沪教版初中化学九上 1.2 化学研究些什么 教案

化学研究些什么
一、教学目标
知识与技能
了解化学研究的基本内容
2、认识化学变化的基本特征和伴随发生的现象
3、理解观察与实验对学习化学的重要性
4、学会观察实验以及对实验现象的正确描述21世纪教育网
过程与方法
1、初步认识与体验科学探究
2、通过小组实验培养学生积极与他人交流讨论，清楚地表达自己的观点的能力，合作学习的意识。
情感态度与价值观
通过趣味实验、科学史实启迪学生关心物质及其变化，注意从化学的视角去观察物质世界，了解身边的生活、生产中和化学有关的事物。
二、重点[来
学会观察实验及对实验现象的正确描述；物理变化与化学变化的本质区别，空气成分的探究
三、难点
物理变化与化学变化的本质特征及区别，纯净物混合物的判别
四、教学方法
演示法、实验法、讲授法、观察法
五、教具使用
蜡烛、火柴、试管、酒精灯、单孔橡皮塞、试管夹、煤油、燃烧匙、集气瓶、氯化氢、氨气、碘化钾、硝酸银、葡萄糖、砂糖、面粉
六、课时安排 五课时
七、教学过程
第一课时
一、化学研究物质的性质与变化
㈠物质的变化
观察实验：蜡烛燃烧
⑴构成蜡烛的主要物质：石蜡（白色固体）
⑵提问：你看到哪些现象？
①明亮的黄色火焰
②逐渐熔化，滴下蜡油
③有黑烟冒出
④白瓷板压在火焰上，有黑色粉末
⑤从蜡烛火焰中，可引出一缕白烟,用火柴能点燃白烟
⑥火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水雾
⑦向上述小烧杯中加入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊
⑧刚熄灭时，烛芯上方出现一缕白烟,用火柴能点燃白烟
⑨熄灭后一段时间，蜡烛液体逐渐凝固
⑶辨析：黑烟和白烟（“烟”是固态，“雾”是小液滴，液态）
黑烟：炭黑小颗粒（注意写法）
白烟：石蜡小颗粒,说明火焰中存在石蜡蒸气
成因：石蜡固体遇热熔化成液体，液体蒸发成石蜡蒸汽，导管（或吹灭时）温度低，形成石蜡小颗粒
⑷提问：蜡烛燃烧过程中出现了许多现象,在有些现象中蜡烛还是蜡烛,有些现象中蜡烛已经变成了其它物质,你能根据这个标准把黑板上的现象进行分类吗?
通过分析我们可以发现，在这些变化中，可以大致分为两组，一组只是石蜡本身状态发生的改变，石蜡受热熔化成蜡油，汽化成石蜡蒸气，冷却后蜡油又凝固成石蜡，石蜡蒸汽会凝化成石蜡固体，无论是蜡油还是石蜡蒸气从本质上说还是石蜡，只是状态不同,没有新物质产生;而另一组是在这过程中生成了水、二氧化碳、炭黑等新物质
问:两组变化的本质区别是什么?
化学上我们把没有生成新物质的变化叫做物理变化，生成新物质的变化叫做化学变化
物理变化中没有新物质生成
化学变化（化学反应）中有新物质生成
本质区别：是否有新物质（唯一判断标准）
判断下列变化是物理变化还是化学变化（PPT）
酒精挥发，矿石粉碎、电灯通电发光、海水晒盐、铁熔化成铁水、轮胎爆炸、铁杵磨成针、滴水成冰、食盐溶解在水中、冰雪融化、高压锅爆炸,樟脑丸消失
物质的燃烧、金属的锈蚀、食物腐败、食物消化、火药爆炸（由燃烧引起）、光合作用、呼吸作用、碳酸氢铵受热分解
注意：①化学变化常伴随着物理变化
②自然界发生的变化可能既不是化学变化也不是物理变化，如核裂变、核聚变
观察下面三个实验，判断是否是化学变化
煤油燃烧 火焰、放热、黑烟 问：哪个现象说明是化学变化？
氨气与氯化氢气体混合 白烟
氯化钾溶液和硝酸钾溶液混合 黄色沉淀
4、化学变化中常伴随这一些现象：发热、发光、变色、放出气体（冒气泡）、生成沉淀、形成烟雾
问①有这些现象的是不是一定是化学变化？
发光放热：电灯发光 放出气体：挥发 变色：红墨水加入清水中 沉淀：泥土放入水中 烟雾：蜡烛燃烧白烟
②化学变化是不是一定伴随着这些现象？请举例 呼吸 食物腐败
注意：存在这些现象的变化不一定是化学变化，化学变化也不一定有明显的现象
我们能够烤火取暖，说明了什么？
5、化学变化中常伴随这能量的吸收和释放
燃烧过程中我们看到有发光放热的现象，这是储存在化学物质中的能量——化学能通过化学变化转化成了光能、化学能
释放能量 燃烧：化学能→热能和光能 使用电池：化学能→电能
吸收能量 给电池充电：电能→化学能 光合作用：太阳能→化学能
6、化学变化通常能用文字表达式或符号表达式书写
蜡烛燃烧 （写不出氧气可做补充实验，将烧杯罩在燃着的蜡烛上方，蜡烛熄灭）
光合作用
CO2+H2OO2+C6H12O6
呼吸作用 氧气+葡萄糖二氧化碳+水
O2+C6H12O6CO2+H2O
氯化氢和氨气混合 氨气+氯化氢→氯化铵
NH3+HCl→NH4Cl
思考：镁条在空气中燃烧的现象时：发出耀眼白光，放出大量热，生成白色粉末状固体
请问哪一现象能说明该变化是化学变化？
第二课时
㈡物质的性质
观看录像：金刚石加工成钻石，灼热的金刚石在液氧中燃烧
问：①金刚石加工成钻石，是物理变化还是化学变化?
