《物质与能量》课件

物质与能量欢迎来到《物质与能量》课程！这门课程将带你深入了解物质与能量的奥秘，从物质的组成到能量的转化，从物质的性质到能量的应用，从宏观世界到微观世界，带你领略物质与能量的奇妙世界！课程介绍课程目标课程内容学习方法本课程旨在帮助学生掌握物质与能量的本课程涵盖物质的组成、性质、变化、本课程将采用课堂讲授、实验探究、课基本概念，了解物质与能量的相互转化能量的形式、转化和守恒等方面，以及后练习等多种教学方法，帮助学生深入，并能运用所学知识解释生活中的现象物质与能量在日常生活中的应用理解知识，并培养学生的科学探究能力物质的定义与基本属性1物质是指占有空间、具有质量、可2物质的基本属性包括质量、体积、3质量是物质所含物质的多少，体积以被感知的事物物质是构成世界密度、熔点、沸点、硬度、延展性是指物质所占的空间大小，密度是万物的基础，我们周围的一切物体、导热性、导电性等指物质单位体积的质量都是由物质构成的4熔点是指物质从固态变为液态时的温度，沸点是指物质从5硬度是指物质抵抗外力刻划或压入的能力，延展性是指物液态变为气态时的温度质能够被拉成细丝或压成薄片的性质物质的组成原子分子离子原子是构成物质的基本粒子，由带正电分子是由两个或多个原子通过化学键结离子是带电的原子或原子团原子失去的原子核和带负电的电子构成原子核合而成的粒子，是物质存在的一种基本电子后带正电，称为阳离子；原子得到由质子和中子组成原子核的电荷数等形式不同种类的原子可以相互结合形电子后带负电，称为阴离子离子之间于质子数，也是该元素的原子序数成不同的分子，例如水分子、二氧通过静电吸引力结合形成离子化合物H2O化碳分子CO2元素周期表简介元素周期表元素周期表是按照原子序数从小到大排列的元素图表，将性质相似的元素排列在一起周期表分为个周期和个族，每个元素都有其独特的原子序数、原子量

718、电子层数和最外层电子数周期周期表中的每一行称为一个周期，周期数表示元素的电子层数族周期表中的每一列称为一个族，族数表示元素最外层电子的数目元素元素是具有相同核电荷数即质子数的原子常见元素的性质与用途金银铜金是一种贵金属，具有良银也是一种贵金属，具有铜是一种重要的金属，具好的延展性、导电性和抗良好的导电性、导热性和有良好的导电性、导热性腐蚀性，常用于制造首饰反射性，常用于制造银器和耐腐蚀性，常用于制造、电子元件、货币等、电子元件、镜子等电线、电缆、管道等铁铁是一种用途广泛的金属，具有较高的强度和韧性，常用于制造建筑材料、机器零件、工具等混合物与纯净物混合物纯净物混合物是由两种或多种物质混合在一起而成的，混合物中各物质纯净物是由一种物质组成的，纯净物有固定的组成和性质，不能保持各自的化学性质，可以用物理方法分离用物理方法分离混合物的分离方法过滤1过滤法是利用混合物中固体颗粒和液体颗粒大小不同，将固体颗粒与液体颗粒分离的方法蒸发2蒸发法是利用混合物中各物质的沸点不同，将易挥发的物质蒸发，而将难挥发的物质留在容器中萃取3萃取法是利用混合物中各物质在不同溶剂中的溶解度不同，将一种物质从混合物中提取出来化学变化与物理变化化学变化物理变化化学变化是指物质发生变化时，改变了物质的组成，生成了新的物理变化是指物质发生变化时，只是改变了物质的状态或形状，物质，通常伴随着能量的变化没有生成新的物质，通常不伴随着能量的变化化学反应的基本类型化合反应两种或多种物质反应生成一种新物质的反应分解反应一种物质分解成两种或多种物质的反应置换反应一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应复分解反应两种化合物相互交换成分，生成两种新化合物的反应化学方程式的书写与配平化学方程式是用化学式表示化学反应的式子，它可以直观地表示化学反应中反应物和生成物的种类以及物质的量书写化学方程式时，要遵循以下步骤写出反应物和生成物的化

1.学式；用箭头连接反应物和生成物；在化学式前加系数，使反

2.

