分子和原子的教案

分子和原子的教案（共7篇）

1.分子和原子的教案 篇一

《分子和原子》教案

（第一课时）

教学目标：

1、知识与技能

（2）认识分子是保持物质化学性质的最小粒子。

（3）认识原子是化学变化中的最小粒子，原子可以相互结合形成分子。

2、过程与方法

（1）学习运用日常现象与课本理论相结合的方法，用课本理论来解释日常现象。

（2）充分发挥学生的空间想象力。

（3）学习运用比较、分析、归纳等方法对实验所得信息进行加工。

3、情感态度与价值观

（1）对学生进行科学态度教育和辩证地看问题的思想方法教育。（2）逐步提高抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。（3）渗透物质的无限可分的辩证唯物主义的观点及科学态度和科学方法的教育。（1）认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的。

教法分析

分子、原子对于九年级学生来说，并不完全是陌生的，在小学自然、初中生物、物理课中都接触到分子和原子。但是，分子、原子究竟是什么样的粒子，他们缺乏准确的内部表象。由于分子、原子既看不见也摸不着，所以，学生要真正建立明晰的分子、原子概念是较为困难的。针对教学内容的特点和学生的实际情况，主要采取情境激学，联想推理，实验与多媒体辅助教学相结合的方法进行探究式教学。

教学策略分析

1、本课题首次引导学生进入微观世界，微观粒子既看不见也摸不着，为此，在进行本课题教学时，要充分利用学生熟悉的宏观现象，创设好教学情境，发挥学生的想象、推理能力。

2、在探究分子的性质时，因为分子不可触摸，因此，一方面可以借助生动的比喻、类比或形象的多媒体课件来说明；另一方面，在进行探究活动时，可以改变探究的步骤，让学生体验探究的乐趣，并在分析现象的过程中培养学生的抽象思维能力。

重点与难点

重点：认识分子、原子是客观存在的，是构成物质的两种微粒，认识分子的基本特征。

难点：培养对自然现象、实验现象的猜测、观察，分析、等探究能力。

教学准备：教师

多媒体课件

烧杯

酚酞

浓氨水等

学生

小烧杯

水

教学过程

一、创设情景

观赏图片

1、遥知不是雪，为有暗香来。

2、酒香不怕巷子深

（激发新知）盛放在敞口容器中的水在常温下为什么会变少？（学生观察图片思考、讨论。）

二、设问激趣，导入新课

（引导实验）教材中[实验3—5]：品红的扩散。（学生观察实验并思考分析）

（设问）在静止的水中品红为什么会扩散?

（过渡）在很久以前，许多学者就对上述这些问题进行了探究。他

们提出了物质是由不连续的微小粒子组成的设想，并用以解释这些现象。

（小结）物质确实是由微小的粒子——分子和原子构成的。（学生想象物质是由微观粒子构成的。确立物质由分子和原子构成的观点）

（设问）肉眼看不见的分子是真实存在的吗?<展示图片教材P50图3-

6、3-7。>（学生观察图片，想象分子的存在）

三、实验探究 对比分析 了解性质

1、分子的质量和体积都很小

（投影资料）1个水分子的质量约是3×10-26kg；1滴水(1 mL水约为20滴)中大约有1.67×1021个水分子，全国人一起来数的话，大约要数3万年才能数完。

学生活动：阅读小资料，学生思考归纳，让学生大胆想象，感受分子很小的概念。

2、分子在不停地运动（活动与探究）氨分子的扩散

①取一烧杯，注入约40 mL蒸馏水，然后加入5～6滴酚酞试液，用玻璃棒搅拌均匀，观察溶液的颜色。2．取少量上述溶液置于试管中，向其中慢慢滴入浓氨水，观察溶液颜色有什么变化。

②将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个小烧杯C，加入约5 mL浓氨水，用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外，如下图所示。观察12分钟，有什么现象发生？这一现象说明了什么？

[实验1的结论]溶液为无色。

说明：酚酞本身是一种无色溶液，把酚酞加入蒸馏水中，只是对酚酞进行了稀释，所以溶液仍为无色。

[实验2的结论]溶液颜色由无色变为红色。

说明：酚酞是一种酸碱指示剂，遇酸不变色，遇碱显红色，浓氨水显碱性，所以溶液颜色由无色变为红色。

[实验3的结论]烧杯A中的酚酞溶液由无色变为红色，而烧杯B中的酚酞溶液仍为无色。

（设问）出现这种现象的原因是什么呢？

（回答）分子的运动。C中的氨分子运动到了烧杯A中的酚酞分子中，所以A溶液变为红色；而烧杯B位于大烧杯外，没有氨分子进入，所以溶液仍为无色。

（过渡）这位同学的回答十分准确。其实利用他刚才所说的分子运动的观点也可以解释我们本节课开始提出的几个问题。请同学回答。

（小结）（1）氨水中的氨分子不断扩散进入了酚酞溶液中，使酚酞溶液变成了红色。该实验说明了分子在不断运动。

（2）在受热的情况下，分子能量增大，运动速率加快。

3、分子之间有一定的间隔

(引导探究)50 mL酒精与50 mL水混合。（学生思考）：为什么1+1≠2？

（引导思考)一碗黄豆与一碗小米混合是否等于两碗?（提问）：该实验说明了什么?（小结)分子之间有间隔。

学生看屏幕，不同状态分子间隔模拟动画，感受气体和液体不同物质间分子间的间隙，学生讨论，总结。得到分子间隔气体>液体>固体。

四、快乐套餐（投影出示练习，要求学生完成）

五、课堂小结：

1、解决课堂开头完成的问题。

2、学生谈本节课的收获。

六、作业

课后习题第一（1）、三题。

板书设计

课题二 分子和原子

一、分子是客观存在的

二、分子的特征

1、分子质量和体积都很小

2、分子在不断的运动，一般温度越高运动速度越快。

3、分子之间有间隔

一般分子间隔 气体>液体>固体

2.分子和原子的教案 篇二

1.教材分析。该教学设计是根据人教版义务教育课程标准实验教科书《化学· (九年级上册) 》第三单元的《课题2:分子和原子》所编写的。该课题是学生在学习物质的变化和性质的基础上, 由宏观的世界转向微观世界的开端, 通过学习可以使学生对微观世界有所了解, 它是学生今后学习的重要基础;又是必不可少的工具, 对以后学习化学方程式, 认识化学反应的实质起着重要作用。

2.学情分析。前段时间的化学学习以探究物质的性质为主, 比较直观, 学生也比较感兴趣;这段时间的化学内容增加了抽象理论学习, 教学时要避免枯燥。分子、原子对于初三的学生来说, 并不完全是陌生的, 在小学自然、初中生物、物理课中都接触到分子和原子。但是, 分子、原子究竟是什么样的粒子, 他们缺乏准确的内部表象。由于分子、原子既看不见也摸不着, 所以, 学生要真正建立明晰的分子、原子概念是较为困难的。

【设计意图】

在教学过程中依据新课程标准, 结合教材上的例子, 采取多种手段来组织教学。如演示实验、增补实验和改进实验等, 以此获得更好地教学效果, 并且在实验中注重培养学生的环保意识

