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第2节 化学研究些什么
【教学目标】
1．知道化学研究的内容包括物质的组成和结构、变化与性质、用途与制取；
2．知道物理变化及化学变化，认识化学变化的特征和伴随发生的现象，认识物理性质和化学性质；
3．认识不同的物质具有不同的组成和结构，其性质和用途也不相同。
【自主学案】
一、化学研究物质的性质与变化
1．变化过程中没有生成_______的变化叫做物理变化，如物质的三态的变化、热胀冷缩现象等：变化过程中生成了_______的变化叫做化学变化，也叫化学反应，如燃烧、钢铁生锈等。
2．在化学变化过程中，常伴随着放热、发光、变色、_______、_______等。这些现象有助于我们判断物质是否发生了化学变化。在物质发生化学变化时，伴随着能量的_______或_______，许多化学变化常以热能、_______、_______等形式释放出能量。而判断一个变化是不是化学变化的依据则是看变化过程中是否有新物质生成。如果有新物质生成，则该变化是化学变化。
3．物质在发生化学变化时表现出来的性质是_______性质，而不需要发生化学变化就能表现出来的性质是_______性质。如水在通常状况下是液态的，这种性质是水的_______性质。
二、化学研究物质的组成与结构
1．各种物质都是由肉眼看不到的极小的_______构成的。世间万物都是由_______组成的。如氧气是由_______组成的，二氧化碳是由_______组成的。
2．各种物质都有一定的组成与结构，物质的组成与结构不同，导致了物质的种类、性质和用途都_______。
　3．纯净物是_______的物质，如氧气、氮气、二氧化碳等都是纯净物，纯净物有固定的组成和性质。混合物是_______的物质，如空气、海水、调味的酱油等都是混合物，混合物没有固定的组成和性质。
三、化学研究物质的用途与制法
1．煤炭、石油和天然气，长期以来被作为燃料使用，其实煤炭、石油和天然气可以综合利用，能制造和合成价值更高的药物、染料、化肥、化学纤维、合成橡胶、_______等产品。
　2．1772年，法国化学家_______研究了空气的成分，确定空气中含有氧气和氮气；1965年，我国化学家在世界上率先人工合成了_______。
【教材解读】
一、物理变化与化学变化
1．物理变化与化学变化的比较。
【注意】新物质是指在组成或结构上与变化前的物质不相同的物质，并不是自然界中不存在的物质，不能以物质的颜色、状态是否相同作为判断是否是新物质的标准。
【教材答疑】P9“活动与探究”
【点拨】2．(1)蜡烛为乳白色圆柱状固体，一端为锥体状、锥体尖端伸出1至2厘米长的棉线；(2)蜡烛燃烧产生明亮的火焰，蜡烛芯周围固态蜡熔化为液态；(3)烧杯内壁出现水珠；(4)澄清石灰水变浑浊；(5)玻璃管口冒出“白烟”；(6)吹灭蜡烛的瞬间，可以看到一缕“白烟”轻轻升起，烛芯周围液态蜡重新凝固。
2．化学变化中能量的变化。
化学变化往往伴随着能量的吸收或释放，如各种燃料燃烧放出热量，有些化学变化以光能、电能的形式释放能量，人类利用的大多数能源都是由化学变化提供的。但自然界中最广泛的化学变化——光合作用却是要吸收太阳能才能进行的变化。
【教材答疑】P11“交流与讨论”
【点拨】1、2、6的变化为物理变化；3、4、5、7的变化为化学变化。
【注意】化学变化常伴随着发光、放热、颜色改变、生成气体和沉淀等现象，可以帮助我们判断化学反应是否已经发生，但不能作为判断化学变化的依据。如灯泡通电发光、放热的变化是物理变化而不是化学变化，在这里只是能量发生了转化，而没有新的物质生成。
二、物理性质与化学性质
1．物理性质与化学性质的比较。
2．物质性质与物质变化的区别与联系。
三、化学研究物质的组成与结构
科学研究表明，各种物质都具有一定的组成和结构。
(1)空气是由氮气、氧气等多种成分组成的混合物，按体积分数计算，氮气约占78%，氧气约占21%。
(2)在宏观上，物质是由元素组成的。有的物质由一种元素组成，如氧气由氧元素组成，金刚石由碳元素组成；更多的物质由两种或更多种元素组成，如二氧化碳由碳和氧两种元素组成，碳酸氢铵由碳、氢、氧、氮四种元素组成。
(3)在微观上，物质是由肉眼看不见的极小的微粒——分子、原子和离子构成的。
