改版科學浙教九年級上冊超版

第1 物質的變如果你在上燒烤食物，你能看到燃燒使堅硬的變?yōu)樗纱嗟哪疚镔|是在不斷變化著思考與圖-2煤礦自圖-1下 圖-3植物進行光合作2第1探究物質變化的*樹葉變甲無色透明的

丙“鋼水”出圖1-4物質變化的現有些物質混合時會產生沉淀，如無色透明的硝酸鉛和碘化鉀溶液混合時，會生成黃色的沉淀1-4。有些物質的變化常伴隨著顏色的變化，如落葉的黃色就是葉綠素被破壞后形成的（如圖1-4乙。有些物質變化時伴有氣體產生，如水電解時產生氫氣和氧氣。有些物質在一定條件下狀態(tài)會發(fā)生變化僅僅是形狀的變化，如鐵絲被繞成各種形狀（如圖1-。

圖1-5各種形狀的鐵3思考與活入5毫升澄清石灰水，在另1支中加入等量分別向2支試管中加入5觀察2支試管，你認為哪支試管里可能發(fā)生 圖1-6化學反活 1-7所示，在盛有10mL

硫化鉀氯化

加入硫化 圖1-7氯化鐵溶液與硫思考與我們如果想知道一種物質的性質，以及它在什么狀況下會發(fā)生怎樣的無沉淀或氣體生成等方面尋找，對各種進行分析，從而認識物質的變化和變化的規(guī)律，推測它們的性質，并利用物質變化的規(guī)律造福人類。）進行研4第練練2物質的2我們經常接觸的物質中，有的具有酸性，有的具有堿性，如人的胃液就具有酸性，它能殺滅細菌和幫助消化。工農業(yè)生產中，也常要用到許多酸性或堿性的物質，如硫酸、燒堿等。酸性物質和堿性活將少量食醋倒入燒杯中，如圖1-8所示，用手扇動氣流，，它的氣味是的。圖1-8聞食醋5

硝圖1-9三種常用的酸：鹽酸、硫酸、硝 圖1-10含酸的水醋、胃液等是不同的物質，為什么都呈酸性？家研究證明，這些溶液會呈酸性是由于其中含有一類特殊的物質——酸（acid）。食醋里含有醋酸，人的胃液里含有鹽酸，檸檬、柑

鹽 硫 硝l＝＋l HSOO- O 圖1-11常見的酸4我們把某種酸電離產生的陰離子叫做這種酸的酸根離子，如SO24H2SO4的酸根6第生活中我們還經常接觸另一類物它們都含有堿（base）中含有堿——氫氧化鈣，氨水（NH3的水溶液）也是堿。與酸相類似，許多堿在水中電離時，生成的陰離子都是

圖-12呈堿性的物酸堿指示活取4支試管，分別加入稀硫酸、然后在4支試管內分別滴入幾滴紫色石蕊（litmus）試液，如圖1-13所示觀察并記錄石蕊試液在4種溶液中呈現 在稀鹽酸中

氫氫氧氧化化稀稀鈉鈣硫鹽溶溶氫氫氧氧化化稀稀鈉鈣硫鹽溶溶酸酸液液 在氫氧化鈣溶液中 實驗表明酸能使紫色石蕊試液變 色，堿能使紫色石蕊試液變在酸性或堿性溶液里能顯示出不同顏色的物質，叫做酸堿指示劑（acid-baseindicator），通常簡稱指示劑。下面是常見的指示劑和它們在酸7

閱用用表1-2某些花浸出液的變溶液酸堿性的強弱程石蕊試液雖然能夠測定物質的酸堿性，但酸堿性的強弱，而物質酸堿性的強弱卻與我們的生活密切相關。例如，土地的鹽堿化使土壤堿性增強，如圖1-14工業(yè)廢氣的過量排放，雨水酸性過強，形成酸雨，造成公害，如圖1-15所示。為了了解和控制物質的酸堿性，我們需要測定物質酸堿 圖1-14鹽堿 圖1-15被酸 第1pH是反映物質酸堿性強弱的指標，它的范圍通常在0~14之間。pH越低，酸性越強；pH越高，堿性越強；pH等于7的物質呈中性 酸性增 中 堿性增圖1-16pH使用pH試紙，如圖1-17

用pH試紙測試的方法比較粗使用一種稱為酸圖1-17pH試紙與標準比色活

試紙上，將試紙顯示的顏色與標準比色卡對照，看與哪種顏色最接近，從而確定被測溶液的pH。根據pH便可判斷溶液的酸堿性強弱。4%pH水9。閱我們身邊物質的洗衣皂的pH高，堿性強，適用于洗衣物；香皂、藥皂pH低，適用于洗臉、。0~4些水分，pH.4~。食用醋酸的pH為3左右，因為酸性環(huán)境可抑土壤中有機質向有效養(yǎng)分轉化，促進農作物生長。pH為4~6的土壤會使農作物根系發(fā)黑；pH為8以上的土壤會腐蝕農作物并板結成塊。鹽堿地的pH9以上，草木難生。練用pH試紙測試物質酸堿性的強弱，測得的pH越高， 越強。當pH=7時，物質呈 滴眼 檸檬 食 肥 發(fā)酵 洗凈第133 鹽酸（hydrochloricacid）是工業(yè)上常用的酸，它的化學式是HCl活查閱鹽酸試劑瓶的地聞一下鹽酸的氣味。鹽酸具有氣味。 圖1-18鹽酸的揮發(fā)HCl＋AgNO3=AgC