【教学目标】

1.知识与技能。认识分子、原子的存在;认识分子是保持物质化学性质的最小粒子, 原子是化学变化中的最小粒子;运用分子和原子的观点加深对化学反应实质的理解。

2.过程与方法。运用分子、原子的知识解释某些日常现象, 通过对物质及其变化的宏观现象与微观本质之间相互联系的分析推理, 培养学生的想像能力和抽象思维能力。

3.情感态度与价值观。增强学生对微观世界的好奇心和探究欲;通过实验和模拟微观粒子运动的课件激发学生的学习兴趣, 培养实事求是的科学作风。

【教学重点、难点】

1.教学重点:分子、原子的概念;分子的基本特征。

2.教学难点:分子、原子行为微观表象的形成, 抽象思维的培养。

【仪器与药品】

仪器:试管、胶头滴管、烧杯、集气瓶、玻璃注射器、脱脂棉、滤纸。

药品:红墨水、酚酞试液、浓氨水、浓盐酸、清水。

【教学方法】

情景激学、联想推理法;实验探究法。

【教学过程】

【引入】小时候, 我们都做这样的小游戏:一块橡皮泥, 将它不停地一分为二, 直到变得很小很小, 不能再分为止。到底橡皮泥还能不能再分下去呢?如果可以, 能分多小?分到不能再分时, 又有多大呢?如果可以, 那是不是可以说:橡皮是不是由一些很小的微粒构成的?它们又是什么呢?不止是橡皮泥, 生活中的其他物质是不是也是由微小的粒子构成的呢?

生活中还有很多现象, 比如:为什么墙外开花墙内香?为什么湿衣服在太阳下容易被晾干?这些和物质的构成有没有什么关系呢?这些问题在很早以前就引起了科学家的兴趣, 他们经过不懈的探究和实验, 终于破解了这些疑团, 下面, 就让我们沿着前人的足迹重新探究这“物质可分”的奥秘!

1.情境创设一

【方案一:学生讨论】

小组讨论并解释一下下面的生活现象: (1) 放在敞口容器中的水一段时间后变少了; (2) 经过花园时闻到花香; (3) 湿的衣服经过晾晒就会干燥。

教师根据学生的讨论结果加以补充修正, 并给予鼓励。

设计说明:以生活中常见的现象活跃课堂气氛, 并引出待研究的内容, 引发学生的好奇心;通过提问回答以及适时的鼓励, 提高学生学习的积极性。

教师小结: (1) 水减少了, 是因为水中的粒子扩散到空气中去了。 (2) 人能嗅到花的香气, 是因为花中的香气的粒子扩散到空气中, 接触到人的嗅觉细胞, 因而使人嗅到了香气。 (3) 湿衣服能晾干, 是由于构成水的粒子, 在风吹日晒下, 扩散到空气中去了。

2.化学故事。

科学家针对刚才的生活现象提出了物质都是由不连续的微小粒子组成的科学设想。

科学技术的进步早已证明, 物质确实是由微小的粒子———分子、原子等构成的。现在我们通过先进的科学仪器不仅能够直接观察到一些分子和原子, 还能移走原子。

展示图片。

欣赏通过移走原子形成文字的图片, 进一步接受物质由不连续的微小粒子组成的科学设想。

通过化学故事的形式让学生接受物质由不连续的微小粒子组成的科学设想。

【板书】

一物质的微观构成

分子、原子等微小粒子

3.情境创设二

【方案二:水分子的自述】

嗨!同学们, 你们好, 很高兴地认识你们, 你们知道我是谁吗?我是水分子, 我的质量和体积都很小, 一个水分子的质量约是3×10-26kg, 在每一滴水中我们水分子大约有1.67×1021个。50万到100万个分子一个紧挨着一个排成长队, 也只有一根头发的直径长, 我这么小, 当然你们人类用肉眼是看不见我的。如果用10亿人来数一滴水里的水分子, 每人每分钟数100个, 日夜不停, 需要数3万多年才能数完哩。我想请你们猜一猜当我们分子聚集在一起构成水时, 我们是静止的吗?彼此之间是否会存在空隙呢?

采用“水分子的自述”让学生感知分子的体积和质量都很小;运用具体的数字和拟人化的手法, 有利于激发学生的兴趣。

【板书】

二分子的特点

1质量和体积都很小

4.情境创设三

【方案三:魔术表演———自现的红点】

如右图1, 将酚酞试液滴入氨水中, 发现溶液瞬间变红, 说明氨水中氨分子具有能使得酚酞指示剂变红的性质。

再用酚酞试液在长条滤纸上分别点上A、B、C三个圆点, 用镊子夹住, 放入试管底部, 在试管口塞一团滴有浓氨水棉花, 将试管水平放置, 仔细观察现象。

边听边看教师演示, 提出问题:为什么酚酞和氨分子并没有直接相互接触, 而“圆点”却会由外向内依次变红呢?

【方案四:魔术表演——空瓶生烟】

取两个内壁蘸有浓氨水和浓盐酸的空集气瓶, 瓶口事先盖好玻璃片, 将其如右图3放置好, 小心抽掉中间的玻璃片, 仔细观察发生的现象。

思考:看似空无一物的两个瓶为何会产生滚滚浓烟?

注:教师事先提示氯化氢 (盐酸的主要成分) 和氨气 (氨水的主要成分) 反应会产生氯化铵 (浓烟白烟的主要成分) 。

HCl+NH3=NH4Cl (白烟)

小组讨论, 提出实验设想, 动手实验、观察现象、讨论交流寻找答案。

得出结论:氨水、酚酞、盐酸等物质中有肉眼看不见的极其微小的粒子, 这些粒子能运动, 当这些粒子运动时相互接触到了一起就会发生反应, 产生我们肉眼所看见的现象。

【板书】

2总是在不断运动着

5.探究活动 (1)

【方案一:分子运动与温度的关系】

将红墨水分别滴入冷、热两杯蒸馏水中, 观察现象。在受热的情况下, 分子能量增大, 运动速率加快, 这也是水受热蒸发加快的原因。学生根据教师提示, 小组实验并完成实验并得出结论。

得出结论:温度越高, 分子运动越快。

【补充板书】温度升高, 运动速率加快。

6.探究活动 (2)

分子之间有间隙

【方案一:“1+1是否一定等于2”】

把100m L水和100m L酒精混合后, 观察所得溶液的体积。

出现这一现象的原因是分子之间有间隔。当把100m L水和100m L酒精混合后, 一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔, 所以所得溶液的总体积会小于200m L。

【方案二:压缩密闭空间内的气体】

取一注射器, 吸入一定体积的空气, 用手指顶住针筒小孔, 将活塞慢慢向前推入。

通过实验让学生更直观地了解分子之间有间隔的客观事实, 从而方便理解记忆。

教师小结:以上两个实验, 均证明分子之间有间隔, 这是分子的第三个特点。

【板书】

3分子之间有间隔

【讲解】

分子之间的间隙根据物质的状态不同而有所区别, 一般情况下, 气体>液体>固体, 如右图所示:

7.情境创设四

小组讨论并解释, 从分子的角度看, 水的蒸发与水的分解两种变化有什么不同?

