1.2 化學研究什么 課件 2025-2026學年九年級化學滬教版(2024)上冊

滬教版化學九年級上冊第一章開啟化學之門第2節(jié)化學研究什么——物質(zhì)的性質(zhì)和變化

步入化學的殿堂，展現(xiàn)在你面前的是一幅幅與物質(zhì)有關的美麗畫卷。它將向你展現(xiàn)化學研究的內(nèi)容，例如：各種各樣的物質(zhì)是怎樣構成的，會發(fā)生哪些變化？能用什么方法來制取和合成各種物質(zhì)？學習化學，你對自然界的變化和社會的變遷會有更多、更新的認識；學了化學，你會發(fā)現(xiàn)化學其實就在你的身邊。目標預覽

能初步感知化學研究的主要對象和范疇，判斷常見的物理變化和化學變化，舉例說明物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)；能初步學會應用科學的方法觀察化學實驗、描述現(xiàn)象；能初步認識物質(zhì)的多樣性，知道物質(zhì)的性質(zhì)與組成、結(jié)構、用途的關系；能感受化學是推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要力量。2019年諾貝爾化學獎得主吉野彰（日本）蠟燭為什么會燃燒？為什么火焰是黃色？這些問題讓還是孩子的我內(nèi)心感到——化學非常有趣！在他小學四年級時，班上來了一位女老師，這位化學專業(yè)畢業(yè)的老師向吉野彰推薦了一本書英國科學家法拉第《蠟燭的故事》，這本書對吉野彰產(chǎn)生了深遠的影響。蠟燭是常見的生活用品，各種蠟燭雖然顏色及形狀存在差異，但主要成分都是石蠟。白色固體產(chǎn)生黃色火焰、放熱，固態(tài)石蠟慢慢熔化硬度小、熔點低、不溶于水、密度比水小可燃性燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧生成水石灰水變渾濁生成二氧化碳有一縷白煙產(chǎn)生，通過點燃白煙可以點燃蠟燭白煙是石蠟蒸氣實驗步驟取一段蠟燭，觀察外觀特征（如顏色、形狀等）點燃蠟燭，觀察現(xiàn)象在蠟燭火焰上方罩一個干燥的燒杯，觀察燒杯內(nèi)壁的變化迅速向上述燒杯中加入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現(xiàn)象取一小段粗玻璃管，按圖1-24所示方式置于火焰中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象吹滅蠟燭，觀察實驗現(xiàn)象特別提醒1、在化學中，煙（固體小顆粒，如石蠟）就是煙，霧（液體小液滴，如鹽酸）就是霧，絕對不能出現(xiàn)“煙霧”的說法，一旦看見，就是錯誤的。2、在描述實驗現(xiàn)象是，對于生成物不能“指名道姓”（已知的反應物可以），例如：（1）石蠟點燃生成二氧化碳；（×）（2）石蠟點燃生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體；（√）（3）石蠟點燃產(chǎn)生氣體；（√）（4）這個實驗的反應物點燃生成氣體；（√）（5）這個實驗的反應物點燃有水和二氧化碳生成。（×）方法導引觀察

觀察是學習化學的重要方法。要了解物質(zhì)發(fā)生的變化，必須從觀察入手，在觀察中思考。我們可以運用自己的感官，也可以借助儀器并通過實驗觀察物質(zhì)及其變化的條件、現(xiàn)象和結(jié)果。在化學實驗中要特別注意觀察和記錄實驗現(xiàn)象。觀察記錄的內(nèi)容包括：物質(zhì)原來的顏色、狀態(tài)；變化過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象（如物質(zhì)的顏色與狀態(tài)的變化、發(fā)光、放熱、放出氣體等）；變化后新生成的物質(zhì)的顏色、狀態(tài)等。觀察├─反應前│└─反應物：顏色、狀態(tài)、氣味等├─反應中│├─反應條件：加熱、點燃、通電等│└─現(xiàn)象：發(fā)光、放熱、變色、放出氣體、產(chǎn)生沉淀等└─反應后└─生成物：顏色、狀態(tài)、氣味等實驗過程中，石蠟發(fā)生了哪些變化？這些變化有何特點？你會怎樣對其進行分類？蠟燭的變化├─燃燒前：被小刀切成兩段├─燃燒時：石蠟熔化，部分汽化；生成水和二氧化碳└─吹滅后：石蠟凝固，部分凝華蠟燭被切成兩段，蠟燭燃燒過程中，石蠟受熱熔化，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。吹滅蠟燭后，隨著溫度降低，液態(tài)石蠟又重新凝固。這種沒有新物質(zhì)生成的變化稱為物理變化。石蠟在空氣中燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，放熱，生成了二氧化碳和水。這種有新物質(zhì)生成的變化稱為化學變化。

