内容正文:
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第一单元 步入化学殿堂
第一节 化学真奇妙
鲁教版·九年级化学上册
Chemistry:化学、化学家、魔术师
魔术表演:烧不坏的手帕
Chem
is
try
新课导入
化学
顾名思义,
是有关物质变化的学问。
化学变化是化学研究的重要内容。
离开 了化学变化,就不会有生命的诞生、成长与代代 相传、生生不息;离开了化学变化,就不会有春华秋实的周而复始和沧海桑田的逐步变迁……
地球上,时刻不停地发生着化学变化。
今天的世界,之所以充满了现代气息,极大程度上要归功于化学科学的创造性贡献。
来吧,让我们从化学的视角,去探索司空见惯的现象背后那些神奇的奥秘吧!
化学家和化学工程师们早已将这一切变成了现实。
神奇的化学
它能把石油、空气、水 等极为普通的物质转化为功能各异的产品,
它能创造出我们所需要的物质,
也能消除我们不需要的物质,
还能实现物质与能量的相互转化。
人类利用化 学科学与技术在一个“纯天然”的地球上搭建了一 个五彩缤纷的人造世界。
一、化学改变世界
▶人类的衣、食、住、行都离不开化学。
▶能源、材料、国防、环境化学、医药卫生、资源利用等都与化学密切相关。
新知讲解
化学之衣
新知讲解
化学之衣
柔软、轻薄
防晒、防雨
防火服、防弹服的组成材料—对位芳纶
具有高耐温性,高拉伸强度等突出优点
皮肤衣
防火服
防弹服
新知讲解
化学之食
新知讲解
化学之“住”
茅草屋
砖瓦房
高楼大厦
石灰、水泥、钢筋、铝合金、玻璃、塑料等材料都是化学
制品,也都是房屋建筑离不开的材料。
新知讲解
化学之“行”
化学在保证人类的生存并不断提高人类的生活质量。
1、利用化学生产化肥和农药,以增加粮食的产量;
2、利用化学合成药物,以抑制细菌和病毒,保障人体健康;
3、利用化学开发新能源和新材料,以改善人类的生存条件;
高分子人造血管
4.利用化学综合应用自然资源和保护环境,以使人类生活得更加美好。
例1 2024年4月26日神舟十八号载人飞船发射成功。下列不属于化学研究范畴的是( )
A.研制火箭的燃料 B.空间站内水分的二次利用与净化
C.返回舱耐烧蚀材料的研制 D.神舟十八号返回舱回落点的预报
D
知识点1 化学的研究领域
【变式题】
1.(2023秋•福建南平期末)下列有关“航天的课题”不属于化学学科研究领域的是( )
A.测定月壤组成 B.开发新型燃料
C.计算卫星轨道 D.研制航天材料
2.(2024•甘肃武威期中)我国是历史悠久的文明古国,我们勤劳智慧的祖先有许多发明创造。在我国古代的许多发明中不属于化学工艺的是( )
A.酿酒 B.黑火药
C.指南针 D.烧制陶瓷
3.化学创造了丰富的物质世界,使人类生活更加美好。下列不属于化学研究范畴的是( )
A.物质的性质和变化规律 B.资源的利用和环境保护
C.地壳的结构和运动规律 D.新能源和新材料的开发
C
C
C
例2 (2023秋•河北沧州献县期末)以“化学是否使世界变得更加绚烂多彩”为辩题,下列不能成为支持正方观点的论点是( )
A.利用化学合成药物,科学使用保障人体健康
B.利用化学研发清洁能源,推广使用减少空气污染
C.利用化学合成新型材料,提高人类的生活质量
D.利用化学开发化工材料的生产工艺,大量生产满足所有需要
知识点2 化学的作用
A
1.(2024•黑龙江哈尔滨南岗区开学)人类的衣、食、住、行都离不开化学。下列有关叙述不属于化学对人类作出贡献的是( )
A.合成药物保障 B.炼钢建设桥梁 C.化肥促进粮食增产 D.工业废水直接排人体健康
2.(2023秋•枣庄)化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科。以下说法错误的是( )
A.化学通过化学变化创造物质 B.化学是自然科学的重要组成部分
C.化学推动人类社会可持续发展 D.化学科学的快速发展导致生态环境的恶化
3.(2023秋•广西南宁青秀区期中)化学就在我们身边,人类的衣食住行都离不开化学,下列关于化学的作用不正确的是( )
A.利用化学生成化肥和农药,以增加粮食的产量
B.利用化学合成药物,以抑制细菌和病,保障人体健康
C.利用化学开发新能源和新材料,以改善人类的生存条件
D.利用化学合成的物质对人体有害,应该杜绝使用化学产品
A
D
D
化学发展史
人类认识化学并使之成为一门独立的学科,经历了漫长的探索过程。
早在远古时期,我们的祖先在生存中学会了使用火,继而陆续发现了一些物质的变化。
燧木取火
古代炼铜
孔雀石
木炭
初铜
中国古代最初是使用自然铜,商代早期已能用火法炼制铜锡合金的青铜。
冶炼青铜的过程较复杂。大概是先把选好的矿石放在炼炉内,燃木炭熔炼,等火候成熟,取精炼铜液,弃去炼渣,即得初铜。
初铜仍比较粗,需再经提炼才能获得纯净的红铜。红铜加锡、铅熔成合金,即是青铜。
人类最早的化学实践活动。
我国古代的化学成就