3.应式两边各元素原子的种类和数目相等，即配平化学方程式配平化学方程式可以使化学反应式更准确地反映化学反应的实质，体现质量守恒定律质量守恒定律质量守恒解释质量守恒定律是指在化学反应中，反应物的质量守恒定律是化学反应中重要的基本定律12总质量等于生成物的总质量，即质量不会凭，它揭示了物质在化学变化中质量的守恒性空产生也不会凭空消失，为化学计算提供了理论基础能量的定义与形式能量机械能热能能量是物体做功的本领，它可以表现机械能是指物体由于运动或位置变化热能是指物体内部微观粒子无规则运为多种形式，包括机械能、热能、化而具有的能量，包括动能和势能动的能量，也称为内能学能、电能、核能等化学能电能化学能是指储存在物质内部的能量，可以通过化学反应释放电能是指电荷的运动所具有的能量，可以用电器进行各种工出来作动能与势能动能势能动能是指物体由于运动而具有的能量，动能的大小与物体的质量势能是指物体由于位置变化而具有的能量，包括重力势能和弹性和速度有关，质量越大、速度越快，动能越大势能内能与热能内能1内能是指物体内部微观粒子无规则运动的能量，它与物体的温度和状态有关，温度越高，内能越大；状态不同，内能也不同热能2热能是指物体内部微观粒子无规则运动的能量，它可以从一个物体传递到另一个物体，也可以转化为其他形式的能量化学能与电能化学能化学能是指储存在物质内部的能量，可以通过化学反应释放出来电能电能是指电荷的运动所具有的能量，可以用来做功，也可以转化为其他形式的能量能量的转化与守恒定律能量转化能量守恒1能量在各种形式之间可以相互转化，例能量守恒定律是指能量在转化过程中，如，化学能可以转化为热能，机械能可总量保持不变，即能量不会凭空产生也2以转化为电能不会凭空消失热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律是指在一个孤立系统中，能量的总量保持不变，即能量既不能1被创造也不能被消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式应用2热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的应用，它解释了热量与功之间的关系，为热力学研究提供了基础热力学第二定律简介热力学第二定律1热力学第二定律描述了能量传递的方向，它指出在一个孤立系统中，热量总是从高温物体传递到低温物体，不会自发地从低温物体传递到高温物体解释2热力学第二定律表明自然界中的过程总是朝着熵增加的方向进行，即混乱度增加的方向，这限制了能量利用的效率能源的种类化石燃料核能可再生能源化石燃料是地球上古代生物遗骸经过漫长核能是原子核裂变或聚变时释放的能量，可再生能源是指能够不断再生，不会枯竭的地质时期演变而成的，包括煤炭、石油是一种高能量密度的能源，但核能的使用的能源，包括太阳能、风能、水能、生物和天然气也存在安全和环境问题质能等化石燃料的利用与环境影响化石燃料的利用存在很多环境问题，例如二氧化碳排放导致气候变化、酸雨、雾霾等核能的原理与应用核能应用核能是原子核裂变或聚变时释放的能量，是一种高能量密度的能核能主要用于发电，还可以用于医疗、农业、工业等领域源，但核能的使用也存在安全和环境问题太阳能的利用太阳能1太阳能是地球上最丰富的能源，它是一种清洁、可再生的能源，可以用来发电、供暖、制冷等应用2太阳能的应用越来越广泛，例如太阳能电池板、太阳能热水器、太阳能路灯等风能的利用风能风能是风流动所具有的能量，它是一种清洁、可再生的能源，可以用来发电、抽水、航海等应用风能发电是目前应用最