1.2化學研究什么通過上一課的學習使我們認識到化學在幫助我們認識及合理利用周圍物質世界和自然資源，促進科技進步中的巨大作用，這一課開始嘗試研究化學，我們先從身邊的物質開始。步入化學的殿堂，展現在你面前的是一幅幅與物質有關的美麗畫卷。它將向你展現化學研究的內容，例如：各種各樣的物質是怎樣構成的，會發(fā)生哪些變化?能用什么方法來制取和合成各種物質?學習化學，你對自然界的變化和社會的變遷會有更多、更新的認識；學了化學，你會發(fā)現化學其實就在你的身邊。?目標預覽?能初步感知化學研究的主要對象和范疇，判斷常見的物理變化和化學變化，舉例說明物質的物理性質和化學性質；能初步學會應用科學的方法觀察化學實驗、描述現象；能初步認識物質的多樣性，知道物質的性質與組成結構、用途的關系；能感受化學是推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要力量。我們生活在豐富多彩的物質世界中，時時刻刻都接觸著各種各樣的物質并能發(fā)現許多與物質變化有關的現象。仔細觀察這些現象，我們將得到更多新的發(fā)現。借助科學方法研究這些現象，還會有意想不到的收獲。一、化學研究物質的性質與變化蠟燭是常見的生活用品，各種蠟燭雖然顏色及形狀存在差異，但主要成分都是石蠟。1.請根據生活經驗，描述蠟燭燃燒的現象。2.請按表1-1所示步驟進行實驗，觀察并記錄實驗現象。在實驗過程中應特別注意安全，防止點燃其他物品，避免燒傷自己或他人。表1-1實驗記錄乳白色，固態(tài)，圓柱等形狀(按實際情況填寫)發(fā)光、放熱，燭芯周圍的石蠟慢慢熔化，火焰分為三層，外焰最明亮燒杯柏內壁有小水珠澄清石灰水變渾濁玻璃管口有一縷“白煙”冒出，“白煙”可以被點燃有“白煙”生成請你根據實驗現象，談談蠟燭燃燒過程中發(fā)生了哪些變化。圖1-23燭的燃燒圖1-24從蠟燭火焰中引出的“白煙”點燃蠟燭，可以看到明亮的火焰。蠟燭燃燒產生的熱量使得蠟燭芯周圍的固態(tài)石蠟熔化為液態(tài)。在蠟燭火焰上方罩上干燥的燒杯，可以看到燒杯內壁有小水珠，說明蠟燭燃燒有水生成；在燒杯中加入澄清石灰水，振蕩后澄清石灰水變渾濁，說明蠟燭燃燒有二氧化碳生成。將玻璃管置于火焰中，可以看到從蠟燭火焰中引出了一縷“白煙”“白煙”可以被點燃。在吹滅蠟燭的瞬間，同樣可以看到“白煙”輕輕升起。蠟燭熄滅后，液態(tài)石蠟因溫度降低而重新凝固。顯然，通過精心的實驗設計及仔細的觀察，我們可以發(fā)現許多日常生活中原先并未關注的現象。觀察觀察是學習化學的重要方法。要了解物質發(fā)生的變化，必須從觀察入手，在觀察中思考。我們可以運用自己的感官，也可以借助儀器并通過實驗觀察物質及其變化的條件、現象和結果。在化學實驗中要特別注意觀察和記錄實驗現象。觀察記錄的內容包括：物質原來的顏色、狀態(tài)；變化過程中產生的現象(如物質的顏色與狀態(tài)的變化、發(fā)光、放熱、放出氣體等)；變化后新生成的物質的顏色、狀態(tài)等。蠟燭燃燒過程中，石蠟受熱熔化，由固態(tài)變成液態(tài)；隨著溫度的降低，液態(tài)石蠟又變?yōu)楣虘B(tài)。這些變化都屬于物理變化(physicalchange)，即在變化中沒有新物質生成。水壺里的水加熱沸騰變?yōu)樗魵猓魵饫淠秊橐簯B(tài)水，也屬于物理變化。