第1讲走进化学世界 物质的变化和性质.docx
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第1讲走进化学世界物质的变化和性质
第1讲走进化学世界物质的变化和性质
一、趣味化学
二、新知学习
(一)什么是化学?
化学研究的对象是什么?
同学们,从今天开始,我们开始学习一门新的学科——化学。
你的脑海是否有这样的想法:
什么是化学?
化学有什么用?
其实,化学就在我们身边,人类的衣、食、住、行都离不开化学:
在我们生活的物质世界里,不仅存在着形形色色的物质,而且物质还在不断地变化着。
化学就是要研究物质及其变化,它不仅要研究自然界已经存在的物质,还要研究和创造自然界原本不存在的新物质。
例如,研究新型的半导体材料,电阻几乎为零的超导体,有记忆能力的新材料,等等。
化学在保证人类的生存并不断提高人类的生活质量方面起着重要的作用。
例如,利用化学生产化肥和农药,以增加粮食的产量;利用化学合成药物,以抵制细菌和病毒,保障人体健康;利用化学开发新能源和新材料,以改善人类的生存条件;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。
化学核心知识已经应用于自然科学的方方面面,与其它学科相辅相成,构成了创造自然、改造自然的强大力量。
化学是在分子、原子层次上研究物质的性质、组成、结构与变化规律的科学。
其研究思路如下:
化学是如此奇妙,在没有学习化学前,你可能只知道食盐不过是一种调味品,可当你学习化学后,就会发现食盐的用途可多啦!
除了可用作调味品外,食盐还是一种重要的化工原料。
利用食盐的水溶液可用制造氢氧化钠、氯气和氢气,并进而生产盐酸、漂白粉、塑料、肥皂和农药等。
学习化学后,你不但能知道物质的性质和用途,还会进一步知道它们的内部组成、结构以及变化规律,知道如何利用它们来制造新的产品,以及人类认识化学、利用化学和发展化学的历史和方法。
【典型例题】
1、下列各项研究中,属于化学学科研究的内容是()
A.培育新的花卉品种,增加观赏价值
B.设计新程序,开发信息技术
C.开发新能源
D.研究先进的交通网络,开发更多的地区
2、许多大城市家庭中常用煤气烧水做饭:
①煤气可以作为燃料;②煤气可以燃烧;
③煤气燃烧后生成二氧化碳和水;④煤气的重要成分是一氧化碳和氢气。
化学是研究物质组成、结构、性质以及变化规律的科学。
上述关于煤气的叙述中,
关于组成的是(填序号,下同)___________,关于煤气的性质的是___________,
关于煤气变化的是___________,关于煤气的用途的是___________。
(二)化学发展史
最早的化学据说是来源于古代术士炼金和炼制长生不老仙丹。
总的来说经历了古代化学、近代化学和现代化学。
历史上比较出名的化学发展史主要有以下几个部分:
1、萌芽阶段(古代)
我国古代劳动人民发明的陶瓷、湿法炼铜、炼铁、炼钢、造纸、火药、酿酒、酿醋、染料等,都属于化学研究的范围,具有不可替代的历史意义。
2、近代化学
到了近代,道尔顿和阿伏加德罗等科学家的研究,得出了一个重要的结论:
物质是由原子和分子构成的,分子中原子的重新组合是化学变化的基础。
这些观点是认识和分析化学现象及其本质的基础。
原子论和分子学说的创立,奠定了近代化学的基础。
3、门捷列夫发现了元素周期律,并编制出元素周期表,使化学学习和研究变得有规律可循
4、现代,先进仪器和分析技术的应用,使化学的研究进入微观阶段
纳米技术,也称毫微技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。
是直接以原子或分子来构造,产品通常具有很多奇特的功能。
目前纳米布料、服装已批量生产,像电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。
合成材料,随着化学不断的发展,人们发现和合成的物质已有几千万种,这极大的改善了人类的生存和发展条件。
5、绿色化学(环境友好化学)
传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害物达3~4吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。
化学工业能否生产出对环境无害的化学品?
甚至开发出不产生废物的工艺?