濃鹽酸和濃硝酸均具有及時把試劑瓶AgCl是溶于水或酸的硝酸銀溶液可以用于檢驗鹽酸或氯離子的活

雞蛋殼的主要成分是碳

將燃著的火柴試管口，如圖1-19所示。你看到了 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋鹽 圖1-19雞蛋殼與鹽酸的反 這些現象都是物質變化的取一枚生銹的鐵釘（鐵銹的主要成分是Fe2O3），觀察它的顏色。地讓生銹的鐵釘沿著試如圖1-20所示。過一會兒取出鐵釘，用水沖洗干凈。。Fe2O3＋6Hl=2FeCl3＋。

圖1-20鹽酸跟鐵銹CuO＋HC＋探建立假 第

你的實驗支持你的假設嗎？為什么。與同學討論對照實驗的設計思路和作用 硫酸（sulfuricacid）也是一種常見的酸，它的化學式是H2SO4活Fe2O3粉末、CuO粉末、uH)2、l1-21的現象是。

Cu(OH)2BaCl2溶圖1-21稀硫酸酸性的實①。③。⑤。稀鹽酸、稀硫酸以及其他的酸溶液中都含有氫離子

如果濃硫酸不慎濺到皮活 取一只盛有50毫升水的燒杯，把約10有何感覺

切不可把水倒入濃硫酸皮膚等含有碳、氫、氧3種元硫酸能把其中的氫元素和氧元素“脫出”濃硫酸還能直接吸收空氣中的水分，具有吸水性。因此，常用濃硫酸做干燥劑，用來干燥氧氣、氫氣、二氧化碳等氣體。思考與酸 氯化鋅）等；胃液中含有鹽酸，可幫助消化。硝酸（nitricacid）也是一種在工業(yè)上有著廣泛用途的強酸，它的化學式是HNO3 硝酸有很強的第1練練怎樣鑒別3用pHpH器里放置2天后，蒸餾水的pH將發(fā)生怎樣的變化？你認為引起蒸餾水pH改變的原因是什么？如果我們的環(huán)境沒有任何污染，雨水的pH應該是多少？有氣體產生。這種氣體是（。A.二氧化硫B.二氧化碳C.氫 D.氧的質量分數為20%），與足量的廢鐵屑起反應，可生產FeSO4多少噸？44堿有哪些性活 pH試紙試驗，氫氧化鈉溶液能使pH試紙呈什么顏色述實驗結果都填入表1-5中。在研究了酸的性質后，我們知道認識物質有一定的方法。例如，對一類物質中的典型物質進行分析，用對比實驗的方法尋找物質的特性，從物也可以采用類似的方法。生產硫酸的工廠排放的廢氣里含有污染環(huán)境的二氧化硫，如果將廢氣SO2＋NN2S＋活在2支試管中分別注入2~3毫升氯化銅溶液和氯化鐵溶液，它們各顯什么顏色 在上述2支試管中分別滴加1~2毫升氫氧化鈉溶液，試管中發(fā)生了 。氫氧化鈉和氫氧與酸一樣，不同的堿由于組成不同，往往會顯示出不同的性質。氫氧化鈉（sodiumhydroxide）俗稱燒堿或苛性鈉，化學式為NaOH。你可能很少接觸

第1圖-22氫氧化鈉查閱氫氧化鈉試劑的說明及相關資料，說出氫氧化鈉可能具有哪些性活用藥匙取少許氫氧化鈉固體，放在表面皿上，如圖1-23所示，觀察它的顏色、狀態(tài)等。幾分鐘以后再觀察這些氫氧化鈉，你發(fā)現有什么變化？ 圖1-23氫氧化鈉的潮 2~3分鐘，試管中有什么變化 在空氣中的某些固態(tài)物質容易吸收空氣里的水分，表面潮濕而逐步溶解，這種現象叫潮解（deliquescence）

做某些氣體（氧氣、 aH 活 在2支試管中各加入3毫升氫氧化鈣溶液，然后分別滴加鹽酸和硫酸，如圖1-所示,觀察有什么變化發(fā)。化學方程式為 。

氫氧化圖1-24檢測氫氧化鈣的性23鈉溶液和氯化鐵溶液，如圖1-24所示,觀察有什么變化發(fā)生。?；瘜W方程式為 。氫氧化鈉、氫氧化鈣及其他可溶性堿，因為都含有氫氧根離子所以具有相似的性質：堿的水溶液能使紫色石蕊試液變藍、無色酚酞試液第練練好的方法是（。用水 C．用鹽酸 用一種試劑就能區(qū)分鹽酸、食鹽溶液、澄清石灰水，這種試劑是（酚 B．石蕊試C．氯化鐵溶 D．氫氧化鈉溶NH3·H2O（NH4OH），它能與二氧化碳反應生成碳5酸和堿之間發(fā)生5活氧化鈉稀溶液的試管里，各滴加1滴酚酞試液用滴管吸取反應后的溶液滴在蒸發(fā)皿中，在燈上烘干，蒸發(fā)皿上留下了什么？。