教师根据学生的讨论结果加以补充修正, 并给予鼓励。

通过动画演示《分子和原子——两种变化》比较, 直观解释。

教师小结:水的蒸发是物理变化, 是水分子扩散至空气中。而水的分解是化学变化, 有新物质——氢气和氧气生成, 这是另一种微粒运动的结果。

讨论并根据已学的化学知识解释这些现象。

(1) 宏观方面:

(1) 物质的元素组成:水是由氢元素和氧元素组成的 (或氢气由氢元素组成;氧气由氧元素组成) 。

(2) 反应物、生成物:水分解生成氢气和氧气。

(3) 反应类型:此反应为分解反应。

(2) 微观方面:

(1) 反应物或生成物的分子构成:水分子是由氢原子和氧原子构成的 (或氧分子是由氧原子构成的, 或氢分子是由氢原子构成的) 。

(2) 反应物或生成物中一个分子的构成:一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的 (或一个氧分子是由两个氧原子构成的, 或一个氢分子是由两个氢原子构成的) 。

(3) 分子的破裂和原子的重新组合过程:水分子破裂为氢原子和氧原子, 每两个氢原子结合成一个氢分子, 每两个氧原子结合成一个氧分子, 大量的氢分子聚集成氢气, 大量的氧分子聚集成氧气。

(4) 反应前后, 分子的种类一定变, 原子的种类和数目都不变。

根据教师的介绍, 结合小组讨论结果, 从化学的角度重新理解这些生活中常见的现象。

观看动画, 结合讨论, 认识两种变化的区别。

【讲解】

从微观的角度来解释物理变化和化学变化。

物理变化:构成物质的分子本身没有发生变化, 改变的仅仅是分子的运动状态 (如快、慢等) 或是分子之间的间隙。如常见的热胀冷缩现象, 为什么温度计中的水银柱在高温时会向上爬升呢?原来啊, 是因为温度升高后微粒间的间隙增大了的缘故, 看起来就感觉是液体体积变大了。

化学变化:反应物的分子破裂成原子, 再由原子重新组合成生成物的分子, 即反应物分子瓦解, 并由瓦解后的这些原子按不同的组合方式和排列顺序重新构成新分子。

【板书】

三、分子的定义:分子是保持物质化学性质的最小粒子, 但并不是唯一的粒子。

【讲解】

我们知道构成物质的粒子是分子, 但在我们的物质世界中, 并不是所有的物质均由分子构成的。

【补充板书】

四、物质的微观构成分类:

因此, 保持物质化学性质的最小粒子也即是直接构成该物质的微粒, 如铁单质是由一个个的铁原子直接构成的, 那么保持铁化学性质的最小粒子就是铁原子。而水分子虽然是由氢、氧两种原子构成的, 但事实上水首先是由氢、氧两种原子按个数比2:1的比例先构成分子, 再由大量的水分子聚集形成宏观状态下的水, 所以说保持水化学性质的最小粒子是水分子。

【板书】

四、原子的定义:原子是化学变化中的最小粒子。

讨论并根据动画、例子以及前几次讨论的结果进行解释。根据教师的小结, 进一步加深对原子的认识与理解。

在化学变化中分子与原子之间的关系可用右边的坐标图来形象的表示。

从图中我们不难发现, 在整个化学反应中, 原子已经成为反应中微观粒子的最小极限, 所以说原子是化学变化中的最小粒子。

【板书】:

在化学变化中, 分子可分而原子不可分;原子是化学变化中的最小粒子。

8.课堂练习。

氢气 (H2) 是一种新型能源, 用氢气 (H2) 和氧气 (O2) 在点燃的条件下反应可以得到水 (H2O) , 试用图示表述其物质变化过程中的微粒变化情况 (可参考上面水电解过程的微观示意图) 。

针对习题, 对本节课的知识要点进行巩固练习。通过课堂练习, 加深对原子、分子的理解, 并巩固分子和原子的相关知识。

【课后小结】

3.分子和原子的教案 篇三

1、学习目标：？认识分子与原子的真实存在，知道分子有哪些基本性质？会用分子的性质解释生活中一些常见的现象。？理解什么是分子？能用分子的观点分析物理变化和化学变化；纯净物和混合物的不同。

2、能力目标：通过对宏观现象和微观本质间相互联系的分析、推理，提高学生抽象思维能力；

3、情感目标：通过对物理变化和化学变化的解释，学会科学联系的方法；通过对分子的可分性与不可分性的认识，学会辨证思考问题的方法。

教学重、难点：1.分子、原子概念的建立及对分子行为微观想象的形成。2.建立微观粒子想象表象，初步体会它与宏观物体运动的不同。

教学方法：“先学后教，当堂训练”课堂教学模式进行与实验探究、动画揭示微观的直观教学相结合的方法进行学习。

仪器药品：浓氨水、酚酞试液、品红溶液，胶头滴管、酒精灯、大小烧杯、试管、塑料凹槽，分子间隔演示仪等等。

教学过程：

一、构建微观概念

【导 入 部 分】题记导入

【课件出示题记】从身边的现象和简单实验入手认识物质的微粒性，理解有关物质构成的微观概念，学会用物质构成的初步知识解释一些简单的化学现象。---《分子和原子》题记

学生活动：学生齐声朗读题记

【动手又动脑】分小组完成以下实验——2分钟后与大家共享实验现象，思考如何解释？

组别 实验要求 实验现象

第1组 向盛有水的烧杯中滴加，

2-3滴品红溶液，静置观察

第2组 微微加热扎有小气球的试管

说明实验要求：

（1）阅读实验要求，（2）分组说明：四人一小组，第一，第二大组的同学做第1组实验，第二大组的同学做第2组实验，2分钟后汇报实验现象。

学生活动：学生按要求动手实验，两分钟之后小组汇报实验现象。

【提问】气球为什么膨胀？品红会扩散？

【追寻学者足迹】类似的问题很久以前引起学者的探究兴趣，用一分钟时间阅读48页第二、三自然段，用2分钟时间讨论、整理学者的研究思路。

学生活动：依据学生的回答，归纳出示学者的研究思路

【多媒体展示】（图略）

设想：物质都是由不连续的微小粒子构成。

验证：用设想来解释上述现象，发现这一设想能够很好的解释上述现象。

结论：设想正确。

强调：物质都是由不连续的微小粒子构成的。现代科学技术已经证实这些微粒主要有分子、原子等。不同物质构成它的微粒不一样。水、氧气、氮气、氨气等都是由分子构成的。

【过渡】本课题学习分子和原子的有关知识

【多媒体展示】（图略）

学生活动：齐声朗读强调的内容，观看苯分子的图片

二、认识分子

【板书】课题2 分子和原子

分子

【多媒体展示】

学习目标1 知道分子有哪些基本性质？会用分子的性质解释生活中一些常见的现象。

自学指导：1、按步骤完成下面实验：

①先向塑料杯的凹槽A中滴加2-3滴酚酞，再滴加1-2滴浓氨水，现象是 。②向凹槽B中滴加1—2滴酚酞。③向凹槽C中滴加2—3滴浓氨水，用塑料片盖住塑料杯。一会后观察到凹槽B的现象是 。④你对凹槽B的现象解释是 。思考后与大家共享。