金刚石加工成钻石很难说明金刚石有什么性质？坚硬，在物理变化中表现出来，称为物理性质
灼热的金刚石在液氧中燃烧是物理变化还是化学变化?写出文字和符号表达式
碳+氧气二氧化碳
C+O2CO2
说明金刚石有什么性质？可燃性，在化学变化中表现出来，称为化学性质
物理性质：物质不需要通过化学变化表现出来的性质
如：颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、水溶性、挥发性、导电性
化学性质：物质在发生化学变化时表现出来的性质
如：可燃性、助燃性、稳定、活泼、受热易分解、毒性、腐蚀性、酸碱性
辨析“变化”与“性质”
变化涉及动态过程
性质是静态的属性或能力，出现“能、会、易、可以、不能、不会、难”等字眼时是性质
练习：判断下列是物理/化学变化/性质
钢铁生锈、白糖能溶于水、海水晒盐、火药爆炸、冰熔化、酒精能燃烧、木柴燃烧
碳酸氢铵是白色固体、空气液化、米酿成酒、酒精能挥发、矿石粉碎、滴水成冰、榨取橙汁、铁杵磨成针、天然气能燃烧、氨气有刺激性气味、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊、气球爆炸、铜丝能导电（铜丝可作什么用途？）因此铜丝作导线是描述了物质的性质吗？
思考:下面说法是否是描述了物质的性质?
金刚石可用于制作切割刀具,液态氧可用于发射火箭的助燃剂，铜丝作导线，石墨棒作干电池电极
我们学习了化学变化之后知道一种物质能够通过化学变化变成其他的物质，那是不是想变什么就变什么呢？比如铁矿石可以炼出铁，能炼出金吗？水能变成油吗？那这其中又有什么规律呢，这就需要我们去研究物质的组成与结构
第三课时
二、化学研究物质的组成与结构
㈠、空气的组成
1、证明空气的存在
问：人类生存最不能缺少的是什么？空气看不见摸不着，你能证明它确实存在吗？
①空集气瓶倒扣在盛满水的水槽中向下压——集气瓶内液面无法上升到顶部
②空集气瓶在盛满水的水槽中侧立——有气泡冒出
③扁的塑料袋开袋后抖动，然后封好——双手挤压，感觉有压力
④扇子朝脸扇，树叶在动——有风
⑤给车胎打气——涨起来
2、探究空气的成分
你知道空气中有哪些成分吗？
阅读P14拓展视野
⑴法国科学家拉瓦锡提出：空气由氧气（O2）和氮气（N2）组成
人类离不开空气，其实是离不开氧气，那么空气中氧气的含量是多少呢？
⑵实验探究：测定空气中氧气的体积含量（实验目的）
装置 P13 集气瓶、燃烧匙、烧杯、直角导管、双孔橡皮塞、乳胶管、止水夹
药品：红磷（过量，保证氧气能够被完全消耗）
操作：在燃烧匙内装满红磷，夹紧乳胶管上的止水夹，点燃红磷，迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞
③、现象：
a红磷燃烧:发出黄白色火焰，放出大量热，生成大量白烟
文字表达式：
符号表达式：P+O2P2O5
用途：军事上——烟幕弹 运动场——发令枪冒的白烟
操作：待冷却后，打开止水夹，看到什么现象？
b装置冷却后，打开弹簧夹，水倒吸入集气瓶，水的体积约占集气瓶体积的1/5
问：水为什么会倒吸？
原理：利用红磷燃烧消耗氧气并且生成了五氧化二磷固体，造成集气瓶内压强因氧气的减少而减小，导致水倒吸入集气瓶，倒吸水的体积等于消耗的氧气的体积
操作：用燃着的木条伸入集气瓶，木条的火焰熄灭
④结论
氧气约占空气体体积的1/5，氮气约占空气体积的4/5 ，氮气不支持燃烧，难溶于水
⑤思考
a、若发现集气瓶内倒吸入的水不到1/5或超过1/5，可能是什么原因？
不到1/5 ：装置漏气，装置未冷却到室温就打开止水夹，红磷量不足
超过1/5：旋紧橡皮塞时动作较慢，使瓶内部分气体因受热膨胀而逸出；止水夹未夹紧，气体从导管中逸出
b、能否用蜡烛、木炭代替红磷？
不能用蜡烛、木炭的原因：燃烧生成二氧化碳，使瓶内气压不能显著减小
（先让学生空着一段，以后再讲）
不能用硫磺的原因：燃烧生成二氧化硫，使瓶内气压不能显著减小
