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（导学案）（原卷）

化学研究什么第2课时化学研究物质的组成和结构、用途与制法一、知识目标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.能初步学会应用科学的方法观察化学实验、描述现象；3.能感受化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。二、核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：通过金刚石与石墨性质差异的实例，认识物质宏观性质的多样性与其微观结构的关系，建立“结构决定性质”的化学观念。2.证据推理与模型认知：基于实验现象（葡萄糖、砂糖、面粉燃烧实验），分析物质组成（如碳元素的存在）、变化本质（物理变化与化学变化），归纳“性质决定用途”的推理模型（如金刚石切割玻璃、石墨导电）。3.科学态度与社会责任：结合化学史（如我国科学家制备金刚石的突破），感悟化学创新对解决资源、能源问题的价值，增强可持续发展意识。一、学习重点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。二、学习难点1.能初步学会应用科学的方法观察化学实验、描述现象。一、物质的组成与结构1.取葡萄糖、砂糖和面粉分别灼烧，均生成黑色残渣，该残渣是______，说明这些物质中都含有______元素。由此可知，世间万物主要由约90多种______组成。2.金刚石和石墨都由______元素组成，但前者是自然界最坚硬的物质，后者质软，原因是__________不同。这体现了“物质的______决定性质”的化学观念。3.物质由肉眼看不见的______构成，例如水由______分子构成，沙子（主要成分SiO₂）由硅原子和氧原子构成。二、物质的用途与制法1.金刚石可用于切割玻璃，是因为其具有______的性质；石墨能作电池电极，是利用其______性；石墨可制作铅笔芯，是由于它是______的固体。2.我国科学家钱逸泰团队曾以______和金属钠为原料制得纳米级金刚石，后来又利用______作为“养料”通过化学气相沉积法制备人造金刚石，这体现了化学可通过工艺创新制备新物质。3.化石燃料（煤、石油、天然气）可通过化学工艺制造______、合成纤维、塑料等价值更高的产品，直接燃烧会造成资源浪费和______。一、新课导入问题预测：用热勺子接触牛奶、软糖、棉花糖、蜂蜜时，可能出现哪些变化？牛奶：____________________软糖：____________________棉花糖：____________________蜂蜜：____________________问题思考：不同物质遇热反应不同的根本原因可能与__________和__________有关。二、化学研究物质的组成和结构活动一：物质组成的实验探究问题观察：大家观察到了什么共同的现象？问题思考：黑色残渣可能是什么？这个现象说明了这三种物质在组成上有什么共同点？问题记录：实验步骤实验现象解释与结论灼烧葡萄糖、砂糖、面粉活动二：物质结构的微观探析问题探究1：观察二氧化硅（SiO₂）和水（H₂O）的分子模型，填写：沙子由________构成；水由________构成。问题探究2：对比金刚石与石墨的结构模型：金刚石结构：（空间网状立体结构/层状），硬度；石墨结构：（空间网状立体结构/层状），硬度。问题思考：金刚石和石墨都由碳元素组成，为什么它们的性质（如硬度）却如此截然不同？归纳总结：物质的________决定性质。例如：金刚石因________结构而坚硬，石墨因________结构而质软。二、化学研究物质的用途与制法活动一：性质与用途的关联分析问题讨论：下列有关物质用途的表述，分别利用了金刚石或石墨的哪些性质？制作钻石用作电池电极制造铅笔芯切割玻璃问题思考：为什么石墨能作电极而金刚石不能？归纳总结：性质________用途，用途________性质。例如：物质的________决定其是否适合作为导电材料。活动二：物质制法的实际应用案例分析：1.我国科学家用四氯化碳和钠制得纳米金刚石，后来用甲烷“种”出金刚石，目的是：________________________________。