(4)按照一定的标准可将物质分为纯净物和混合物，由同种物质组成的是纯净物，由不同的物质组成的是混合物。
【教材答疑】P13“观察与思考”
【点拨】2．燃烧时产生浓厚的白烟，燃烧消耗了氧气；3．烧杯中的水沿导管进入到集气瓶中，水量约占集气瓶容积的五分之一；4．红磷的量不足、装置漏气，没有冷却到室温就打开止水夹会导致进入瓶中的水少于瓶内气体体积的五分之一，止水夹没夹紧会导致进入瓶内的水多于瓶内气体体积的五分之一；5．不能用蜡烛代替红磷，因为蜡烛燃烧生成的二氧化碳填补了消耗的氧气的体积，水不能进入到集气瓶中。
【教材答疑】P15“活动与探究”
【点拨】说明这几种物质都是含碳的物质，它们的组成中都含有碳元素；
四、化学研究物质的用途与制法
合理地利用和保护自然资源，以自然资源为原料生产出人们需要的各种用品，是化学工作者需要研究的重要课题一例如将从地壳里开采出来的煤炭、石油和天然气直接烧掉比较浪费，就将它们加工生产性能更好的燃料，并进行综合利用，制造和合成价值更高的药物、染料、化肥、化学纤维、塑料、合成橡胶等产品。又如，我国的中草药中的许多品种疗效独特。研究并提取中草药中的有效成分，合成疗效更高的药物，是中国科学家的重要责任。
【教材答疑】P16“交流与讨论”
【点拨】1．利用了金刚石具有特殊光学性能的性质；2．利用了石墨化学性质稳定和能导电的性质；3．利用了石墨是黑色且质软的性质；4．利用了金刚石硬度大的性质。
【拓展】物质通过化学变化可以生成其他物质，物质的变化遵循一定的规律。如，铁矿石可以炼成铁，却不能炼成金；用水可以制取氢气，却不能把水变成油。千变万化的物质世界是由一百多种元素组成的，有的物质由一种或两种元素组成，有的物质则由多种元素组成。物质的变化、性质及用途的关系如下：
五、实验现象的观察
观察是学习化学的重要方法，观察实验现象主要从以下三个方面进行：
(1)变化前：物质的名称、颜色、状态和气味等。
(2)变化过程中：物质的颜色、状态、气味等的改变，以及光、热、沉淀、气体等现象的产生；
(3)变化后：新物质的名称、颜色、状态和气味等。
【注意】描述现象有三忌：
(1)忌把生成物名称当成现象来描述。如无色的氯化氢气体与氨气混合，现象是“产生白烟”，而不能描述成“生成氯化铵固体”。
(2)忌脱离实验实际。要根据事实去描述，不能编造，也不能把没进行的附加实验描述进去。
(3)忌描述不全面。如煤油在空气里燃烧，要放出大量的热，只描述“发出黄色火焰”和“产生黑烟”是不全面的，还必须补上“放出热量”。
【考点详析】
题型一　物质的变化
(1)考查区分物理变化与化学变化的标准；
(2)列举出生活、生产或自然界中的某些变化，要求判断变化的类型。
【例1】（2012 连云港）下列日常生活中所见的现象属于化学变化的是（　　）
　　A．铁锅生锈　　B．冰雪消融　　C．玻璃破碎　　D．车轮爆胎
【解析】化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成；据此分析判断．
A、铁锅生锈的过程中有新物质铁锈生成，属于化学变化．
B、冰雪消融的过程中只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化．
C、玻璃破碎的过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化．
D、车轮爆炸的过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化．
【答案】A
题源变式
1．（2012．淮安）下列变化中属于物理变化的是（　　）
　 A． 蜡烛的燃烧 B． 植物光合作用 C． 铁制品生锈 D． 木材制成桌椅
题型二　物质的性质
(1)直接考查性质的类型；
(2)通过应用物质的事例，考查性质与应用物质或性质与鉴别物质的关系。
【例2】（2012．南昌）如图所示是一些物质的自我介绍，其中介绍自己化学性质的是( )。
【解析】A、B、D三项分别是介绍物质的状态、硬度，物质的这些性质不需要发生化学变化就能表现出来，所以是物理性质。铁生锈是化学变化，所以铁会生锈是铁的化学性质。
【答案】C
题源变式
2．（2011．河北）下列过程中发生了化学变化的是( )。
A．拧干衣服 　　　　　　　 B．写粉笔字
C．燃放烟花 　　　　　　　 D．粉碎废纸
题型三　物质的组成与结构
(1)考查常见物质的组成与结构；
