组为单位,结合已有知识进行交流讨论。学生可能会列举出木炭在氧气中剧烈燃烧、发出白光、放出热量;硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰;磷在空气中燃烧产生大量白烟;铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射;镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光等实例。
教师引导学生归纳:这些燃烧现象虽然各有不同,但它们都有一个共同的特点——都会发光、放热,而且都是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应。基于这些共同特征,我们可以给燃烧下一个初步的定义:通常情况下,燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
教师追问:那么,是不是只要有可燃物、有氧气,物质就一定会燃烧呢?请大家结合生活经验想一想,教室里的桌椅板凳是可燃物,我们周围的空气里有氧气,为什么桌椅板凳没有自动燃烧起来?
学生活动:小组讨论,提出自己的猜想。有的同学说可能还需要其他条件,有的同学说可能需要达到一定的温度。教师适时引导:看来,燃烧并不是一件简单的事情,除了可燃物和氧气之外,可能还需要其他条件。今天我们就通过一系列实验,来系统地探究燃烧到底需要满足哪些条件。
【任务二】实验探究,燃烧的条件
教师引导:科学探究是我们学习化学的重要方法。接下来,我们将通过几个递进的探究活动,一步步揭开燃烧条件的秘密。请各小组按照实验要求,认真观察、仔细记录、深入思考。
活动一:探究燃烧需要可燃物
教师提供实验用品:小木条、玻璃棒、纸条、石块、酒精灯、坩埚钳、火柴、石棉网等。
教师引导:请各小组分别用坩埚钳夹住小木条和玻璃棒,在酒精灯火焰上加热,观察并记录现象。同样,分别试试纸条和石块,看看它们能不能被点燃。
学生活动:分组进行实验操作。将小木条放在酒精灯火焰上,很快就会看到木条燃烧起来,发出火焰;将玻璃棒放在火焰上加热,无论加热多久,玻璃棒都不会燃烧,只是摸起来会发烫;纸条很容易被点燃,燃烧得很快;石块则无论怎样加热都不会燃烧。
教师引导学生分析:通过这组实验,我们可以得出什么结论?为什么有的物质能燃烧,有的物质不能燃烧?
学生讨论后归纳:能燃烧的物质叫做可燃物,不能燃烧的物质叫做不可燃物。燃烧首先需要有可燃物,如果物质本身不能燃烧,即使有再多的氧气、再高的温度,它也不会燃烧。所以,燃烧的第一个条件就是——物质必须是可燃物。
教师补充:请大家想一想,生活中我们常见的可燃物有哪些?不可燃物又有哪些?学生举例:木材、纸张、酒精、天然气、汽油等是可燃物;石头、玻璃、沙子、水等是不可燃物。教师进一步引导:正是因为有了可燃物和不可燃物的区分,我们才有了灭火的可能——比如用沙子覆盖燃烧物,就是通过隔绝可燃物与氧气的接触来灭火的,这是我们下节课要学习的内容。
活动二:探究燃烧需要氧气(或空气)
教师引导:我们已经知道,燃烧需要可燃物。那么,只要有可燃物,它就一定会燃烧吗?请大家看老师的演示。
教师演示:点燃一支蜡烛,蜡烛在空气中安静地燃烧着。然后,用一个烧杯将这支燃烧的蜡烛罩住,观察会发生什么现象。
学生活动:仔细观察演示实验。可以看到,被烧杯罩住的蜡烛,火焰开始还比较稳定,但很快就慢慢变小,最后完全熄灭了。
教师引导:蜡烛是可燃物,它在烧杯里面并没有离开,为什么会熄灭呢?烧杯罩住之后,什么被改变了?
