1.2 化学研究什么 课件 2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)上册

沪教版化学九年级上册 第一章 开启化学之门 第2节 化学研究什么 ——物质的性质和变化 步入化学的殿堂，展现在你面前的是一幅幅与物质有关的美丽画卷。它将向你展现化学研究的内容，例如：各种各样的物质是怎样构成的，会发生哪些变化？能用什么方法来制取和合成各种物质？学习化学，你对自然界的变化和社会的变迁会有更多、更新的认识；学了化学，你会发现化学其实就在你的身边。 目标预览 能初步感知化学研究的主要对象和范畴，判断常见的物理变化和化学变化，举例说明物质的物理性质和化学性质；能初步学会应用科学的方法观察化学实验、描述现象；能初步认识物质的多样性，知道物质的性质与组成、结构、用途的关系；能感受化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。 2019年诺贝尔化学奖得主 吉野彰（日本） 蜡烛为什么会燃烧？为什么火焰是黄色？这些问题让还是孩子的我内心感到——化学非常有趣！ 在他小学四年级时，班上来了一位女老师，这位化学专业毕业的老师向吉野彰推荐了一本书英国科学家法拉第《蜡烛的故事》，这本书对吉野彰产生了深远的影响。 蜡烛是常见的生活用品，各种蜡烛虽然颜色及形状存在差异，但主要成分都是石蜡。 白色固体 产生黄色火焰、放热，固态石蜡慢慢熔化 硬度小、熔点低、不溶于水、密度比水小 可 燃 性 烧杯内壁出现水雾 生成水 石灰水变浑浊 生成二氧化碳 有一缕白烟产生，通过点燃白烟可以点燃蜡烛 白烟是石蜡蒸气 实验步骤 取一段蜡烛，观察外观特征（如颜色、形状等） 点燃蜡烛，观察现象 在蜡烛火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察烧杯内壁的变化 迅速向上述烧杯中加入少量澄清石灰水，振荡，观察现象 取一小段粗玻璃管，按图 1 - 24 所示方式置于火焰中，观察发生的现象 吹灭蜡烛，观察实验现象 特别提醒 1、在化学中，烟（固体小颗粒，如石蜡）就是烟，雾（液体小液滴，如盐酸）就是雾，绝对不能出现“烟雾”的说法，一旦看见，就是错误的。 2、在描述实验现象是，对于生成物不能“指名道姓”（已知的反应物可以），例如： （1）石蜡点燃生成二氧化碳；（×） （2）石蜡点燃生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；（√） （3）石蜡点燃产生气体；（√） （4）这个实验的反应物点燃生成气体；（√） （5）这个实验的反应物点燃有水和二氧化碳生成。（×） 方法导引 观 察 观察是学习化学的重要方法。要了解物质发生的变化，必须从观察入手，在观察中思考。我们可以运用自己的感官，也可以借助仪器并通过实验观察物质及其变化的条件、现象和结果。 在化学实验中要特别注意观察和记录实验现象。观察记录的内容包括：物质原来的颜色、状态；变化过程中产生的现象（如物质的颜色与状态的变化、发光、放热、放出气体等 ）；变化后新生成的物质的颜色、状态等。 观察 ├─ 反应前 │ └─ 反应物：颜色、状态、气味等 ├─ 反应中 │ ├─ 反应条件：加热、点燃、通电等 │ └─ 现象：发光、放热、变色、放出气体、产生沉淀等 └─ 反应后 └─ 生成物：颜色、状态、气味等 实验过程中，石蜡发生了哪些变化？这些变化有何特点？你会怎样对其进行分类？ 蜡烛的变化 ├─ 燃烧前：被小刀切成两段 ├─ 燃烧时：石蜡熔化，部分汽化；生成水和二氧化碳 └─ 吹灭后：石蜡凝固，部分凝华 蜡烛被切成两段，蜡烛燃烧过程中，石蜡受热熔化，由固态变为液态。