圖1-25氫氧化鈉溶液與酸的反思考與色，這說明溶液的酸堿性發(fā)生了什么變化?NaOH＋HC＋H2O2NaOH＋242S＋2H2O思考與讀讀 1-26，用你自己的話，概括一下酸與堿之間反應的實質 圖1-26酸與堿之間反應酸堿反應的應 農業(yè)上用施加熟石灰［主要含Ca(OH)2的方法來降低土壤的酸性，或處理第1實確定3~4個地塊取樣。圖1-27取樣圖示每個取樣點要去掉表面的石塊和動植物殘體，取0~20厘米范圍內的土壤各20克左右。同一地塊上取來的土樣放在同一個布袋中，進行編號，并記錄按照編號，取1克左右土樣放入試管中，加入530秒鐘后靜置。待土壤微粒下沉后，用玻璃棒蘸取上層清液，滴在精密pH試紙上，將試紙上呈現的顏色與標準比色卡比色，記錄下相應的pH，填入表1-6中：表1-6土壤樣品~練 一定等于 B.一定大于 C.一定小于 D.一定等于 第第6 幾種重要的，氫氧化鈉的組成是NaOH，它們相互反應，在生成H2OC-Na+。如果蒸發(fā)溶液，這兩種離子就會結 圖1-28一些常見的思考與幾種鹽的性純堿又稱，是碳酸鈉sodiumcarbnat如1-2Na2CO3·10H2O像這樣的結晶水合物中，所含的水稱為結晶水。在常溫下干燥的空氣里，Na2CO3·10H2O圖1-29碳酸活酸鈉的水溶液 性碳酸鈣calccarbonate）形成的巖石是重要的建筑材料。潔白純凈的碳酸鈣巖石叫做漢白玉，可直接用來做裝飾性的石柱或工藝品（如圖圖1-30螺殼中含有圖1-31漢白第1CaCOCa(OH)2＋H2O3=aO3↓＋思考與食鹽（tablesalt）的化學式是，有的來自海水，內陸有的地方也用維持體內氯化鈉的正常濃度。內多余的如果由于腹瀉、或大量出汗而失鹽胞內的水滲出，使蛋白質凝固，具有殺菌作用。圖132明朝《》中思考與為何用食鹽腌過類和蔬菜（如圖圖-33臘肉和咸活。 思考與4鹽可分為可溶性鹽和不溶性鹽，各種鹽的溶解性可在溶解性表（參見2）中查詢。常見的可溶性鹽有K+、Na+、NH+等離子與酸根離子組成的鹽。常見的不溶性鹽有硫酸鹽中的BaSO4AgCl和大部分的碳酸鹽。人們常利用一些鹽的溶解性來實現物質的、提純和鑒別。4活Na2CO3CaCl2。在上述反應中，CaCO3溶解度小，從溶液中析出，兩種鹽反應生成了兩種新鹽。這種由于化合物互相交換成分生成新化合物的反應稱為復分解反應doulepositionreactio。思考與也有些鹽是用化學方法的。我國化學家對制堿工業(yè)有重大貢獻，第1 熱愛，1949年的家、化工專家，他的名字將化學工業(yè)史冊上閃光。

圖1- 高而成為貢品，該鹽井也被稱為“貢井20世紀上半葉現代機器引入和所運用的技術，以及各種工具、我國勞動人民的聰明才智 圖1-35燊海農作物正常的生長發(fā)育和開花結果，除了需要一定的光照、水分、空cheiclfertilize簡稱化肥，是用礦物、空氣、水等做原料，經過化學加工精制而成的肥料。化肥主要包括含有氮元素的氮肥、含有磷元素讀氮 磷 鉀 圖1-36鹽和化第1NH3H2O＋C2=N4C3碳銨）2NH324=(N424硫銨）

人的尿液里有從體內排出的含氮有機物，如尿素CN2］，它們在磷肥能促進農作物根系發(fā)達，增強吸收養(yǎng)分和抗寒抗旱能力，促進作物穗數［CaSO424的混合物鉀肥能促使農作物生長旺盛，莖稈粗KC

圖1-37常見的（有機肥。農家肥料中有機物和多種營養(yǎng)元素（如微量元素硼、思考與（不要用鐵制容器）加入約1克膽礬，再加水約90毫升，制成硫酸銅溶液；實44銀溶液，碳酸鈉溶液，蒸餾水，CO2發(fā)生裝置，導管，橡皮管。取3支試管，分別倒入稀硫酸、硫酸銅溶液、碳酸鈉溶液。在 3。第13支試管中分別滴加幾滴硝酸銀溶液，觀察到的現象 3。4為什么在本實驗中，還可用這兩種溶液分別檢驗含SO2-和Cl-的化合物？4閱 明礬石（alunite）是重要的化工原料，可用于明礬、硫酸鋁、硫KAl(SO42H2OAl(4%以44%~4.是至今探明的世界上最大的明礬石礦練硝酸鉀是重要的鹽，化學式為KNO3。硝酸鉀是我國古代勞動人民發(fā)明的