在长期的生产和生活实践中,人们逐步积累了大量有关物质及其变化的实用知识和技能,制得了许多对人类生存具有重要意义的用品。
我国古代的化学成就
我国古代闻名于世的化学工艺有造纸、制火药、烧瓷器等。
青花[鬼谷下山]图罐
元 14世纪中期,直径33cm。
伦敦佳士得2005年艺术品拍卖会成交价:
RMB 228,618,086
china
近代:道尔顿和阿佛加德罗建立了原子和分子学说
——化学真正成为一门独立的科学
道尔顿、阿伏加德罗发现:
物质由原子和分子构成,分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。这就是原子论和分子学说,它奠定了近代化学的基础。
英国科学家
道尔顿
意大利化学家
阿佛加德罗
法国化学家拉瓦锡等发现了质量守恒定律
近代: 门捷列夫发现元素周期率并编制元素周期表
——使化学有规律可循
进入20世纪,随着对原子结构及微观粒子运动规律认识的不断发展,人们对物质的研究和认识从宏观深入到微观,达到了原子和分子水平。技术的进步也促进了化学研究的发展,人们已经能通过先进的仪器探测物质中原子和分子的排列情况并操纵单个原子(如图6)。
扫描隧道显微镜下的硅原子
现代:高科技——纳米技术
扫描隧道显微镜
高分子鸟笼
碳纤维及其制品
纳米铜
20世纪末,人类发现和合成的物质已经超过2000万种· · · · · ·
未来,绿色化学必将向环境友好的方向发展,化学必将使世界变得更加绚丽多彩!
经过几代科学家的努力,我国在化学基础研究领域取得长足发展。
例如,对物质结构理论和高效催化剂进行深入研究,合成结晶牛胰岛素等生物活性物质,创建稀土分离理论,研究耐高温合金材料等。我国在化学应用领域的技术研发及高端制造已达到世界先进水平。
1965 年,我国化学家成功合成了结晶牛胰岛素,首 次在世界上实现了蛋白质的人工合成;
1969 年至1973 年,屠呦呦率领团队运用化学方法研制的新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命。
每一次时代变革,化学都是当之无愧的“主角”
钻木取火的石器时代
青铜时代、铁器时代
钢铁、化石燃料得到广泛应用的工业时代
计算机和互联网技术飞速发展的信息时代
例3 (2024•山东德州夏津县期中)化学使世界变得更加绚丽多彩,许多著名化学家对化学的发展作出了巨大贡献。下列有关说法正确的是( )
A.门捷列夫编制了元素周期表
B.拉瓦锡提出了原子、分子学说
C.侯德榜发明了烧碱制备方法
D.道尔顿发现了质量守恒定律
知识点3 化学的历史发展过程
B
1.(2024•广东湛江霞山区期中)化学发展史上,首先发现元素周期律和元素周期表的科学家是( )
A.居里夫人 B.道尔顿 C.拉瓦锡 D.门捷列夫
2.(2024•河南辉县市期末)原子论和分子论学说的创立,奠定了近代化学的基础.其科学家是( )
A.门捷列夫 B.道尔顿和阿伏加德罗
C.汤姆生 D.拉瓦锡
3.化学经历了漫长的过程。下列物质的出现过程正确的顺序是( )
①火;②青铜器;③火药;④纳米材料
A.①③②④ B.②③①④
C.①②③④ D.④③②①
D
B
A
化学的明天——绿色化学
充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料
在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放
提高原子的利用率,实现“零排放”
产品有利与环境、社区安全、人体健康
1、绿色化学又称环境友好化学,
其核心是:要利用化学原理从源头消除污染。
2、主要特点
知识点4 绿色化学
例4 为了实现社会的可持续发展,“绿色消费”观念逐渐兴起。你认为下列与消费有关的行为中,不符合“绿色消费”要求的是( )
A.将使用后的废旧电池集中处理
B.在郊游时,自备凉开水,少购买包装饮料
C.多使用一次性制品,如一次性饭盒、纸杯等
D.信息化时代,用电子版文件可以减少印刷造成的纸张浪费
C
1.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向,其核心要求是从源头上消除污染。以下符合“绿色化学”理念的合理做法是( )
A.将废旧电池就地掩埋
B.回收各种废弃塑料
C.大量使用化肥促进粮食增产
D.禁止使用化石燃料
2.(2024•安徽合肥庐江县期末)绿色发展是一种和谐性发展,推动绿色发展,是促进人与自然和谐共生不可或缺的决策。下列举措不符合这一要求的是( )
A.开发利用太阳能、风能等新能源替代化石燃料
B.大力开采矿物资源,加快经济发展
C.实行塑料制品回收再生、循环利用
D.绿色出行,尽量搭乘公共交通工具
B
B
仔细观察教室中的各种物品,说一说哪些是来自自然界中本来就有的物质,哪些是来自用化学方法人工制造的物质?假设周围所有化学制品在一瞬间全部消失,我们的生活会变成什么样子?
