第1講走進化學世界 物質的變化和性質

1、第1講 走進化學世界 物質的變化和性質一、趣味化學神奇的化學世界化學是一門神奇的科學！化學給了人類認識世界的火眼金睛，化學為我們展示了物質變化的無窮魅力。究竟化學是什么呢？一講到化學，你們會想到什么呢？我們身邊總是在發(fā)生著不同的變化，比如我們家中的廚房就有著各種變化在發(fā)生。開水沸騰、洗菜淘米、烹飪食物、菜刀生銹這些變化究竟有什么本質區(qū)別呢？你們會區(qū)分嗎？二、新知學習（一）什么是化學？化學研究的對象是什么？同學們，從今天開始，我們開始學習一門新的學科化學。你的腦海是否有這樣的想法：什么是化學？化學有什么用？其實，化學就在我們身邊，人類的衣、食、住、行都離不開化學：圖1 在我們生活的物質世界里，不

2、僅存在著形形色色的物質，而且物質還在不斷地變化著?；瘜W就是要研究物質及其變化，它不僅要研究自然界已經存在的物質，還要研究和創(chuàng)造自然界原本不存在的新物質。例如，研究新型的半導體材料，電阻幾乎為零的超導體，有記憶能力的新材料，等等。 化學在保證人類的生存并不斷提高人類的生活質量方面起著重要的作用。例如，利用化學生產化肥和農藥，以增加糧食的產量；利用化學合成藥物，以抵制細菌和病毒，保障人體健康；利用化學開發(fā)新能源和新材料，以改善人類的生存條件；利用化學綜合應用自然資源和保護環(huán)境，以使人類生活得更加美好。圖4 研制新藥圖5處理工廠排放的廢氣圖6水分子結構 化學核心知識已經應用于自然科學的方方面面，與其

3、它學科相輔相成，構成了創(chuàng)造自然、改造自然的強大力量?；瘜W是在分子、原子層次上研究物質的性質、組成、結構與變化規(guī)律的科學。其研究思路如下：決定反映決定決定研究物質 性質 變化規(guī)律組成結構化學是如此奇妙，在沒有學習化學前，你可能只知道食鹽不過是一種調味品，可當你學習化學后，就會發(fā)現(xiàn)食鹽的用途可多啦！除了可用作調味品外，食鹽還是一種重要的化工原料。利用食鹽的水溶液可用制造氫氧化鈉、氯氣和氫氣，并進而生產鹽酸、漂白粉、塑料、肥皂和農藥等。學習化學后，你不但能知道物質的性質和用途，還會進一步知道它們的內部組成、結構以及變化規(guī)律，知道如何利用它們來制造新的產品，以及人類認識化學、利用化學和發(fā)展化學的歷史和

4、方法?！镜湫屠}】1、下列各項研究中，屬于化學學科研究的內容是 （ ） A培育新的花卉品種，增加觀賞價值 B設計新程序，開發(fā)信息技術 C開發(fā)新能源 D研究先進的交通網絡，開發(fā)更多的地區(qū)2、許多大城市家庭中常用煤氣燒水做飯：煤氣可以作為燃料；煤氣可以燃燒；煤氣燃燒后生成二氧化碳和水；煤氣的重要成分是一氧化碳和氫氣。 化學是研究物質組成、結構、性質以及變化規(guī)律的科學。上述關于煤氣的敘述中，關于組成的是（填序號，下同）_，關于煤氣的性質的是_，關于煤氣變化的是_，關于煤氣的用途的是_。（二）化學發(fā)展史最早的化學據(jù)說是來源于古代術士煉金和煉制長生不老仙丹。總的來說經歷了古代化學、近代化學和現(xiàn)代化學。歷

5、史上比較出名的化學發(fā)展史主要有以下幾個部分：1、萌芽階段（古代）我國古代勞動人民發(fā)明的陶瓷、濕法煉銅、煉鐵、煉鋼、造紙、火藥、釀酒、釀醋、染料等，都屬于化學研究的范圍，具有不可替代的歷史意義。圖7 陜西半坡出土的人面魚紋彩陶盆圖8 東漢“釀酒”畫像磚拓片 圖9 越王勾踐青銅劍 圖10 宋代鷺鳥紋蠟染摺裙 圖11 戰(zhàn)國前期彩漆鴛鴦形盒圖13 掃描隧道顯微鏡2、近代化學圖12 道爾頓與阿伏伽德羅到了近代，道爾頓和阿伏加德羅等科學家的研究，得出了一個重要的結論：物質是由原子和分子構成的，分子中原子的重新組合是化學變化的基礎。這些觀點是認識和分析化學現(xiàn)象及其本質的基礎。原子論和分子學說的創(chuàng)立，奠定了近