在鑒別物用嘴嘗任何化 因為缺乏知識，有人誤把被稱為“工業(yè)用鹽”的亞硝酸鈉化學式為NaNO當做食鹽放進食物。亞硝酸鈉對人來說是劇毒的，食用后易造成嚴重的。根據亞硝酸鈉的化學式，你能否確定它的什么組成成分用化是的？試設計一個驗鑒別食和硝酸鈉。第1人們可以通過觀察、實驗等方法認識物質的變化和變化的規(guī)律，并利用物質變化的規(guī)律造福人類。酸堿指示劑能顯示溶液的酸堿性，如紫色石蕊試液在酸性溶液中呈紅色，在堿性溶液中呈藍色。pH酸有一些共性，如能使指示劑變色、能與某些金屬氧化物反應、能與堿反應、能與一些鹽反應、能與一些金屬反應等。濃硫酸除具有酸的共性外，還有吸水、脫水等特性。濃鹽酸、濃硝酸均具有揮發(fā)性。

的 及其變化鹽第第2材料是人類生產和生活的重要物質基礎隨著人們對物質及其轉化規(guī)律的認識不斷加深各種物質的用途和新型材料不斷被發(fā)現。金屬材料、有機合成材料以及新型材料的應用和發(fā)展，你知道家是如何研制新材料的嗎？各類物質的轉化規(guī)律對材料的發(fā)現和利用有什么指導作

第1 金屬材金屬與非金讀 圖2-1金屬和非金

大多數非金屬沒有光澤，外表暗淡。在常溫下，大多數非金屬元素所組成的單質是氣體，也有一些是固體，溴Br非金屬單質。固體非金屬較脆，用錘子敲擊時，它們中的大多數很容易碎裂甚至變成粉末。思考與第2金屬具有良好的導電性、導熱性和延展性，而非金屬的導電、導熱 化能均較差，也沒有延展性 材利金屬的用途非常廣泛，不同的金屬有不同的用途。人們常根據金屬的料一般屬性和每種金屬的獨特性質來選擇使用金屬。為了研究金屬的性質，用利活高，不易熔化 比較硬 有延展性 有導電性 我們可以設計一些實驗方案，或通過來分析金屬的物理性質，析結果填入表2-1中。用把分析結果與同學交流，看誰獲得了更豐富的和更準確的結論思考與2種原因。

常見金屬材 屬材料實際上 合金,你知道這是為什么圖2-2合金 圖2-3金和銅的合金—18K把一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或非金屬一起熔合而成的具有金屬特性的物質，就稱為合金（alloy）。合金往往比純金屬具有更思考與

小很?。{米級）的粒閱 記憶合一些特定成分的合金（如鎳鈦合金，在外力作用下會發(fā)生變形，當把外力去掉后，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。這種合。用合金在一定溫度下做成矯形弓絲，矯形弓絲為了恢復原來的形狀，便對牙齒施力，于是牙齒在合金的作用下變得整齊第2好看。而用合金制作的眼鏡架，如圖2-4所示則具有

圖2-4用形狀合金制作的鏡金屬的污染和回收利圖2-5大量的工業(yè) 圖2-6從飲料罐中回收金屬鋁目前，我國大多數均運到填埋區(qū)處理。像鉛、鎘等的金屬被腐蝕后會溶于水中形成金屬離子，污染土和水。潮的空中，金屬的氧化和銹蝕也會污染土壤，危

圖2-7發(fā)電廠在處理固為了有效地防治重金屬污染，2011年4月初，正式首個思考與工業(yè)越發(fā)達，金屬廢棄量就土地，而且污染環(huán)境，因此基本上所有金屬都可循環(huán)再生，

可回 不可回

鐵、銅、錫、鋅、銀和金等 圖2-8分類收我們可用巨型的電磁鐵把廢鐵從中分離出來圖2-1，也可以從工業(yè)金屬廢料中回收其他金屬。例如，鋁的循環(huán)再造技術較簡單，只需把鋁罐加熱熔化后，便可以制成新的用品。圖2-9從廢置車輛的車身回收鐵 圖2-10巨型電磁鐵可把鐵從練收集有關“棄置金屬所帶來的環(huán)境問題”的資料，撰寫一篇約300字的簡短報告第222與與料 料用金屬與氧氣的反讀鋰鈉鎂鋁鉀鈣鈦鉻錳鐵鎳銅鋅銫鋇鎢鈀銀錫鐳銥鉑金鉈鉛鉍鈾圖2-11部分金屬元活1根鎂帶、1根銅絲同時在燈的外焰上加熱，如圖2-12。不燃燒的那根金屬冷卻后表面的顏色發(fā)生了什么變

