第21节符号也能表示变化.docx

1、第21节 符号也能表示变化第21节 符号也能表示变化远方的风景1、怎样表示化学变化（反应）？ 2、体会什么是逆向思维行囊装备锌粒、稀硫酸、1%氢氧化钠；简易水电解器；简易氢气发生器；水蒸气冷凝器；踏上旅途热身活动：1、默写化学式：氧气 ，氢气 ，氮气 ，二氧化碳 ，二氧化硫 ，氧化铜 、水 。2、以下关于“N2”表示的意义，你认为较为恰当的是 （ ）表示1个氮分子； 表示2个氮原子； 表示1个氮分子由2个氮原子构成；表示氮气；表示氮气由氮元素组成；3、写出“SO2”所表示的意义。 ； ； ； 。1800年，意大利科学家伏打发明了电池，两位英国化学家立即着手利用伏打电池对水进行了通电的实验，发现

2、了令人惊奇的现象。一、水通电后生成了什么？动手实验在两支试管内注满水（为增加导电性，可采用1%的氢氧化钠溶液），放入装有半杯1%氢氧化钠溶液的烧杯内，插入电极，外接20伏的直流电源，观察两支试管内所发生的现象。正极、负极气体的体积比为 ： 。在烧杯液面下用手指堵住与电源正极相连的试管口，将试管从烧杯中取出，翻转试管，将带火星的线香插入试管内，观察现象 ，这是什么气体？ 。在烧杯液面下用带导管的单孔橡皮塞塞紧与电源负极相连的试管口，堵住导管口并将试管从烧杯中取出，翻转试管，松开手，让点燃火柴对准导管口，观察到的现象是 ，这是什么气体？ 。（下图为用注射器代替试管电解水，点燃负极产生的气体的照片）

3、写出该化学变化的文字表达式： 思考水通电后，为什么会变为氢气和氧气的呢？水是由水分子构成的，氢气是由氢分子构成的，氧气是由氧分子构成的，在这个变化中，你能想象出水分子是怎样变为氧分子和氢分子的吗？氢分子及水分子的形成动画（见书后光盘视频20）聚集=用元素符号能表示原子，用化学式能表示分子，能否用化学式表示化学反应？根据以上变化的图示，写出该变化的化学方程式。 通电这种用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式。2H2O = 2H2 + O2 这个式子简洁明了地表明了是什么物质参加反应，生成了什么物质；反应的条件；生成物的状态是气体或固体，若生成物是气体，当反应物中没有气体时，生成物用“”标出；

4、溶液中的反应，若生成物是固体，则用“”标出。二、氢气和氧气化合后又生成了什么？1781年，英国化学家普利斯特里将氢气和空气放在闭口的玻璃瓶中用电火花引爆，发现瓶的内壁有露珠出现：另一位英国化学家卡文迪许又用纯氧代替空气进行实验，不但证明氢和氧化合成水，而且确认大约2体积的氢气与1体积的氧气恰好化合成水，演示实验制取氢气并点燃氢气，观察冷凝管出口处滴下的水珠。思考你能想象出在这个变化中，氧分子和氢分子是怎样变为水分子的吗？ 用分子模型模拟以上变化。=探究像侦查破案如何知道水的组成成分是什么？单用肉眼的观察是看不出来的。但人们会想办法将“不可见的”转化为“可见的”，“未知的”转化为“可知的”，通过

5、实验让水发生化学变化，变化的现象就是我们的肉眼可以看见的气体。正如犯罪嫌疑人的口供需要甄别一样，我们需要确定这是什么气体。进一步的实验证实了两种气体分别是氧气和氢气之后继续追问:“氧气和氢气是怎么来的呢？”通过分析、判断、推理，最终得出“水是有氢元素和氧元素组成的”结论。这就是科学探究。它多么像侦查员破获一个案子！根据以上变化的图示，用化学式表示以上变化。 氧气和氢气化合生成水，是无数氧分子中的氧原子和2倍于氢分子中的氢原子相互结合成无数水分子的过程，以上化学方程式表达了氧分子、氢分子和水分子之间的个数比例。思想驿站1、符号的新的组合，会生成新的功能。由化学式组合生成的化学方程式具有什么功能？