石蠟在空氣中燃燒，發(fā)光、放熱，同時生成了二氧化碳氣體和水蒸氣，這種變化屬于化學變化(chemicalchange)，即在變化中有新物質生成。鐵器、銅器表面生銹，水分解成氫氣、氧氣等，都屬于化學變化?；瘜W變化又稱為化學反應(chemicalreaction)。判斷下列變化屬于物理變化還是化學變化。1.酒精的揮發(fā)。2.植物的光合作用。酒精的狀態(tài)發(fā)生變化。植物通過光合作用將二氧化碳和水轉化為有機物和氧氣，屬于化學變化。3.木炭的燃燒。4.氯化氫和氨氣混合，產生白煙。木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳，有新物質生成，屬于化學變化。氯化氫和氨氣混合生成氯化銨，有新物質生成，屬于化學變化。5.金剛石加工成鉆石。6.碘化鉀溶液和硝酸銀溶液混合，產生黃色沉淀。金剛石的形狀發(fā)生變化，都沒有新物質生成，都屬于物理變化。碘化鉀溶液和硝酸銀溶液混合產生了黃色沉淀，有新物質生成，屬于化學變化。7.灼熱的金剛石在液氧中燃燒。灼熱的金剛石在液氧中燃燒，有新物質生成，屬于化學變化。圖1-25化學變化的現象兩瓶無色氣體(氯化氫和氨氣)混合產生白煙在無色溶液(碘化鉀)中加入另一種無色溶液(硝酸銀)，產生黃色沉淀區(qū)分物理變化和化學變化，關鍵在于判斷變化中是否有新物質生成。酒精的揮發(fā)沒有新物質生成，屬于物理變化。金剛石加工成鉆石的過程中，只改變了金剛石的形狀，同樣沒有新物質生成，也屬于物理變化。圖1-26金剛石加工成鉆石植物通過光合作用將二氧化碳和水轉化為有機物和氧氣，木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳，氯化氫氣體和氨氣混合生成氯化銨固體，碘化鉀溶液和硝酸銀溶液混合生成黃色的碘化銀沉淀，金剛石在液氧中燃燒生成二氧化碳，這些過程均有新物質生成屬于化學變化。圖1-27金剛石在液中燃燒在化學變化中，常伴隨著一些現象，如發(fā)光、放熱、變色、生成氣體或沉淀等。這些現象有助于我們判斷物質是否發(fā)生了化學變化。自然界中，豐富多彩的物質會發(fā)生不同的變化。物質不需要通過化學變化就能表現出來的性質，稱為物理性質

(physicalproperty)，如顏色、氣味、熔點沸點、硬度、密度、導電性等。物質在發(fā)生化學變化時表現出來的性質，稱為化學性質(chemicalproperty)，如可燃性、熱穩(wěn)定性、酸堿性等。大量事實表明，化學變化常伴隨著能量的吸收或釋放。有些物質在發(fā)生化學變化時，以熱能、光能、電能等形式釋放能量。如石蠟、煤油燃燒時都發(fā)光并放出熱量；干電池在放電時，內部物質發(fā)生了化學變化，釋放出電能。圖1-28干電池而有些化學變化需要外界提供一定的能量才能發(fā)生，如綠色植物進行光合作用需要吸收光能。圖1-29光合作用需要吸收光能在高溫酷暑的夏季，堆放了一批袋裝碳酸氫銨化肥的小倉庫里能聞到特有的刺激性氣味。有些袋里的化肥變少了，檢查發(fā)現化肥變少的包裝袋有少許破損，但地上并沒有撒落的化肥。1.你認為袋中化肥變少的原因可能是什么?請與同學討論，提出相應的假設?？赡苁窍奶鞖鉁馗?，部分化肥發(fā)生了分解，生成氣體物質從化肥包裝袋中逸散出去。2.請與同學討論并設計實驗方案來驗證提出的假設。3.