蠟燭燃燒過程中，石蠟受熱熔化，由固態(tài)變成液態(tài)；隨著溫度的降低，液態(tài)石蠟又變?yōu)楣虘B(tài)。這些變化都屬于物理變化（physicalchange），即在變化中沒有新物質(zhì)生成。水壺里的水加熱沸騰變?yōu)樗魵?，水蒸氣冷凝為液態(tài)水，也屬于物理變化。石蠟在空氣中燃燒，發(fā)光、放熱，同時生成了二氧化碳氣體和水蒸氣，這種變化屬于化學變化（chemicalchange），即在變化中有新物質(zhì)生成。鐵器、銅器表面生銹，水分解成氫氣、氧氣等，都屬于化學變化?；瘜W變化又稱為化學反應（chemicalreaction）。判斷下列變化屬于物理變化還是化學變化。酒精的揮發(fā)。植物的光合作用。木炭的燃燒。氯化氫和氨氣混合，產(chǎn)生白煙。金剛石加工成鉆石。碘化鉀溶液和硝酸銀溶液混合，產(chǎn)生黃色沉淀。灼熱的金剛石在液氧中燃燒。

區(qū)分物理變化和化學變化，關鍵在于判斷變化中是否有新物質(zhì)生成。酒精的揮發(fā)沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。金剛石加工成鉆石的過程中，只改變了金剛石的形狀，同樣沒有新物質(zhì)生成，也屬于物理變化。植物通過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物和氧氣，木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳，氯化氫氣體和氨氣混合生成氯化銨固體，碘化鉀溶液和硝酸銀溶液混合生成黃色的碘化銀沉淀，金剛石在液氧中燃燒生成二氧化碳，這些過程均有新物質(zhì)生成，屬于化學變化。并不是有發(fā)光、放熱、變色的反應都是化學反應！！！在化學變化中一定同時發(fā)生物理變化，但在物理變化中一定不發(fā)生化學變化在化學變化中，常伴隨著一些現(xiàn)象，如發(fā)光、放熱、變色、生成氣體或沉淀自然界中，豐富多彩的物質(zhì)會發(fā)生不同的變化。物質(zhì)不需要通過化學變化就能表現(xiàn)出來的性質(zhì)，稱為物理性質(zhì)（physicalproperty），如顏色、氣味、熔點、沸點、硬度、密度、導電性等。物質(zhì)在發(fā)生化學變化時表現(xiàn)出來的性質(zhì)，稱為化學性質(zhì)（chemicalproperty），如可燃性、熱穩(wěn)定性、酸堿性等。下列敘述分別有什么不同？木材能燃燒冰在零度能熔化木材燃燒雪融化了物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的變化區(qū)別物質(zhì)本身固有的屬性，在描述時常會用到是、能、會、易、具有、可以等將來時態(tài)的詞語。物質(zhì)的一種運動形式，是一個過程，它的發(fā)生需要時間，在描述時常會用到已經(jīng)、了、在等過去或現(xiàn)在時態(tài)的詞語。聯(lián)系舉例酒精易揮發(fā)木炭能燃燒酒精揮發(fā)木炭燃燒加熱試管中的火柴頭現(xiàn)象：火柴燃燒，橡皮塞噴出。試管內(nèi)溫度升高，氣壓迅速增大將橡皮塞頂出。解釋：

大量事實表明，化學變化常伴隨著能量的吸收或釋放。有些物質(zhì)在發(fā)生化學變化時，以熱能、光能、電能等形式釋放能量。如石蠟、煤油燃燒時都發(fā)光并放出熱量；干電池在放電時，內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生了化學變化，釋放出電能。而有些化學變化需要外界提供一定的能量才能發(fā)生，如綠色植物進行光合作用需要吸收光能。加熱碳酸氫銨時