有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。
绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:
(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;
(3)提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;
(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,其核心就是要利用化学原理从源头消除污染,国际上对此十分重视。
1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中作出杰出贡献的企业和科学家。
绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。
【典型例题】
3、发现元素周期律和元素周期表的科学家是( )
A.道尔顿B.阿伏加德罗C.门捷列夫 D.拉瓦锡
4、我国古代闻名于世界的化学工艺是( )
A.烧陶瓷、指南针、造纸B.烧陶瓷、冶金、地动仪
C.烧陶瓷、造纸、冶金、制火药D.制火药、指南针、造纸、印刷
5、绿色化学是指()
A.颜色为绿色的无害化工产品
B.采用无毒、无害的原料,生产出有利于环境保护的产品
C.绝对不含任何化学元素
D.只能使用不可再生的化学原料
(三)化学的语言——元素符号
化学研究的对象是物质,物质的种类非常多,已知的就有2000多万种,如何用化学的语言来表示这些物质,并且国际通用?
这就要用到我们化学里面特有的“字母”——元素符号。
表2一些常见元素的名称及其符号
元素
名称
元素
符号
元素
名称
元素
符号
元素
名称
元素
符号
元素
名称
元素
符号
氢
H
钠
Na
氩
Ar
银
Ag
氦
He
镁
Mg
钾
K
钡
Ba
碳
C
铝
Al
钙
Ca
铂
Pt
氮
N
硅
Si
锰
Mn
金
Au
氧
O
磷
P
铁
Fe
汞
Hg
氟
F
硫
S
铜
Cu
碘
I
氖
Ne
氯
Cl
锌
Zn
你能否从表2找出元素中文名称的造字规律和元素符号的书写规律?
请试试看。
1、元素名称的造字规律
从它们的偏旁就可以知道它们属于哪一类元素:
有“钅”字旁的是金属元素;
有“石”字旁的是固态非金属元素;
有“气”字头的是气态非金属元素;
有“氵”字旁的是液态非金属元素。
只有汞例外,通常状况下它是液态金属元素。
2、元素符号的书写规律
(1)由一个字母表示的元素符号要大写,如H、O、C、S、P、I、K等;
(2)由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写,如Na、Mg、Al、Zn、Si等。
关于元素符号更多的意义、知识请期待第七讲的学习!
(四)物质的变化
我们知道,水在一定条件下可以变成水蒸气或冰,钢铁制品在潮湿的地方会生锈,煤、木材和柴草可以在空气中燃烧而发光放热,等等。
从化学的角度看,物质的这些变化有什么本质区别呢?
活动与探究一:
(1)把盛有少量水的试管斜夹在铁架台上(如图18)。
在试管底部小心加热到水沸腾。
把一块洁净的玻璃片移近试管口,观察并记录发生的现象。
(2)取少量硫酸铜晶体(俗称胆矾或蓝矾)放在研钵内,用研杵把胆矾研碎。
观察并记录胆矾发生的变化。
(3)在2支试管中分别放入少量研碎前、后的胆矾,并加入少量水,振荡得到澄清的硫酸铜溶液。
再向2支试管中分别滴加适量氢氧化钠溶液,观察并记录试管中发生的现象。
(4)如图20所示,在盛有少量石灰石的试管里加入适量稀盐酸。
注意观察并记录试管和烧杯中发生的变化。
实验记录
实验
序号
变化前的物质
变化时发生的现象
变化后的物质
变化后有
无新物质生成
(1)
液态的水
液态的水
(2)
块状的胆矾
蓝色粉末状的胆矾
(3)
蓝色的硫酸铜溶液
蓝色的氢氧化铜沉淀
(4)
颗粒状石灰石
二氧化碳气体等
在
(1)和
(2)中,虽然水和胆矾发生了形态的变化,但并没有生成其他物质。
这种没有生成其他物质的变化叫做物理变化。
在(3)和(4)中,胆矾和石灰石在变化中都生成了其他物质。
这种生成其他物质的变化叫做化学变化,又叫做化学反应。
化学变化的基本特征是有其他物质生成,常表现为颜色改变、放出气体、生成沉淀等。
化学变化不但生成其他物质,而且还伴随着能量的变化,这种能量变化常表现为吸热、放热、发光等。
