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沪教版 (上海)九年级第一学期2.1 人类赖以生存的空气学案
展开构成物质的微粒
知识温习
完成下列填空:
1.空气的成分中,按体积分数算,氮气____、氧气_______。
2.红磷燃烧的文字表达式:__________________________________________
3.用在集气瓶中用点燃红磷的方法测定空气中氧气的体积分数实验中,实验现象是:__________
________________________________________________________________。
4.该实验中,测得的结构偏小的原因有哪些?
____________________________________________________________________________
5.空气中目前计入空气污染指数的项目有:___________________________________。
【答案】1、78%、1%2、磷(P)+氧气(O2)五氧化二磷(P2O5)
红磷剧烈燃烧,黄色火焰,放热,有大量白烟产生;待集气瓶冷却后,打开止水夹,集气瓶内液面上升约1/5体积。
①红磷不足,消耗O2太少。②气密性不好。③装置没有冷却到室温就打开了止水夹
二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、吸入颗粒物和臭氧
每识每课
现代科学技术已能将构成物质的粒子放大后呈现在我们的眼前。
我们知道,物质是由原子分子组成的。 如果能够捕捉到这些原子分子并能让它们重新排列,及重新组合,那么,就可以设计制造出具有全新结构的新物质,甚至是新的生命。例如,把组成水的氢和氧分开,然后再由两个氢原子组合成氢分子,那么它就是可以燃烧的新能源。 小的原子,只有足球体积的几亿分之一,未来,科学家可以在较大范围内成熟的应用扫描探针显微技术,操纵单个原子和单个分子,然后再按科学的方式把它们重新组合。这种手段应用于材料加工,会出现什么样的结果呢? 一个机器人,应用了多种材料,有金属的、非金属的、有机的、无机的。不管它们是什么材料,当分子及原子结构发生理想变化,或者是说按科学方式重新组成,那么,它发挥同样的作用,而体积会大大减少。随着原子尺度加工技术不断完善和提高,会出现多种分子器件和新型功能材料,未来把它们用来制造机器人,其中最小型的,机器人就可以爬进人的血管,进行各种各样的手术。人的心脏某一区域,出现了问题,小小的机器人,到这里进行观察,或者按医务人员的指令,去修复它。
在生物领域,操纵分子原子,会出现更令人兴奋的结果。地球上原有的生命体,包括动物、植物及微生物,它们之所以存在形式不同,是由其内部的分子原子的结构及性质有别所决定的。无数的水分子再加上一些碳、氮和别的众多元素,按科学规范结合在一起,就出现了我们所看到的生命。如果人类改变生命体内的一些分子原子组合,甚至设计出新的结构会怎么样?科学家做出乐观的预测,认为这样有可能创造出具有生命力的新物质,或者是说会出现新的生命形式。当然,生命科学,是一个庞大的系统工程,从原子分子操纵入手进行研究,只是其中的一方面,创造生命是十分艰难的,大自然是经历了亿万年的造化,人类在二十一世纪,随着科技手段不断有新的突破,科学家或许会在这方面有较大的作为。不过,以后对生物分子进行捕捉及雕刻加工是较为普遍的,这样就能够修复人体内某些有缺陷和导致疾病的遗传基因,从而尽可能的抑制及克服困扰人类的种种顽症。同样还可以用具有活力的细胞,代替老化的细胞,从而延长人的寿命。21世纪,人类进入微观世界,在原子分子尺度上,对物质材料及生物体进行研究,从而改变它们的结构形式,会对社会及我们的生活,产生较大影响,并势必要引起更加广泛的重视。
你知道吗?一滴水(以20滴水为1mL计)中大约有1.67×1021个水分子。
新知精讲
一、构成物质的微粒——分子和原子
世界是由物质组成的,物质是由极其微小的、肉眼看不见的微粒构成的。
科学研究表明,分子(mlecule)、原子(atm)是构成物质的微粒,这些微粒聚集在一起构成物质。
(1)大部分物质是由分子构成的,如苯是由苯分子构成的,水是由水分子构成的。
(2)还有一部分物质是由原子直接构成的,如金属铜是由铜原子构成的,氦气是由氦原子构成的。
二、分子和原子
【思考与讨论】
1、为什么食盐溶于水,水变咸了?蔗糖溶于水,水变甜了?