取少量碳酸氫銨粉末放入試管中，用酒精燈加熱(圖1-30)。觀察實驗現象，將實驗結果記錄于表1-2中。基于現象，你能得到哪些結論?你的假設是否正確?請總結化肥變少的原因并思考保存碳酸氫銨化肥的注意點。圖1-30加熱碳酸氫銨可以取少量化肥樣品加熱，進行證實。表1-2實驗記錄實驗現象實驗結論保存注意點固體粉末逐漸減少，生成有刺激性氣味的氣體碳酸氫銨受熱易分解；碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、水蒸氣和二氧化碳①密封放置于陰涼處；②施用后可用土掩埋或立即灌溉實驗證明，在較高溫度下碳酸氫銨會迅速分解，除生成有刺激性氣味的氨氣外，還生成了二氧化碳和水蒸氣。那么，碳酸氫銨分解的變化屬于物理變化還是化學變化?碳酸氫銨具有哪些物理性質與化學性質?由于碳酸氫銨固體有受熱易分解的化學性質，碳酸氫銨化肥應密封保存于陰涼之處。由此可見，物質的保存方法與物質的性質緊密相關。認識物質的性質，可以幫助我們合理使用化學物質。二、化學研究物質的組成和結構燃著的火柴熄滅后在火柴梗上出現黑色物質；在蠟燭火焰上方放置玻璃片，在玻璃片下方可看到黑色物質；烤紅薯時，如果溫度過高，紅薯表面會變焦，燒烤時間越長，變焦的程度越大。你是否想過，這些黑色物質的主要成分是什么?如圖1-31所示，取少量葡萄糖、砂糖和面粉，分別放在燃燒匙中，在酒精燈上加熱，直至完全燒焦，觀察發(fā)生的現象。試討論上述現象說明了什么。圖1-31分別灼燒葡萄糖、砂糖、面粉葡萄糖、砂糖、面粉完全燒焦后得到黑色的殘渣，說明這幾種物質的組成中均含有碳元素。木柴、石蠟、砂糖和面粉等物質中均含有碳元素，這些物質燒焦或烤焦后得到的黑色物質的主要成分都含有碳。人們不斷地探索物質的組成，發(fā)現世間萬物僅由90多種元素組成。有些物質僅由一種元素組成，如氣由氧元素組成，氮氣由氮元素組成，金剛石、石墨均由碳元素組成。更多的物質由兩種或更多種元素組成，如二氧化碳由碳和氧兩種元素組成，碳酸氫銨由碳、氫、氧氮四種元素組成。在研究物質組成的同時，科學家還用各種方法和手段深入研究物質的微觀結構。經過長期的探索，人們發(fā)現物質都是由肉眼看不見的、極小的微觀粒子構成的，各種純凈物質都具有一定的組成和結構。物質組成和結構的不同導致了物質性質的差異，使得我們周圍的物質世界豐富多彩。例如，由碳元素組成的金剛石和石墨，兩者結構不同，表現出不同的性質。金剛石是自然界最堅硬的物質，而石墨卻很軟。圖1-32金剛石及其微觀結構模型圖1-33石墨及其微觀結構模型三、化學研究物質的用途與制法研究物質的性質及其反應，可以揭示物質的用途和物質轉化的規(guī)律?？茖W家可以利用自然資源，制造現代社會人們需要的各種用品，拓展物質的應用范圍。下列有關物質用途的表述，分別利用了金剛石或石墨的哪些性質?1.制作鉆石：________________________________________________________________________________。2.用作電池電極：____________________________________。金剛石的用途，利用了金剛石是無色透明的晶體，具有特殊的光學性質石墨的用途，利用了石墨的導電性3.制造鉛筆芯：____________________________________________________________________________。