学生讨论:烧杯罩住蜡烛后,蜡烛燃烧消耗了烧杯内空气中的氧气,当氧气耗尽或者氧气含量降低到一定程度时,蜡烛就熄灭了。这说明燃烧需要氧气(或空气)。
教师引导学生归纳:燃烧的第二个条件是——可燃物要与氧气(或空气)接触。如果可燃物与氧气隔绝,燃烧就无法进行,正在进行的燃烧也会停止。
教师拓展:请大家结合这个实验,解释一下为什么厨房里油锅着火时,可以用锅盖盖灭?学生回答:盖上锅盖后,油与外界空气隔绝,锅内的氧气被耗尽,火就熄灭了。教师肯定学生的回答,并进一步引导:这个例子说明,破坏燃烧的任何一个条件,都可以达到灭火的目的。下节课我们将系统学习灭火的原理和方法。
活动三:探究燃烧需要温度达到着火点
教师引导:我们已经探究了燃烧需要可燃物和氧气这两个条件。请大家继续思考:教室里的桌子是可燃物,周围的空气里也有氧气,为什么桌子没有燃烧起来呢?这说明燃烧还需要满足什么条件?
学生猜想:可能还需要一定的温度条件。
教师介绍:每种可燃物燃烧都需要达到一个最低温度,这个最低温度叫做该物质的着火点。不同物质的着火点是不同的。教师展示常见物质的着火点数据:白磷的着火点约为40摄氏度,红磷的着火点约为240摄氏度,木材的着火点约为250至330摄氏度,无烟煤的着火点约为700至750摄氏度。
教师引导:白磷的着火点很低,只有40摄氏度左右,也就是说,只要温度达到40摄氏度,白磷在有氧气的条件下就会燃烧起来。而红磷的着火点要高得多,需要达到240摄氏度以上才能燃烧。下面我们通过一个经典的对比实验来验证这个结论。
教师演示:在烧杯中注入约半杯热水,在烧杯底部放入一小块白磷。在烧杯口上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面水的白磷。观察现象。
学生活动:仔细观察实验现象。可以看到,铜片上的白磷很快就燃烧起来,产生大量白烟;而铜片上的红磷没有燃烧,水中的白磷也没有燃烧。
教师引导学生分析:为什么铜片上的白磷燃烧了,而铜片上的红磷没有燃烧?它们都在铜片上,都与空气接触,都有可燃物,区别在哪里?
学生讨论后回答:铜片上的白磷和红磷都是可燃物,都与空气接触,但白磷的着火点低,热水通过铜片传导的热量使白磷的温度达到了它的着火点,所以白磷燃烧了;而红磷的着火点高,同样的温度没有达到红磷的着火点,所以红磷没有燃烧。
教师追问:那么,水中的白磷为什么没有燃烧呢?它的温度已经达到了着火点吗?
学生回答:热水的温度超过了白磷的着火点,水中的白磷温度已经达到了着火点,而且它本身是可燃物,但它没有与氧气接触,所以没有燃烧。
教师演示:用一支导管对准烧杯热水中的白磷,通入少量氧气(或空气),观察现象。可以看到,热水中的白磷在通入氧气后,在水中竟然也燃烧起来,产生火光。
教师引导:这个现象更加有力地证明了,燃烧的三个条件——可燃物、与氧气接触、温度达到着火点,必须同时满足,缺一不可。
活动四:综合分析,归纳燃烧三条件
教师引导:通过前面三个探究活动,我们已经找到了燃烧的三个条件。现在请各小组讨论总结:燃烧到底需要哪几个条件?这几个条件之间是什么关系?