广泛的风能利用方式，风力发电站可以将风能转化为电能，为人们提供清洁的电力水能的利用水能应用1水能是水流动所具有的能量，它是一种水能发电是利用水流冲击水轮机，带动清洁、可再生的能源，可以用来发电、发电机发电，是目前应用最广泛的水能2灌溉、航运等利用方式生物质能的利用生物质能生物质能是指来自植物或动物的有机物所含的能量，它是一种可再生能源，可1以用来发电、供暖、生产燃料等应用2生物质能的应用主要包括生物质发电、生物质燃料、生物质肥料等能源的综合利用与可持续发展能源综合利用1能源综合利用是指将多种能源进行合理搭配，充分利用能源，减少能源浪费，提高能源利用效率可持续发展可持续发展是指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其2自身需求的能力的发展模式，能源的合理利用是实现可持续发展的重要前提物质的状态固态液态气态固态物质的分子排列紧密，具有固定的形液态物质的分子排列较松散，没有固定的气态物质的分子排列最稀疏，没有固定的状和体积，不易被压缩形状，但有固定的体积，不易被压缩形状和体积，容易被压缩物态变化熔化凝固汽化液化物质从固态变为液态的过程物质从液态变为固态的过程物质从液态变为气态的过程物质从气态变为液态的过程，包括沸腾和蒸发两种方式影响物态变化的因素温度1温度越高，物质越容易发生熔化、汽化、升华等物态变化，温度越低，物质越容易发生凝固、液化、凝华等物态变化压力2压力增大，物质越容易发生液化、凝华等物态变化，压力减小，物质越容易发生汽化、升华等物态变化相图简介相图相图是用来表示物质在不同温度和压力下存在状态的图相图中，不同区域表示物质的不同状态，相图中的曲线表示物质在两种状态之间转换时的温度和压力关系应用相图可以用来预测物质在不同条件下的状态，指导物质的生产和应用热膨胀与冷缩热膨胀冷缩1热膨胀是指物质在温度升高时，体积膨冷缩是指物质在温度降低时，体积缩小胀的现象，大多数物质在温度升高时体的现象，大多数物质在温度降低时体积2积都会膨胀都会缩小物质的密度密度计算单位密度是指物质单位体积的质量，它是密度的计算公式为ρ，其中ρ密度的常用单位是克立方厘米=m/V/物质的一种重要特性，可以用来区分表示密度，表示质量，表示体积或千克立方米m Vg/cm3/kg/m3不同的物质密度的应用船舶气球船舶的密度小于水的密度，因此能够气球内部充入密度小于空气的气体，漂浮在水面上，这与阿基米德原理有例如氢气或氦气，因此能够升到空中关物质的导热性导热性应用导热性是指物质传递热量的能力，导热性好的物质，热量传递速导热性好的物质，例如金属，常用于制造炊具、暖气片等；导热度快，导热性差的物质，热量传递速度慢性差的物质，例如木头、泡沫塑料，常用于制造隔热材料物质的导电性导电性1导电性是指物质传递电流的能力，导电性好的物质，电流容易通过，导电性差的物质，电流难以通过应用2导电性好的物质，例如金属，常用于制造电线、电缆、电路板等；导电性差的物质，例如橡胶、玻璃，常用于制造绝缘材料物质的磁性磁性磁性是指物质吸引或排斥磁体的能力，具有磁性的物质称为磁性物质，包括铁、钴、镍等应用磁性物质的应用非常广泛，例如磁铁、磁性材料、磁记录介质等电磁波的性质与应用应用电磁波电磁波的应用非常广泛，例如无线电波电磁波是由相互垂直的电场和磁场组成

