2026沪教九年级化学上册第2节 化学研究什么 第2课时 化学研究物质的组成和结构、用途与制法（同步讲义）（学生版）

第一章开启化学之门第2节化学研究什么第2课时化学研究物质的组成和结构、用途与制法教学目标1.能初步认识物质的多样性，知道物质的性质与组成、结构、用途的关系。2.能感受化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。重点和难点重点：知道物质的结构决定物质的性质，性质是结构的反映，而物质的性质决定物质的用途，用途是性质的体现。难点：学会利用物质的性质推断其用途，或从物质的用途中推测物质的性质。◆知识点一化学研究物质的组成和结构1.物质的成分实验探究：分别灼烧葡萄糖、砂糖、面粉实验过程实验现象实验结论取少量葡萄糖、砂糖、面粉，分别放在燃烧匙中，在酒精灯上加热，直至完全烧焦。都有黑色残渣生成这些物质中都含有碳元素2.物质都由元素组成从宏观看，物质是由元素组成的，世间万物仅由90多种元素组成。有些物质仅由一种元素组成，如氧气由氧元素组成，氮气由氮元素组成，金刚石、石墨均由碳元素组成。更多的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.物质都由微观粒子构成从微观看，物质都是由肉眼看不见的、极小的微观粒子构成的，各种纯净物质都具有一定的组成和结构（物质组成和结构的不同导致了物质性质的差异）。4.结构不同的物质，表现出的性质也不相同材料微观结构模型性质金刚石坚硬石墨很软教材延伸教材延伸：1.金刚石和石墨物理性质有较大差异，原因是它们的碳原子排列方式不同。2.金刚石和石墨化学性质基本相似，原因是它们都是由碳元素组成的单质。即学即练1.下列关于金刚石、石墨的说法错误的是A．组成：都由碳元素组成 B．性质：二者性质差异较大C．结构：碳原子排列方式不同 D．变化：一定条件下，二者可相互转化2.碳元素是人类接触和利用最早的元素之一、由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图：下列有关说法错误的是碳纤维属于无定形碳B．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同D．不同的碳单质，化学性质相似◆知识点二化学研究物质的用途与制法1.金刚石和石墨性质与用途比较：物质的性质物质的用途（1）金刚石是无色透明的晶体，具有特殊的光学性质金刚石用于制造钻石（2）金刚石硬度大金刚石用于切割玻璃（3）石墨为灰黑色质软的固体石墨用于生产铅笔芯（4）石墨是一种能导电的非金属石墨用作电池的电极名人事迹：名人事迹：中国科学技术大学钱逸泰（1941—2023）带领团队以四氯化碳和金属钠为原料，在一定条件下反应制成了纳米级金刚石。5年后，该团队通过改进技术，使用二氧化碳为原料制备得到金刚石。2.物质的变化、性质与用途的关系物质的性质大多需要在一定条件下发生变化时得以反映。已知物质的性质和在一定条件下可能发生的变化，就可以依据这些性质和变化来合理地利用物质。例如，金刚石和石墨的性质不同，其用途也有明显差异。3.充分利用自然界的自然资源地壳里蕴藏的煤炭、石油、天然气作为燃料直接使用，不仅浪费资源，而且会带来较为严重的环境污染。可以通过化学工艺，制造和合成价值更高的药物、合成纤维、塑料和合成橡胶等。即学即练1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．铜有金属光泽，可用作导线C．氮气难溶于水，可用作保护气 D．酒精具有可燃性，可用作溶剂2.下列物质的用途主要利用其化学性质的是A．活性炭脱色制白糖 B．金刚石可用来裁玻璃C．氢气用于填充探空气球 D．碳素墨水用于书写档案物质的性质与用途（一）关系与区别1.关系：性质决定用途，用途反映性质2.区别：性质是特点特性，没有具体的使用情境，用途是具体情境中性质的表现和反映。例如，作燃料是木炭的用途，可燃性就是性质。（二）常考化学性质及用途1.定义：物质在化学变化中表现出来的性质。2.举例：物质的可燃性、还原性、毒性、氧化性、稳定性、助燃性等。3.用途：做燃料，做还原剂，做助燃剂，做保护气。（三）常考物理性质及用途1.定义：物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。2.举例：物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、溶解性、挥发性、密度、光泽、导电性等。