上述可观察到的现象,常常可以帮助我们判断物质是否发生了化学变化(如图21)。
在物质发生化学变化的过程中,会同时发生物理变化。
例如,点燃蜡烛时,石蜡受热熔化是物理变化,而石蜡燃烧生成水和二氧化碳却是化学变化。
【典型例题】
6、生活中发生的变化属于化学变化的是()
A.石蜡熔化B.黄瓜榨汁C.菜刀生锈D.玻璃破碎
7、下列变化本质上与“冰融化成水”这一变化相同的是()
A.汽油燃烧B.蔗糖溶解C.钢铁生锈D.光合作用
(五)物质的性质
我们将物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。
例如,铁在潮湿的空气中易生锈,铜在潮湿的空气中易生成铜绿,碳在空气中燃烧会生成二氧化碳并发光、放热,硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应会生成氢氧化铜蓝色沉淀等。
物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。
物质的颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度等都属于它的物质性质。
如通常状态下,氧气是一种无色、无味的气体,水是一种无色透明的液体,胆矾是一种蓝色的固体。
了解物质的物理性质,对于研究它们的组成、结构和变化也非常重要。
当外界条件改变时,物质的性质也会随着变化,因此,描述物质性质时往往要注明条件。
表1一些常见物质的物理性质(大气压强为101kPa)
物质
颜色和状态(通常状况)
熔点/℃
沸点/℃
水
无色液体
0
100
铁
银白色固体
1535
2750
铝
银白色固体
660.37
2467
氧气
无色气体
-218.4
-182.9
【典型例题】
8、物质的性质决定用途。
下列用途主要是利用其化学性质的是()
A.生铁制成铁锅B.金刚石作装饰品
C.铜丝作导线D.氢气作高能燃料
9、下列性质属于物质物理性质的是()
①酒精的挥发性②木炭的可燃性
③磁铁的磁性④二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊
A.①②B.③④C.①③D.②④
三、课堂练习
10、化学研究的对象是物质。
下列属于化学学习中常见的物质的是()
A.食盐、生石灰、酒精B.洗衣机、桌子、电视机
C.太阳、宇宙、太空D.精神、意识、力量
11、下列选项中不属于化学研究领域的是()
A.合成新药物B.防治环境污染
C.制作模型D.开发新能源
12、化学使世界变得更加绚丽多彩,社会的文明和进步离不开化学。
下列事实中与化学无关的是()
A.食物、衣料和日常用品的丰富 B.指南针的发明与应用
C.新型高分子化合物的合成 D.药物和保健品的研制
13、人类使用材料的历史,就是人类利用物质的进步史。
制造下列用品所需的材料不是通过化学研究获取的是()
A.木器 B.青铜器 C.铁器 D.塑料器具
14、20世纪90年代,国际上提出了“预防污染”的根本手段,它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节约能源,在化工生产各环节都能实现净化和无污染的反应途径,下列各项属于“绿色化学”的是()
A.处理废弃物B.治理污染点
C.减少有毒物D.杜绝污染源
15、下列变化过程中,属于化学变化的是()
A.百炼成钢B.风吹草动C.玉石摔碎D.滴水成冰
16、下列是生活中常见的一些变化,其中有一种变化与其他三种变化有着本质不同,这种变化是()
A.放在衣柜里的樟脑球逐渐变小
B.把墨汁滴入到水中,水变黑
C.在晾干的咸菜表面出现食盐晶体
D.被雨淋湿的自行车车圈上出现锈渍
17、下列物质的用途主要利用其化学性质的是()
A.石墨棒作干电池电极B.天然气用作燃料
C.干冰用于人工降雨D.铜用于制造导线
18、“垃圾是放错地方的资源”。
请你将下列生活垃圾按要求填在横线上。
①鱼骨;②果皮;③碎玻璃;④废电池;⑤废旧金属制品;⑥废报纸
(1)回收后可进行填埋处理的是(填写序号,下同)________________;
(2)回收后可再利用的是________________。
19、下列是有关水的一些描述:
a.常温下水是一种无色无味的液体;
b.在101kPa下,水会在0℃时结冰,在100℃沸腾;
c.4℃时水的密度为1g/cm3;
d.水蒸发时能吸收大量的热;
e.在一定条件下,水会分解成氢气和氧气;
f.水能溶解食盐、糖等许多物质;
g.少量水泼到灼热的炭火上,水能与炭反应生成可燃性气体。