化 鎂 銅圖2-12金屬與氧氣反應實

22MgO222Cu＋O△2

金屬鐵在潮濕的空氣中會被氧氣所氧化而生銹（鐵銹的主要成分是金屬鋁的表面易生成一層致密的氧化鋁保護膜，它能金屬鋁繼續(xù)如圖2-13所示。圖2-13鋁制容金屬與酸的反活。

思考與第2材活 材料取少量鎂條、鋅粒、銅片分別放入盛有稀鹽酸的3支試管中，觀察 用 Mg＋l＋H2↑Zn＋Z＋ 取少量鎂條、鋅粒、銅片分別放入盛有稀硫酸的3 Mg＋2S4＋H2↑Zn＋H24ZS＋

實驗室中常用金屬鋅與稀硫酸反應來。思考與像這類由一種單質跟一種化合物發(fā)生反應生成另一種單質和另一種化合物的反應叫做置換反應discementreactio。金屬的活動性順探提供的實驗藥品：銅絲、鐵絲、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3提出問題，建立假設

（經過除油、除銹處理）2-14實驗過 相應的化學方程式

圖2-14鐵與硫酸 思考與經過許多實驗，人們總結出一些常見金屬的金屬活動性順序metaKCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPt

金屬 金屬 酸 金屬 金屬 酸圖2-15置換反應示意第2按金屬活動性順序，一種活動性較強的金屬能把另一種活動性較弱 化金屬從它的鹽的水溶液中置換出來，排在氫前面的金屬可以把酸里的氫 材利換出來。這些反應都是置換反應 利用思考與用金屬活動性順序說明金屬具有怎樣的化學性質？它對置換反應的發(fā)生有何意義？濕法煉銅技術是我國古代勞動人民發(fā)明的，我國是世界上最早使用濕2-16思考與

圖2-16濕法煉閱-Zn＋4C＋

防止金屬腐蝕的常用方活。。取一塊純鐵片，按上述銹蝕條件進行實驗，它生銹了嗎？為什么？。由此可見，金屬的銹蝕 油與周圍環(huán)境里水、空氣等物質的作用有關，也與金屬內部 抹結構有關。根據金屬銹蝕的條件，人們采取了一系列措施 菜思考與討 圖2-17金屬防銹蝕的常用方2練練設計實驗除去雜質：①銅粉中含有的少量鐵粉；②C溶液中含有的少量化工顏料商店的涂料添加劑“銀粉”是什么金屬，通過實驗做出初步分11把1塊綠豆大的金屬鉀放入1

該實驗反應劇3有機物和有機合3自然界中的物質有數千萬種，這些物質都是由100多種元素以不同的方式排列組合形成的。除了我們前面研究的無機物以外，還有一個化合物？簡單的有機一定條件下，經過陽光的照射和雷電作用，會合成簡單的有機物，如甲烷鹽等除外C、H、O、N等元素。有了有機物才有生命。我們經?？吹嚼锩俺鲂馀荩@些從底部冒出的小氣泡俗稱沼氣，其主要成分就是有機物甲烷。稻草及動物糞便經過發(fā)酵也會產生大的沼氣，農村里常用作 供熱。一些城市家庭中使用的管道天然氣，其14H 圖2-18甲烷的正四面體模 圖2-19天然氣的開思考與活。反應的化學方程式為：CH4=CO2圖2-20甲烷氣體的燃燒實

由于甲烷氣體甲烷前要檢驗甲烷除了甲烷氣體外，打火機內液體的主要成分丁烷也是一種簡單的有機物，其化學式為C4H10家用液化氣的主要成分是丁烷，氣態(tài)的丁烷經壓縮。乙炔氣體C2H2也是一種簡單的有機物。它在氧氣中燃燒可產生3000℃第2圖2-21用氧炔焰焊接和切割思考與有機物有許多特性，這些特性常們應用到日常生活和生產之中。

由于大部分有機 是石油產品之

乙酸乙圖2- 生物體中的有機有機物是生物體各組織的主要成分。的生長發(fā)育和體內各組織的新陳代謝，都需要各種有機物的參與。糖類、蛋白質、脂肪等都

一些食物,如面條、面包、米飯等主要含有糖類物質，這些糖類因為它們的主要成分都是蛋白質。蛋白質是細胞結構里最復雜多變的一類大分子?；? 氣味活動1中聞到的氣味就是一種有機物——蛋白質燃燒的結果。脂肪不溶于水，但可溶于。脂肪是生命體重要的營養(yǎng)物質，主要起到能量的作用。人每天攝取的食物，大部分都是有機物。這些有機物在生命活動中經過消化吸收、、轉化、消耗等過程不斷地變化著，實現各種物質的轉化和能量的轉移。有機合成材有機合成材料的主要成分是用人工合成的方法制得的高分子化合物，第2與讀 與材 用圖2- 活看看廚房里的圖2- 思考與塑料制品一般具有良好的性能，容易加工，輕便實用，有的還有特殊2-25 合成纖維是以石油化工產品等為主要原料人工合成制得的。不同品種的合成纖維具有各自獨特的性能，例如：聚酰胺纖維（錦綸）的耐磨性，聚酯纖維（滌綸如圖2-26）的挺括耐摺性，聚丙烯腈纖維（腈綸）（如圖2-27）圖2- 圖2- 第2合成纖維因其具有特殊性能，被廣泛用于制造航天器、飛機、火箭 化材 材利 利用械瓣）與的結合部最大限度減小對組織的。機械瓣在人體內有較好的耐圖2-28人造心臟瓣膜與的結合部由合成纖維制于工農業(yè)、國防、交通及日常生活中，如圖2-292-30所示。圖2- 圖2- 有機合成材料在給人們的生產、生活帶來便利的同時，也對環(huán)境造成了影響。例如，有些塑料的結構穩(wěn)定，不易分解，因此這些廢棄塑料制品會帶來嚴重的環(huán)境污染問題。