能轉(zhuǎn)化為

能充電電池充電時，

能轉(zhuǎn)化為

能；在放電時，

能轉(zhuǎn)化為

能綠色植物的光合作用時

能轉(zhuǎn)化為

能天然氣燃燒時

能轉(zhuǎn)化為

能和

能熱化學電化學化學電光化學化學熱光在一個堆放了一批袋裝化肥（主要成分為碳酸氫銨）的小倉庫里，過了一個夏天，管理員發(fā)現(xiàn)倉庫里這種化肥所特有的刺激性氣味變得濃烈了，有些袋里的化肥變少了。檢查發(fā)現(xiàn)，化肥變少的包裝袋有少許破損，但沒有發(fā)現(xiàn)化肥撒落在地上。難道是有小偷偷走了碳酸氫銨化肥嗎？難道是化肥遇熱“升華”了？我們可以用科學探究的方法來進行實驗。觀察老師做實驗，你看到了什么現(xiàn)象？通過聯(lián)想、推理，你能猜測為什么碳酸氫銨化肥會被“偷”走嗎？1.你能根據(jù)本實驗判斷碳酸氫銨是否穩(wěn)定嗎？2.請你試著解釋教材中碳酸氫銨化肥變少的原因；3.保存或使用碳酸氫銨化肥時，需要注意些什么？①固體化肥減少；②試管口有水珠生成；③產(chǎn)生一種刺激性氣味氣體；④產(chǎn)生一種使澄清石灰水變渾濁的氣體。在較高溫度下碳酸氫銨會迅速分解，除生成有刺激性氣味的氨氣外，還生成了二氧化碳和水蒸氣。密封保存在陰涼處；施灑化肥最好在陰天進行。生成物條件反應物這個現(xiàn)象用文字表達式怎么書寫呢？它的讀法是：碳酸氫銨在加熱的條件下反應生成氨氣、水和二氧化碳。

如圖1-31所示，取少量葡萄糖、砂糖和面粉，分別放在燃燒匙中，在酒精燈上加熱，直至完全燒焦，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。試討論上述現(xiàn)象說明了什么。

木柴、石蠟、砂糖和面粉等物質(zhì)中均含有碳元素，這些物質(zhì)燒焦或烤焦后得到的黑色物質(zhì)的主要成分都含有碳。人們不斷地探索物質(zhì)的組成，發(fā)現(xiàn)世間萬物僅由90多種元素組成。有些物質(zhì)僅由一種元素組成，如氧氣由氧元素組成，氮氣由氮元素組成，金剛石、石墨均由碳元素組成。更多的物質(zhì)由兩種或更多種元素組成，如二氧化碳由碳和氧兩種元素組成，碳酸氫銨由碳、氫、氧、氮四種元素組成。

在研究物質(zhì)組成的同時，科學家還用各種方法和手段深入研究物質(zhì)的微觀結(jié)構。經(jīng)過長期的探索，人們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)都是由肉眼看不見的、極小的微觀粒子構成的，各種純凈物質(zhì)都具有一定的組成和結(jié)構。物質(zhì)組成和結(jié)構的不同導致了物質(zhì)性質(zhì)的差異，使得我們周圍的物質(zhì)世界豐富多彩。例如，由碳元素組成的金剛石和石墨，兩者結(jié)構不同，表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。金剛石是自然界最堅硬的物質(zhì)，而石墨卻很軟。

金剛石是無色透明的晶體，具有特殊的光學性質(zhì)，因而被用于制作鉆石；金剛石硬度大，常用于切割玻璃、鉆鑿巖層。石墨為灰黑色質(zhì)軟的固體，耐高溫，可用于生產(chǎn)鉛筆芯和潤滑劑；石墨還是一種能導電的非金屬，可用作電池的電極和電車上的電刷。石墨礦是一種常見的礦產(chǎn)資源，由石墨制取的石墨烯是一種重要的新材料。物質(zhì)的性質(zhì)決定用途

物質(zhì)的性質(zhì)大多需要在一定條件下發(fā)生變化時得以反映。人們認識了物質(zhì)的性質(zhì)和在一定條件下可能發(fā)生的變化，就可以依據(jù)這些性質(zhì)和變化來合理地利用物質(zhì)。例如，金剛石和石墨的性質(zhì)不同，其用途也有明顯差異。因此，合理利用物質(zhì)的性質(zhì)，對提高人們的生活質(zhì)量和促進社會發(fā)展具有重要作用。

通過上述實例，我們知道了物質(zhì)的結(jié)構決定物質(zhì)的性質(zhì)，性質(zhì)是結(jié)構的反映，而物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，用途是性質(zhì)的體現(xiàn)。我國科學家制備金剛石的突破性成果1998年，中國科學技術大學錢逸泰（1941—2023）帶