第02课 化学研究些什么-【暑假零起点】2022-2023学年九年化学上册基础预学精品课程（沪教版）（解析版）

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【暑假零起点】2022-2023 学年九年化学上册基础精品课程
第一章 开启化学之门
第 2 课 化学研究些什么
【学习目标】
1．了解化学研究内容是什么。
2．理解物理变化和化学变化，并会判断物理变化、化学变化；会判断物理性质、化学性
质。
3．掌握物理变化和化学变化的区别，并能根据变化的现象和本质特征判断一些类型。
【重点】1．物理变化、化学变化的概念；2．能正确描述观察到的实验现象
【难点】能正确区别物质的物理变化和化学变化；会判断物质的物理性质和化学性质
一、化学研究物质的性质与变化
1. 蜡烛燃烧实验：
（1）观察蜡烛火焰：火焰分三层，外层最明亮，内层最暗，烛芯周围的固态石蜡熔化。说
明外焰温度最高，焰心温度最低
（2）在蜡烛火焰上方罩一个干冷的小烧杯，观察现象：烧杯内壁有水雾，说明燃烧有水生
成
（3）向上述小烧杯中加入少量澄清石灰水，振荡，观察现象：澄清石灰水变浑浊，说明燃
烧有二氧化碳生成
（4）取一小段粗玻璃管，将一端置于火焰中，观察现象：玻璃管口上端有白烟冒出，火焰
中有石蜡蒸气
（5）吹灭蜡烛，观察现象：吹灭瞬间，看到一缕白烟，熄灭后，白烟是石蜡蒸气遇冷凝固
成的固体小颗粒
2.物理变化与化学变化：
（1）物理变化是没有生成其它物质的变化，只是形状、状态或体积等改变。比如：酒精挥
发、玻璃破碎，冰融化和水结冰等。
注意：扩散、聚集、膨胀、压缩、挥发、升华、摩擦生热、铁变磁铁、通电升温发光、活
性炭吸附等都是物理变化，生石灰在空气中变为粉末，从表面看是发生了形状变化，但实
质上变成了熟石灰，生成了新物质，所以不属于物理变化，而是化学变化。
（2）化学变化是生成其它物质的变化，也叫化学反应。如：酿酒、造醋、光合作用、物质
燃烧和金属生锈等。
（3）化学变化的基本特征是有其它物质生成，在这个过程中常伴随着一些现象，如发光、
发热、变色、放出气体和生成沉淀等。许多事实表明，化学变化还伴随着能量的吸收和释
放
（4）化学变化和物理变化的联系：两者常常同时发生，化学变化过程中，会同时发生物理
变化。如蜡烛燃烧过程中，有石蜡燃烧生成水和二氧化碳，属于化学变化；同时石蜡燃烧
过程中伴随石蜡熔化为液态，属于物理变化。
【注】1.原子弹爆炸、核反应堆发电等既不是物理变化，也不是化学变化，它们属于核物
理变化。
2.爆炸可能是物理变化，也可能是化学变化。如轮胎“爆胎”、蒸汽锅炉因压力过大而发
生的爆炸，这些过程中无新物质生成，发生的是物理变化；而火药爆炸、瓦斯爆炸，这些
变化过程中生成了新物质，发生的是化学变化。
3．物理性质和化学性质
（1）物理性质是指不需要发生化学变化就表现出的性质。物理性质包括两个方面：一个是
在物理变化中表现出来的性质，如：挥发性、溶解性和吸附性等。另一个是不需要任何变
化就具有的性质，如：颜色、气味、状态、熔点、沸点和密度等。
（2）化学性质是在化学变化中表现出的性质。如：可燃性、助燃性、氧化性、还原性和酸
碱性、稳定性、腐蚀性、毒性、能与其他物质反应等。
（3）性质和变化的区别：性质是物质固有的属性，是物质基本的特征，是变化的依据；而
变化是只一个过程，是性质的具体体现，即性质决定变化，变化体现性质。一般描述物质
性质如“可、易、会、能”等表示具有能力的字眼，如“镁条可以燃烧”是化学 性质 ；而
“镁条燃烧”则是化学 变化 。
（4）性质和用途之间的关系，即性质决定用途，用途反映性质；
性质与结构之间的关系：即物质的结构决定着物质的性质，性质是结构的反映和体现。
二、化学研究物质的组成和结构
1. 空气中氧气体积分数的测定实验
（1）原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器的氧气，生成五氧化二磷固体，使密闭容器内压强
减小，大气压将水压向容器，进入容器水的体积为消耗氧气的体积。
（2）反应的文字表达式：磷 + 氧气
点燃
→
五氧化二磷 。
符号表达式：P + O2
点燃
→
P2O5
（3）装置
（4）步骤：连接装置，检查装置气密性；把集气瓶的容积分成 5
等份，做好记号；用止水
夹夹紧胶管；在燃烧匙内放入过量 （或足量） 的红磷；点燃燃烧匙中的红磷，立即伸入集
气瓶中，把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。
（5）实验现象：红磷燃烧发出黄白色火焰，放热，产生大量白烟；水沿导管进入集气瓶内
约占集气瓶容积的 1／5。
（6）结论：空气中的氧气约占空气总体积的 1/5。
（7）问题分析
①进入的水小于容积的 1/5，可能原因是什么？
红磷的量不足，氧气没有消耗完；
装置漏气，使装置外的空气进入集气瓶中；
未冷却到室温就打开止水夹，使进入集气瓶中的水的体积偏小；
导管中还残留有一些水；
②进入的水大于容积的 1/5，可能原因是什么？
燃烧匙伸入集气瓶过慢，使装置内的气体受热逸出，导致进入集气瓶中的水的体积偏大
止水夹没有夹紧橡皮管 ，红磷燃烧时集气瓶内气体因受热沿着导管逸出
（8）药品选择：物质在空气中只与氧气反应，生成物为固体或液体（占的体积忽略不
计）。
①能否用木炭、硫等物质代替磷？答：不能，木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体压
强无明显变化）。
②能否用铁丝代替磷？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。
③能否用金属镁代替磷？答：不能，金属镁能够与氧气、氮气、二氧化碳都发生燃烧。2.
空气的成分
2.空气成分的发现
（1）法国化学家拉瓦锡第一次明确提出空气由氧气和氮气组成的。
（2）空气的成分：
空气成分 氮气N2氧气 O2稀有气体 二氧化碳 CO2水蒸气和其它成分
体积分数78% 21%0 . 94% 0.03%0.03%
3.纯净物和混合物
纯净物：只由一种物质组成，组成固定，可用专门的化学符号表示，有固定的物理性质和
化学性质
混合物：由两种或两种以上物质混合而成，组成不固定，不能用专门的化学符号表示，混
合物中各成分保持它们各自的性质
4.物质的组成与结构
（1）葡萄糖、砂糖、面粉完全烧焦后得到黑色的碳，说明这几种物质中都含有碳元素。
（2）有些物质由一种元素组成，更多的物质由两种或更多种元素组成。如二氧化碳由碳元
素和氧元素组成。
（3）一种物质可以通过化学变化变成其他物质，但反应物和生成物中元素种类相同。
（4）物质都是由肉眼看不见的、极小的微粒构成的。
（5）金刚石和石墨物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同。
三、化学研究物质的用途和制法
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