1.2 化学研究什么 第2课时（同步课件）化学新教材沪教版九年级上册

该初中化学课件聚焦物质的组成与结构、用途与制法，通过生活中火柴梗烧黑、蜡烛熏黑等现象导入，引导学生从宏观元素组成到微观粒子结构，再到性质与用途关系，构建“组成-结构-性质-用途-制法”的学习支架。 亮点在于融合化学观念与科学探究，通过灼烧葡萄糖等实验探究物质组成，以金刚石和石墨为例建立“结构决定性质，性质决定用途”逻辑，融入我国人造金刚石成果培养科学态度。采用分层研学、典例剖析等方法，助学生形成宏微结合思维，为教师提供丰富教学资源。

新教材沪教版九年级上册 第1章 开启化学之门 第2节 化学研究什么 第2课时 化学研究物质的组成和结构、 用途与制法 1 物质的用途与制法 2 物质的组成和结构 1 学习内容导览 2 1.知道物质由元素组成，了解水、金刚石、石墨等常见物质的组成。 2.初步认识物质的微观结构，知晓物质的结构决定物质的性质。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。 3.能感受化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。 重点：物质的组成与结构的初步认识。物质性质与用途的辩证关系。 难点：理解结构、性质、用途的内在逻辑，建立宏微结合的化学思维。 素养锚定·课标定位 观察生活中的各种变化 燃着的火柴熄灭后在火柴梗上出现黑色物质；在蜡烛火焰上方放置玻璃片，在玻璃片下方可看到黑色物质；烤红薯时，如果温度过高，红薯表面会变焦，烧烤时间越长，变焦的程度越大。这些黑色物质的主要成分是什么？ 烧黑的火柴梗 烤焦的红薯 蜡烛熏黑的蒸发皿 情境导入·问题启思 物质的组成和结构 01 5 【实验探究——蜡烛燃烧】  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。 一、物质的组成和结构 问题一 物质是由什么组成的？ 实验现象 分析与解释 都有黑色残渣生成 实验视频《灼烧葡萄糖、砂糖、面粉》 这些物质均含碳元素 分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 【宏观】物质是由元素组成的  有些物质仅由一种元素组成： 例如，氧气是由 元素组成的；氮气是由 元素组成的； 金刚石、石墨均由 元素组成。 更多的物质由两种或更多种元素组成： 例如，二氧化碳由 和 两种元素组成； 碳酸氢铵由 、 、 、 四种元素组成。 氧 氮 碳 碳 氧 碳 氧 氢 氮 分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 【宏观】物质是由元素组成的  1.不同元素可以组成不同物质 例如，氧元素可组成氧气，氮元素可组成氮气 2.相同元素可以组成不同物质 例如，金刚石和石墨都由碳元素组成；二氧化碳和一氧化碳都由碳、氧元素组成 分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 【碳元素组成的物质】 金刚石 石墨 C60 石墨烯 碳纳米管 分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 【宏观】物质是由元素组成的  3.化学反应前后元素的种类不变 例如，一定条件下，石墨可转化为金刚石； 二氧化碳和一氧化碳在一定条件下可以相互转化。 石蜡+氧气水+二氧化碳，由此说明石蜡中一定含有 元素。 碳、氢 分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 【微观】物质是由微观粒子构成的  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。 构成物质的微观粒子有分子、原子、离子  分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 问题二 金刚石和石墨由同种元素组成，为什么性质差异很大？ 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。 金刚石及其微观结构模型 石墨及其微观结构模型 碳原子的排列方式不同，性质差异很大。 物质的结构决定物质的性质。 分层研学·探理悟新 一、物质的组成和结构 知识总结 物质的组成和结构 物质的组成 物质的结构 宏观 微观 物质是由元素组成的 物质之间可互相转化，转化过程中元素种类不变 物质是由微观粒子构成的 构成物质的微观粒子有分子、原子和离子 分层研学·探理悟新 【例】金刚石、石墨两种物质的性质差异性很大，原因是 C 一、物质的组成和结构 A．二者都是由碳原子构成 B．构成二者的微粒不同 C．碳原子的排列方式不同 D．微粒间的间隔不同 典例剖析·逻辑释疑 一、有趣而神奇的化学 【变式】人和动物的呼吸作用可表示为：葡萄糖+氧气水+二氧化碳。根据该文字表达式，下列说法正确的是 C A．葡萄糖由碳、氢、氧元素组成 B．葡萄糖由碳、氢两种元素组成 C．葡萄糖中一定含有碳、氢元素，无法判断是否含有氧元素 D．