6、2、如果要问水是有什么元素组成的，可不像问今天的饺子是什么馅那般容易，也不像验证一个出奇的大个鸡蛋里是否有两个蛋黄那么方便。即便我们把水含在嘴里，仔细的品尝回味，也难以咋出水是由什么元素组成的。但我们有了狗叫方法，于是有了两个思路：或分解它，看它能生成什么；或合成它，看哪些物质变化后生成了什么。通过以上两个实验，你知道水是由氢元素和氧元素组成的。你是怎样知道的？说出得出这个结论的过程。通过探究水的组成的过程，进一步体会科学探究的“狗叫”方法。我们向院子里扔了什么“砖头”？“狗”是如何“叫”的？我们如何根据狗的叫声判断出院内的情况，做出了水是氢、氧元素组成的结论？开拓眼界：一种反向的思考氢气和氧

7、气化合生成水的过程，放出大量的热，氢气成为最环保的能源。要把水转换为氢气和氧气需要通电，能不能反其道而行之，由氢和氧反应生成水并放出电呢？早在1893年，英国物理学家威廉.格拉夫就有了这个大胆的想法，他经过大量的实验，终于在实验室中成功地实现了电解水的逆反应，产生了电流。后来的人们形象地把威廉.格拉夫爵士发明的这种发电装置称为“氢燃料电池”。以氢燃料电池为动力的汽车成为全球各大汽车厂商争相研发的新品(见下图)。氢燃料电池和我们平时所用的电池有哪些不同？它与现在被广泛使用的石油能源相比，优势在哪里？它的发展前景如何？可参阅相关资讯。 一种以氢燃料电池为动力的轻便代步车 整理行囊清点成果1、写出水

8、电解、氢气燃烧生成水的化学方程式。2、以下叙述正确的是 ，错误的是 。与其他同学的结果对照，讨论得出较一致的结果。水是由氢原子和氧原子组成的；水是由氢气和氧气构成的；水分子是由氢元素和氧元素组成的；水是由氢元素和氧元素组成的；2H2O表示水这种物质；O2表示氧分子这种物质；2O2表示两个氧气；O2表示氧由两个氧元素组成；出发前的预演1、点燃木炭和镁条，观察现象，尝试完成以下表格。点燃镁条木炭在氧气中燃烧实验现象发出耀眼的白光；放出大量的热；生成一种白色固体；发出白光有无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体生成放热文字表达式微观示意图化学方程式第22节 如何表现质量守恒？远方的风景学会配平化学方程式

9、行囊装备：分子模型 踏上旅途用化学式表示化学变化的式子称之为化学方程式。化学方程式表示化学变化中有什么物质参加反应，反应后生成了什么物质，它能否表示参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，即表现质量守恒定律？一、写出化学方程式动手做1、用分子模型模拟以下变化过程，写出化学方程式点燃 镁 + 氧气 氧化镁 =化学方程式 点燃 碳 + 氧气 二氧化碳 =化学方程式 练习2、参照下图中的原子、分子示意图，根据以下文字表达式写出化学方程式。点燃氢气 + 氧气 水 点燃硫 + 氧气 二氧化硫 二氧化锰过氧化氢 水 + 氧气 点燃红磷 + 氧气 五氧化二磷 通电水 氢气 + 氧气 铁

10、+ 氧气点燃 四氧化三铁 二、配平化学方程式检查以上你所写的化学方程式，等号两边所有反应物的原子总数是否等于所有生成物的原子总数？若不相等，在化学式前面添加适当的数字（称之为化学计量数）使之相等。 工具箱：因为生成物中的原子就是原来反应物中的原子，所以可以选择反应物的某一原子看它反应后去了哪种生成物，如果该原子数目反应前后不再相等，就要想办法在反应物或生成物的化学式前面添加适当的数字。但不可改动化学式中的原子数目，即元素符号右下角的数字，只可调整化学式前的化学计量数使原子数守恒。比如反应（3），H2O中的氢原子来自CH4，一个甲烷分子含有4个氢原子，至少会生成2个水分子，所以在H2O之前添加“