色污染”圖2- 練木炭氯仿醋酸碳酸鈉蛋白質汽油蛋清橡膠塑料袋頭氯仿、水、、汽油、鹽水中，哪些物質能溶解脂肪第4 物質的分物質分類的方第2與與活 料利

硫 氧 醋

當我們研究某一物質的圖2- 按顏色分 按狀態(tài)分物質的性質、用途與其組成有密切的聯系， 家常常根據組成來物質分類。純凈物可分為單質和化合物，單質按照性質不同又可分為金屬和非金屬。圖2- 圖2-

一般把由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物稱為氧化物（oxide）。根據組成元素的不同，氧化物又分為金屬氧化物和非金屬氧化物?；衔铮╥norganiccompound）一般是指由碳除外的其他元素組成的化合物合物（organiccompound）主要是指含碳的化合物（碳的氧化物、碳酸和碳酸活2-357冰醋酸、無水硫酸銅粉末、色拉油、高錳酸鉀、碳酸7只燒杯中所裝的物質各是什么嗎？你能將這些物質按照

未知物可能因此不要用手去到容器口去聞氣圖2- 思考與第2化常見物質的分 化與 讀

有機化合 氧化酸無機化合 鹽

圖2- 氯化鈉、高錳酸鉀等8種物質進行分類，并把它們填入表2-2中。2-2分類表酸堿鹽練氯氣 氯氣 ）生石灰 ）硫酸鋁 ）鋇 ）干冰 ）熟石灰 ）磷酸 ））燒堿 氧化鈉 ）） 2

第5 物質的轉家常利用物質與物質之間的反應，制造出許多新的物質，使物質世界更加豐富多彩。那么，哪些種類的物質之間可以發(fā)生化學反應？物質之間的反應遵循怎樣的規(guī)律呢？非金屬及其化合物之間的轉活 象 。。CO2與碳酸的

硫是一種、2杯蒸餾水，向其中1杯蒸餾水中吹氣或通入CO2。然后，分圖2-

從2只燒杯中分別取少量液 來 第2 化 材思考與討 C→CO2→H2CO3→。金屬及其化合物之間的轉活。把混合物放進試管內，用燈加熱，如圖2-38所示，此時，有什 鐵 硫 圖2- ?；钤谡舭l(fā)皿中放1小塊生石灰，加少2-39。 圖2- 思考與Ca→CaO→金屬的冶 礦圖2-40幾種為了得到金屬單質，常用的金屬冶煉方法是讓碳與金屬氧化物在高溫下反應，碳能奪取金屬氧化物中的氧，從而得到金屬單質。例如，碳與氧化銅反應后可以得到單質銅，其反應的化學方程式為：C2CuO高溫2Cu＋第2熾熱的炭能在高溫條件下與二氧化碳反應，生成一氧化碳。一氧化 化也會奪取金屬氧化物中的氧，產生游離態(tài)的金屬單質。仍以碳與氧化銅 材利應為例，該過程的化學方程式為 利用C＋2 CO＋C＋活 2-41所示，通入氫氣，過一會兒，再給氧化銅加熱，注意觀察試管中的氧氫氣，直到試管冷卻。試管中氧化銅與。圖2-41氫氣還原氧化思考與由氧化銅銅，還可用其他什么方法在高溫條件下，碳、氫等會奪取金屬氧化物中的氧，使金屬氧化物還原成金屬單質，這種含氧化合物里的氧被奪取的反應，叫做還原反應（reductionreaction）。碳、氫和一氧化碳等能從氧化銅、氧化鐵中奪取氧的

［例題］100Fe2O385%3CO＋e232＋ 100噸 160112＝（100噸×100x＝ ≈62以上解法是根據化學方程式進行計算。本題還可以根據化學式直接因為Fe2O3中含有Fe的質量為mFe，可得2FeFe2O3＝mFe85