1、微波、红外线、可见光、紫外线、X的，它可以在真空中传播，速度为光速射线、伽马射线等，它们在通讯、医疗2，电磁波的频率不同，波长也不同，构、工业等领域都有重要的应用成电磁波谱光的性质反射1光在两种介质交界处改变传播方向，返回到原来介质中的现象折射2光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，偏离原来的传播方向的现象干涉3两列相干光波相遇时，振动加强或减弱的现象衍射4光波在传播过程中遇到障碍物或孔径时，会发生偏离直线传播路径，绕过障碍物或孔径继续传播的现象光的粒子性与波动性粒子性1光具有粒子性，表现为光子，光子是光的最小能量单位波动性2光具有波动性，表现为光波，光波是一种电磁波声的产生与传播声的产生声的传播声音是由物体振动产生的，振动越快，音调越高；振动幅度越大声音的传播需要介质，声音可以在空气、水、固体等介质中传播，响度越大，声音在真空无法传播声音的特性音调响度音色音调是指声音的高低，由声源振动的频响度是指声音的大小，由声源振动的振音色是指声音的特色，由声源的材料、率决定，频率越高，音调越高；频率越幅决定，振幅越大，响度越大；振幅越结构和振动方式决定，不同声源的音色低，音调越低小，响度越小不同，可以用来辨别不同的声音噪音的危害与控制噪音的危害1噪音是指对人产生干扰的声响，它会对人体的听力、神经系统、心血管系统等造成危害，还会影响睡眠、学习和工作效率噪音的控制2控制噪音的方法很多，例如，在声源处减弱噪音、在传播途径中阻挡噪音、在人耳处减弱噪音等材料的分类金属材料金属材料是指由金属元素组成的材料，例如铁、铜、铝、金、银等非金属材料非金属材料是指由非金属元素组成的材料，例如玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等有机高分子材料有机高分子材料是指由碳元素、氢元素、氧元素等组成的材料，例如塑料、橡胶、纤维等金属材料的性质与应用应用性质金属材料在日常生活中应用非常广泛，例如，钢铁用于制造建筑材料、机器零1金属材料一般具有良好的导电性、导热件、工具等；铝用于制造飞机、汽车、性、延展性、强度和硬度等优良的性能2饮料罐等；铜用于制造电线、电缆、管道等；金用于制造首饰、电子元件、货币等非金属材料的性质与应用性质非金属材料的性质各不相同，例如，玻璃具有透明性、耐高温性、耐腐蚀性等；陶瓷具有耐高温性、耐磨损性、抗腐蚀性等；橡胶具有弹性、绝缘性、耐腐1蚀性等；塑料具有轻便性、耐腐蚀性、易加工性等应用非金属材料的应用也非常广泛，例如，玻璃用于制造窗户、瓶2子、镜子等；陶瓷用于制造餐具、建筑材料、电子元件等；橡胶用于制造轮胎、密封件、绝缘材料等；塑料用于制造包装材料、家具、玩具等有机高分子材料的性质与应用性质1有机高分子材料具有轻便性、耐腐蚀性、易加工性等优点，但也有易燃、易分解等缺点应用有机高分子材料在日常生活中应用非常广泛，例如，塑料用于2制造包装材料、家具、玩具等；橡胶用于制造轮胎、密封件、绝缘材料等；纤维用于制造衣服、地毯、绳索等新型材料简介纳米材料复合材料纳米材料是指尺寸在纳米尺度范围内的材料，纳米材料具有表面复合材料是指由两种或多种不同材料复合而成的材料，复合材料效应、量子效应和宏观量子效应等特殊性质，在电子、光学、催可以将各种材料的优点集于一身，获得优异的综合性能化、生物医学等领域具有广阔的应用前景纳米材料的特性与应用特性应用纳米材料具有表面效应、量子效应和宏观量子效应等特殊性质，纳米材料在电子、光学、催化、生物医学等领域具有广阔的应用表面积大、反应活性高、热稳定性好、磁性强等前景，例如纳米电子器件、纳米光学材料、纳米催化剂、纳米药物等复合材料的特性与应用特性1复合材料可以将各种材料的优点集于一身，获得优异的综合性能，例如，高强度、高韧性、耐高温、耐腐蚀等应用2复合材料在航空航天、汽车、建