(2)考查物质的性质与组成、结构之间的关系。
【例3】如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶
内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是( )。
A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5
B．实验时红磷一定要过量
C．实验前一定要检验装置的气密性
D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹
【解析】红磷燃烧消耗掉氧气，瓶内压强减小，烧杯中的水在大气压作用下进入瓶内约1/5，以证明空气中氧气的含量约占1/5，在实验前要检查装置的气密性，以免装置漏气造成误差，红磷要足量，以保证将氧气消耗尽，A、B、C正确：红磷燃烧时产生白烟，火焰熄灭后不能立刻打开弹簧夹，否则会因为瓶内气体温度较高，处于膨胀状态而造成误差，要冷却到室温再打开弹簧夹。
【答案】D
题源变式
3．下列观点错误的是( )。
A．将葡萄糖、砂糖、面粉放在火焰上灼烧，最后都留下了黑色的残渣——炭，由此证明葡萄糖、砂糖、面粉的组成里都含有碳元素
B．少数物质是由一种元素组成的，绝大多数物质是由两种
或多种元素组成的
C．右图中的A、B分别是金刚石和石墨的结构模型图。
由此可见，物质是由微粒构成的
D．石墨（铅笔芯的主要成分）在纸上划过后，会留下痕迹，
这个变化是化学变化
题型四　物质的用途与制法
结合后面学习到的物质考查某些物质的制取方法，物质的性质与用途之间的关系。
【例4】阅读下列短文，回答有关问题：
煤气是人们日常生活中的一种重要燃料，它的主要成分是一氧化碳。煤气中的一氧化碳可以由炽热的焦炭与水反应制得，也可以由炽热的焦炭与二氧化碳反应制得。一氧化碳是一种没有颜色、没有气味的有毒气体，难溶于水，在标准状况下密度为1.25 g/L，比空气的密度略小。一氧化碳使人中毒的原因是它能与人体血液中的血红蛋白结合，从而使人因缺氧而死亡。一氧化碳能在空气中燃烧生成二氧化碳。在冶金工业上，可以在高温下使一氧化碳与铁的氧化物反应，生成铁和二氧化碳，达到炼铁的目的。
(1)请归纳出一氧化碳的性质：
物理性质_______，化学性质_______
(2)一氧化碳的制取方法______________。
(3)一氧化碳的用途______________。
【解析】短文中的“反应”指的是化学反应。物理性质是不需要化学变化就表现出来的性质，化学性质是通过化学变化表现出来的性质。物质的性质决定其用途，用途体现物质的性质。
【答案】(1)无色无味的气体，难溶于水，在标准状况下密度为1.25 g/L，比空气的密度略小能与人体中的血红蛋白结合，具有可燃性，高温下能与铁的氧化物反应　(2)焦炭高温下与水反应或焦炭高温下与二氧化碳反应　(3)作燃料、炼铁
题源变式
4．食盐是一种无色晶体，易溶于水，在生活中可用作调味品，工业上可用于生产烧碱、氯气等 工业上得到食盐的方法是用盐井水煮盐和利用海水晒盐。
上述对食盐的描述中，没有涉及的是( )。
A．制法 　　　　　　　　B．物理性质
C．化学性质 　　　　　　D．用途
【课堂练习】
1．“伐薪烧炭南山中”是唐朝诗人白居易所写的诗歌《卖炭翁》中的诗句。这里“伐薪”和“烧炭”各指的变化是( )。
　A．前者是化学变化，后者是物理变化 B．前者是物理变化，后者是化学变化
C．两者都是物理变化 D．两者都是化学变化
2．（2011．北京）下列物质性质的表述中，属于化学性质的是( )。
A．氧气无色无味 　　　　　　 B．铝呈银白色
C．蔗糖易溶于水 　　　　　　D．碳酸氢铵易分解
3．人类生活需要热量，下列热量主要由化学变化产生的是( )。
A．物体间相互摩擦产生的热量 B．太阳能热水器中的水所吸收的热量
C．木炭燃烧放出的热量 D．白炽灯泡通电放出的热量
4．下列有关实验现象的描述正确的是( )：
A．将碳酸氢铵放在蒸发皿中加热，现象为产生二氧化碳、水和氨气
B．蜡烛燃烧时，烛芯周围的蜡由固态变为液态，火焰的底部呈淡蓝色，上部呈明亮的黄色，同时放出热量
C．氯化氢气体与氨气混合时，生成白色的氯化铵固体
D．向白色的碘化钾溶液中滴加白色的硝酸银溶液，产生黄色沉淀
