初中沪教版第2节 化学研究些什么优秀ppt课件
展开第1章 开启化学之门
第2节 化学研究些什么
第2课时
教学过程
导入新课
上节课我们学习了化学研究物质的性质与变化,本节课我们继续学习化学研究物质的组成和结构、用途与制法。
讲授新课
【教师提问】
二、化学研究物质的组成和结构
空气看不见,也摸不着,但实实在在存在着。你能证明它的存在吗?你知道空气中含有哪些物质吗?
【学生回答】学生根据所学知识思考后后回答。
【教师点拨】
证明空气存在的方法:
1.把杯子倒扣在水中,水无法进入杯子,证明杯子中的空气存在。
2.拿个塑料袋开口向风,然后捏紧开口,鼓起塑料袋里面就是空气。
… …
空气中含有的物质:
空气中含有氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等。
【教师提问】
1.空气中氧气含量的测定
既然空气有这些成分,那么如何验证空气的成分呢?我们看一个实验——空气中氧气含量的测定。
【实验演示】
实验原理:利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
实验用品:集气瓶、燃烧匙、酒精灯、导管、烧杯、止水夹、胶管、橡皮塞、火柴、红磷、水。
实验装置:如图所示。
实验步骤:(1)连接装置;
(2)检查装置的气密性;
(3)塞好橡皮塞后,将集气瓶的容积划分为5等份,并加以标记;
(4)用止水夹夹紧胶管,将燃烧匙内装满红磷;
(5)在酒精灯上点燃红磷后,迅速伸入集气瓶内并把橡皮塞塞紧,观察现象;
(6)燃烧结束冷却到室温后,把导管插入盛水的烧杯中,打开止水夹,观察现象。
实验现象:红磷在集气瓶内燃烧,产生黄色火焰,放出大量热,生成大量白烟。冷却后,打开止水夹,烧杯中的水倒吸,进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
实验分析:红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气,生成的五氧化二磷为固体,集气瓶内气体的压强减少。冷却后打开止水夹,大气压把烧杯内的水压进集气瓶,进入的水的体积约等于集气瓶内消耗的氧气的体积。
实验结论:氧气约占空气总体积的1/5。
【教师点拨】红磷燃烧反应的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷。
【教师提问】如果集气瓶中吸入的水少于集气瓶内空气体积的1/5,可能的原因是什么?
【学生回答】学生讨论后回答。
【教师点拨】装置漏气;红磷量不足;装置未冷却至室温就打开止水夹等。
【教师提问】如果集气瓶中吸入的水大于集气瓶内空气体积的1/5,可能的原因是什么?
【学生回答】学生讨论后后回答。
【教师点拨】燃着的红磷插入集气瓶中的操作太慢,集气瓶内空气受热逸出;止水夹没夹紧,集气瓶内红磷燃烧时放热,瓶内空气从导管逸出等。
【教师提问】可不可以用蜡烛代替红磷进行相同的实验,原因是什么?
【学生回答】学生讨论后回答。
【教师点拨】不可以。因为蜡烛燃烧后的生成物是二氧化碳和水,而二氧化碳是气体,会弥补所消耗的氧气的体积,导致实验失败。
【教师讲述】
测定空气中氧气含量时,需要注意以下几点:
(1)装置的气密性要良好,否则瓶外空气进入集气瓶内,导致进入水的体积减小,使测得的氧气的体积分数偏小。
(2)红磷要过量,如果红磷的量不足,则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉,导致测得的空气中氧气的体积分数偏小。
(3)不能用木炭、硫等代替红磷,木炭、硫燃烧后的生成物分别是二氧化碳、二氧化硫气体,会弥补所消耗氧气的体积,瓶内压强不会减小。
(4)必须冷却至室温后再打开止水夹,由于气体体积随温度升高而增大,如不冷却到室温就打开止水夹,会使进入水的体积偏小,导致测量结果偏低。
(5)烧杯内的水要足量。
(6)该实验同时证明了剩余气体(氮气)的性质:不支持燃烧,难溶于水。
【教师点拨】
