4.5 地球家园的化学变化 课件-2024-2025学年科学六年级下册教科版

Happy New Year 5.地球家园的化学变化 教科版六年级下册第四单元《物质的变化》 地球家园的化学变化 我们生活的地球家园，每时每刻都在发生着化学变化。正是这些化学变化，给予了人类生存所需要的各种物质和条件。地球家园中有哪些主要的化学变化呢？ 科学书：第68面 1.大地之下的化学变化 2.大气层中的化学变化 1.大地之下的化学变化 古代的植物去哪里了？ 古代的动物去哪里了？ 一部分变成了煤， 有些成为化石。 大部分死亡灭绝， 有些成为化石。 1.大地之下的化学变化 （1）煤的形成 （2）石油的形成 （3）天然气的形成 （4）页岩气的形成 （5）矿石的形成 （6）宝石的形成 …… 1.大地之下的化学变化——（1）煤的形成 煤是古代植物遗体经过复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的。煤的形成是一个漫长而复杂的过程，需要数百万年甚至更长的时间，并受到多种地质因素的影响。 其形成过程主要包括以下几个阶段： 泥炭化阶段：在温暖潮湿的环境中，大量植物生长繁茂。植物死亡后，遗体堆积在沼泽等低洼地带，由于水体的覆盖，氧气不足，微生物无法完全分解这些植物遗体。在微生物的作用下，植物遗体中的有机物质发生分解和转化，形成一种富含水分、呈棕褐色或黑褐色的松软物质，称为泥炭。 煤化阶段：随着地壳的运动，泥炭层被掩埋在地下深处，受到高温、高压等地质作用的影响。在这一过程中，泥炭中的水分逐渐减少，碳含量逐渐增加，氧和氢的含量逐渐降低，泥炭逐渐转化为褐煤。褐煤是一种相对年轻的煤，颜色多为褐色或黑褐色，质地较软，热值相对较低。 变质阶段：褐煤在地下继续受到更高温度和压力的作用，进一步发生变质作用。其内部结构和化学成分不断变化，碳含量进一步提高，氢、氧含量进一步降低，煤的硬度、光泽等性质也发生改变，逐渐转化为烟煤。如果烟煤继续受到强烈的变质作用，会最终形成无烟煤。 作业本：第66面 1.大地之下的化学变化——（1）煤的形成 科学书：第69面 信息一：2-3亿年前，地球上气候温暖，雨量充沛，植物生长非常茂盛。 信息二：我们常常在煤块上看到植物枝、叶的痕迹，甚至还在煤层中发现具有完整树干形状的煤。 信息三：埋藏的煤大多夹在岩层中，这些岩层都是在古代沉积的泥沙变成的。 信息四：煤埋藏在地下也是一层一层的。 1.大地之下的化学变化——（2）石油的形成 石油的由大量的古代浮游生物遗体形成的。 形成过程主要有以下几个阶段：​ 生物沉积阶段：在古代，海洋、湖泊等水体中存在着大量的浮游生物，如藻类、浮游动物等。这些生物在死亡后，其遗体随着泥沙等沉积物一起沉积到水底。由于水体底部的环境较为缺氧，这些生物遗体得以保存下来，逐渐形成了富含有机质的沉积物。​ 成岩作用阶段：随着时间的推移，沉积物不断堆积，上层沉积物对下层沉积物产生压力，使得沉积物逐渐压实。同时，在微生物的作用下，沉积物中的有机物质发生分解和转化，一些易分解的成分被消耗，而一些较为稳定的有机物质则被保留下来，并与矿物质等混合在一起，形成了一种类似岩石的物质，称为页岩或泥岩，其中含有丰富的有机物质，被称为干酪根。​ 热解作用阶段：当含有干酪根的页岩或泥岩被埋藏到地下深处时，受到地热和地层压力的作用，温度和压力不断升高。在一定的温度和压力条件下，干酪根开始发生热解反应，即复杂的有机化合物逐渐分解成简单的烃类化合物， 1.大地之下的化学变化——（3）天然气的形成 天然气的形成过程与石油有相似之处，也有其独特特点，主要包括以下几个阶段：​ 生物成因气阶段​ 在早期成岩作用阶段，浅层沉积物中的有机物质在细菌的作用下发生分解。​ 这些细菌通过发酵等过程将有机物质转化为甲烷、二氧化碳和水等简单化合物。​ 此阶段形成的天然气称为生物成因气，其甲烷含量较高，通常在90%以上，碳同位素组成较轻。生物成因气一般形成于埋藏深度较浅、温度较低的环境，通常在几百米以内，温度低于50℃。​ 热解成因气阶段​ 随着沉积物埋藏深度的增加，温度和压力逐渐升高，当达到一定条件（通常埋藏深度在1000-4000米，温度在50-150℃）时，干酪根开始热解。​ 干酪根热解会产生大量的烃类气体，包括甲烷、乙烷、丙烷等，其中甲烷是主要成分。除了干酪根热解，已经形成的石油在高温下也会发生裂解，生成天然气 1.大地之下的化学变化——（4）页岩气的形成 页岩气的形成过程与常规天然气有相似之处，主要包括以下几个阶段： 有机质沉积与富集：在古地质时期，浅海、湖泊等环境中存在大量的浮游生物、藻类及其他微生物等有机质。这些生物死亡后，其遗体与泥砂等碎屑物质一起沉积在水底，在还原环境下，有机质得以保存并逐渐富集，经过漫长时间形成富含有机质的页岩层。 生物化学作用：在页岩沉积后的早期阶段，微生物对有机质进行分解。