11、2”，然后再调整 “O”“C”的原子个数，使之反应前后相等。又比如反应（6），CO2是由CO结合一个氧原子生成的，而氧原子来自Fe2O3，每个Fe2O3可提供3个氧原子帮助3个CO形成3个CO2，所以在CO2前面添加“3”，然后再平衡“C”“Fe”的个数。这种求根寻源的配平方法称之为“追踪法”。尝试配平以下化学方程式。点燃（1）一氧化碳在氧气中燃烧： CO + O2 CO2 加热（2）木炭还原氧化铜：C+ CuO Cu + CO2 点燃（3）甲烷在空气中燃烧：CH4 + O2 CO2 + H2O加热（4）一氧化碳还原氧化铜：CO+ CuO Cu + CO2高温（5）焦炭还原氧化铁： C+ Fe

12、2O3 Fe + CO2高温（6）一氧化碳还原氧化铁： CO+ Fe2O3 Fe + CO2 思想驿站判断化学方程式正误四步检查法：1、化学式是否写对；2、等号左右两边原子个数是否相等（配平方程式）；3、等号上方是否正确注明了反应的条件；4、是否恰当地标注了生成物的状态：当反应物中没有气体，气体生成物的右边标注“”；溶液中的反应，“”标注在固体生成物的右边。O我们知道，身份证上的18位号码是个个都不能错的，其他如姓名、住址必须保证每个字都准确。化学方程式是化学变化的身份证。我们该怎样检查所写化学方程式是否正确呢？整理行囊清点成果1、在化学反应前后，肯定会发生化学变化的有A.分子的种类 B.原子

13、的种类和数目 C. 元素的种类和数目 D.物质的总质量2、黑火药是我国的四大发明之一。黑火药爆炸原理可用下列方程式表示：点燃2KNO3+3C+S=K2S+N2+3X.则X的化学式为A. CO B. CO2 C. NO D. SO23、人在剧烈运动后，血液中产生较多的乳酸（化学式为C3H6O3）,使肌肉酸痛。放松一段时间后，由于乳酸与吸入的氧气反应而生成二氧化碳和水，使肌肉的酸痛感消失。表示此反应的化学方程式书写正确的是 A. C3H6O3 + 3O2 = 3CO2 + 3H2OB. C3H6O3 + O2 = CO2 + H2O C. C3H6O3 + 3O2 = 3CO2 + 3H2O D.

14、 2C3H6O3 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O 4、配平下列化学方程式A.一氧化碳还原氧化铁： CO + Fe2O3 Fe CO2B. 酒精在空气中燃烧： C2H5OH + O2 CO2 H2O C. 铝在空气中燃烧： Al + O2 Al2O3D. 铁丝燃烧： Fe + O2 Fe3O4 出发前的预演1、你想过没有，原子为什么会构成分子？化学变化中原子为什么会重新组合？写下你的猜测和见解。2、原子（Atom）一词源自希腊文atomos，意思是“不可分的”，因为那时的人们认为原子是没有结构的。什么实验事实让科学家意识到原子也是可分的、有结构的？科学家是通过什么方法探究原子的内部结构的

15、呢？3、在互联网上搜索“汤姆逊”“卢瑟福”“查德威克”等科学家的名字，看看他们在科学上做出了那些突出贡献？第23节 滴水藏海 沙有洞天远方的风景1、以汤姆逊阴极射线实验和卢瑟福散射实验事实为基础，推论物质的原子是由居于中心的原子核和核外电子构成的。2、知道电子的电性和质量，推论原子核的电性、质量及体积很小的性质；3、结合质子和中子的电性和质量数据，推论质子数=核外电子数=核电荷数；4、认识观察和推论的区别，通过评价原子结构推论的合理性，认识到人类认识微观世界的智慧和科学家的探索精神。踏上旅途动手做用一只塑料尺子接触小的纸屑，纸屑未被吸引；将该尺子与头发摩擦后再去接触小的纸屑，纸屑被吸引到尺子上