不能用铁丝原因：铁丝在空气中不燃烧
第四课时
【讲解】科学家研究发现，除了氧气和氮气，空气中还含有二氧化碳、稀有气体、其他气体和杂质
3干燥空气的成分（按体积分数）：氮气78%、氧气21%，稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%
通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定
测定空气中氧气体积分数的实验，能否得出空气中氧气体积约占21%？
4、氮气
⑴物理性质：通常状况下，无色无味的气体，难溶于水
⑵化学性质：P4很稳定，在常温下很难与其他物质发生反应
思考：根据这一性质，氮气有哪些用途？（看书）
在一定条件下，也可与某些物质起反应（如制氨气，氨气可用来生产氮肥，镁可以在氮气中燃烧）
⑶用途（性质决定用途）
食品包装袋内充入氮气，可以延长食品的保存期限
灯泡填充气（主要是白炽灯内，若灯泡中含有空气，则钨丝容易被氧化而烧断，若被抽成真空，钨丝容易被气化而断）
粮食和蔬菜贮藏的保护气（氧气含量少，减缓呼吸作用，保持新鲜）
医疗手术（冷冻剂）（冷冻细胞，杀伤细胞，防止癌细胞扩散）
制氨气，氨气用于制氮肥
①~④利用化学性质稳定
5、稀有气体（惰性气体）——空气中性质最稳定的气体
①种类：氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)
②物理性质：通常状况下，无色无味气体
化学性质：稳定
用途：氦气球、保护气、霓虹灯
【引入】通过上述学习我们知道了空气其实是由多种物质组成的，我们称为混合物，而氧气、氮气这种由一种物质组成的叫做纯净物
㈡纯净物与混合物
混合物：两种或两种以上的物质混合而成
纯净物：只有一种物质组成
练习：说出下列物质属于纯净物还是混合物
冰水混合物、空气、澄清石灰水、碳酸氢铵、自来水、蒸馏水、矿泉水、水、铁水、二氧化碳、食盐水、糖水、液氧
第五课时
㈢大气污染物
可吸入颗粒物（粉尘、烟尘、总悬浮颗粒物）
PM2.5：直径小于2.5μm的颗粒物
一氧化碳：有毒气体
二氧化硫：造成酸雨
二氧化氮：造成酸雨
问:二氧化碳是有毒气体吗?
日常生活中，我们经常会遇到这样的现象：燃着的火柴熄灭后在火柴梗上附有黑色物质；在蜡烛火焰上方放置玻璃片，在玻璃片的下方可看到黑色物质；烧烤会导致食物的表面变焦，烧烤时间越长，变焦的程度越大。问：这些黑色物质的组成相同吗？为什么上述过程中均会产生黑色物质？
实验：灼烧葡萄糖、砂糖、面粉
现象：都有黑色残渣(是什么物质？)
说明这几种物质里都由什么元素？
说明：均含碳元素
人们经过不断探索物质的组成，终于发现世间万物仅仅由100多种元素组成。有些物质由一种元素组成，有些是有多种元素组成
㈣物质是由元素组成的
练习：说出下列物质由什么元素组成：金刚石、氧气、二氧化碳、二氧化硫、碳酸氢铵、氮气、氨气、水、氯化氢、氯化铵
问：为什么铁矿石可以炼铁却不能炼金？
化学变化中的规律：反应前后元素种类不变
思考：水为什么能制取氢气而不能变成油？（提示：油中有碳元素）
练习：酒精燃烧后生成水和能使澄清石灰水变浑浊的气体，则酒精中一定含有什么元素？可能含有什么元素？
问：石墨能制成金刚石吗？（提示石墨由碳元素组成），既然石墨和金刚石都由碳元素组成为何性质相差如此之大？组成结构不同(碳原子排列方式不同)P16
金刚石和石墨的结构模型，小圆点表示微粒，这里指碳原子
㈤物质是由微粒构成的
【过渡】我们发现，金刚石和石墨的组成结构的不同导致了他们性质的不同，不同性质的物质有着不同的用途，因此，我们可以据此研究物质的用途和制法
三、化学研究物质的用途和制法
1、用途是由性质决定的
P16 交流讨论
金刚石：制造钻石 无色透明、有特殊光学性质
切割玻璃 硬度大
石墨：电池电极 能导电
铅笔芯 黑色质软
2、煤和石油的用途P15
3、认识科学家及其成就
小结：结构决定性质，性质决定用途