学生讨论并归纳:燃烧需要同时满足三个条件——第一,物质必须是可燃物;第二,可燃物要与氧气(或空气)接触;第三,可燃物的温度要达到其自身的着火点。这三个条件必须同时具备,缺一不可。只要缺少其中任何一个条件,燃烧就不能发生,正在进行的燃烧也会停止。
教师强调:请大家特别注意“着火点”这个概念。着火点是物质本身固有的属性,一般情况下不会改变。我们不能说“降低可燃物的着火点”,而应该说“使温度降低到可燃物的着火点以下”。这是一个容易出错的地方,请大家一定要准确理解。
【任务三】学以致用,解释生活现象
教师引导:学习了燃烧的条件之后,我们就可以用科学的眼光来解释生活中许多看似平常的现象了。请各小组运用今天所学的知识,解释以下生活中的问题。
问题一:为什么纸张很容易被点燃,而煤块却需要用柴草引火才能点燃?学生讨论回答:纸张的着火点低,煤的着火点高。用火柴的火焰直接加热纸张,纸张的温度很容易达到着火点,所以纸张很快就燃烧起来;而煤块的着火点很高,火柴火焰提供的温度不足以使煤块达到着火点,所以需要先用容易燃烧的柴草引火,柴草燃烧放出大量的热,使煤块的温度逐渐升高,最终达到煤的着火点,煤才会燃烧起来。
问题二:为什么燃烧的蜡烛用扇子一扇就会熄灭,而燃烧的篝火用扇子一扇反而烧得更旺?学生讨论回答:蜡烛燃烧时放出的热量不多,用扇子一扇,流动的空气带走了大量热量,使蜡烛的温度降低到了石蜡的着火点以下,所以蜡烛熄灭了;而篝火燃烧时放出的热量很多,扇子扇风虽然也带走了一部分热量,但更多的是为篝火补充了新鲜的氧气,氧气供应更充足,所以篝火燃烧得更旺。
问题三:在篝火晚会上,人们为什么要把木柴架空了燃烧?学生讨论回答:把木柴架空,可以使木柴与空气的接触面积增大,有更充足的氧气供应,木柴燃烧得就会更充分、更旺盛。如果把木柴堆得很实,空气不容易进入,氧气供应不足,木柴就燃烧得不充分,甚至会熄灭。
问题四:为什么生煤炉火时,需要先引燃纸和木柴?学生讨论回答:煤的着火点较高,直接用火柴很难点燃。纸和木柴的着火点较低,容易被点燃。先点燃纸,纸燃烧引燃木柴,木柴燃烧放出大量的热,使周围温度升高,当温度达到煤的着火点时,煤就燃烧起来了。
教师对学生的回答进行点评和补充,肯定学生运用所学知识解释生活现象的能力,引导学生进一步体会化学与生活的密切联系。
【任务四】课堂小结,构建知识网络
教师引导:通过这节课的学习,我们认识了燃烧的条件。请大家回顾一下,今天我们都学到了哪些知识?
学生自主总结:燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。燃烧需要同时满足三个条件:一是要有可燃物;二是可燃物要与氧气(或空气)接触;三是温度要达到可燃物的着火点。三个条件缺一不可。着火点是物质本身的属性,不同物质的着火点不同。
教师引导学生构建知识网络:我们今天通过实验探究的方法,从众多燃烧现象中抽象出了燃烧的概念,又通过对比实验找到了燃烧的三个条件。这个“提出问题——猜想假设——实验探究——分析推理——得出结论”的过程,正是科学探究的基本方法。希望同学们在今后的学习中,继续运用这种方法去探索更多化学世界的奥秘。
【任务五】拓展延伸,预告下节内容
教师引导:既然燃烧需要同时满足三个条件,那么反过来,只要我们破坏其中任何一个条件,燃烧就会停止。这就是灭火的基本原理。请大家课后思考:日常生活中,我们都知道哪些灭火的方法?这些方法分别破坏了燃烧的哪个条件?下节课我们将一起学习灭火的原理和方法,以及一些常见的防火安全知识。
教师布置课后探究任务:请同学们回家后,观察家中哪些地方存在火灾隐患,利用今天所学的燃烧条件知识,向家人提出安全用火的建议。下节课我们一起来交流分享。
七、板书设计
课题1 燃烧与灭火(第一课时)
一、燃烧的概念
可燃物与氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应
二、燃烧的条件(缺一不可)
1. 可燃物
2. 与氧气(或空气)接触
3. 温度达到可燃物的着火点
三、着火点
可燃物燃烧所需的最低温度(物质固有属性)
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