学生活动：

1、教师引导学生阅读学习目标，熟悉目标的内容。

2、完成实验：①认识桌上的药品和器材；②阅读实验步骤；③开始实验；④解释现象

3、教材48页最后一段49第一、二自然段归纳分子的基本性质，并讨论回答：①、解释品红在水中的扩散。品红在什么情况下可扩散得更快一些？②、气体为什么比液体和固体容易压缩？

学生活动：阅读教材，归纳表述，讨论回答。

达标测试1

1、 为什么墙内开花墙外可嗅到花香？湿衣服在阳光下比在阴凉处容易晾干？

2、 25m3的氧气在加压的情况下可贮存在0.024m3的蓝色钢瓶中。

学生活动：独立思考完成达标测试1，两分钟后展示，互相纠正错误。

【多媒体展示】（图略）

学习目标2

1、理解什么是分子？2、能用分子的观点分析物理变化和化学变化；纯净物和混合物的不同。

自学指导：先阅读P50第一段，再以小组为单位从分子角度分析水的蒸发与水的电解两种变化有什么不同？得出分子的概念。4分钟后与大家共享讨论结果。

教师引导学生阅读学习目标，熟悉目标的内容。按照自学指导进行自学。小组展示自学成果。

学生活动：教师引导学生阅读学习目标，熟悉目标的内容。按照自学指导进行自学。小组展示自学成果。

【多媒体展示】（图略）

归纳：分子的变与不变与物质的化学性质是否改变之间有密切的联系。

分子是保持物质的化学性质的最小粒子——同种物质的分子性质相同，不同物质的分子性质不同。

学生活动：学生表述，老师依据回答进行归纳展示

【达标测试2】用分子的观点解释下列问题

1、 物理变化和化学变化；2、混合物和纯净物；3、“冰水混合物”是纯净物

学生活动：独立思考完成达标测试2，两分钟后展示，互相纠正错误。

三、达标测试

1.下列粒子能保持二氧化碳化学性质的是（ ）

A.二氧化碳分子 B.碳原子 C.氧原子 D.碳原子和氧原子

2.“金秋十月， 桂花飘香”. 这现象说明（ ）

A.分子很大 B.分子可再分成原子 C.分子间有间隔 D.分子在不断运动

3.生活中的下列现象， 可用分子知识加以解释， 其中正确的是（ ）

A.热胀冷缩是因为分子大小随温度而改变。 B.蔗糖溶解是因为分子很小。

C.固體不易被压缩是因为固体分子间没有间隔。

D.墙内开花墙外香是因为分子在不断运动。

4. 某兴趣小组做以下实验探究

分子的运动。请回答实验中的有关问题：

（1） 实验Ⅰ：在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2—3滴酚酞试液，再向其中滴加浓氨水。由实验Ⅰ得出的结论有：

（2） 实验Ⅱ（如图甲所示）：烧杯B中的现象是 ，产生这一现象的原因是

四、课堂小结

【多媒体展示】：分享你的收获

（一）物质都是由不连续的微小粒子构成的，分子只是构成物质的一种微粒。

（二）分子的性质

1.分子的体积小，质量很轻。2.分子在不断的运动着，温度越高运动越快。3.分子之间有间隔，物质的三态变化和热胀冷缩是分子间隔变化的缘故。

（三）分子的概念。分子是保持物质化学性质的最小微粒。同种物质的分子性质相同，不同物质的分子性质不同

学生活动：学生谈自己学到的知识，老师依据回答逐条展示

五、布置作业

六、板书设计（略）

4.分子和原子的教案 篇四

【指导思想】从宏观物质间的反应了解化学反应的实质就得了解构成物质的微观粒子，并通过微观粒子在变化中的种类和个数的变化情况，真实的认识一个奇妙的化学世界，因此本节课的内容对学生来说要从宏观走向微观、从直观形象的物质间的反应向抽象的微观粒子间的重新组合过渡，为以后进一步了解化学反应和学好化学打好基础。

【教材分析】本单元的特点：设置本单元的目的是帮助学生尽早建立起微粒观，以便让学生能更深入地认识身边的物质，初步认识物质变化的本质。教材以学生熟悉的物质——水为载体，通过对水的三态变化、水的天然循环、水的人工净化、水的通电分解、物质在水中的溶解等过程中分子运动情形的描述，帮助学生从微观水平上构建对自己熟悉的一些宏观变化现象的本质的认识，继而在认识分子的基础上，向学生介绍了构成物质的另一种基本微粒——原子，进一步介绍了原子中的电子及其在物质发生化学变化时的变化特点，发展了学生对物质微观构成与变化的认识，这种认识的发展不仅会深化学生对自然界的物质的理解，更能激发他们深入研究物质的探索欲望。为了培养学生用化学方法认识物质世界的能力，在这一单元中，还穿插了一些科学方法、化学实验方法以及科学思想教育的内容。

本节授课内容是鲁教版九年级上册第儿单元“水和溶液”课题三“分子和原子”，是让学生进一步了解化学反应的实质，探究构成物质的微粒，为前期对化学知识的认识和物质间的反应从微观的角度有进一步的认识，为以后学习打好基础。

【学情分析】在学习本节内容之前学生已经对化学知识有了一定的了解，知道了物质之间所发生的各种变化，但都是从宏观角度感受化学，但还不清楚或认识不到物质之间反应的实质，所以本节课对学生来说要将宏观的物质间反应归因于微观粒子间的重新组合、尤其是对微观粒子分子、原子的认识有一定的难度，可以从日常生活中观察到的各种现象和反应入手、以客观存在的微观粒子图片等说明粒子的真实存在，在此基础上讲解分子、原子的性质，并用分子、原子的知识认识物质间反应的本质。做到实例举证、客观分析、归纳总结。

【教学目标】知识与技能：

1、认识物质是由分子和原子等微小粒子构成的;

2、认识分子是保持物质化学性质的最小微粒;原子是化学变化中的最小粒子;

3、运用微粒的观点解释某些常见的现象。

过程与方法：

1、通过对学生熟悉的日常现象提出问题，引发学生思考，来探索微观世界，认识分子和原子;

2、通过对微观现象的讨论，把对微观世界的探索引向深入，引导学生用分子、原子的观点分析比较两种变化，进一步从化学变化中认识分子、原子特征。

情感态度与价值观：

1、增强学生对微观世界的好奇心和探究欲，激发学生学习化学的兴趣;

2、培养学生的抽象思维的能力、想象力和分析推理能力。

教学重点：

从宏观现象，认识微观粒子的运动，形成分子、原子的概念。

教学难点：抽象思维能力的培养。

【课时安排】：1课时

教学过程：

【提出问题】1、盛放在敞口容器中的水为什么会减少?温度升高，减少的越快?