仔细阅读上述内容,用序号完成下列填空:
(1)描述水的物理性质的语句是_____________________;
(2)描述水的化学性质的语句是_____________________;
20、下列变化过程中既有物理变化又有化学变化的是()
A.酒精挥发B.蜡烛燃烧
C.铁制品露置在空气中锈蚀D.点亮电灯
21、化学上把“生成新物质的变化叫做化学变化”,下面对化学变化中“新物质”的解释,正确的是()
A.“新物质”就是自然界中不存在的物质
B.“新物质”就是与变化前的物质在颜色、状态等方面有所不同的物质
C.“新物质”就是与变化前的物质在元素组成上不同的物质
D.“新物质”就是与变化前的物质在组成或结构上不同的物质
22、纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料,许多材料达到纳米(1纳米=10-9米)级的大小时会产生许多让你料想不到、奇特的光、电、磁、热、力和化学等方面的性质。
如:
将金属制成纳米粉末后就变成了黑色,且不导电,机械强度也大幅度提高。
下列说法错误的是()
A.纳米碳虽然质地柔软,但强度却很大
B.纳米氧化锌能吸收电磁波
C.金黄色的金粉应该属于纳米材料
D.在空气中能自燃的铁粉应该属于纳米材料
23、生活处处离不开化学,下列物质对人类利大于弊的是_________________。
①加碘食盐②铝制炊具③含铁酱油
④含磷洗衣粉⑤含钙麦片⑥氟利昂制冷剂
24、选用“物理变化、化学变化、物理性质、化学性质”填写下列空白:
(1)镁带燃烧,属于_________________________;
(2)镁带能燃烧,属于_________________________;
(3)镁带是银白色金属,属于_________________________;
(4)镁带表面用砂纸打光,属于_________________________;
四、课后演练
30、把某种金属用小刀轻轻切下一小块放入盛水的烧杯中,观察到该金属能与水剧烈反应,并放出热,本身熔化成银白色的小圆球,浮在水面上,根据以上叙述,推断该金属的物理性质有:
(1)硬度________;
(2)熔点________;(3)密度________;(4)颜色________。
31、绿色化学又称环境友好化学,其核心是利用化学原理从源头消除污染。
试观察下列几种情况,回答:
①是否会造成污染;②若会造成污染,探究消除或减少污染的方法。
(1)节日燃放烟花爆竹:
①________;②___________________________________;
(2)使用含磷洗衣粉:
①________;②_____________________________________;
(3)焚烧垃圾:
①________;②__________________________________________;
32、(选做)下列叙述中:
①铁熔化成铁水;②糯米酿成酒;③铜生锈形成铜绿;④灯泡中的钨丝通电后发热发光;⑤食物腐烂;⑥胆矾呈蓝色块状;⑦镁在空气中燃烧,发出耀眼的强光。
(1)属物理变化的是___________________;
(2)属化学变化且伴随发光现象的是___________________
第1讲课堂小测
姓名:
成绩:
(总分100分,每小题20分)
25、下列说法错误的是()
A.研制艾滋病疫苗的过程中,化学将起到十分重要的作用
B.利用化学可以研究和开发新能源
C.利用化学,人类可以合成许多自然界不存在的新物质
D.化学工业给人类带来的只有益处没有坏处
26、“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。
“绿色化学”要求从根本上消灭污染,是一门能彻底阻止污染产生的科学。
它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内容。
某地在整顿音像市场的活动中,查获了一批盗版光盘,并进行“绿色销毁”。
以下做法属于“绿色销毁”的是()
A.泼上汽油焚烧B.倾倒入江中
C.深埋于土中D.碾压粉碎后回收再利用
27、下列一氧化碳的性质中属于化学性质的是()
A.常温下为无色气体B.难溶于水
C.没有气味D.可以燃烧
28、日常生活中的下列变化,其中一种与其余三种类别不同的是()
A.水结成冰B.湿衣服晾干
C.食物变质D.开水沸腾
29、判断镁带在空气中燃烧属于化学变化的依据是()
A.发出耀眼的强光B.放出大量的热
C.生成一种不同于镁的白色物质D.有白烟生成