＝85噸 23Fe23

＝85160＝59.5m生鐵＝59.5÷9662化合物之間的相互轉在自然界中不斷發(fā)生著各種物質間的相互轉化。石灰?guī)r巖洞里的鐘乳石和石筍，就是巖石中的碳酸鈣經過復雜的化學反應轉化而成的。這些懸掛的鐘乳石如圖2-4如圖2-4和石柱如圖2-4爭奇斗艷，景象萬千。圖2-42鐘乳 圖2- 石 圖2- 石第2與與活 料利1.將一只生雞蛋（或螺螄殼）放到盛有稀 。2．2分鐘后，將生雞蛋從酸中取出，用水 圖2- 。解釋上述變化的原因：。思考與以C為例，分析CCO2H2CO3Na2CO3的變化。設計ZnSO4的4種方法實進一步體 試液，蒸餾水，試管6支。4A、B、C、D，它們是硫酸銅、氯化鈉、A ，B ，C ，D 練有5瓶失去的溶液，分別為l、H2SO4、BaCl2、NaOH、CuSO4?？捎萌螝溲趸V和碳酸鈣乳液可用于治療胃酸過多癥，請寫出相關反應的化學方說出5種氯化鎂的方法寫出用空氣、銅、蒸餾水、三氧化硫4種物質硫酸銅的化學方程式266化化材 材材料與人類社會人類歷史上不同時代所使用的生產工具或中使用的，都記錄圖2- 圖2-48青銅圖2- 2-462-4又用獸骨和魚骨制成了骨針，這使他們捕獲了的野生動物，并利用它們的毛皮保暖。隨著火的使用，古代人開始創(chuàng)造和使用陶器，使人類文明得到了較大的發(fā)展。在掌握濕法煉銅技術之后，又制造出了種類繁多的青從而使農業(yè)生產得到了飛速的發(fā)展。人們利用黏土燒制磚瓦，又將石材用作房屋的柱子和臺階，使住宅變得富麗堂皇。大量合成材料的誕圖2-

來越。

隨 技術的發(fā)展，人們有目的地改進材料的性能，使半導體材料思考與新型材料是指那些新出現或正在發(fā)展中的、具有優(yōu)異特性和功能并能料、先進復合材料、超級陶瓷材料、新型金屬材料、新型高分子材料、超導材料等。圖2-

圖2-

圖2- 現代科技發(fā)展，促使新型材料研究日益向微觀層次深入，產生了納米1~100體中，就會使火箭推進器的前進速度加快好幾倍。納米材料在各個領域有著廣闊的應用前景。思考與第2材材閱 用 用金屬納米材料具有很多金屬材料通常沒有的優(yōu)異性能。例如，金）和納米鉻（r）的交替多層結構在零下269℃仍有較高的延展性。納米金的大度低如塊金高達1064℃為2納327℃就融化了，可為較低溫度下形成合金提供新工藝。因為金屬納米微粒對環(huán)境中的光、熱、濕度和溫度極為敏感，因此可將（加的超細鋁（l）粉或鎳（i）人們對于宏觀物體（肉眼能見的物體，大到宇宙天體）與微規(guī)律性的認識，然而上述兩個領域之間1~100納米大小的那塊領地，在于能夠獲得許多具有獨特性能的材料，而且打開了微觀與宏觀的通材料制造與環(huán)境人們在制造材料的過程中會產生許多污染。為了減少或消除材料制造污染物的防治、轉化和綜合利用的途徑。探怎樣以銅為主要原料硫酸提出問題以銅為主要原料硫酸銅的綠色工藝的可行性如何設計方法。。 化學工業(yè)給社會帶來巨大和眾多產品的同時，也向周圍環(huán)境排放了大量的“三廢廢水、廢渣、廢氣），使自然界的生態(tài)平衡破壞。思考與 第2料練 料圖2-54回收金屬銅的生產流程 某大型高爐年產生鐵4×106噸（96%本章回度和高，具有廣泛的用途。一種單質與一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應稱為置換反應。根據各種金屬得失電子能力的強弱，可排列出金屬活動性順序表。金屬的銹蝕與其在周圍環(huán)境中接觸的物質有關，如：金屬與空氣中生銹的難易程度不同。根據金屬銹蝕的條件，人們采取了一系列措施以防止金屬生銹。含碳元素的化合物有機物具有易揮發(fā)、易燃燒、難溶于水等特性。常見的有機合成材料有合成塑料、合成纖維、合成橡膠等。

有機化合 氧化酸無機化合 鹽

單質、氧化物、酸、堿、鹽等各類物質之間存在相互聯系，并在一在材料的制造過程中，為了減少或消除對環(huán)境的污染，需要設計綠色工藝，以提高原料的利用率，增加產品的產量，同時降低生產對環(huán)境的污染。2 化合第第3能量的轉化與守恒宇宙間的一切物質的運動和變化都需要量。沒有能量，我們就無法呼吸和行走，也無再流動，大海將不再有起伏的波浪，也將失去燦爛的光輝?；磕芰渴侨绾无D化的？能量轉化時會遵循什么第311讀 人的學 汽車行 圖3-1我們的世界充滿著能并不容易。為此，我們先來分析的一個理想實驗。如圖3-2所示，曾經用這個理想實驗論證了物體的慣性，為提出慣性定律奠定在圖3-2的實驗中，小球一旦從斜面滾下，它將會繼續(xù)滾上另一個斜乙、丙比斜面甲陡些還是緩些，小球總是會滾到斜面乙上的B處或斜面丙起始高度相聯系的能量（energy）。當我們把小球提高到A處時，就給予了小 甲圖3-2斜面實思考與能量的形天體的運行、河水的流淌、候鳥的飛翔、人類的行走、蒲公英的 圖3-3做機械運動的物體人和動物的運動要消耗能量，人和動物消耗的能量可以從食物中得到energ。 圖3-4食物和中化