条件不足，无法判断 典例剖析·逻辑释疑 物质的用途与制法 02 16 二、物质的用途与制法 【交流讨论】下列有关物质用途的表述，分别利用了金刚石或石墨的哪些性质？ 1.  制作钻石： 。 2.  用作电池电极： 。 3.  制造铅笔芯： 。 4.  切割玻璃： 。 金刚石是无色透明的晶体， 具有特殊的光学性质 石墨具有良好的导电性 石墨为灰黑色质软的固体 金刚石的硬度很大（天然存在的硬度最大的物质） 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 1.金刚石的性质与用途 含有金刚石的钻头 金刚石散热片 金刚石的硬度很大 金刚石具有良好的导热性 问题三 物质的性质与用途之间存在怎样的联系？ 物质的性质 物质的用途 决定 体现 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 2.石墨的性质与用途 石墨用作电车上的电刷 石墨用作高铁受电弓滑板 石墨具有良好的导电性、润滑性、耐高温 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 【观念建构】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。 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 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。 【拓展视野】我国科学家制备金刚石的突破性成果 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 直接燃烧化石燃料不仅浪费了宝贵的资源，而且会带来较为严重的环境污染，如产生大量的温室气体和有害物质，加剧全球气候变化和空气污染问题。 化石燃料直接燃烧的弊端 01 以煤、石油、天然气等为原料，通过先进的化学工艺可以制造、合成价值更高的产品，例如药物、合成纤维、塑料和合成橡胶等，这极大地提高了资源的利用效率，并推动了相关产业的发展。 化学转化的价值 02 物质的制备与转化 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 知识总结 物质的用途与制法 物质的用途 物质的制备 物质的性质决定物质的用途 物质的用途体现物质的性质 以煤、石油、天然气等为原料， 通过化学工艺制造各种化工产品 分层研学·探理悟新 二、物质的用途与制法 【例】 河南南阳玉雕闻名全国，玉雕制作中常用的金刚石钻头利用了金刚石的 A A．硬度大 B．熔点高 C．导电性好 D．密度小 典例剖析·逻辑释疑 二、物质的用途与制法 【变式】金刚石薄膜可用作透镜等光学仪器的涂层、集成电路基板散热等。下列关于金刚石薄膜的认识正确的是 C A．组成：金刚石薄膜由金属元素组成 B．性质：金刚石薄膜用于集成电路基板散热利用其化学性质 C．制备：以甲烷为原料制备金刚石薄膜的过程发生了化学变化 D．用途：金刚石薄膜具有良好的导热性，因此可用作透镜的涂层 典例剖析·逻辑释疑 组成和结构 用途和制法 物质的组成结构用途制法 宏观 物质是由元素组成的 化学变化前后元素种类不变 微观 物质是由微观粒子构成的 微观粒子：分子、原子、离子 物质的性质决定物质的用途 以煤、石油、天然气等为原料， 通过化学工艺制造各种化工产品 体系梳整·认知升华 1．碳单质存在的形式多种多样，除了金刚石、石墨之外，科学家们又相继发现了一些新的碳单质，如C60、C70、C90等。下列对于碳单质的认识中，正确的是 D A．石墨转化为金刚石属于物理变化 B．金刚石、石墨、结构相同 C．所有的碳单质都能导电 D．C60、C70、C90等碳单质是一种未来革命性材料 当堂诊学·成效校验 2．北京冬奥会中，主创团队采用了石墨烯智能发热服饰，确保演员穿着轻薄的演出服时不被冻伤，而且可以保证动作足够舒展，穿着舒适。下列说法不正确的是 B A．石墨烯是碳单质 B．常温下，石墨烯的化学性质活泼 C．石墨烯有优异的导热性 D．石墨烯服饰材料质地柔软，硬度小 当堂诊学·成效校验 3．电影《流浪地球2》中的太空电梯给同学们留下了深刻印象。清华大学团队研发的超长碳纳米管可能会成为未来建造太空电梯的材料。碳纳米管是碳单质的一种。请根据下图回答问题： (1)图1、2、3是碳元素的三种单质，其中图2表示的物质是_______（填名称），它们的物理性质差异很大的原因是____________________________。 石墨 碳原子排列方式不同 当堂诊学·成效校验 (2)中国高铁惊艳世界，“大国重器”扬我国威。高铁动车与电路连接的石墨电刷用到石墨的物理性质主要是_______性。 (3)到目前为止，碳纳米管是人类能造出来最坚固的材料，请推测碳纳米管可能具有的一条化学性质___________________。 导电 可燃性、还原性等 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 新教材沪教版九年级上册 31 $