2、湿衣服为什么能晾干?放在通风处或阳光下干得更快?

3、走近花园处，为何能远远闻到花的香味?

4、放在水中的糖为什么不见了?水为什么能变甜?

5、为什么把100毫升的水和100毫升的酒精混在一起，体积小于200毫升?

6、为什么把品红溶液放到水中能扩散?

【教师讲述】在很久以前就引起了一些学者对此问题的探究兴趣，他们提出物质都是由不连续的微小粒子组成的设想，并以此来解释上述现象。

其实，通过科学方法早已证明，物质确实由微小的粒子---分子、原子构成的。我们可以通过先进的科学仪器扫描隧道显微镜可以真实的观察到一些分子、原子的存在，并且还能够移动原子。

【幻灯展示并讲解】图3-6、图3-7是苯分子结构和移动原子后形成的“中国”二字，这是世界上最小的汉字了。

分子的性质：

【教师举例讲述】1个水分子的质量约是3×10-26千克;

1滴水中约含有1.67×10-21个水分子;大约有15万亿亿个水分子;

(如果中国13亿人数1滴水中的水分子数，每人每分钟数100个，则需要300万年)

(如果一个人每口喝下10亿个水分子，每秒喝一口，则喝完一滴水中的分子，则需55万年)

【教师归纳】分子的质量和体积都很小

【活动与探究】1、向滴有酚酞的水中慢慢滴入浓氨水，有怎样的现象?

2、两个小烧杯中分别放酚酞和浓氨水，用一个大烧杯罩住两个小烧杯，则有什么现象?

【教师归纳】分子是不断运动的。(温度越高，运动速度越快)

①氨气在空气中扩散

②糖的溶解

③闻到花香、酒味

④樟脑丸的逐渐减少

⑤湿衣服晾干

【教师举例讲述】①相同质量的同一物质在固态、液态和气态时所占体积不同

②100毫升水和100毫升酒精混合体积小于200毫升

③热胀冷缩

【教师归纳】分子间有间隔

分子是由原子构成的

1个H2O分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的;

再如：CO2、SO2、H2SO4、P2O5等

【展开讨论】①从分子的角度，水的蒸发和水的分解两种变化有何不同?

②H2在Cl2中燃烧生成HCl，试分析分子和原子的变化情况?

【举例说明】① 水蒸发时，水分子本身没有变，水的化学性质也没有变;

② 品红溶解于水时，品红分子和水分子都没有变，它们的化学性

质也没有变;

③ 物质“三态”变化

【归纳总结】由分子构成的`物质在发生物理变化时，物质的分子本身没有发生变化。

【展开讨论】H2在Cl2中燃烧生成HCl，试分析分子和原子的变化情况?

【举例说明】① 水电解时，水分子变成了氢气分子和氧气分子，不再保持水的

化学性质;

② 氢气在氯气中燃烧时，氢气分子和氯气分子都发生了变化，生

成了氯化氢分子，氢气和氯气的化学性质不再保持。

【归纳总结】由分子构成的物质在发生化学变化时，它的分子发生了变化，变成了别的物质的分子。

【归纳总结】分子是保持物质化学性质的最小粒子。

【动画演示】水电解动画演示

氢气和氯气反应动画演示

【教师讲述】所以物质在发生化学变化时，分子发生了改变，从一种物质的分子变成了另一种物质的分子。分子的种类发生了改变，分子个数不一定变。

【提出问题】在化学变化中，从一种物质的分子如何形成了另一种物质的分子呢?

【讨论总结】在化学变化中，分子分成了更小的粒子---原子，原子又重新组合成新的物质的分子。

【举例说明】①水电解时，首先水分子分解成了氢原子和氧原子，然后每2个氢原子结合成了一个氢分子，每2个氧原子结合成了一个氧分子;

②H2在Cl2中燃烧时，氢气分子分解成了氢原子，氯气分子分解成了氯原子，每一个氢原子和每一个氯原子重新组合成了氯化氢分子;

【学生讨论】电解氧化铝生成铝和氧气。

【讨论总结】氧化铝通电时，氧化铝分子分解成了铝原子和氧原子，每2个氧原子结合成1个氧气分子，许多铝原子聚积到一起成金属铝。

在化学变化中，发生变化的是分子，原子没有发生变化。

如：在H2O中、O2中、Al2O3中氧原子始终是氧原子。因此在化学变化中原子不能再分解成更小的粒子。

【归纳总结】原子是化学变化中的最小的粒子。

化学反应实质：

由分子构成的物质，在发生化学变化时，分子首先分解成原子，原子间再重新组合形成新的物质的分子。

在化学变化中分子的种类发生了变化，而原子的种类和个数都没有变。

分子构成物质

原子构成物质

原子构成分子

【板书设计】分子和原子

分子的性质：1、分子的质量和体积很小

2、分子是不断运动的

3、分子间有间隔

4、分子是由原子构成的

分子的概念：分子是保持物质化学性质的最小粒子。

原子的概念：原子是化学变化中最小的粒子。

化学变化的实质：由分子构成的物质，在发生化学变化时，分子首先分解成原子，原子间再重新组合形成新的物质的分子。

分子原子在变化中的情况：在化学变化中分子的种类发生了变化，数目不一定发生变化;而原子的种类和个数都没有变。

物质、分子、 原子与分子的联系：

分子构成物质

原子构成物质

5.分子和原子的教案 篇五

分子和原子

河南开封第十七中学 孙保乾

一、教材分析

（一）教材内容的地位和作用

《分子和原子》是学生第一次接触分子、原子概念,是在学习化学变化、物理变化及混合物、纯净物的基础上,由宏观世界转向微观世界的开端,通过学习可以使学生对微观世界有所了解,对以后学习化学方程式、认识化学反应的实质起着重要作用。

（二）教学目标

1、知识与技能：

（1）认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的；

（2）能运用分子、原子的观点解释一些简单的生活和实验现象。

2、过程与方法：

（1）学习通过观察生活、实验探究等方法获取信息。

（2）学习运用比较、分析、归纳等方法对实验所得信息进行加工。（3）充分发挥学生的空间想象力。

3、情感态度与价值观：

（1）增强学生对微观世界好奇心和求知欲，从探究中获得成功的喜悦，激发学习化学的兴趣。

（2）逐步提高抽象思维能力、想象力和分析、推理能力。

（3）使学生在实验的探究、讨论中学会与别人交流、合作，增强协作精神。

（三）教学重点

理解物质是由分子、原子等微小粒子构成的。

（四）教学难点

1、建立微观粒子运动的想象表象，体会它与宏观物体运动的不同点。

2、抽象思维能力的培养。

（五）重、难点突破

1、通过数学计算，让学生体会分子的大小；

2、充分利用多媒体课件，高科技图片，展示微观世界；

3、给学生提供更多的思考、探究的机会。

4、从一些日常现象引导学生观察、分析，从而与课本理论相结合。

5、培养学生的抽象思维能力、想象力和分析、推理能力。

二、教学策略

以实例引发学生对微观世界的探究和兴趣，利用多媒体和图片，让学生通过多种感官同时并用，在头脑中形成微观粒子的想象表象，感知微观粒子的存在。首先从分析学生熟悉的水蒸发、品红在水中扩散等现象提出问题，通过趣味实验激发学生的兴趣，然后确立“物质是由分子、原子等微小粒子构成的”观点；接着通过学生思考、分析以及活动与探究，得出“分子的质量和体积都很小、分子总是在不断运动着、分子间是有间隔的”等结论。