16、。这是为什么？1803年，英国科学家道尔顿宣布了他的原子学说，当时他认为“原子不可再分”。自1897年J.J汤姆逊发现电子开始，科学家们陆续发现原子有“内部”，内部有结构。原子如此之小，科学家是怎样发现原子的内部结构的呢？用刀砍？用枪刺？用针扎？这些都不行。如果你也是一位科学家，你会用什么办法窥见原子的内部结构呢？一、J.J汤姆逊发现电子的故事给高真空的放电管两端电极通电，阴极就会放出一种射线，这种阴极射线在外加的静电场中（或磁场中）发生偏转，证实了阴极射线是带负电的粒子流，每个粒子带有1个单位的负电荷；进一步测量该粒子的质荷比仅是氢离子的千分之一，所以这种粒子的质量比氢原子小一千多倍。连同另

17、外的实验说明它不是分子也不是原子，而是比原子更小的物质微粒；不论换用什么材料做阴极，所产生的阴极射线的性质都是相同的，所放出的粒子都有相同的质量和相同的电荷，说明该粒子是构成这些材料的所有原子中都含有的微粒；更多的实验事实表明，不论是阴极射线、射线、还是光电流，都是这种粒子组成的；不论是由于强电场的电离、正离子的轰击、紫外光的照射、金属受灼热还是放射物质的自发辐射，都发射出同样的带电粒子，汤姆逊同意用斯通尼称呼电荷基本单位的electron(电子)一词来命名这种粒子，就把组成阴极射线的粒子称之为电子。电子是人类认识的第一个基本粒子，它的发现表明原子不是不可再分的。思考由上述实验事实，如何通过推

18、理得出以下结论？电子是所有原子的组成部分，是原子的更基本的单元。课堂连接：电视机的关键器件是显像管，它是一种阴极电子射线管。在显像管的管颈部位装有发射电子的阴极、控制电子发射量的控制极、加速电子形成电子束并聚焦在荧光屏上的阳极等。电子束会控制荧光屏上的光点上下左右移动，此时电视信号加到显像管的控制极(G)上，使电子束发生强弱变化，即荧光屏上的光点亮度变化，从而显示出与发送端相同的图像。显像管剖视图二、卢瑟福发现原子核的故事汤姆逊发现电子后，随即出现的问题是：电子既然带负电，而原子是电中性的，那么原子中必然有带正电的部分，这两部分是怎样构成原子的呢？卢瑟福是英国著名的物理学家，1908年获诺贝尔

19、奖。他为揭开原子的秘密奋斗一生。卢瑟福这样想，“从原子内部结构获取信息的最有力的方法之一，在于研究高速粒子穿过物质的散射。”他用粒子向金箔中的金原子进行轰击，他设想，带正电荷的粒子与金原子中的正电部分相互排斥，与金原子碰撞的结果就使粒子偏离其直线轨道，偏离的程度就直接反映物质内部正电荷的分布。实验经过：卢瑟福使用的“枪弹”粒子的性质：带两个单位正电荷，质量是电子质量的七八千倍，以每秒2107米速度射出，能量大。用高速的粒子轰击金箔，发生了粒子被反弹回来的奇怪现象，这种大角度散射的概率约为1/8000。16年后，他在回忆1909年3月的一次实验后的心情时说：“它是如此地难以令人置信，正好像你用1

20、5英寸的枪射击一张薄纸，而枪弹居然被反弹了回来，然后把你打中了一样。” 如今我们的一种想象：粒子向金原子的射击，如同射向了一个飘满棉絮的百米直径大球，球的中心有一个如弹子般大小、坚硬无比、质量很大、带有正电荷的钢球，自然是绝大多数子弹顺利通过，射中钢球的几率一定是很小很小了。这个正电部分正是如今被称之为的“原子核”。假如你在现场：“为什么绝大多数的粒子能够顺利穿过金箔，而只有极少数被反弹回来？这极少数的粒子碰到了很大的阻力还是很小的阻力？这种阻力会来自质量很小的西瓜子（电子）吗？发现了这一出乎意料的现象后，你会怎样想呢？”卢瑟福的苦苦思索。粒子到底是怎么被反弹回来的呢？卢瑟福对这个问题苦思了好