2.测定空气中氧气含量的其他方法
【多媒体展示】
【教师讲述】
①破底集气瓶内水面上升,上升的水的体积约占其内空气总体积的1/5。
②通电后,白磷燃烧,一段时间后左侧水面升高至约刻度1处。
【多媒体展示】
【教师讲述】
③白磷燃烧,冷却至室温后,打开止水夹,水倒吸进入集气瓶,约占集气瓶内空气体积的1/5。
【多媒体展示】
【教师讲述】
④白磷燃烧,冷却后,活塞左移至约刻度4处。
【多媒体展示】
【教师讲述】
⑤实验时应交替缓慢推动注射器活塞,使氧气与细铜丝充分反应,熄灭酒精灯冷却至室温后将气体推进一个注射器内,根据刻度读出体积。减少的体积为氧气的体积,再将它与原空气体积比较,就可得氧气的体积分数。
⑥用酒精灯加热充分反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却稳定后,注射器内减少的气体体积为注射器和硬质玻璃管内气体总体积的1/5。
【教师提问】空气中含有氧气、氮气等多种物质,是混合物。那么什么是混合物?氧气单独存在属于哪类物质呢?我们学习一下混合物与纯净物的相关知识。
【教师讲述】
3.混合物与纯净物
空气是由氮气和氧气等多种物质组成的混合物,而氮气、氧气都是由一种物质组成的纯净物,两者的区别和联系如下表所示:
物质 | 混合物 | 纯净物 |
组成 | 由两种或两种以上物质混合而成,组成不固定 | 由一种物质组成,组成固定 |
表示方法 | 无固定符号 | 有固定的符号,如氮气(N2) |
性质 | 无固定的物理性质,混合物中各组分都保持各自的化学性质 | 有固定的物理性质和化学性质 |
举例 | 空气、海水、糖水等 | 氧气(O2)、二氧化碳(CO2)等 |
联系 | 混合物纯净物 |
【教师点拨】
(1)判断一种物质是纯净物还是混合物,关键看其由几种物质组成,不能与物质的名称混淆。如五氧化二磷是一种物质的名称,属于纯净物。
(2)不要被一些字词误导,如清新(或纯净)的空气仍是混合物,冰水混合物只是不同状态的同种物质混合,为纯净物。
【教师提问】空气的成分是何时?由什么人发现的呢?
【教师讲述】
4.空气成分的发现
(1)18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国化学家普里斯特利分别制得了氧气。
(2)1774年,法国化学家拉瓦锡通过实验,得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。
(3)后来,许多科学家研究发现,空气中还含有氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等稀有气体。
【实验演示】加热葡萄糖、砂糖、面粉。
实验步骤:取少量葡萄糖、砂糖和面粉,分别放在燃烧匙中,在酒精灯上加热。
实验现象:完全烧焦后,得到黑色的残渣。
实验结论:这几种物质的组成中均含有碳元素。
【教师讲述】
5.世间万物仅仅由100多种元素组成
(1)少量物质只由一种元素组成,如氧气由氧元素组成,金刚石由碳元素组成。
金刚石、石墨都是由碳元素组成的,也都是由碳原子直接构成的,但由于碳原子的排列方式不同,导致二者在物理性质上有很大的差异。如图所示。
【多媒体展示】
金刚石及其微观结构模型 石墨及其微观结构模型
【教师讲述】
(2)多数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)各种物质都是由肉眼看不见的、极小的微粒构成的,且都具有一定的组成与结构。物质组成和结构的不同导致了物质性质的差异。
【教师点拨】物质的变化是有规律可循的。
【教师讲述】
6.物质的变化遵循一定的规律
一种物质通过化学变化可以变成其他物质,但反应物、生成物中应含有相同的元素。即在化学变化中,组成物质的元素种类不变。如铁矿石可以炼成铁,却不能炼成金;用水可以制取氢气,却不能通过化学方法把水变成油。
【教师提问】
请指出下列用途中,哪些是金刚石的用途,哪些是石墨的用途,并说明该用途分别利用了金刚石或石墨的哪些性质?