吹灭蜡烛后，随着温度降低，液态石蜡又重新凝固。 这种没有新物质生成的变化称为物理变化。 石蜡在空气中燃烧，产生黄色火焰，放热，生成了二氧化碳和水。 这种有新物质生成的变化称为化学变化。 蜡烛燃烧过程中，石蜡受热熔化，由固态变成液态；随着温度的降低，液态石蜡又变为固态。这些变化都属于物理变化（physical change），即在变化中没有新物质生成。水壶里的水加热沸腾变为水蒸气，水蒸气冷凝为液态水，也属于物理变化。石蜡在空气中燃烧，发光、放热，同时生成了二氧化碳气体和水蒸气，这种变化属于化学变化（chemical change），即在变化中有新物质生成。铁器、铜器表面生锈，水分解成氢气、氧气等，都属于化学变化。化学变化又称为化学反应（chemical reaction）。 判断下列变化属于物理变化还是化学变化。 酒精的挥发。 植物的光合作用。 木炭的燃烧。 氯化氢和氨气混合，产生白烟。 金刚石加工成钻石。 碘化钾溶液和硝酸银溶液混合，产生黄色沉淀。 灼热的金刚石在液氧中燃烧。 区分物理变化和化学变化，关键在于判断变化中是否有新物质生成。酒精的挥发没有新物质生成，属于物理变化。金刚石加工成钻石的过程中，只改变了金刚石的形状，同样没有新物质生成，也属于物理变化。植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，氯化氢气体和氨气混合生成氯化铵固体，碘化钾溶液和硝酸银溶液混合生成黄色的碘化银沉淀，金刚石在液氧中燃烧生成二氧化碳，这些过程均有新物质生成，属于化学变化。 并不是有发光、放热、变色的反应都是化学反应！！！ 在化学变化中一定同时发生物理变化，但在物理变化中一定不发生化学变化 在化学变化中，常伴随着一些现象，如发光、放热、变色、生成气体或沉淀 自然界中，丰富多彩的物质会发生不同的变化。物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质，称为物理性质（physical property），如颜色、气味、熔点、沸点、硬度、密度、导电性等。物质在发生化学变化时表现出来的性质，称为化学性质（chemical property），如可燃性、热稳定性、酸碱性等。 下列叙述分别有什么不同？ 木材能燃烧 冰在零度能熔化 木材燃烧 雪融化了 物质的性质 物质的变化 区别 物质本身固有的属性，在描述时常会用到是、能、会、易、具有、可以等将来时态的词语。 物质的一种运动形式，是一个过程，它的发生需要时间，在描述时常会用到已经、了、在等过去或现在时态的词语。 联系 举例 酒精易挥发 木炭能燃烧 酒精挥发 木炭燃烧 加热试管中的火柴头 现象： 火柴燃烧，橡皮塞喷出。 试管内温度升高，气压迅速增大将橡皮塞顶出。 解释： 大量事实表明，化学变化常伴随着能量的吸收或释放。有些物质在发生化学变化时，以热能、光能、电能等形式释放能量。如石蜡、煤油燃烧时都发光并放出热量；干电池在放电时，内部物质发生了化学变化，释放出电能。而有些化学变化需要外界提供一定的能量才能发生，如绿色植物进行光合作用需要吸收光能。 加热碳酸氢铵时 能转化为 能 充电电池充电时， 能转化为 能； 在放电时， 能转化为 能 绿色植物的光合作用时 能转化为 能 天然气燃烧时 能转化为 能和 能 热 化学 电 化学 化学 电 光 化学 化学 热 光 在一个堆放了一批袋装化肥（主要成分为碳酸氢铵）的小仓库里，过了一个夏天，管理员发现仓库里这种化肥所特有的刺激性气味变得浓烈了，有些袋里的化肥变少了。