2、为什么将少量品红放入一盆水中,过一段时间后,整盆水都呈红色?
3、为什么空气可以不断地被压缩到自行车的轮胎中?
4、为什么很远就能闻到花的香味?
1.分子和原子的特点
(1)分子和原子的质量很小,体积也很小。
(2)分子原子是不断运动的。
(3)分子、原子之间有间隙。
【思考】为什么100mL酒精和100mL水混合在一起,总体积小于200mL?
【答案】分子间有间隙。
2.分子
(1)概念:分子是保持物质的化学性质的一种微粒。
解读:分子是构成物质的一种微粒,如二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,氧气是由氧气分子构成的。氢气是由氢气分子构成的。分子若发生变化,则不再具有原来分子的化学性质。
【思考】冰和水的化学性质相同吗?
【答案】相同,因为冰和水属于同一物质,分子相同,故化学性质相同。
(2)常见的由分子构成的物质
一些常温下为气态的物质都是由分子构成的(如CO2、O2、H2、N2、Cl2、SO2、CO等)
(3)用分子的观点认识纯净物与混合物
①从微观角度看,由分子构成的物质中,如果是由同种分子构成的就是纯净物,如果是由不同种分子构成的就是混合物。
由于同种分子性质相同,不同种分子性质不同,所以纯净物有固定的性质和组成,混合物没有。
②从宏观角度看,纯净物是由一种物质构成,而混合物是由两种或两种以上物质组成。
3.原子
【例】已知,水通电会发生化学反应:2H2O2H2↑+O2↑
如图:
解析:在通电的条件下,一个水分子变成2个氢原子和1个氧原子,然后2个氧原子在一起重组为1个氧气分子,2个氢原子在一起重组为氢气分子,这样化学反应就发生了。
(1)概念
原子是化学变化中的最小微粒(即:发生化学变化时,分子可分,但原子不可分)
【思考】你能看得出来上图表示的是哪个化学反应吗?
【答案】2H2+O2→2H2O
原子可以构成分子,也可以直接构成物质。
①原子构成分析
分子是由原子构成的,原子的种类和数目不同构成了不同的分子。
例如:二氧化碳是由________________构成的,1个二氧化碳分子由_______________
___________构成;氧气是由_____________构成的,1个氧分子由________________构成。
②由原子直接构成的物质有:___________________________________________.
例:铁是由_______________构成的,碳是由________________构成的。
【答案】二氧化碳分子2个氧原子和1个碳原子氧气分子2个氧原子
稀有气体,金属,固态的非金属(稀有气体,“石”字旁和“钅”字旁的元素所代表的物质)
铁原子碳原子
4.分子、原子、物质三者之间的关系
5.分子和原子的区别与联系
【答案】
三、元素
1.概念:
元素是同一类原子的总称(宏观概念)元素。
例如,氧气、水、一氧化碳和二氧化碳分子中所含的氧原子都是氧元素的氧原子。
【思考】酒精的分子式是C2H6O,这种物质是由____________组成的,由__________构成的。
【答案】碳、氢、氧三种元素酒精分子
2.元素符号的含义:
①表示一种某元素(宏观);
②表示一个某原子(微观);
③对于直接由原子构成的物质,具有这个第三层含义,表示这种物质(宏观),如Fe能表示铁单质。
④元素符号前面的数字表示原子个数。
3.化学式的含义:
①表示一个某分子(微观)
②某物质(宏观)
③化学式前面的数字表示分子个数;
元素符号右下角的数字表示一个分子中的该原子个数;
化学式和元素符号前面加了数字后,都表示微观的概念。
例:①O可以表示什么含义?
