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鲁教版九年级化学教学课件化学的世界,探索物质的奥秘第一章开启化学之门12化学给我们带来了什么?化学研究的对象和方法化学技术改变了我们的日常生活,从化学主要研究物质的组成、结构、性衣食住行到医疗健康,无处不在化质及其变化规律通过观察、猜想、学知识帮助我们理解世界本质,解决实验、验证的科学方法,探索微观世环境、能源等重大挑战界的奥秘3怎样学习和研究化学?物质的微观世界物质由基本微粒构成原子是化学变化中的最小粒子,由原子核和电子组成分子是由两个或多个原子结合而成的微粒元素、化合物与混合物的区别元素由同种原子构成,化合物由不同种原子按固定比例结合形成,混合物则由两种或多种物质混合而成认识元素周期表的基本规律微观世界中,物质由看不见的微小粒子构成,这些粒子按照特定规律排列组合,形成丰富多彩的物质世界微观世界的奇妙构造第二章身边的化学物质奇妙的二氧化碳二氧化碳是一种无色气体,密度大于空气它不支持燃烧,是植物光合作用的原料,也是重性质活泼的氧气要的温室气体,与气候变化密切相关氧气是一种无色无味的气体,是地球大气的重要组成部分它具有很强的氧化性,能与多种物质发生反应,是生物呼吸和燃烧过程自然界中的水及其循环的必要条件氧气的制取与性质实验实验步骤详解准备实验装置试管、导管、集气瓶等
1.将高锰酸钾放入试管中,固定于铁架台上
2.加热试管,通过排水法收集氧气
3.用带火星的木条检验气体
4.氧气助燃的现象与原理在氧气中,燃烧更加剧烈木炭发出耀眼白光,铁丝喷射火花,硫燃烧产生蓝色火焰这是因为氧气具有强氧化性,能促进燃烧物质的氧化反应生活中的氧气应用实例医疗救护中的氧气吸入•通过加热高锰酸钾或双氧水分解制取氧气,并进行性质验证实验,观察潜水员和高空飞行员的氧气供应•不同物质在氧气中燃烧的现象二氧化碳的制取与性质实验实验操作要点大理石与稀盐酸反应制备二氧化碳₃₂₂₂CaCO+2HCl→CaCl+H O+CO↑操作注意事项反应装置气密性、气体收集方法(向上排空气法)、反应速率控制二氧化碳的物理性质与化学性质物理性质无色、略有刺激性气味、密度大于空气、溶于水化学性质不支持燃烧、能使澄清石灰水变浑浊、与反应生成碳酸钠NaOH温室气体与环境保护二氧化碳是主要温室气体,过量排放导致全球变暖氧气与二氧化碳的制备与观察第三章物质构成的奥秘构成物质的基本微粒化学元素的分类与符号原子是化学变化中的最小粒子,由原子核(质子、化学元素是由相同质子数的原子构成的目前已知中子)和核外电子组成电子带负电,质子带正电,种元素,按性质可分为金属、非金属和稀有气118中子不带电原子总体呈电中性体等分子是由两个或多个原子通过化学键结合形成的微元素符号通常是元素英文名称的第一个大写字母,粒,是某些物质的基本粒子如有重复则加第二个小写字母例如(氢)、H(氧)、(铁)O Fe物质的组成与化学式的书写原子用元素符号表示,如表示氧原子O分子用分子式表示,如₂表示水分子H O化合物物质的变化与化学反应物理变化与化学变化的区别化学变化的特征物理变化物质的状态、形状等外部特征发生改变,但化学成分不变例如水的三态变化、发光现象如镁条在空气中燃烧发出耀眼白光•金属的熔化、物质的溶解等放热或吸热如酒精燃烧放热,碳酸钙分解吸热•化学变化物质的本质发生改变,生成新物质例如燃烧、氧化、分解等反应颜色变化如铜在空气中加热变黑•气体生成如石灰石与盐酸反应产生二氧化碳•典型实验演示与分析在硫酸铜溶液中放入铁钉,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,铁