5．（2012．汕头）小明将少量的白糖放在铁锅里加热，先看到白糖熔化，接着看到熔化的物质呈现棕色，最后有黑色残渣，请你判断整个实验属于( )。
A．研究白糖的结构 　　　　　 B．研究白糖的用途
C．研究白糖的变化 　　　　　 D．研究白糖的制法
6．坚硬的金刚石可以加工成钻石，“坚硬”属于金刚石的_______性质，金刚石加工成钻石发生的是_______变化，灼热的金刚石可以在液态氧气中燃烧，生成二氧化碳，属于金刚石的_______性质，金刚石在液氧中燃烧发生的是_______变化。
7．某单位曾发生了一起亚硝酸钠中毒事件。亚硝酸钠外貌酷似食盐且有咸味，亚硝酸钠和食盐的有关资料如下表所示：
　　(1)根据上表，请你写出亚硝酸钠的两条物理性质：_______；_______。
(2)检验亚硝酸钠的方法可以是____________________________。
【中考真题】
一、选择题
1．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”就是在组成或结构上与变化前的物质不同的物质
2．（2012．天津）化学家在当今环境问题上的最新构思是“变废为宝，资源循环”。例如，燃料（天然气、酒精等）(1)燃烧产物（水和二氧化碳等）(2)燃料（天然气、酒精等），这样既可以解决能源问题，又能消除污染。上述构想中两个转化过程中的变化为( )。
A．(1)为物理变化，(2)为化学变化 B．均为物理变化
C．(1)为化学变化，(2)为物理变化 D．均为化学变化
3．（2011．广东）用右图装置测定空气中氧气的含量，
物质R应该选用( 　)。
A．铁丝 　　　B．蜡烛 　
C．木炭 　　　D．红磷
4．（2010．威海）常用的“灭火弹”里装有液态的四氯化碳，使用时，液态四氯化碳迅速转化为气态并覆盖在火焰上。据此推测四氯化碳不可能具有的性质是( )。
A．不支持燃烧 　B．容易燃烧　 C．密度比空气大 　D．容易汽化
二、非选择题
　5．阅读下面的短文，从“①物理变化；②化学变化；③物理性质；④化学性质”中选择正确答案的序号填入下面描述的空白处。
　 在通常状况下，氯气呈黄绿色_______，有强烈的刺激性气味_______。氯气在1.01×105 Pa时，冷却到-34.6℃变成液态氯_______，继续冷却到-101℃，变成固态氯_______。红热的铜丝在氯气中能燃烧_______，氢气也能在氯气中燃烧生成一种叫做氯化氢的气体_______。把氯气通入水中，部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸_______。
6．1860年，英国化学家法拉第在少年儿童所的化学讲座中做了一个有趣的“母子火焰”实验（如图所示）。回答下列问题：
　 (1)子火焰的可燃物是_______，蜡烛能产生母子火焰这一现象是由组成
蜡烛的物质的重要物理性质决定的，该物理性质是_______。
(2)该实验成功的关键是导气管不宜太长，且导气管的起始端必须插在蜡
烛母火焰的焰心部位，原因是_______。
7．下图为同学们经常使用的修正液包装标签上的部分文字和图片，
请仔细阅读、观察，根据此图及日常生活经验分析，推测修正液的性质（至少答出三点）。
参考答案
【自主学案】
一、1．新物质 新物质2．放出气体 生成沉淀 吸收 释放 光能 电能 3．化学 物理 物理
二、1．微粒 元素 氧元素 氧元素和碳元素　2．不相同　3．由一种物质组成的
由两种或两种以上物质组成的
三、1．塑料　2．拉瓦锡　结晶牛胰岛素
【题源变式】
1．D　2．A　3．D　4．C
【课堂练习】
1．B　2．D　3．C　4．B　5．C　6．物理物理化学化学
7．(1)易溶于水 熔点是271 ℃　(2)取少量待测物质与稀盐酸反应，若有红棕色气体产生，则该物质为亚硝酸钠（或取少量待测物质加热到320℃以上，若有臭味气体产生，则该物质为亚硝酸钠）
【中考真题】
1．D　2．D　3．D　4．B　5．③　③　①　①　④　④　②
6．(1)石蜡蒸气　沸点较低，受热易变为蒸气　(2)导气管太长，石蜡蒸气冷凝，不能从导气管末端导出，母火焰焰心部分未与氧气充分接触，含有较多的石蜡蒸气
7．不均一、不稳定；易挥发；有毒；具有可燃性

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