二、物质的组成与变化一种物质可以通过化学变化变成其他物质，但反应物和生成物中元素种类相同例如：石墨转和金刚石都是由碳元素组成的，所以石墨转可以转变成金刚石，转变过程发生的是化学变化。实践应用1.性质决定用途。下列用途与其物理性质有关的是A．氢气用于火箭发射 B．活性炭用于吸附水中色素C．氮气用于薯片内防腐 D．蜡烛用于生活中照明2．金刚石、石墨、C60是三种含有碳元素的单质，物理性质不同，化学性质相似。(1)金刚石硬度很大对应的一种用途是。(2)石墨常作为电池的电极，是利用石墨性质中的。(3)石墨在5万~6万大气压及1000℃~2000℃高温下，与金属铁、钴、镍共同作用，可使石墨转变成金刚石，该变化属于（填“物理”或“化学”）变化。3.天然气的主要成分是甲烷。①甲烷是无色、无味的气体，②密度比空气小，③甲烷具有可燃性，④在点燃的条件下，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，同时放出大量的热，⑤甲烷可用作燃料，⑥是制造氢气、炭黑等物质的原料，⑦在加压、降温的条件下，甲烷由气态变为液态。(1)用序号填空：描述物理性质的是，描述化学性质的是，描述物理变化的是，描述化学变化的是，描述甲烷用途的是。(2)甲烷可以做燃料，是利用了甲烷的性，由此可知，性质和用途的关系是。考点一物质的组成和结构【例1】在“对蜡烛及其燃烧的探究”之后，同学们对酒精燃烧的产物进行了探究，请完成下列表格。实验操作实验现象实验结论方法提炼(1)点燃酒精灯，在火焰上方罩一个干冷的烧杯。烧杯内壁有水雾产生。酒精燃烧生成了。根据实验可以推测出实验结论。(2)在火焰上方罩一个的烧杯。。酒精燃烧生成了二氧化碳。【例2】碳和碳的氧化物与我们的生活密切相关，请回答下列问题：(1)用碳素墨水填写重要的档案、文件等，时间长久也不褪色的原因是碳在常温下具有性。(2)碳元素能形成的单质有金刚石、石墨和等；如图是金刚石、石墨、、结构示意图，请回答下列问题：①碳的单质有多种，金刚石、石墨、中，有良好的导电性的是。②一定条件下，金刚石能转化成石墨，该变化是（填“物理”、“化学”）变化。【变式1-1】小红同学借助U形管对蜡烛燃烧产物进行创新实验探究，实验装置图（夹持装置略去）如图。实验操作步骤是：①准备一个干燥的18mm×180mm的U形管备用；②点燃固定在桌面的蜡烛，将U形管的一端罩在蜡烛火焰的中上部，观察U形管内壁的实验现象；③蜡烛燃烧10秒后，将U形管快速倒过来，立即向U形管中注入少量的澄清石灰水，振荡，观察实验现象。请分析，回答下列问题：(1)步骤②中，可以观察到U形管内壁的实验现象是。(2)步骤③观察到澄清石灰水变浑浊。(3)上述实验现象进一步表明，蜡烛中一定含有、两种元素（填元素符号）。(4)小红同学用U形管代替小烧杯做实验，你认为这样做的优点有______（填选项）。A．便于实验操作 B．实验现象明显 C．产物浓度较低【变式2-1】关于金刚石、石墨和（三种物质的微观模型如图所示）的说法错误的是A．三种物质都属于碳单质B．金刚石和石墨的原子排列方式不同，物理性质也有差异C．三种物质在常温下都具有稳定性D．石墨比金刚石更坚硬考点二物质的性质和用途【例3】下列物质的用途主要利用其化学性质的是（）A.钨用于造灯泡中的灯丝 B.金刚石可用来裁玻璃C.氢气用于填充探空气球 D.碳素墨水用于书写档案【例4】酒精：①无色透明；②具有特殊气味的液体；③易挥发；④能与水以任意比例互溶；⑤能溶解碘等物质；⑥易燃烧；⑦常做酒精灯和内燃机的燃料；⑧点燃酒精灯时，酒精在灯芯上汽化；⑨燃烧生成二氧化碳和水。酒精的物质性质有（填序号，下同），化学性质有，用途有。【变式3-1】第19届亚运会于2023年9月23日在杭州开幕，亚运会马术馆屋面系统采用了新型材料，可轻松满足轻质、透光、结实等要求，这说明该材料具有的性质是A．导电性好 B．硬度小 C．密度小 D．熔点低【变式3-2】物质的性质决定物质的用途。下列对物质性质和用途之间说法不正确的是选项性质用途A化学性质：氧气能支持呼吸潜水、医疗急救B化学性质：稀有气体通电时能发出不同颜色的光航标灯、霓虹灯C物理性质：氮气的沸点比氧气低工业制取氧气D化学性质：氮气化学不活泼充入灯泡、食品防腐A．A B．B C．C D．D【变式4-1】食盐的主要成分是氯化钠，氯化钠能发生下列两种变化：①给氯化钠固体升温至801℃，氯化钠固体熔化变为液体；②向氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液，反应生成氯化银白色沉淀。