在厌氧环境下，微生物通过发酵等作用将有机质中的部分物质转化为甲烷、二氧化碳和水等，所产生的甲烷会吸附在页岩颗粒表面或存在于页岩的孔隙中。 热演化作用：随着埋藏深度的增加，页岩受到的压力和温度不断升高。当达到一定的热演化程度时，页岩中的干酪根开始大量热解生成烃类气体，以甲烷为主，还伴有少量的乙烷、丙烷等，在页岩层内部完成。 吸附与储存：页岩具有独特的孔隙结构和表面性质，其纳米级的孔隙非常发育，比表面积大。生成的页岩气一部分以游离态存在于页岩的孔隙和裂缝中，另一部分则以吸附态存在于页岩颗粒表面，还有极少量以溶解态存在于页岩中的有机质或地层水中。 1.大地之下的化学变化——（5）矿石的形成 物质来源：形成矿石的物质来源较为多样，包括地球内部的岩浆、岩石风化侵蚀后的产物以及热液等。例如岩浆型矿石的物质直接来源于岩浆；沉积型矿石是由地表岩石风化后，其物质经搬运沉积形成。 形成过程：涉及多种地质作用。岩浆作用下，岩浆冷却分异使不同矿物在不同阶段结晶形成矿石；热液作用中，热液溶解岩石中的有用元素，当物理化学条件改变时，矿物质沉淀析出；沉积作用通过风化、搬运、沉积等过程，使有用物质在特定沉积环境中富集；变质作用则是通过高温、高压和化学流体的作用，使原岩中的物质重新组合、迁移和富集形成矿石。 形成时间：形成时间跨度很大，从岩浆的侵入和冷却结晶，到热液的长期运移和沉淀，再到沉积过程的漫长堆积以及变质作用的持续影响，其形成可能经历数百万年甚至数亿年的时间，而且不同类型矿石的形成时间也有很大差异。 物质成分和结构：成分复杂多样，包含各种金属和非金属矿物，如铁矿石主要含铁的氧化物或碳酸盐等，铜矿有铜的硫化物或氧化物等，其结构可以是晶体结构、块状结构、浸染状结构等多种形式，取决于形成过程中的物理化学条件和地质作用。 黄铁矿 萤石 蓝铜矿 钙沸石 矿石的作用—— 冶炼金属、耐火材料 化工原料、…… 1.大地之下的化学变化——（6）宝石的形成 宝石是特殊的矿石。从地质学角度来说，宝石属于矿石的一种特殊类型。矿石是指含有用矿物并有开采价值的岩石，而宝石是矿石中具有美丽、稀少、耐久等特性，经过琢磨和抛光后可以达到珠宝要求的石料或矿物。 宝石的形成是一个复杂而漫长的地质过程，通常需要特定的地质条件和环境。以下是宝石形成的几种主要方式： 岩浆作用：例如钻石就是在地球深部高温高压的岩浆环境中，由碳原子在特定条件下结晶形成的。在某些基性岩浆中，可能会形成橄榄石、石榴石等宝石。 热液作用：例如，祖母绿就是在富含铍、铝、硅等元素的热液作用下，在一定的地质环境中结晶形成的。 沉积作用：沉积作用也可以形成宝石，主要是通过沉积物的堆积、压实和胶结等过程。一些宝石矿物，如锆石、金红石等。 此外，一些生物成因的宝石，如珍珠、琥珀等，也与沉积作用有关。珍珠是由贝类等生物分泌的珍珠质围绕异物形成的，通常在海洋或淡水的沉积环境中产出。琥珀是古代植物分泌的树脂经过长期的地质作用，掩埋在地下，经过石化作用形成的。 宝石具有装饰、收藏、投资、文化象征以及工业科研等多方面的作用。 1.大地之下的化学变化 科学书：第68面 科学书：第70面 圈划重点内容 2.大气层中的化学变化 科学书：第70面 视频：大气层中的化学变化 （3分35秒） 圈划重点内容 作业本：第67面 2.大气层中的化学变化 3.资源利用与化学变化 科学书：第70面 3.资源利用与化学变化 石油 3.资源利用与化学变化 科学书：第70面 玻璃 化肥 炼铁 药品 1.我们怎么判断煤的形成过程经历了化学变化？ 2.我们为什么要保护森林？ 3.我们还能举出哪些身边的例子说明它们和化学变化有关？ 1．古代植物经过几亿年的（ ）变成煤。 A．化学变化 B．物理变化 C．物理变化和化学变化 2.绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，释放（ ）。 A．氮气 B．氧气 C．一氧化碳 3.下列不属于化学变化的是（ ）。 A. 水→水蒸气 B.石油→塑料瓶 C. 古代植物→煤 C B A 4．沥青是（ ）经过化学变化的产物。 A．石油 B．天然气 C．煤炭 D．铁矿石 5．下列变化不属于地球家园的化学变化的是（ ）。 A．钻石的形成 B．海水的蒸发 C．植物的光合作用 D．石油制成塑料 6．青铜器是青铜合金制成的器具，下列关于青铜器的变化属于化学变化的是（ ）。 A．从铜矿石中冶炼出铜 B．将熔化的青铜铸造成型 C．把青铜器碎片修复成完整器具 D．从仓库中移出 A B A 7．煤、石油、天然气等是地球赋予人类的宝藏。下列关于地球上的资源的说法正确的是（ ）。 A．地球上的资源取之不尽，用之不竭 B．地球上的资源是可以再生的 C．人类可以利用石油生产多种生活材料 D．煤的燃烧不会对环境造成污染 8．下列现象中，不属于化学变化的是（ ）。 A．火柴燃烧 B．钢铁冶炼 C．铜生锈 D．折纸飞机 C D $$