2.化石燃料直接燃烧的弊端：__________________；化学工艺转化的价值：__________________。问题思考：为什么要研究人造金刚石？这体现化学制法的什么价值？典例：下列关于常见物质的性质与使用或贮存关联错误的是（）A.酒精具有可燃性，可作为燃料 B.金刚石非常坚硬，可用于切割玻璃 C.碳酸氢铵受热易分解，应保存在阴凉干燥处 D.石墨为灰黑色质软的固体，所以可用作电池的电极1.下列哪一项研究内容主要属于化学对物质“结构”的探索？（）A.测定空气中氧气约占总体积的21%B.分析氯化钠晶体中钠离子(Na⁺)和氯离子(Cl⁻)的排列方式C.研究铁在潮湿空气中容易生锈的原因D.利用石油分馏得到汽油、柴油等产品2.“物质的用途与其性质密切相关”这一说法最能体现在以下哪个实例中？（）A.利用活性炭吸附性制作冰箱除味剂B.通过电解水大规模生产氢气C.使用质谱仪测定未知化合物的相对分子质量D.研究金刚石和石墨都是由碳元素组成3.下列描述中，准确对应“物质的组成”研究的是（）A.水由氢元素和氧元素组成B.水分子呈V形结构，是极性分子C.水在常温常压下是无色无味的液体D.水通电可以分解生成氢气和氧气4.物质的“用途”主要受以下哪项因素的决定（）A.物质的来源是否容易获得B.物质的生产成本高低C.物质的性质（包括由其结构决定的化学性质和物理性质）D.物质被发现的历史长短5.下列关于“组成”与“结构”关系的描述，正确的是（）A.组成相同的物质，其结构一定相同B.结构决定了物质的性质，而组成对性质没有影响C.组成相同的物质，可能因结构不同而具有截然不同的性质（如同素异形体）D.研究物质的组成比研究其结构更为重要6.化学家设计新物质以满足特定需求时，最核心的考虑因素是（）A.首先确保该物质的生产成本最低B.优先考虑该物质的原料是否容易获得C.基于目标用途所需性质，设计并构建具有相应结构的分子或材料D.主要关注该物质是否具有新颖的名称和外观一、化学研究物质的组成和结构1.物质的组成元素视角：万物由90多种元素组成一种元素组成的物质：如氧气（O₂）、金刚石（C）两种或多种元素组成的物质：如碳酸氢铵（NH₄HCO₃含N、H、C、O）实验证据：灼烧葡萄糖/砂糖/面粉生成黑色碳残渣，证明含碳元素2.物质结构微观构成：物质由原子/分子等微粒构成（如沙子由SiO2分子构成，水由H₂O分子构成）核心规律：结构决定性质例：金刚石（空间立体网状结构）硬度大vs石墨（层状结构）质软导电二、化学研究物质的用途与制法性质→用途：金刚石：硬度大→切割玻璃光学特性→制钻石石墨：导电性→作电极质软→制铅笔芯用途→性质反推：碳酸氢铵需阴凉保存→受热易分解（化学性质）考点1化学研究物质的组成和结构1．（2025·山东潍坊·一模）下列关于金刚石和石墨的描述，说法不正确的是（）A．石墨很软，因此可用作干电池电极 B．金刚石很硬，可用来加工坚硬的金属C．性质差异大，因为原子的排列方式不同 D．一定条件下，石墨可以转化为金刚石2．（24-25九年级上·河北唐山·期末）下列关于金刚石和石墨的说法正确的是（）A．都是黑色固体 B．都由碳元素组成C．硬度都很大 D．都有良好的导电性3．（2025·山东青岛·二模）由碳元素形成的单质有很多种，如金刚石、石墨和等。下列有关碳单质的说法中正确的是（）A．金刚石和石墨都是黑色固体B．金刚石、石墨、都由原子直接构成C．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳D．金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同考点2化学研究物质的用途与制法4．（24-25九年级上·四川宜宾·期末）下列物质的用途主要由其化学性质决定的是（）A．天然气——可用作燃料B．氦气——用于填充探空气球C．干冰——用于食品冷藏保鲜 D．石墨——用作高铁列车的受电弓滑板5．（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）下列物质的用途体现了其化学性质的是（）A．焦炭用作炼铁 B．干冰作制冷剂 C．金刚石作光学仪器的涂层 D．石墨作铅笔芯6．（2025九年级·全国·专题练习）判断下列物质的性质和用途的对应