钉表面覆盖一层红色物质这是置换反应的典型例子₄₄Fe+CuSO→FeSO+Cu物理变化与化学变化对比表比较方面物理变化化学变化物质本质不改变物质的化学成分改变物质的化学成分,生成新物质能量变化通常能量变化较小通常伴随明显的能量变化(放热或吸热)可逆性大多数物理变化易逆转大多数化学变化难以逆转变化速率通常速率较快速率变化很大,从瞬间到极慢物理变化无新物质生成冰的融化糖的溶解金属的弯曲冰变成水,只是状态变化,化学成分仍是₂糖溶于水形成溶液,糖分子仍然存在形状改变,但金属元素成分不变H O化学变化生成新物质木材燃烧食物消化铁生锈生成二氧化碳、水和灰烬等新物质复杂有机物分解为简单物质变化的本质物理变化化学变化冰块融化成水,只是状态的转变无论木柴燃烧时,木材中的碳水化合物与空是固态的冰还是液态的水,其分子组成气中的氧气发生反应,产生二氧化碳、始终是₂,没有新物质生成这种变水蒸气和灰烬等全新物质这种变化难H O化可以通过温度变化轻易逆转,冰与水以逆转,燃烧后的产物无法自然恢复为之间可以相互转化原来的木柴化学性质与物理性质物理性质化学性质颜色、状态、透明度可燃性如铜是红色金属,水是无色透明液体物质与氧气反应放出热量和光,如木炭、硫、磷的燃烧密度、硬度、导电性氧化性与还原性如金的密度大、钻石硬度高、铜导电性好氧化性使其他物质被氧化的能力,如氯气漂白还原性使其他物质被还原的能力,如碳还原金属氧化物熔点、沸点、溶解性酸碱性如水在℃结冰,℃沸腾;食盐易溶于水0100酸性物质与碱性物质反应生成盐和水判断物质性质的实验方法试纸检测酸碱性燃烧实验检测可燃性溶解性实验pH使用试纸或指示剂检测溶液的酸碱性,不同颜色对应不同值将物质置于空气或氧气中点燃,观察是否燃烧以及燃烧现象将物质加入不同溶剂中,观察溶解情况,确定溶解性pH pH第四章认识化学变化燃烧反应的条件与现象质量守恒定律的应用燃烧的三个必要条件可燃物、助燃物化学反应前后,反应物和生成物的总质(通常是氧气)、达到着火点的温度量保持不变这是化学计量学的基础,也是化学方程式配平的理论依据燃烧现象放出热量和光,部分物质产生火焰,生成新物质(如二氧化碳、水等)化学方程式的书写与配平技巧化学方程式表示化学反应的物质变化和数量关系左边写反应物,右边写生成物,中间用箭头连接配平时确保反应前后各元素原子数相等化学变化是物质世界变化的核心形式,了解化学变化的规律和特点有助于我们认识自然界中物质转化的本质,也是我们应用化学知识解决实际问题的基础燃烧实验视频与分析燃烧产物的检测•碳氢化合物燃烧产生二氧化碳和水•用澄清石灰水检验二氧化碳变浑浊•用无水硫酸铜检验水变蓝色生活中的燃烧安全知识
1.厨房煤气泄漏切勿开灯或使用明火,应打开窗户通风
2.油锅起火不可用水扑救,应盖锅盖或用湿毛巾覆盖
3.电器着火先断电,再用干粉灭火器灭火
4.森林防火不在林区吸烟或使用明火,防止野外火灾灭火的原理是破坏燃烧三要素中的一个或多个隔离可燃物、隔绝空气、降低温度燃烧的三要素化学方程式配平实例典型反应配平示例配平步骤以甲烷燃烧为例配平原则写出反应物和生成物的化学式
1.原方程式₄₂₂₂CH+O→CO+H O化学方程式必须满足质量守恒定律,即反应前后各元优先配平复杂分子或离子中的元素
2.素的原子数必须相等配平时只能调整化学式前的系碳原子配平1个C=1个C(已平衡)最后配平氢元素和氧元素
3.数,不能改变化学式本身氢原子配平个需要个₂,所以₂系数为4H2H OH O2检查所有元素的原子数是否平衡
4.氧原子配平需要个(₂中)个2O CO+2O(₂中)个,所以₂系数为2H O=4O O2配平结果₄₂₂₂CH+2O→CO+2H O练习题配平与计算铝与氧气反应₂₂₃