三、学情分析

九年级学生己初步具备了一定的观察问题、分析问题和解决问题的能力，对探索物质有着强烈的好奇心和求知欲，实验是激发他们学习兴趣的最好方法，通过实验，让学生充分发挥自身的潜能，去探究、交流和思考，完成对分子特征的认识。

四、教学用具

仪器：烧杯、试管、注射器、量筒、胶头滴管、玻璃棒等。药品：浓氨水、酒精、蒸馏水、酚酞、冰糖等。

其他教学用具：沾有棉花团的“小树”、多媒体教学课件。

五、教学程序

(一)创设情境，引入课题

播放动画：

1、放学回家，刚走进家门，就闻到了饭菜的香味。

2、敞口容器中的水逐渐减少； 演示品红在水中扩散。

（二）趣味实验、激发兴趣

[投影]盛开的桃花图片及古诗

设问：在这硕果累累的秋天，我们能否在课堂上让“桃花”盛开呢？

演示实验：沾有棉花团的“桃树”，棉花团上滴有酚酞，在“树”下放半小烧杯浓氨水，观察现象。

播放动画：氨分子从氨水中向空气扩散的微观示意过程

（三）科学手段、证实存在

[投影]苯分子、硅原子的照片。

（四）思考交流、引出特征

[投影]想一想：水也是由分子构成的，为什么水能看得见，而水分子看不见呢？ [投影]1个水分子的质量约是3 × 10-26 kg 一滴水中约有1.67 × 1021个水分子

总结出分子的第一个特征：分子的质量和体积都很小。

（五）引导探究，培养能力

[投影] 课本第48页活动与探究内容。学生实验探究，观察、记录现象。播放实验的演示过程。

总结出分子的第二个特征：分子在不断地运动。

（六）运用新知，解决问题

[投影]：议一议：

1、为什么墙内开花墙外可以闻到花的香味？

2、为什么湿衣服在阳光下和通风处比在阴凉、背风处易于晾干？ [flash动画] 微观展示不同温度下水分子运动速率不同

（七）继续探究、培养能力

[投影]活动与探究：

A组实验： 50 mL水与50 mL酒精混合，观察液体体积变化情况。B组实验：一定体积水中加入糖块，观察糖块溶解前后液体体积变化情况。C组实验：取一支注射器，吸入20mL空气，用手指顶住针筒小孔，将栓塞慢慢推入，观察现象。

D组实验：取一支注射器，吸入20mL水，用手指顶住针筒小孔，将栓塞慢慢推入，观察现象。

学生分组相互合作进行探究、认真观察、记录，讨论。各小组展示自己的探究结果、讨论、交流。总结出分子的第三点特征：分子间是有间隔的。[投影]固体、液体、气体物质分子间隔微观示意图

（八）学以致用、联系实际

[投影]想一想：用分子的观点解释下列现象：

1、物质的三态变化。

2、物体的热胀冷缩现象。

3、糖块放在水中，会逐渐消失，水有了甜味。

（九）总结评价、形成体系

[投影]说一说：学完本节课，你有哪些收获？

（十）练习巩固、提高能力

[投影]做一做：

一、课本52页：3（2）（3）（4）（6）

二、联想与体验：假如你是水中的一个小分子，你的生活会怎样？ 让同学们利用所学的知识，展开丰富的联想，想象水分子的“生活”。试一试：家庭小实验

将50mL黄豆和50mL小米混合，体积等于100mL吗？

六、板书设计

课题2 分子和原子

（一）一、分子的存在

物质是由分子、原子等微粒构成的

二、分子的特征

1、分子的质量和体积都很小

2、分子在不断地运动

6.分子原子教案 篇六

霍山二中化学备课组

一、教学目标

1、知识与技能

①认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的。②认识分子的基本性质。

③运用微粒的观点解释某些常见的现象。

2、过程与方法

通过对学生熟悉的现象提出问题，引发学生思考，来探索微观世界，认识分子的基本性质。

3、情感态度和价值观

①增强学生对微观世界的好奇心和探究欲，激发学生学习化学的兴趣。②培养学生的抽象思维的能力、想象力和分析、推理能力。

二、教学重点、难点

重点：从宏观现象想象微观粒子的运动，逐步理解分子的基本性质。难点：抽象思维能力的培养

三、教学准备

1、准备品红和氨的扩散实验的仪器和药品。

2、准备酒精和水的混合实验。

3、准备多媒体课件。

四、教学过程：

多媒体投影：同学们能解释下列生活中的实例吗？

①为什么从讲台经过会闻到花露水的香味呢？（打开装有花露水瓶的瓶塞）②为什么湿衣服在室外会慢慢变干？

从以上事实让我们感知到什么？（小组合作选代表回答，教师评价）自主学习：请同学们阅读教材48页内容，并思考

这些微小的粒子我们看不见也摸不着，它们真实的存在吗？

多媒体投影：科学事实图片（苯分子图像和硅原子摆成的“中国”二字），要求学生仔细察，并想一想从上述图片中你能获得什么信息？（抢答，应该含有分子性质的相关内容）过渡：今天我们一起来探讨分子的基本性质。

多媒体投影：一个水分子的质量约是：3×10 kg一滴水中大约有1.67×10 个水分子；（如果一滴水里的水分子个数由10亿人来数，每人每分钟数100个，日夜不停，大概要用3万年才能数完。）这些数字说明了什么？（小组合作，并指定学生回答）

思考：微小的粉笔灰是一个分子吗？

多媒体投影：图片“墙内开花墙外香”引入分子扩散实验。合作探究一：分子扩散实验。

教师做演示实验并投影，学生仔细观察并完成下列相关的问题： ①实验现象 ②猜想：是什么物质使A中的酚酞变红？ ③分析：A烧杯和B烧杯周围各有什么物质？ ④思考：B烧杯的作用是什么？

⑤对现象进行分析 ⑥实验结论 多媒体投影：演示实验----品红的扩散

教师演示，学生仔细观察，并完成下列问题①现象

②结论

合作探究二：①酒精与水混合实验，②学生操作，并描述现象。

③思考：为什么酒精和水混合体积会减少？

多媒体投影：酒精和水混合时体积减少的模拟图

小组合作，选派代表回答酒精与水混合实验得出什么结论？（伙伴评价）多媒体投影：①温度越高，间隔(热胀冷缩)②压强增大，间隔

③思考：气体、固体、液体中，哪种状态分子间的间隔最大？

五当堂小结：

六、当堂检测

七、布置作业

八、板书设计 3.1分子和原子

一、物质是由分子和原子等微小粒子构成的。

二、分子的性质：

（1）.分子的质量和体积都很小；

（2）.分子是不断运动的；

（3）.分子之间有间隔。

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7.分子和原子的教案 篇七

FCC 汽油中典型的硫化物有硫醇、四氢噻吩、C1～C4 烷基噻吩、苯并噻吩等[3,4]。其中噻吩类硫化物约占硫化物总量的 80% (质量分数) 以上。由于噻吩类硫化物在裂化条件下比较稳定, 因此如何在 FCC 过程中促进这部分硫化物的裂化脱除是降低汽油硫含量的关键。目前这方面的研究已引起人们的重视, 但绝大部分工作集中在基质的改性方面, 如使用担载锌或钛的氧化铝等作为脱硫活性组分[5]。