②H2O可以表示什么含义?下角标2表示什么含义?
③2H2O表示什么含义?
【答案】①O表示:氧元素,一个氧原子
②H2O表示:水这个物质;一个水分子;一个水分子中有2个氢原子和1个氧原子;下角标2指1个水分子中有2个氢原子。
③2H2O表示:2个水分子
【练一练】
填入适当的化学符号。
金属铜_____________,氧元素______________,2个水分子_______________。
用化学符号表示:
两个碳原子______________,三个水分子_______________,四个氮分子____________,
一个二氧化硫分子___________,三个氢原子___________,一个钠原子_____________。
【答案】1、CuO2H2O2、3C3H2O4N2SO23HNa
四、相对原子质量
1.概念:
指一种原子的质量对一种碳原子的质量的1/12(即1.6605×10-27 kg)的比值。
所求元素的实际质量
所求元素的相对原子质量 = ————————————————
碳的实际质量 × 1/12
注意:相对原子质量与原子质量的区别在于相对原子质量是个比值,没有单位;原子质量是原子的真实质量,有单位。
2.常见元素的相对原子质量:
H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 P-31 F-19
Na-23 Mg-24 Al-27 K-39 Ca-40 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108
(相对原子质量 式量、原子个数比、元素质量比、元素的质量分数、元素质量)
3.物质的式量(相对分子质量):
根据相对原子质量和物质的化学式,通过加和的方法计算得到的值。
注意:物质的式量、相对分子质量同样没有单位。
4.化学式中某种元素质量分数的计算。
其数学表达式为:
【练一练】
1.二氧化碳的式量是多少?
2.H2O中H元素的质量分数是多少?
【答案】1.442.H% =×100%= 11%
课堂小憩
个人简历
1776年8月9日生于都灵市。
1792年进都灵大学学习法学。
1796年获得法学博士学位,开始从事律师工作。
1800年起,开始学习数学和物理学。
1804年被都灵科学院选为通讯院士,
1809年被聘为维切利皇家学院的物理学教授。
1819年被都灵科学院选为院士。
1820年任都灵大学数学和物理学教授,不久被解聘。
1834年重新被聘任为都灵大学教授,直到1850年退休。
1856年7月9日在都灵逝世。
1811年,阿伏伽德罗提出分子学说,但直到1858年,他死后的第3年,分子学说才被科学界接受。
例题解析
知识点1:分子、原子
题型一:用分子和原子的特点解释一些现象
【例1】你能嗅到远处花香的事实可以说明()
A.分子有质量B.分子之间有空隙
C.分子在不断地运动D.分子能保持物质的化学性质
【难度】★
【答案】C
变式1:用分子的性质填写下列空白:
①有一诗人赞誉南方的汤沟酒曰:“南国汤沟酒,开坛十里香”。尽管诗人使用了夸张手法,但道出了分子具有特征是_________________________________;
②在一定温度下,一定量的气体受压时体积缩小,主要是因为___________________________;
③10mL水和10mL酒精混合后总体积小于20mL主要原因是____________________________;
④一滴水大约有1.67×1021个水分子,说明_____________________________。
【难度】★★
【答案】①分子是不断运动的②分子之间有间隙③分子之间有间隙
④分子体积小
变式2:水发生三态变化是由于()
A.水分子的大小发生了变化B.水分子之间的间隙发生了变化
C.水分子的性质发生了变化D.水分子的质量发生了变化
【难度】★★
【答案】B
题型二:元素符号、化学式的含义
【例2】下列物质中,由原子直接构成的是(),由分子构成的是()
A.氧气B.氦气C.二氧化碳D.铜
【难度】★★
【答案】BDABC
变式1:过氧化氢(H2O2)的水溶液俗称双氧水,在医学上可作为消毒杀菌剂。下列有关过氧化氢的说法正()
A.它由氢气和氧气组成B.它由氢元素和氧元素组成
C.它由一个氢分子和一个氧原子D.它由两个氢元素和一个氧元素构成
【难度】★★
【答案】B
变式2:写出下列化学符号:
2个铜原子________________,3个氢分子___________________。
碳酸钙______________;正三价的铝______________;氧化铜中铜为+2价____________。
【难度】★
【答案】2 Cu3HCaCO3Al3+ Cu 2+
题型三:微观示意图
【例2】下图是气体物质的微粒示意图,图中“”和“”分别表示两种质子数不同的原子,其中表示混合物的是()
A.B.C.D.