1.Al+O→Al O硫酸与氢氧化钠反应₂₄₂₄₂
2.H SO+NaOH→Na SO+H O碳酸钙分解₃₂
3.CaCO→CaO+CO铁与稀硫酸反应₂₄₄₂
4.Fe+H SO→FeSO+H配平化学方程式是学习化学的基本技能,它不仅帮助我们理解化学反应的量的关系,也是进行化学计算的基础通过大量练习,可以提高配平的熟练度和准确性能量释放的奇迹燃烧是最常见也最壮观的化学反应之一当可燃物与氧气在高温条件下反应时,化学键断裂并重新组合,释放出巨大的能量,以热和光的形式呈现这种能量转换支持了人类文明的发展,从远古时代的取暖烹饪,到现代工业中的动力来源燃烧反应的本质是氧化还原过程,可燃物被氧化,氧气被还原,形成更稳定的化合物第五章金属的冶炼与利用金属的物理和化学性质铁的冶炼过程与高炉炼铁原理物理性质金属光泽、良好导电性、导热性、延展性、高密度高炉炼铁是一个复杂的冶金过程,主要利用碳(焦炭)还原铁矿石中的氧化铁化学性质大多数金属具有还原性,易失去电子形成阳离子,能与非金属反应,活泼金属能与酸反应放出氢气主要反应₂₃₂Fe O+3CO→2Fe+3CO焦炭在高温下先与空气中的氧气反应生成二氧化碳,然后二氧化碳与过量的碳反应生成一氧化碳,最后一氧化碳还原氧化铁金属的防护与废金属回收金属防护涂漆、镀锌、阳极保护等方法防止金属腐蚀•废金属回收节约资源、减少环境污染、降低生产成本•绿色冶金开发环保冶炼技术,减少污染物排放•铁及其化合物的性质铁的单质性质物理性质银白色金属,有光泽,硬度适中,熔点1535℃,密度
7.87g/cm³,具有磁性化学性质在干燥空气中稳定,潮湿环境中易生锈;与稀酸反应放出氢气;高温下与氧气、氯气等非金属发生反应铁的常见化合价及其变化铁主要有+2价和+3价两种常见化合价,对应形成亚铁盐和铁盐Fe²⁺呈浅绿色,Fe³⁺呈黄褐色在某些条件下,Fe²⁺可被氧化为Fe³⁺,而Fe³⁺也可被还原为Fe²⁺铁与酸、盐溶液的反应铁与盐酸反应Fe+2HCl→FeCl₂+H₂↑铁与稀硫酸反应Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑铁与硫酸铜溶液反应(置换反应)Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu这些反应反映了金属活动性顺序Fe比H活泼,能置换出酸中的H;Fe比Cu活泼,能置换出铜盐溶液中的Cu高炉炼铁反应原理₂₃₂Fe O+3CO→2Fe+3CO这是高炉炼铁的主要反应,一氧化碳作为还原剂将铁从氧化铁中还原出来还原反应的本质从化学角度看,还原是指物质得到电子的过程在炼铁过程中,铁元素从Fe³⁺得到电子还原为单质Fe⁰,而碳元素从C²⁺失去电子氧化为C⁴⁺高炉内的其他反应•C+O₂→CO₂(焦炭燃烧提供热量)•CO₂+C→2CO(生成还原剂一氧化碳)•CaCO₃→CaO+CO₂(石灰石分解)•CaO+SiO₂→CaSiO₃(形成炉渣)铁的生活应用与人体中的铁铁元素在人体中的重要作用缺铁性贫血的成因与预防铁是血红蛋白的重要组成部分,负责运输氧气成因铁摄入不足、铁吸收障碍、慢性失血等•参与细胞呼吸和能量代谢过程•症状疲劳、头晕、面色苍白、注意力不集中支持免疫系统功能,维持正常免疫力•预防措施促进大脑发育和认知功能•合理饮食,摄入富含铁的食物(瘦肉、动物肝脏、深绿色蔬菜)•维生素可促进铁的吸收•C必要时在医生指导下补充铁剂•铁制品的日常维护工业化学的力量高炉炼铁是人类应用化学原理进行工业生产的典范在这个庞大的化学反应器中,温度可达℃以上,铁矿石中的氧化铁在一氧化碳的还原作用下1500转变为纯铁同时,石灰石分解生成的氧化钙与矿石中的二氧化硅反应形成炉渣,将杂质分离这一过程体现了化学反应在实际生产中的重要应用,展示了人类如何通过科学原理改造自然、创造物质氧化还原反应的基本概念氧化与还原的定义化合价变化的判断方法确定反应前后各元素的化合价氧化单质的化合价为