21、几个星期，终于在1910年底，经过数学推算，证明“只有假设原子中有一个正电球部分，它的直径小于原子的直径，粒子穿越单个原子时，才有可能产生大角度散射。”即是说，原子里面几乎是“空”的，但中心却有一个体积极小、质量很大且带正电荷的部分，只有假设这个正电部分的直径只有原子直径的十万分之一，才能产生那样的散射结果。卢瑟福在1911年四月写出的论文中提出了原子的有核模型，被后来科学家的多种实验结果进一步证实。原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。三、发现原子核是由质子和中子构成的原子核是否可分？遵循以上思想、方法，1914年卢瑟福用粒子轰击氮原子核，发现了原子核中有质子（即氢离子

22、）。每个质子带有1个单位的正电荷，质量是电子质量的1836倍。1932年，查德威克通过实验证实原子核内除了质子还有不带电的中子。质量与质子几乎相等。至此，原子核是由质子和中子所构成的学说最终建立起来。中子不显电性，每个中子质量为1.674910-27kg课堂连接：塑料尺子为什么会吸引碎纸屑？不同物质的原子核束缚电子的本领不同。两个物体摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电。因此具有了吸引轻小物体的能力，这就是与头发摩擦过的塑料尺子能够吸引碎纸屑的道理。干燥的冬天，如果我们穿着化纤

23、的衣服，睡觉脱衣时常会看到衣服上有火花和听到啪啪的声响，那也是摩擦生电的结果。原子由带负电荷的电子和带正电荷的原子核构成，原子核所带的正电荷与电子所带的负电荷在数量上相等，因此原子呈电中性，原子构成的物体也呈电中性。根据构成原子微粒的电性，你认为质子数和核外电子数是什么关系？核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 不同种类的原子，核内的质子数不同，核外的电子数不同。下表列出了几种原子的构成。原子种类质子数中子数核外电子数氢101碳666氧888钠111211氯171817思维驿站1、J.J汤姆逊怎样认定电子是所有原子中的一个组成部分？2、卢瑟福发现原子核的过程中，哪是实验观察的现象，哪是推论？在

24、从实验现象到推论的过程中，你认为卢瑟福的思考、计算活动有什么作用？ 3、你是怎样得出“核电荷数=质子数=核外电子数”这一关系的？4、本节标题“滴水藏海 沙有洞天”本意是说认识一滴水也就认识了大海的组成，沙粒虽小，里面也有无穷的奥妙，借喻本节内容你认为贴切吗？整理行囊清点成果1、原子是由居于原子中心的 和核外 构成的，原子核又是由 和 两种粒子构成的。 不带电，每个 带一个单位的 ，每个电子带一个单位的 ，由于质子数 电子数（填“等于”或“不等于”），所以整个原子不显电性，则分子 （填“不显电性”或“显电性”）2、原子核A.由电子和质子构成 B.由中子和质子构成C.由电子和中子构成 D.由质子、

25、中子和电子构成3.在原子里质子数等于A.中子数 B.电子数C.中子数和电子数之和 D.中子数和电子数之差4.下列关于原子的叙述中，正确的是A.原子不显电性说明原子内的质子数等于中子数B.同种原子内的质子数相同C.原子是最小的粒子D.含有相同中子数的原子，一定是同一种类的原子5、原子的质量主要集中在A.原子核 B.质子 C.中子 D.核外电子6、决定原子质量大小的是A.质子数与中子数的和 B.质子数与电子数的和C.中子数与电子数的和 D.核电荷数与电子数的和出发前的预演雯雯同学又提出了这样的问题：“原子为什么会构成分子？化学变化中原子为什么会重新组合？各种原子以什么方式相结合形成各种化合物？”这

26、可是化学的核心问题，在化学的发展史上也曾是科学家们一直追问的问题。如果让你来回答这个问题，你会怎样回答？你会向哪个方向思考呢？或许你会想到，这可能与原子的内部结构有关。当科学家知道了原子的结构后，又是如何解答上述问题的呢？第24节 只有付出才能获得“爱”远方的风景1、认识元素性质与原子核外电子的关系2、认识食盐等离子化合物是原子通过得失电子结合而成的踏上旅途原子依靠什么力量结合成分子？1812年化学家贝采里乌斯提出“二元学说”，认为任何化合物都是由电性相异的两部分所组成，原子是靠着这种电性作用结合在一起。当科学家们发现原子是由原子核和核外电子构成的时候，就开始试图用原子中电子的行为来说明原子之