【难度】★★
【答案】C
变式1:如图是水分子在一定条件下分解的示意图,从中获得的信息不正确的是()
A.一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B.水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2:1
C.水分解过程中,分子的种类不变
D.水分解过程中,原子的数目不变
【难度】★★★
【答案】C
变式2:若用 和 表示不同元素的原子,原子的不同组合可以构成不同的分子。能用下图示意的化学反应是()
A.2H2O22H2O+O2↑
B.2HgO2Hg+O2↑
C.2CO+O22CO2
D.2C2H2+5O24CO2+2H2O
【难度】★★★
【答案】A
【方法提炼】清楚分子和原子的几点概念:
分子原子的特点与现象相结合;
化学变化中,分子可分,原子不可分;
牢记哪些物质是直接由原子构成的;
原子构成分子,分子构成物质,元素组成物质。
知识点2:相对原子质量的计算
【例1】Ca(OH)2的相对分子质量的计算方法正确的是()
A.(40+16+1)×2B.40+(16+1) ×2
C.40+16+1 ×2D.40× (16+1) ×2
【难度】★
【答案】B
变式1:试计算一下物质的式量:
(1)氧气O2
(2)高锰酸钾KMnO4
(3)氢氧化镁Mg(OH)2
(4)硫酸铜晶体CuSO4·5H2O
【难度】★★
【答案】(1)32(2)158(3)58(4)250
变式2:计算:(1)硝酸铵(NH4NO3)中氮元素的质量分数是多少?
(2)多少克硝酸铵中含有70克氮元素?
【难度】★★★
【答案】(1)2*14+4*1+3*16=802*14/80=35%
(2)70/35%=200g
【方法提炼】
熟悉常见的相对原子质量、相对分子质量,解题中可以加快速率。
师生总结
请简述一下分子原子的特点、性质等?
元素符号、化学式有哪些含义?
相对原子质量、相对分子质量如何计算?
教师
日期
学生
课程编号
06
课型
同步
课题
构成物质的微粒
教学目标
1、感知分子、原子的真实存在,了解分子、原子的基本性质,掌握分子、原子的概念;
2、认识物质的微粒性,知道分子、原子等都是构成物质的微粒,能用微粒的观点来解释某些常见的现象;
3、知道元素的概念,将物质的宏观组成与微观构成的认识统一起来;
4、知道相对原子质量的概念,了解相对原子质量与原子质量的区别。
教学重点
理解分子和原子的相关特点,能用微粒的观点来解释某些常见的现象。
2、理解元素的概念,掌握相对原子质量的概念。
教学安排
版块
时长
1
知识温习
10mins
2
每识每课
5mins
3
新知精讲
50mins
4
课堂小憩
5mins
5
典例解析
40mins
6
师生总结
10mins
分子
原子
区别
概念
与化学变化关系
与物理变化关系
构成的物质(举例说明)
联系
分子
原子
区别
概念
是保持物质化学性质的最小粒子
是化学变化中的最小粒子
与化学变化关系
变化
不变
与物理变化关系
不变
不变
构成的物质(举例说明)
水,二氧化碳,氧气,氢气,蔗糖等
稀有气体,金属,固态的非金属
联系
分子是由原子构成的
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