1.0失去电子的过程氢元素通常为,氧元素通常为
2.+1-2化合价升高的过程一价金属通常为,二价金属通常为
3.+1+2分子或离子中所有元素的化合价代数和等于
4.还原整个粒子的电荷得到电子的过程比较反应前后元素化合价的变化化合价降低的过程化合价升高的元素被氧化•化合价降低的元素被还原•氧化还原反应是电子转移的过程,氧化剂得到电子被还原,还原剂失去电子被氧化电子转移的本质在氧化还原反应中,电子从还原剂转移到氧化剂例如,在铁与硫酸铜反应中₄Fe+CuSO→₄,铁原子失去两个电子(被氧化),铜离子得到两个电子(被还原)这种电子转移是FeSO+Cu氧化还原反应的本质特征氧化还原反应实例分析铁与铜盐溶液的置换反应碳与氧化铜的反应铝热反应₄₄₂₂₃₂₃Fe+CuSO→FeSO+Cu C+2CuO→CO+2Cu2Al+Fe O→2Fe+Al O铁(Fe⁰)失去电子氧化为亚铁离子(Fe²⁺)碳(C⁰)失去电子氧化为二氧化碳中的碳(C⁴⁺)铝(Al⁰)失去电子氧化为氧化铝中的铝(Al³⁺)铜离子(Cu²⁺)得到电子还原为铜单质(Cu⁰)氧化铜中的铜(Cu²⁺)得到电子还原为铜单质(Cu⁰)氧化铁中的铁(Fe³⁺)得到电子还原为铁单质(Fe⁰)氧化还原反应的生活实例呼吸作用食物腐败体内有机物被氧气氧化分解,释放能量食物中的有机物被氧化,结构和性质改变电池工作漂白消毒化学能通过氧化还原反应转化为电能漂白剂氧化分解色素和病原体氧化还原反应的表示方法双线桥法与单线桥法电子守恒与反应方程式这两种方法用于直观表示元素在反应中的化合价变化在氧化还原反应中,失去的电子数必须等于得到的电子数,这是配平氧化还原反应方程式的重要原则双线桥法例硫酸铜与锌反应+20Cu²⁺+Fe→Cu⁰+Fe²⁺⟍⟋半反应式法0+2⟋⟍氧化半反应Zn⁰-2e⁻→Zn²⁺还原半反应Cu²⁺+2e⁻→Cu⁰总反应₄₄Zn+CuSO→ZnSO+Cu氧化反应失去个电子,还原反应得到个电子,满足电子22箭头表示电子转移方向,从还原剂指向氧化剂守恒单线桥法离子方程式⁺⁺Cu²⁺+Fe→Cu⁰+Fe²⁺-2+2Zn+Cu²→Zn²+Cu数字表示化合价变化值,负值表示还原,正值表示氧化理解氧化还原反应的表示方法,有助于我们分析复杂反应中的电子转移过程,识别氧化剂和还原剂,掌握氧化还原反应的本质特征微观视角下的化学变化氧化过程还原过程在原子层面,氧化是原子或离子失去电子的过程例如,铁原子在与铜还原则是原子或离子获得电子的过程例如,铜离子⁺在得到铁原Cu²离子反应时,每个铁原子失去两个电子,化合价从升高到,形成子失去的两个电子后,化合价从降低到,转变为铜单质氧化和还0+2+20⁺离子这些失去的电子被转移到其他物质上原总是同时发生,构成完整的电子转移过程Fe²化学实验安全与操作规范常用化学实验仪器介绍实验安全注意事项个人防护实验时穿着实验服,佩戴防护眼镜和手套试管用于小量试剂的反应和加热操作规范严格按照实验步骤操作,不私自尝试未经许可的实验烧杯药品安全用于溶解、混合和加热溶液了解所用试剂的性质和危险性,遵循标签指示应急处理熟悉实验室应急设备位置和使用方法,掌握基本急救知识烧瓶用于加热和反应容器,可连接导管课堂小测与知识点回顾选择题与判断题典型计算题下列变化中,属于化学变化的是()克铁完全与氧气反应,生成四氧化三铁₃₄,需要多少克氧气?生成多少克四氧化三铁?