1.制作钻石;
2.作为电池的电极;
3.制作铅笔的铅笔芯;
4.切割玻璃。
【学生回答】学生讨论后回答。
【教师点拨】
1.金刚石的用途,利用了金刚石是无色透明的晶体,具有特殊的光学性质。
2.石墨的用途,石墨是一种能导电的物质。
3.石墨的用途,利用了石墨为黑色质软的固体,在纸上划过会留下痕迹。
4.金刚石的用途,利用了金刚石的硬度大。
【教师导入】
以上几个问题中,涉及了物质的性质和用途,其实化学也研究物质的用途与制法。
【教师讲述】
三、化学研究物质的用途与制法
1.研究物质的化学反应,可以揭示物质之间的转化规律。以此为基础,科学家充分利用自然界的自然资源,生产出现代社会中人们需要的各种用品,并不断拓展着各种物质的使用范围。
【教师点拨】化学研究的是物质而不是物体。占有空间、具有质量、具有特性的东西称为物质,如玻璃、木材等;由物质组成,具有一定形状、大小和用途的东西称为物体,如玻璃杯、桌椅等。化学主要研究物质,物理学主要研究物体及其运动。
【教师提问】物质的性质与物质变化、用途、制法之间存在什么样的关系呢?我们看这张图。
【多媒体展示】
2.物质的性质与物质变化、用途、制法之间的关系。
【教师讲述】物质的性质决定物质的用途,物质的用途又反映物质的性质;物质的性质决定物质的变化,物质的变化又反映物质的性质;物质的性质也决定物质的制法;性质是变化的内因,而变化是一个过程。
【教师讲述】
3.人们以煤、石油、天然气等为原料,通过化学工艺,制造和合成价值更高的药物、化学纤维、塑料和合成橡胶等产品。
4.历史上几项重要的化学研究成果
(1)法国化学家拉瓦锡通过实验研究空气的成分。
(2)门捷列夫于1869年发表了元素周期表。
(3)著名化学家、发明家诺贝尔多年研究炸药,改进引爆装置。
(4)1898年,居里夫妇从沥青铀矿中发现了有放射性的钋和镭。
(5)1965年,我国化学家首次人工合成了结晶牛胰岛素。
(6)三位科学家研究导电塑料,获得2000年诺贝尔化学奖。
课堂小结
本节课我们学习了化学研究物质的组成和结构、用途与制法。物质的性质、物质的用途、物质的变化贯穿化学学习的始终,同学们要从现在做起,努力学习化学知识,掌握化学规律,为学好化学打下基础。
当堂达标
1.如图所示是“测定空气中氧气体积分数”的实验装置,关于该实验下列说法正确的是( )
A.不用考虑装置气密性是否良好
B.红磷火焰熄灭后立即打开止水夹
C.依据实验现象推测,氧气约占空气总体积的1/5
D.红磷点燃后,慢慢伸入瓶中并塞紧橡皮塞
答案:C
2.下列研究课题不属于化学研究领域的是( )
A.研究物质的组成和结构
B.研究物质的性质与变化
C.研究物体的运动规律
D.研究物质的用途与制法
答案:C
3.下列物质属于混合物的是( )
A.氧气 B.澄清的石灰水
C.碳酸氢铵 D.五氧化二磷
答案:B
4.下列科技成果不属于化学成就的是( )
A.科学家发现“宇宙微波背景辐射的的黑体形式”,获得诺贝尔奖
B.科学家用单个分子制成“纳米车”,它能在人工操纵下运输药物分子
C.科学家发现“真核转录的分子基础”,获得诺贝尔奖
D.1965年,我国化学家首次人工合成了结晶牛胰岛素
答案:A
5.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数,设计了如图所示的装置。请根据图示实验回答下列问题:
(1)闭合电源开关,可以观察到白磷 。
(2)装置冷却至室温时,可观察到U形管内左侧液面 。
(3)通过这个实验得出的结论是 。
(4)通过此实验还可推知反应后剩余气体的性质是 、 。
答案:(1)白磷燃烧,产生白烟 (2)上升 (3)氧气约占空气体积的1/5
(4)不易溶于水 不燃烧、不支持燃烧
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第1章 开启化学之门
第2节 化学研究些什么
第2课时
二、化学研究物质的组成和结构
1.空气中氧气含量的测定
2.测定空气中氧气含量的其他方法
3.混合物与纯净物
4.空气成分的发现
5.世间万物仅仅由100多种元素组成
6.物质的变化遵循一定的规律
三、化学研究物质的用途与制法
1.研究物质的化学反应,可以揭示物质之间的转化规律。以此为基础,科学家充分利用自然界的自然资源,生产出现代社会中人们需要的各种用品,并不断拓展着各种物质的使用范围。
2.物质的性质与物质变化、用途、制法之间的关系。
3.人们以煤、石油、天然气等为原料,通过化学工艺,制造和合成价值更高的药物、化学纤维、塑料和合成橡胶等产品。
4.历史上几项重要的化学研究成果
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