27、间的相互作用问题。那么，电子在原子核外的广大空间里究竟是怎样活动的呢？它们的行为有什么特点呢？ 一、电子是乖乖女原子核半径只有原子半径的十万分之一，原子核的体积仅占原子体积的几千亿分之一。如果把一个原子比成一个体育场，那原子核只有蚂蚁大小，相对来说，原子里有很大空间，电子就在这个空间里作高速运动，它是怎样运动的？ 氢原子核外电子的自述：如果把氢原子核比作我的妈妈，我就是妈妈的独生女。我在核外玩耍，可不像行星绕太阳旋转那样有固定的轨道，但有经常出现的区域，科学家把我玩耍的这个区域叫第一电子层。我的能量较低，就在离妈妈最近的地方忽然这儿、忽然那儿的玩耍，在核妈妈呵护下，我感到很安全。另一个原子家庭

28、，氦原子核外有两个电子，这两个电子能量也较低，也是在离核最近的第一电子层上运动。如下图所示。锂原子核外有三个电子，情况有了变化。其中两个电子在第一电子层上运动，另一个电子能量稍高，则在离核稍远的第二电子层上运动118号元素的原子结构如下表图中所示。卡通图（待绘）： 1岁的青青只穿1个星的小内衣；2岁的孩孩穿2个星的小内衣，但这件内衣因有两颗星所以它是金色的；3岁的莉莉穿2个星的金色内衣，外加一件1星的衬衣；4岁的皮皮外面的衬衣上又加了1颗星；10岁奈奈的衬衣是金色的，因为上面缀满了8颗星。11岁的娜娜在金色的衬衣外又加穿了一件缀有一颗星的外衣，每年长1岁的美美、绿绿、龟龟外衣上依次增加了1颗星

29、，直至18岁的丫丫，外衣上已经缀满了8颗星，成为一件金色外衣，她很骄傲。19岁的佳佳又在金色的外衣外面加穿了一件缀有1颗星的大衣，20岁改改的大衣上又增加了1颗星有秩序的电子外衣就是这样穿在每一种原子的身上。二、一颗追求的心最外层达到8个电子的那些原子如“孩孩”“奈奈”“丫丫”，穿着华丽的金色外衣，如同贵族，在平民中间踱来踱去很是高傲，对其他原子“不理不睬”，不屑于和平民原子的接触、交往，发生反应，呈现“化学惰性”。最外层没有达到8个电子的那些平民原子渴望变身为贵族。不就是8电子外衣嘛！它们为此动开了脑筋：我们该怎样变成它们呢？最外层衣服上只有1到3颗星的原子，低头沉思中突然发现：我里面穿着的

30、不就是现成的8电子金色贵族装吗！干脆把这少数的电子丢掉，正像甩掉马甲，摇身一变就是贵族。它们为自己的发现高兴。它们都属于金属原子，金属原子在化学反应中采用失掉电子达到相对稳定结构的策略。最外层衣服上大于4颗星的原子，看着这很容易就会挂满8颗星的外衣，实在舍不得扔掉，老寻思着怎样把缺少的星补上去。用不了几颗星我的外衣也会成为金色的贵族装！它想象着，如果能捡到电子就再好不过了。外层电子多于4个的原子都属于非金属原子，非金属原子在化学反应中采用得到电子达到相对稳定结构的策略。三、如愿以偿让我们举个例子来看看这些原子平民是怎样如愿以偿的。钠是活泼性很强的金属，平时我们都是把它囚禁在煤油里，避免它走街串巷惹是生非；氯气也不含糊，是个毒性很大的家伙，在战场上曾把它作为毒气使用。视频：钠在氯气中燃烧（见书后光盘视频20）钠在氯气中燃烧生成了我们餐桌上的食盐。食盐可是往嘴里吃的啊，钠和氯的毒性哪里去了？图（待画）钠原子抛出电子绣球，氯原子接绣球，钠离子新郎与盖着头红的氯离子新娘都着8电子金色礼服结婚的图钠慷慨的献出了最外层上的那唯一的电子，这样氯原子得到了渴求的电子，使自己的最外层瞬间变成了漂亮的8电子外衣。氯原子成为带