近年来, 杂原子分子筛催化剂 ZSM-5 引起了人们的广泛关注, 这不仅因其在反应中具有择形作用, 更因其具有特殊的催化性能。用过渡金属离子同晶取代铝 (或硅) 形成的杂原子分子筛, 可改变分子筛骨架和孔道结构, 从而改变其选择催化性能和离子交换性能。此外, 杂原子的引入还带来了杂原子金属所固有的某些特征催化性能。杂原子往往与催化反应活性直接相关, 甚至其本身就是活性中心。已有工作对杂原子分子筛在 NOx 的氨还原、取代芳烃的氨氧化、丁二烯氧化生成呋喃、丙烷脱氢氧化制丙烯、苯酚羟基化、乙苯氧化等反应中的应用做了研究[6,7,8,9]。但尚未看到关于含钒 (V) 杂原子分子筛 ZSM-5 在 FCC 脱硫方面应用的报道。

本工作在分子筛 ZSM-5 骨架中引入杂原子 V, 考察分子筛酸性的变化情况, 并研究具有不同 V 含量杂原子分子筛 ZSM-5 对噻吩模型化合物的裂化反应性能。

1 实验部分

1.1 分子筛的制备和表征

参照常规合成 ZSM-5 及文献[10]中合成含 V 分子筛的方法, 以水玻璃为硅源, 硫酸铝为铝源, 四乙基溴化铵 (TEABr) 和四丁基溴化铵 (TBABr) 为模板剂, 硫酸氧钒为 V 源, 控制投料中硅铝比 (SiO2/Al2O3 摩尔比, 下同) 为 60, 硅钒比 (Si/V 原子比, 下同) 分别为 60, 40, 20 制成合成凝胶, 先在 140℃ 下晶化 24h, 然后在 180℃ 下晶化 48h, 之后将晶化产物过滤洗涤, 干燥后在 540℃ 下焙烧 4h 去除模板剂得到分子筛原粉[按照合成凝胶投料的硅钒比将其分别命名为 VZSM-5 (60) , VZSM-5 (40) , VZSM-5 (20) , 不含 V 的则命名为 ZSM-5]。用 0.1mol/L 的 HCl 水溶液对钠型的 ZSM-5 或 VZSM-5 分子筛进行离子交换, 制成氢型分子筛, 依次即为 HZSM-5, HVZSM-5 (60) , HVZSM-5 (40) , HVZSM-5 (20) 。用于催化反应前, 将分子筛样品压片成形, 粉碎成 40～60 目的颗粒备用。

采用 SIMADU XRD-6000型 X 射线粉末衍射仪 (XRD, 日本导津公司制造) 对所制备分子筛样品的物相进行表征。测定条件为:CuKα 辐射, 管压 40kV, 管流 40mA, 扫描范围 5～40° (2θ) , 扫描速度 4°/min。采用 KBr 压片法, 在 MAGNA-IR 560 ESP 型傅里叶红外光谱仪 (FTIR, 美国 Nicolet 公司制造) 上测定分子筛样品的骨架振动。分析条件为:扫描范围 4000～400cm-1, 信噪比 30000∶1, 分辨率 0.35cm-1, 扫描次数 32 次。采用日本理学 3721 型 X 射线荧光光谱仪 (XRF) 分析离子交换后分子筛样品中的元素含量。采用 Micromeritics ASAP 2020 型全自动比表面积孔隙度分析仪 (美国麦克公司制造) 在 77 K 下测定分子筛 N2 吸附-脱附等温线、孔结构和 BET 比表面积。采用天津先权仪器设备厂制造的 TP-5000 型程序升温脱附仪 (NH3-TPD) 测定分子筛样品的表面总酸量。在 500℃ 通氮气吹扫清洁样品表面, 冷却至室温后通入氨气吸附至平衡, 然后升温至 100℃, 通氮气吹扫以脱除物理吸附的氨, 再以 20℃/min 的升温速率升至 500℃ 进行氨气脱附。记录谱图出峰情况, 测定分子筛的酸强度分布。在高真空条件下 (10-3Pa) 采用吡啶吸附-脱附红外光谱法测定分子筛样品表面酸中心的类型。

1.2 分子筛脱硫活性评价

FCC 脱硫反应在常压连续固定床微反装置上进行, 催化剂的总装填量为 5g。分子筛样品采用适量的石英砂稀释, 其中分子筛所占质量分数为 5%。反应条件为:反应温度 500℃, 反应时间 60s, 剂油比 (分子筛与油的质量比, 下同) 0.17。反应原料为正辛烷和噻吩的混合物。液相产物用冰-水浴冷却收集。液相产物的硫含量用 LC-4 型通用微机库仑仪 (洛阳双阳仪器公司制造) 测定。反应后分子筛上积炭中碳及硫的含量用 HV-4B 型微机数显碳硫自动分析仪 (江苏无锡高速分析仪器厂制造) 测定。

1.3 相关计算

用分子筛红外谱图中 1540, 1450cm-1 附近谱带的峰高度分别确定 B 酸量和 L 酸量:

B (L) 酸量=A×S/m,

式中:m 为样品质量, g;S 为样品的横截面积, cm2;A 为吸光度。

脱硫率=[ (wf-wp) /wf]×100%,

式中:wf 表示原料油中总硫的质量分数;wp 表示生成油中总硫的质量分数。

2 结果与讨论

2.1 VZSM-5 的结构分析

图 1 是 ZSM-5 和不同 V 含量 VZSM-5 的XRD谱图。可见, VZSM-5 具有和 ZSM-5 相似的衍射峰, 而且没有杂晶峰出现, 说明分子筛引入 V 后仍保持了类似 ZSM-5 的 MFI 拓扑结构;而且不同 V 含量 VZSM-5 的 XRD 谱图也表明, 在一定的硅钒比 (20～60) 下, V 的加入并没有明显影响分子筛的晶相。

a—ZSM-5;b—VZSM-5 (60) ;c—VZSM-5 (40) ;d—VZSM-5 (20)

另外, 实验中将所制备分子筛 VZSM-5 在 800℃、100%水蒸气老化 4h 后, 没有发现因 V 的引入而使分子筛的结晶度发生改变的现象。这说明将 V 引入分子筛骨架后, V 被固定在分子筛的晶格中, 它的存在没有破坏分子筛的骨架结构。