4.切割玻璃：________________________________________。石墨的用途，利用了石墨為灰黑色質軟的固體，在紙上劃過會留下痕跡金剛石的用途，利用了金剛石硬度大金剛石是無色透明的晶體，具有特殊的光學性質，因而被用于制作鉆石；金剛石硬度大，常用于切割玻璃、鉆鑿巖層。含有金剛石的鉆頭石墨為灰黑色質軟的固體，耐高溫，可用于生產鉛筆芯和潤滑劑；石墨還是一種能導電的非金屬，可用作電池的電極和電車上的電刷。石墨用作電車上的電刷石墨礦是一種常見的礦產資源，由石墨制取的石墨烯是一種重要的新材料。含有石墨的鉛筆芯物質的性質決定用途物質的性質大多需要在一定條件下發(fā)生變化時得以反映。人們認識了物質的性質和在一定條件下可能發(fā)生的變化，就可以依據這些性質和變化來合理地利用物質。例如，金剛石和石墨的性質不同，其用途也有明顯差異。因此，合理利用物質的性質，對提高人們的生活質量和促進社會發(fā)展具有重要作用。通過上述實例，我們知道了物質的結構決定物質的性質，性質是結構的反映，而物質的性質決定物質的用途，用途是性質的體現。我國科學家制備金剛石的突破性成果1998年，中國科學技術大學錢逸泰(1941-2023)帶領團隊以四氯化碳和金屬鈉為原料，在一定條件下反應制成了納米級金剛石。5年后，該團隊通過改進技術，使用二氧化碳為原料制備得到金剛石。近年來，我國發(fā)展了更豐富且成熟的技術來制備結構優(yōu)良的金剛石晶體。2019年中國科學院研究人員利用化學氣相沉積法，以天然金剛石的籽晶片作為“種子”，以甲烷作為“養(yǎng)料”，像“種糧食”一樣獲得精美的人造金剛石。這些成果為我國成為人造金剛石第一大國奠定了重要的基礎。地殼里蘊藏的煤、石油和天然氣，長期以來作為燃料，為生產生活提供熱能。后來人們發(fā)現，直接燃燒儲量有限的煤、石油和天然氣，不僅浪費了寶貴的資源，而且會帶來較為嚴重的環(huán)境污染。以煤、石油、天然氣等為原料，通過化學工藝可以制造、合成價值更高的藥物、合成纖維、塑料和合成橡膠等產品。1.下列對于化學變化本質特征的論述中正確的是()A.有能量變化B.物質的顏色和狀態(tài)發(fā)生改變C.有新物質生成D.發(fā)光、放熱C2.下列變化中屬于化學變化的是()A.彎曲鐵絲B.酒精揮發(fā)C.冰雪融化D.鐵片生銹3.下列物質的性質中屬于化學性質的是()A.導電性B.可燃性C.延展性D.揮發(fā)性DB4.下列關于常見物質的性質與使用或貯存關聯(lián)錯誤的是()。A.酒精具有可燃性，可作為燃料B.金剛石非常堅硬，可用于切割玻璃C.碳酸氫銨受熱易分解，應保存在陰涼干燥處D.石墨為灰黑色質軟的固體，所以可用作電池的電極D5.下列有關蠟燭燃燒實驗的描述中錯誤的是()A.點燃的蠟燭熄滅的瞬間，產生的白煙能被點燃B.蠟燭在空氣中燃燒的過程中只發(fā)生化學變化C.將干燥的燒杯罩在蠟燭火焰上，燒杯內壁出現水霧D.蠟燭燃燒產生的氣體可以使澄清石灰水變渾濁B6.下列描述中，_______

(填序號，下同)是物理變化，________是化學變化；_________是物理性質，______是化學性質。①食物腐敗②氧氣液化③電燈通電發(fā)光④車胎爆裂⑤煤氣燃燒⑥銅器上出現銅綠⑦汽油能燃燒⑧金剛石硬度大③④

①⑤⑥

②⑧⑦7.