检查发现，化肥变少的包装袋有少许破损，但没有发现化肥撒落在地上。 难道是有小偷偷走了碳酸氢铵化肥吗？ 难道是化肥遇热“升 华”了？ 我们可以用科学探究的方法来进行实验。 观察老师做实验，你看到了什么现象？通过联想、推理，你能猜测为什么碳酸氢铵化肥会被“偷”走吗？ 1.你能根据本实验判断碳酸氢铵是否稳定吗？ 2.请你试着解释教材中碳酸氢铵化肥变少的原因； 3.保存或使用碳酸氢铵化肥时，需要注意些什么？ ①固体化肥减少；②试管口有水珠生成；③产生一种刺激性气味气体；④产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体。 在较高温度下碳酸氢铵会迅速分解，除生成有刺激性气味的氨气 外，还生成了二氧化碳和水蒸气。 密封保存在阴凉处； 施洒化肥最好在阴天进行。 生成物 条件 反应物 这个现象用文字表达式怎么书写呢？ 它的读法是：碳酸氢铵在加热的条件下反应生成氨气、水和二氧化碳。 如图 1-31 所示，取少量葡萄糖、砂糖和面粉，分别放在燃烧匙中，在酒精灯上加热，直至完全烧焦，观察发生的现象。试讨论上述现象说明了什么。 木柴、石蜡、砂糖和面粉等物质中均含有碳元素，这些物质烧焦或烤焦后得到的黑色物质的主要成分都含有碳。人们不断地探索物质的组成，发现世间万物仅由 90 多种元素组成。有些物质仅由一种元素组成，如氧气由氧元素组成，氮气由氮元素组成，金刚石、石墨均由碳元素组成。更多的物质由两种或更多种元素组成，如二氧化碳由碳和氧两种元素组成，碳酸氢铵由碳、氢、氧、氮四种元素组成。 在研究物质组成的同时，科学家还用各种方法和手段深入研究物质的微观结构。经过长期的探索，人们发现物质都是由肉眼看不见的、极小的微观粒子构成的，各种纯净物质都具有一定的组成和结构。物质组成和结构的不同导致了物质性质的差异，使得我们周围的物质世界丰富多彩。例如，由碳元素组成的金刚石和石墨，两者结构不同，表现出不同的性质。金刚石是自然界最坚硬的物质，而石墨却很软。 金刚石是无色透明的晶体，具有特殊的光学性质，因而被用于制作钻石；金刚石硬度大，常用于切割玻璃、钻凿岩层。石墨为灰黑色质软的固体，耐高温，可用于生产铅笔芯和润滑剂；石墨还是一种能导电的非金属，可用作电池的电极和电车上的电刷。石墨矿是一种常见的矿产资源，由石墨制取的石墨烯是一种重要的新材料。 物质的性质决定用途 物质的性质大多需要在一定条件下发生变化时得以反映。人们认识了物质的性质和在一定条件下可能发生的变化，就可以依据这些性质和变化来合理地利用物质。例如，金刚石和石墨的性质不同，其用途也有明显差异。因此，合理利用物质的性质，对提高人们的生活质量和促进社会发展具有重要作用。 通过上述实例，我们知道了物质的结构决定物质的性质，性质是结构的反映，而物质的性质决定物质的用途，用途是性质的体现。 我国科学家制备金刚石的突破性成果 1998 年，中国科学技术大学钱逸泰（1941—2023）带领团队以四氯化碳和金属钠为原料，在一定条件下反应制成了纳米级金刚石。5 年后，该团队通过改进技术，使用二氧化碳为原料制备得到金刚石。 近年来，我国发展了更丰富且成熟的技术来制备结构优良的金刚石晶体。 2019 年中国科学院研究人员利用化学气相沉积法，以天然金刚石的籽晶片作为 “种子”，以甲烷作为 “养料”，像 “种粮食” 一样获得精美的人造金刚石。这些成果为我国成为人造金刚石第一大国奠定了重要的基础。 下 课 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 www.aliyun.com - Media Transcoding $$