1.
1.56Fe O冰融化成水•A.克水完全电解,产生多少升氢气和多少升氧气?(标准状况下)
2.18食盐溶于水•B.实验设计题蜡烛燃烧•C.•D.水蒸发成水蒸气设计一个实验,区分装在三个无标签烧杯中的氯化钠溶液、硫酸铜溶液和稀硫酸请说明实验步骤和现象下列物质中,不属于纯净物的是()判断依据
2.蒸馏水•A.二氧化碳•B.空气•C.金刚石•D.判断氧化铁中的铁元素化合价为()
3.+3判断所有氧化还原反应都有氧参与()
4.12分析实验现象掌握概念区别观察到的现象必须与化学原理相结合解释理解物理变化与化学变化、氧化与还原等基本概念的区别34熟练方程式配平注重实验安全牢记元素守恒和电荷守恒的原则实验操作时必须遵循安全规范,保护自己和他人课后拓展与生活中的化学环保与绿色化学新能源材料简介化学与未来科技的结合绿色化学强调设计对环境友好的化学产品和过程,化学在新能源开发中发挥着关键作用,特别是在化学与信息技术、生物技术、材料科学等学科深减少或消除有害物质的使用和产生实践绿色化材料设计与合成方面太阳能电池中的光敏材料、度融合,催生出许多前沿研究领域人工智能辅学的十二项原则,如减少废物、原子经济性、使锂离子电池中的电极材料、氢燃料电池中的催化助药物设计、基因编辑技术、纳米材料、超分子用可再生资源等剂等,都是化学研究的重要领域化学等,都代表着化学发展的新方向例如使用超临界二氧化碳替代有机溶剂进行萃例如钙钛矿太阳能电池材料、高效锂电池正极例如量子计算在分子模拟中的应用、靶向药物取;开发生物可降解材料替代传统塑料材料、低铂催化剂等输送系统、自修复材料等化学不仅是一门学科,更是解决人类面临挑战的工具通过化学知识,我们可以更好地理解自然规律,创造更美好的生活,同时保护我们赖以生存的环境总结与展望化学学习的核心素养探索科学,服务生活宏观辨识化学知识深刻影响着我们的日常生活从早晨刷牙用的牙膏,到穿着的衣物,从餐桌上的食品,到医院里通过观察实验现象,识别物质性质和变化特征的药物,化学无处不在了解化学原理,有助于我们更科学地生活,更理性地消费,更安全地使用各种产微观探析品从原子分子层面理解物质结构和反应本质化学也是解决人类面临重大挑战的钥匙,如能源危机、环境污染、疾病防治等,都需要化学知识的支持证据推理基于实验数据和科学原理进行合理推断模型认知运用化学模型解释和预测化学现象鼓励学生积极实践与创新化学是一门实验科学,知识的获取离不开实践鼓励同学们积极参与实验活动,在动手操作中加深理解;同时培养科学思维方法,敢于质疑,勇于创新,用化学眼光观察世界,用科学精神探索未知愿每位同学都能在化学学习中收获知识,培养能力,提升素养,为未来发展奠定坚实基础!。
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