6、代化學的基礎。3、門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律，并編制出元素周期表，使化學學習和研究變得有規(guī)律可循4、現(xiàn)代，先進儀器和分析技術的應用，使化學的研究進入微觀階段 納米技術，也稱毫微技術，是研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。是直接以原子或分子來構造，產品通常具有很多奇特的功能。目前納米布料、服裝已批量生產，像電腦工作裝、無靜電服、防紫外線服等納米服裝都已問世。合成材料，隨著化學不斷的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)和合成的物質已有幾千萬種，這極大的改善了人類的生存和發(fā)展條件。圖15 用隔水透氣的高分子薄膜做的鳥籠圖14 納米銅圖16 單晶硅為信息技術和新能源開發(fā)提供了基礎材料圖17 用玻璃鋼制成的

7、船體 5、綠色化學（環(huán)境友好化學）傳統(tǒng)的化學工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴重，目前全世界每年產生的有害物達34噸，給環(huán)境造成危害，并威脅著人類的生存。化學工業(yè)能否生產出對環(huán)境無害的化學品？甚至開發(fā)出不產生廢物的工藝？有識之士提出了綠色化學的號召，并立即得到了全世界的積極響應。綠色化學又稱環(huán)境友好化學，它的主要特點是：（1）充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料； （2）在無毒、無害的條件下進行反應，以減少向環(huán)境排放廢物； （3）提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納，實現(xiàn)“零排放”； （4）生產出有利于環(huán)境保護、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產品。綠色化學給化學家提出了一項新

8、的挑戰(zhàn)，其核心就是要利用化學原理從源頭消除污染，國際上對此十分重視。1996年，美國設立了“綠色化學挑戰(zhàn)獎”，以表彰那些在綠色化學領域中作出杰出貢獻的企業(yè)和科學家。綠色化學將使化學工業(yè)改變面貌，為子孫后代造福?！镜湫屠}】3、發(fā)現(xiàn)元素周期律和元素周期表的科學家是 （   ） A道爾頓B阿伏加德羅C門捷列夫  D拉瓦錫4、我國古代聞名于世界的化學工藝是 （） A燒陶瓷、指南針、造紙 B燒陶瓷、冶金、地動儀C燒陶瓷、造紙、冶金、制火藥 D制火藥、指南針、造紙、印刷5、綠色化學是指 （ ） A顏色為綠色的無害化工產品 B采用無毒、無害的原料，生產出有利于環(huán)境保護的產品C

9、絕對不含任何化學元素 D只能使用不可再生的化學原料（三）化學的語言元素符號化學研究的對象是物質，物質的種類非常多，已知的就有2000多萬種，如何用化學的語言來表示這些物質，并且國際通用？這就要用到我們化學里面特有的“字母”元素符號。外國人不認識中文表2 一些常見元素的名稱及其符號元素名稱元素符號元素名稱元素符號元素名稱元素符號元素名稱元素符號氫H鈉Na氬Ar銀Ag氦He鎂Mg鉀K鋇Ba碳C鋁Al鈣Ca鉑Pt氮N硅Si錳Mn金Au氧O磷P鐵Fe汞Hg氟F硫S銅Cu碘I氖Ne氯Cl鋅Zn你能否從表2找出元素中文名稱的造字規(guī)律和元素符號的書寫規(guī)律？請試試看。1、元素名稱的造字規(guī)律 從它們的偏旁就可以

10、知道它們屬于哪一類元素： 有“钅”字旁的是金屬元素；有“石”字旁的是固態(tài)非金屬元素； 有“氣”字頭的是氣態(tài)非金屬元素； 有“氵”字旁的是液態(tài)非金屬元素。只有汞例外，通常狀況下它是液態(tài)金屬元素。2、元素符號的書寫規(guī)律（1）由一個字母表示的元素符號要大寫，如H、O、C、S、P、I、K等；（2）由兩個字母表示的元素符號，第一個字母大寫，第二個字母小寫，如Na、Mg、Al、Zn、Si等。關于元素符號更多的意義、知識請期待第七講的學習?。ㄋ模┪镔|的變化我們知道，水在一定條件下可以變成水蒸氣或冰，鋼鐵制品在潮濕的地方會生銹，煤、木材和柴草可以在空氣中燃燒而發(fā)光放熱，等等。從化學的角度看，物質的這些變化有什