筑、电子等领域都有广泛的应用，例如，碳纤维复合材料用于制造飞机、汽车、高尔夫球杆等；玻璃纤维复合材料用于制造船舶、管道、建筑材料等物质与能量在日常生活中的应用交通运输燃料材料能源交通工具的动力主要来自燃料，例如汽车交通工具的制造需要各种材料，例如，汽交通运输需要大量的能量，例如，电力用使用汽油或柴油，飞机使用航空煤油，火车使用钢铁、铝合金、塑料等；飞机使用于驱动电动汽车、高铁等；燃油用于驱动车使用电力或燃油铝合金、复合材料等；火车使用钢铁、铝汽油车、柴油车等合金等物质与能量在日常生活中的应用信息技术半导体光纤1半导体材料是信息技术的核心材料，例光纤是利用光的全反射原理来传输信息如硅、锗等，它们可以用于制造计算机的，光纤通信具有传输速度快、容量大2芯片、存储器、传感器等、抗干扰能力强等优点物质与能量在日常生活中的应用医疗卫生药物1药物是利用物质的化学性质来治疗疾病，例如抗生素、抗病毒药、止痛药等医疗器械2医疗器械是利用物质的物理性质来诊断和治疗疾病，例如光机、超声波X仪器、心电图仪等能量3能量在医疗卫生领域也有广泛的应用，例如激光治疗、放射治疗、热疗等物质与能量在日常生活中的应用环境保护能源利用1发展清洁能源，减少化石燃料的使用，可以有效地减少污染，保护环境污染治理2利用物质的性质来治理污染，例如，利用活性炭吸附有害气体，利用催化剂将有害物质转化为无害物质资源回收3回收利用废旧材料，可以减少资源消耗，保护环境，例如，回收利用废纸、塑料、金属等物质与能量与可持续发展能源环境资源开发利用清洁能源，减少化石燃料的使用保护环境，减少污染，是实现可持续发展合理利用资源，减少资源浪费，是实现可，是实现可持续发展的关键的基础持续发展的保障科学探究方法简介观察实验推理总结观察是指用感官或仪器对事实验是科学探究的主要方法推理是指根据已有的知识和总结是对科学探究过程的反物进行有目的的感知和认识，通过实验可以验证假设，经验，对事物进行推断，得思和总结，对实验结果进行，是科学探究的第一步探索未知，发现规律出结论，是科学探究的重要分析和归纳，得出科学结论步骤如何进行科学实验提出问题1科学实验的开始是提出问题，问题要具体、明确、可探究猜想与假设2根据观察和已有知识，对问题进行猜想和假设，假设要有一定的科学依据设计实验3设计实验方案，要控制变量，选择合适的仪器和材料，确保实验结果的可信度进行实验4按照实验方案进行实验，认真观察实验现象，记录实验数据分析数据5对实验数据进行分析和处理，得出实验结论得出结论6根据实验数据和分析结果，得出科学结论，结论要简洁、准确、合乎逻辑数据分析与处理数据记录数据分析数据处理数据记录要完整、准确，可以使用表格对记录的数据进行分析，可以采用统计对数据进行处理，可以采用计算、转换、曲线图等形式进行记录分析、图形分析、对比分析等方法、整理等方法，使数据更加清晰、易于理解实验安全注意事项安全意识实验前要认真学习实验安全知识，了解实验过程中的安全风险实验操作实验操作要规范，要按照实验步骤进行，不要随意更改实验步骤安全防护实验过程中要做好安全防护，例如，戴防护眼镜、戴手套、穿实验服等意外处理遇到意外情况要保持冷静，及时处理，必要时向老师寻求帮助课程总结与回顾1本课程从物质的定义和基本属2课程内容涵盖了化学、物理、性出发，系统地介绍了物质的材料科学等多个学科，并与日组成、性质、变化，以及能量常生活中的应用紧密结合，帮的形式、转化和守恒等基本概助学生更好地理解物质与能量念的知识3通过本课程的学习，学生应该能够掌握物质与能量的基本知识，并能运用所学知识解释生活中的现象，培养学生的科学探究能力。