你认为这两种变化的本质区别是；学习化学后，不但能知道氯化钠的性质和用途，还能进一步知道它的和内部组成以及变化规律。基础达标1．下列物质的用途主要由其化学性质决定的是A．铜丝制作导线 B．汽油用作燃料C．夏天洒水降温 D．石墨用于做铅笔芯2．下列物质的用途利用了物质的化学性质的是A．地面洒水降温B．用煤、石油、天然气作燃料C．干冰（固态二氧化碳）用于冷藏食品D．用铜或铝制作导线3.食品包装中充氮气可以防腐，主要利用的氮气性质是A．沸点低 B．化学性质不活泼C．密度与空气密度接近 D．难溶于水4．下列物质的用途与性质对应关系正确的是A．氮气常温下化学性质稳定——用于合成染料B．镁燃烧发出白光——用于制作烟花C．二氧化碳不可燃、不助燃——干冰可做制冷剂D．氧气易溶于水——水中的鱼虾可以生存5．空气是一种宝贵的资源。下列是空气中各成分的自述，你认为不合理的是A．液氮：我的温度较低，可用于冷冻治疗 B．稀有气体：我比较稳定，可用作保护气C．氧气：我能支持燃烧，可以作燃料 D．氦气：我的密度小，可充入飞艇6．关于二氧化碳的用途中既利用了其物理性质又利用了其化学性质的有A．光合作用 B．干冰用于人工降雨C．灭火 D．制作碳酸饮料7．物质的性质决定用途。下列对应关系成立的是A．石墨有滑腻感，可用作电极B．干冰升华吸热，可用作食品保鲜剂C．焦炭有还原性，可用作吸附剂D．金刚石无色透明，可用于切割玻璃8．下列物质的用途与性质对应正确的是A．金刚石无色透明——用于制作钻头B．焦炭用于冶炼金属——焦炭具有可燃性C．稀有气体无色无味——用于制成多种用途的电光源D．石墨能导电——用于制作电极9．下列物质的性质和用途对应关系，正确的是A．氧气具有助燃性，可用于医疗急救 B．氮气的熔沸点低，可用作保护气C．金刚石的硬度大，常用于制造钻石 D．石墨具有导电性，常用作电池的电极10．下列物质的用途主要与化学性质有关的是A．用活性炭脱色素 B．用石墨制铅笔芯C．用金刚石裁玻璃 D．用小苏打作发泡剂11．下列有关物质的用途正确的是A．焦炭做高炉炼铁的还原剂 B．用氢氧化钠消除公路积雪C．干冰做制冷剂 D．食盐配制生理盐水12．性质决定用途，用途反映性质。下列物质的用途与性质对应不正确的是A．用熟石灰改良酸性土壤——熟石灰可与酸性物质反应B．用CO冶炼金属——CO具有可燃性C．用医用酒精消毒——酒精能使细菌和病毒等蛋白质失去活性D．用稀盐酸除铁锈——盐酸可与反应13．性质决定用途，用途反映性质。下列物质的用途与性质对应不正确的是A．用生石灰制作自热盒饭的发热材料——生石灰与水反应放热B．一氧化碳用于冶炼金属——具有还原性C．铜丝做电线的内芯——具有导电性D．医疗上血液制品的储存与运输用到干冰——二氧化碳不支持燃烧14．请选择你最常用的一种生活或者学习用品，描述它的物理性质或者可能具有的化学性质。综合应用15．空心玻璃微珠是一种粒度为10~250微米，壁厚为1~2微米的空心球体，在深海、深空领域都有广泛的应用。其用作飞船返回舱隔热材料，最主要利用的性质是A．质量轻 B．低导热 C．高强度 D．耐腐蚀16．环戊烷是一种新型发泡剂，可以替代氟利昂作为冰箱制冷剂。环戊烷的下列性质属于化学性质的是A．无色透明的液体 B．不溶于水，能溶于乙醇C．有刺激性气味 D．易燃烧17.物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途主要应用其化学性质的是A．活性炭作冰箱除味剂 B．铜丝作导线C．稀有气体用于制作霓虹灯 D．氮气作保护气18．下列物质的应用不正确的是A．氧气充食品包装袋 B．石墨做铅笔芯C．稀有气体用于闪光灯 D．干冰用于人工降雨19．在日常生活中，人们常根据物质的一些性质（如颜色、状态、硬度、密度等）去区别某些物质。请你结合生活经验写出区别下列物质的方法所依据的性质。(1)铁丝和铜丝：。(2)食盐和白糖：。(3)白酒和白醋：。(4)汽油和水：。拓展培优20．在“人吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的探究中，下列说法不正确的是A．证明呼出气体含二氧化碳多的证据是呼出的气体使澄清石灰水变浑浊B．证明呼出气体含氧气少的证据是呼出的气体使燃着的木条燃烧更旺C．证明呼出气体含水蒸气多的证据是呼出的气体在玻璃片上结下水珠D．判断呼出气体含有氮气的依据是空气中含有氮