11、么本質區(qū)別呢？活動與探究一：（1）把盛有少量水的試管斜夾在鐵架臺上（如圖18）。在試管底部小心加熱到水沸騰。把一塊潔凈的玻璃片移近試管口，觀察并記錄發(fā)生的現(xiàn)象。（2）取少量硫酸銅晶體（俗稱膽礬或藍礬）放在研缽內，用研杵把膽礬研碎。觀察并記錄膽礬發(fā)生的變化。（3）在2支試管中分別放入少量研碎前、后的膽礬，并加入少量水，振蕩得到澄清的硫酸銅溶液。再向2支試管中分別滴加適量氫氧化鈉溶液，觀察并記錄試管中發(fā)生的現(xiàn)象。（4）如圖20所示，在盛有少量石灰石的試管里加入適量稀鹽酸。注意觀察并記錄試管和燒杯中發(fā)生的變化。圖18 圖19 圖20實驗記錄實驗序號變化前的物質變化時發(fā)生的現(xiàn)象變化后的物質變化后有無新

12、物質生成（1）液態(tài)的水液態(tài)的水（2）塊狀的膽礬藍色粉末狀的膽礬（3）藍色的硫酸銅溶液藍色的氫氧化銅沉淀（4）顆粒狀石灰石二氧化碳氣體等在（1）和（2）中，雖然水和膽礬發(fā)生了形態(tài)的變化，但并沒有生成其他物質。這種沒有生成其他物質的變化叫做物理變化。在（3）和（4）中，膽礬和石灰石在變化中都生成了其他物質。這種生成其他物質的變化叫做化學變化，又叫做化學反應?；瘜W變化的基本特征是有其他物質生成，常表現(xiàn)為顏色改變、放出氣體、生成沉淀等。化學變化不但生成其他物質，而且還伴隨著能量的變化，這種能量變化常表現(xiàn)為吸熱、放熱、發(fā)光等。上述可觀察到的現(xiàn)象，常常可以幫助我們判斷物質是否發(fā)生了化學變化（如圖21）。在

13、物質發(fā)生化學變化的過程中，會同時發(fā)生物理變化。例如，點燃蠟燭時，石蠟受熱熔化是物理變化，而石蠟燃燒生成水和二氧化碳卻是化學變化。圖21 化學反應中伴隨發(fā)生的一些現(xiàn)象【典型例題】6、生活中發(fā)生的變化屬于化學變化的是 （ ）A石蠟熔化 B黃瓜榨汁 C菜刀生銹 D玻璃破碎7、下列變化本質上與“冰融化成水”這一變化相同的是（ ）A汽油燃燒 B蔗糖溶解 C鋼鐵生銹 D光合作用（五）物質的性質我們將物質在化學變化中表現(xiàn)出來的性質叫做化學性質。例如，鐵在潮濕的空氣中易生銹，銅在潮濕的空氣中易生成銅綠，碳在空氣中燃燒會生成二氧化碳并發(fā)光、放熱，硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應會生成氫氧化銅藍色沉淀等。 物質不需要

14、發(fā)生化學變化就表現(xiàn)出來的性質叫做物理性質。物質的顏色、狀態(tài)、氣味、硬度、熔點、沸點、密度等都屬于它的物質性質。如通常狀態(tài)下，氧氣是一種無色、無味的氣體，水是一種無色透明的液體，膽礬是一種藍色的固體。了解物質的物理性質，對于研究它們的組成、結構和變化也非常重要。當外界條件改變時，物質的性質也會隨著變化，因此，描述物質性質時往往要注明條件。表1 一些常見物質的物理性質（大氣壓強為101kPa）物質顏色和狀態(tài)（通常狀況）熔點/沸點/水無色液體0100鐵銀白色固體15352750鋁銀白色固體660.372467氧氣無色氣體-218.4-182.9【典型例題】8、物質的性質決定用途。下列用途主要是利用其

15、化學性質的是 （ ） A生鐵制成鐵鍋 B金剛石作裝飾品 C銅絲作導線 D氫氣作高能燃料9、下列性質屬于物質物理性質的是 （ ） 酒精的揮發(fā)性 木炭的可燃性 磁鐵的磁性 二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁 A B C D三、課堂練習10、化學研究的對象是物質。下列屬于化學學習中常見的物質的是 （ ）A食鹽、生石灰、酒精 B洗衣機、桌子、電視機 C太陽、宇宙、太空 D精神、意識、力量11、下列選項中不屬于化學研究領域的是 （ ）A合成新藥物 B防治環(huán)境污染 C制作模型 D開發(fā)新能源12、化學使世界變得更加絢麗多彩，社會的文明和進步離不開化學。下列事實中與化學無關的是（ ）A食物、衣料和日常用品的豐富&#