图 2 为 ZSM-5 和 不同 V 含量 VZSM-5 的骨架振动FTIR谱图。可见, 不同 V 含量的 VZSM-5 均在 974～930cm-1 区间程度各异地出现了 1 个骨架红外吸收峰, 这表明杂原子已经进入了 ZSM-5 的骨架[10,11]。970～910cm-1 区间的吸收峰归属于 VZSM-5 中 V—O—SiO3 基团的振动吸收峰[10]。随着 V 含量的增多, V—O—SiOM 等端基增多, 折合质量增大, 键强度减弱, 从而导致谱峰位移且增强。由图 2 可见, 该峰随 VZSM-5 中 V 含量的增加而向低波数位移, 这与文献[10]中的结果一致。

a—ZSM-5;b—VZSM-5 (60) ;c—VZSM-5 (40) ;d—VZSM-5 (20)

2.2 HVZSM-5 的组成分析

HZSM-5 和 不同 V 含量 HVZSM-5 的组成分析结果见表 1。可见, 对于 HVZSM-5 (60) 而言, 其硅铝比 (为41) 小于投料凝胶中的硅铝比 (为60) ;而当投料凝胶中的硅钒比为 60 时, 晶化产物分子筛中的硅钒比增大到了 505。这说明V 和硅类似, 只有一部分能进入分子筛骨架。由

表 1 还可见, 其他 2 种含 V 分子筛也表现出类似的性质。

2.3 V 引入对 ZSM-5 酸性的影响

图 3 是 HZSM-5 和 不同 V 含量 HVZSM-5 的吡啶脱附红外谱图, 根据谱图中 L 酸与 B 酸的吸收带得到各种酸类型的酸量列于表 2。

a—200℃脱附;b—350℃脱附

由表 2 可见, 随着 V 含量的增加, 分子筛中 B 酸量逐渐减少, 而 L 酸量则逐渐增多, 当硅钒比达到20时, B/L (含量比) 值最小。这说明 V 原子的引入, 改变了分子筛 ZSM-5 表面的酸类型分布情况, 即 L 酸的比例增大。

采用 NH3-TPD 方法对 HZSM-5 和 不同 V 含量 HVZSM-5 的表面酸量及酸强度进行了表征, 结果见表3。

由表 3 可见, 随着分子筛 ZSM-5 中 V 含量的增加, 被取代的铝也不断增多, 致使其表面总酸量和强酸量均逐渐减少。

2.4 VZSM-5 的孔结构特征

HZSM-5 和 HVZSM-5 (40) 的氮气吸附-脱附等温线如图 4 所示, 所得其比表面积和孔结构的数据列于表 4。由图 4 可见, HZSM-5 和 HVZSM-5 (40) 的氮气吸附-脱附等温线可归属为 Ⅳ 型等温线。由表 4 可见, HVZSM-5 (40) 的比表面积与 HZSM-5 相当, 而总孔体积则略有增大。这说明在该条件下, V 的引入未引起 ZSM-5 骨架结构发生明显变化。

2.5 VZSM-5 对噻吩模型化合物的脱硫效果

以噻吩模型化合物为原料 (正辛烷+噻吩, 硫含量为 10.147g/L) , 对HZSM-5 和 不同 V 含量 HVZSM-5 的 FCC 脱硫效果进行了对比评价, 结果列于表5。

由表 5 可见, 3 种不同硅钒比 HVZSM-5 分子筛的脱硫效果都明显优于 HZSM-5, 而且前者的液体收率也较高。另外, 随着分子筛骨架中 V 含量的改变, 其脱硫效果也有所不同。当硅钒比为 60 时, 相应的脱硫效果最佳 (与 HZSM-5 相比, 脱硫率提高了 11 个百分点) , 这可能与该分子筛具有适中的酸性有关。从分子筛的酸性表征可知, 当 V 进入 ZSM-5 的骨架后, 可以改变 ZSM-5 表面的酸量、强度以及酸类型分布, 致使其中的 B 酸量减少, L 酸量增加, 由于 L 酸对具有孤对电子的噻吩硫有吸引作用, 可以促进噻吩环的饱和, 从而易于脱除噻吩硫, 实验结果亦表明 L 酸的引入有利于硫的脱除。但已有研究表明脱硫反应是氢转移反应, 因此 B 酸是不可缺少的, 而当 HZSM-5 中的 V 含量越来越多时, 虽然增加了很多 L 酸, 但同时也导致 B 酸大幅减少, 所以当 HVZSM-5 的 V 含量增多时, 脱硫率反而下降。

表 6 所示为 HZSM-5 和不同 V 含量 HVZSM-5 经过上述 FCC 脱硫反应后分子筛上积炭中的碳含量和硫含量的分析数据。

由表 6 可见, 3 种 HVZSM-5 上积炭中碳含量和硫含量均比 HZSM-5 上的低, 这是因为 V 的引入不仅使得 HZSM-5 分子筛上的强酸量变少, 而且 B 酸量也变少了, 这样就减少了氢转移反应的发生, 而氢转移反应是主要的生焦反应之一, 所以 HVZSM-5 在反应时不容易产生结焦。

为了考察 HVZSM-5 对较低硫含量原料的脱硫反应情况, 并研究比较其与担载相同量 V 后的 HZSM-5 (简写为V/HZSM-5) 的脱硫活性, 以含硫量为8.560 g/L的噻吩模型化合物为原料 (正辛烷+噻吩) , 对不同V含量 HVZSM-5 和 V/HZSM-5的FCC脱硫效果进行了对比评价实验, 结果列于表 7。

由表 7 可见, HVZSM-5 与担载相同量 V 的 V/HZSM-5 相比, 在相同的反应条件下, 当硅钒比为 60 时, 脱硫率提高了 8 个百分点, 焦炭产率相当;当硅钒比为 40 和 20 时, 脱硫率和焦炭产率均相当, 反应后杂原子 HVZSM-5 催化剂上积炭的硫含量比担载型催化剂 V/HZSM-5 略高, 这说明含 V 杂原子 HVZSM-5 进行催化反应时, 有更多的硫进入了焦炭中。对比表 5～7 可见, 当原料中硫含量从 10.147g/L 降低至 8.560g/L 后, HVZSM-5 的脱硫率有所降低, 低 V 含量的 HVZSM-5 (60) 均表现出较好的脱硫效果。

3 结论

a. 采用水热法、以硫酸氧钒为 V 源合成的 VZSM-5 分子筛具有 MFI 拓扑结构特征、晶型完整, 无杂峰;其骨架振动FTIR分析表明 V 原子进入了 ZSM-5 骨架结构;与 HZSM-5 相比, HVZSM-5 表面 B 酸量减少、L 酸量增多, 且总酸量和强酸量减少。

b. 以噻吩模型化合物为原料的 FCC 脱硫评价实验结果表明, 在其他条件相同的情况下, HVZSM-5 的脱硫效果优于催化剂 HZSM-5, 且当硅钒比为 505 (投料凝胶中的硅钒比为 60) 时, HVZSM-5的脱硫性能最好, 相比同样硅铝比的 HZSM-5 其脱硫率提高了 11 个百分点, 焦炭产率下降了 0.220 个百分点, 液体收率升高了 2 个百分点。

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