活动天地
大到宇宙中的天体,
小到肉眼看不见的粒子,
构成了千姿百态的物质世界。
二、神奇的化学变化
课堂教学展示
新课导入
各种物质之间存在着多种相互作用,
也不断地发生着变化。
钢铁
生锈
牛奶
变质
木材燃烧
化学改变世界的途径是使物质发生化学变化。
那么,什么样的变化是化学变化呢?
光合作用
葡萄酿成酒
铁生锈
想一想:
喝了葡萄榨的葡萄汁可以开车吗?
喝了葡萄酿的葡萄酒可以开车吗?
葡萄榨汁与葡萄酿酒有什么区别呢?
葡萄
榨汁
葡萄
酿酒
想一想:
A 撕碎纸片
钢铁熔化
粘土制成碗坯
B 纸片燃烧
钢铁锈蚀
碗坯烧制成碗
无新物质生成
物理变化
有新物质生成
化学变化
下列A、B两组变化有什么本质区别?
生成新物质的变化叫作化学变化,也叫化学反应。
没有生成新物质的变化叫作物理变化。
【方法导引】
观察化学实验的基本方法(“三阶段”):
①变化前:记录物质的名称,观察并记录物质的形态、
外观等;
②变化中:观察并记录物质的形态、外观、能量变化及
其他现象;
③变化后:观察并记录生成物的形态、外观等。
要注意将观察与思考相结合,如果在实验中观察到了“异常现象”,应坚持实事求是的态度,认真分析可能的原因,必要时可重复实验过程来进一步观察和分析。
观察化学变化的现象
实验1
镁条燃烧
实验现象
镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成一种白色固体。
实验2.
向试管中加入少量氢氧化钠溶液,再滴加几滴酚酞试液。
实验现象
溶液变为红色
实验3.
将几颗锌粒放入试管中,再加入 3~4 mL稀硫酸。
实验现象
固体溶解,表面生成大量无色气泡。
实验4
取3~4 mL硫酸铜溶液于一试管内,再用滴管滴加4~5滴氢氧化钠溶液。
实验现象
有蓝色沉淀生成。
化学变化的基本特征是有新物质生成,在这个过程中常常伴随发光、发热、颜色变化、产生气体、生成沉淀等现象。
物质发生化学变化不断生成新物质,还会伴随着能量变化。这种能量变化通常表现为热能、光能和电能的释放或吸收。
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绿色植物则是通过化学反应(光合作用)将太阳能储存起来。
化学反应
储存
能量
【思考】灯管通电发光是什么变化?水烧开冒气泡是什么变化?