16、160;     B指南針的發(fā)明與應用C新型高分子化合物的合成            D藥物和保健品的研制13、人類使用材料的歷史，就是人類利用物質的進步史。制造下列用品所需的材料不是通過化學研究獲取的是（ ） A木器   B青銅器   C鐵器   D塑料器具14、20世紀90年代，國際上提出了“預防污染”的根本手段，它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原

17、材料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產各環(huán)節(jié)都能實現(xiàn)凈化和無污染的反應途徑，下列各項屬于“綠色化學”的是（ ） A處理廢棄物B治理污染點C減少有毒物D杜絕污染源15、下列變化過程中，屬于化學變化的是 （ ） A百煉成鋼 B風吹草動 C玉石摔碎 D滴水成冰16、下列是生活中常見的一些變化，其中有一種變化與其他三種變化有著本質不同，這種變化是（ ）A放在衣柜里的樟腦球逐漸變小B把墨汁滴入到水中，水變黑C在晾干的咸菜表面出現(xiàn)食鹽晶體D被雨淋濕的自行車車圈上出現(xiàn)銹漬17、下列物質的用途主要利用其化學性質的是 （ ）A石墨棒作干電池電極 B天然氣用作燃料C干冰用于人工降雨 D銅用于制造導線18、“垃圾是放

18、錯地方的資源”。請你將下列生活垃圾按要求填在橫線上。 魚骨；果皮；碎玻璃；廢電池；廢舊金屬制品；廢報紙（1）回收后可進行填埋處理的是（填寫序號，下同）_；（2）回收后可再利用的是_。19、下列是有關水的一些描述： a常溫下水是一種無色無味的液體；b在101kPa下，水會在0時結冰，在100沸騰；c4時水的密度為1g/cm3；d水蒸發(fā)時能吸收大量的熱；e在一定條件下，水會分解成氫氣和氧氣；f水能溶解食鹽、糖等許多物質；g少量水潑到灼熱的炭火上，水能與炭反應生成可燃性氣體。 仔細閱讀上述內容，用序號完成下列填空：（1）描述水的物理性質的語句是_；（2）描述水的化學性質的語句是_；20、下列變化過程

19、中既有物理變化又有化學變化的是 （ ） A酒精揮發(fā) B蠟燭燃燒 C鐵制品露置在空氣中銹蝕D點亮電燈21、化學上把“生成新物質的變化叫做化學變化”，下面對化學變化中“新物質”的解釋，正確的是（ ）A“新物質”就是自然界中不存在的物質B“新物質”就是與變化前的物質在顏色、狀態(tài)等方面有所不同的物質C“新物質”就是與變化前的物質在元素組成上不同的物質D“新物質”就是與變化前的物質在組成或結構上不同的物質22、納米材料被譽為21世紀最有前途的新型材料，許多材料達到納米（1納米10-9米）級的大小時會產生許多讓你料想不到、奇特的光、電、磁、熱、力和化學等方面的性質。如：將金屬制成納米粉末后就變成了黑色，且

20、不導電，機械強度也大幅度提高。下列說法錯誤的是（ ） A納米碳雖然質地柔軟，但強度卻很大 B納米氧化鋅能吸收電磁波 C金黃色的金粉應該屬于納米材料 D在空氣中能自燃的鐵粉應該屬于納米材料 23、生活處處離不開化學，下列物質對人類利大于弊的是_。加碘食鹽 鋁制炊具 含鐵醬油 含磷洗衣粉 含鈣麥片 氟利昂制冷劑24、選用“物理變化、化學變化、物理性質、化學性質”填寫下列空白： （1）鎂帶燃燒，屬于_；（2）鎂帶能燃燒，屬于_；（3）鎂帶是銀白色金屬，屬于_；（4）鎂帶表面用砂紙打光，屬于_；四、課后演練30、把某種金屬用小刀輕輕切下一小塊放入盛水的燒杯中，觀察到該金屬能與水劇烈反應，并放出熱，本身熔化成銀白色的小圓球，浮在水面上，根據(jù)以上敘述，推斷該金屬的物理性質有：（1）硬度_；（2）熔點_；（3）密度_；（4）顏色_。31、綠色化學又稱環(huán)境友好化學，其