这两个都是物理变化,在化学变化中常伴随发光放热、颜色改变、放出气体、生成沉淀等现象,但有这些现象的不一定是化学变化。化学变化的本质是有新物质生成。
物理变化 化学变化
概念
没有生成新物质的变化
生成新物质的变化
区
别
宏观
微观
现象
联系
没有生成新物质。
有新物质生成
构成物质的分子本身没有变化,只是构成物质的分子之间的间隙和排列方式发生了变化。
化学变化中,分子破裂,原子重组。分子本身发生了改变,即有新分子生成。
一般是物质的状态、形状发生改变
不但是物质的状态、形状发生改变,且常伴随发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀等现象
在化学变化中一定发生物理变化,
物理变化中不一定发生化学变化。
1.下列事例哪些是物理变化,哪些是化学变化?并简要说明判断的理由。
(1)铁生锈。(2)石蜡熔化。(3)纸张燃烧。(4)酒精挥发。(5)水变成水蒸气。(6)潮湿的衣服被晒干了。(7)下雪后天气晴暖,雪融化。(8)在寒冷的冬天向窗玻璃上哈气,会出现一层水雾。(9)以粮食为原料酿酒。(10)石灰石(或大理石)遇到盐酸后会生成二氧化碳和水。
√
√
√
√
√
√
√
练习与应用
知识点1 物理变化与化学变化的区别
例1 (2024春•陕西西安高新区期中)《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”,其中记载的下列工艺涉及化学变化的( )
A.烧制陶瓷 B.棉纱织布 C.甘蔗榨汁 D.伐木制舟
例2 (2023秋•山东潍坊潍城区期末)诗词是中华民族灿烂文化的瑰宝。下列诗句中只涉及物理变化的是( )
A.落红不是无情物,化作春泥更护花
B.疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏
C.爆竹一声一岁除,春风送暖入屠苏
D.人间巧艺夺天工,炼药燃灯清昼同
A
B
【变式题】
1.下列变化中,属于物理变化的是( )
A.动植物的呼吸 B.纸张的燃烧
C.食物的腐烂 D.水的蒸发
2.(2024春•宁夏银川金凤区期中)中华优秀传统文化源远流长。下列制作过程中,发生了化学变化的是( )
A.烧制陶瓷 B.手工剪纸 C.丝绸刺绣 D.玉石雕琢
D
A
3.下列变化中,前者为物理变化,后者为化学变化的是( )
A.纸张燃烧、面包发霉 B.粮食酿酒、铁水铸锅
C.胆矾研碎、钢铁生锈 D.手工剪纸、矿石粉碎
4.(2023秋•福建莆田仙游县期末)对四季的感知是中国文学中一个不可或缺的元素,下列对应的诗句涉及化学变化的是( )
A.春 竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知
B.夏 风吹古木晴天雨,月照平沙夏夜霜
C.秋 月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠
D.冬 忽如一夜春风来,千树万树梨花开
C
C
三、物质构成的奥秘
同学们想过吗?从杯子中的水到遥远太空的恒星,宇宙中的一切物质是由什么构成的?
▲一滴水中约含1021个水分子。
▲每个水分子都是由两个氢原子和一个氧原子紧密结合在一起形成的。
化学上分别用符号H、O和H2O表示氢原子、氧原子和水分子。
氢原子
(H)
氧原子
(O)
水分子
(H2O)
氢原子和氧原子不仅能相互结合形成水分子,还能两两自相结合形成氢分子和氧分子。
▲构成物质的分子、原子等微观粒子不同,物质表现出性质就不一样.
氢 气
H2
氧 气
O2
水
H2O
由相同的微观粒子构成,粒子的排列方式不同,物质表现的性质也不同。
如今科学家们已经能够通过扫描隧道显微镜(STM)观测到原子和分子,而且实现了对原子、分子的移动和排列,以及复制、改造和创造分子。
用STM技术拍摄的硅原子图象
氢氧化钠
食盐 NaCl
盐酸等化工原料
氯气
氢气
不同的物质有不同的用途,原因是它们的性质不同。这就需要研究这些物质的内部组成、结构以及变化规律。
化学就是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科,它指导着我们更科学地认识、改造和应用物质。
随堂练习
1.将细铁丝在氧气中点燃可以看到如下现象: ①剧烈燃烧;②火星四射;③生成黑色固体;④放出大量热。其中最能说明这是化学变化现象的是( )
A .① B. ②
C.③ D.④
C
2.下列成语中一定包含有化学变化的是( )
A.木已成舟 B.花香四溢
C.蜡炬成灰 D.滴水成冰
C
3.下列变化是物理变化还是化学变化。
(1)酒精燃烧;( )酒精挥发。( )
(2)矿石粉碎;( )铁矿石炼铁。( )
(3)石蜡融化;( )蜡烛燃烧。( )
(4)电灯发光;( )蔗糖溶解到水中。( )
(5)食物变质;( )嚼碎食物。( )
(6)钢铁生锈;( )铁片制成铁桶。( )
(7)烤焦食品;( )植物的光合作用。( )
(8)凉水烧成热水;( )水结冰。( )
(9)木材加工成木器;( )木材燃烧取暖。( )
课堂小结
化学变化的基本特征是有新物质生成,在这个过程中常常伴随发光、发热、颜色变化、产生气体、生成沉淀等现象。
课后作业
1.完成课本习题;
2.完成练习册本课时的习题。
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