第汽車行駛時需要消耗（如汽油。燃燒時，將在其中的能量釋放出來，供給汽料都著能量，這種能量也屬于化學能。人耳能聽到聲音，超過一定強度會使人耳產生痛感，使受到損傷。強度很大的聲音（如聲）還能將玻璃震碎。可見，聲音具有能量，這種能量稱為聲能（soundenergy）圖3-5所示。才能行駛（如圖3-6），機器人通電后即電能（electricenergy）。各種發(fā)電站外線、微波和X射線等都是電磁能的

圖3-5聲能——沖擊鉆圖3-6電力機圖3-7天線能接收、思考與雷電交加的場面非常壯觀，圖3-8

流動的水具有機械能，現活離不開電能，現代交通離不開汽油燃燒釋練列舉日常生活中需要能量的5種活動。第2 機械游樂園中的過山車從高處滑下時, 在軌道上運動的過山車具有能量。物體由于運動而具有的能量叫做動能（kineticenergy）。飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、擲出的鉛球等物體，都

圖3-9過山圖3-10風力發(fā)電第3如圖3-11所示，放在斜面上某一高度處的小鋼球A滾下時，撞擊水平面上的木塊B，并將木塊B推出一段距離。木塊B被推出的距離越遠，說明小鋼球A的動能越大。A B圖3-11小鋼球撞木思考與3-12中的汽車和摩托車，哪在同一條高速公，為什

圖3-12行駛中的汽車 過山車能夠從軌道的最高處飛馳而下，這是因為其他機械裝置把過山車拉到軌道最高處的過程中，給過山車了能量。物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能gravitationalpotentialenerg?；钤谝粋€鋁盤中放入約2將一根米尺豎直立在細沙上，把金屬3-13記錄這一高度 圖3-13小球 箭運動員把弓拉彎的過程中，給弓了能量，如圖3-14所示。網物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能（elasticpotential圖3-14運動員射 圖3-15網球拍變越用力，網球拍形變就越大，網球就會飛得越遠。由此可見，彈性勢能的大小跟物體形變的大小有關，物體的彈性形變越大，彈性勢能就越大。第3活如圖3-16所示，用細繩把擺錘懸掛起擺動的過，重力勢能如何變化？動能如何變化？在擺錘擺過中點向上擺動的過，重

圖3-16研究擺錘的擺圖3-17研究滾擺的運

3-18 A、B、C、D 圖3-18高處滾下的小在圖3-16和圖3-17所示的實驗中，如果沒有空氣摩擦阻力，擺錘和物體的動能和彈性勢能也可以相互轉化。當拉長橡皮筋時，橡皮筋就了彈性勢能。放手后橡皮筋就會飛出去，橡皮筋的動能就是由繃緊的橡皮筋的彈性勢能轉化而來的。思考與圖3-19撐桿跳

性勢能。當上升到一定高度時，上升，同時重力勢能不斷增加，桿下落的過，他的重力勢能的上游水積蓄了大量的勢能。當這些水通過壩中的水管向低處流動時，勢能轉化為動能。而流動的水沖擊水輪機的葉輪，又將動能傳遞給水輪機，進而帶動發(fā)電機發(fā)電，再轉化為電能，如圖3-20 （動能圖3-20水輪機的葉第3思考與圖3-21為人造沿橢圓軌道繞地球運動的示意圖。離球中心最近的叫做近地點，離地球中心最遠的點叫做遠地點。衛(wèi)那么，從近地點運動到遠地點的過， 圖3-21人造地球練如圖3-22是立定跳遠時的動作分解圖。從機械能的角度來分析，運動員起跳后仍能繼續(xù)向前運動，是因為運動員 在空中運動過，能量轉化過程為。

圖3-22立定跳遠圖3-23彈簧第3能量轉化的第3 功從的角度來看，當運動員舉著杠鈴不動時，圖3-24運動員舉起杠讀圖3-25叉車把貨物從地圖3-27人用力搬石頭

圖3-26人推小車在水平路面上圖3-28人提書包在水平路面在圖3-25和圖3-26中，叉車提升貨物和人推小車雖然是不同的現象，但有共同的特點，即貨物和小車都受到了力的作用，并且都在力的方向上運動了一段距離。在 上，如果物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過了一段距，我們就說這個力對物體做了功wor。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功。第3方向上通過一段距離，因此這個力沒有做功。在圖3-28提力的方向是豎直向上的，而書包是在水平方向通過一段距離，在提力方向上沒有通過一段距離，因此提力也沒有做功。因此，上，做功必須包含兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二思考與或“工作”一樣嗎？塔式起重機下掛著重物（如圖 圖3-29塔式起重 W＝在國際單位制中，功的單位是焦耳，簡稱為焦，單位符號 J。它是 1＝1·體重100牛，把該物體從地面勻到高為1米的桌面上，做了如果將這個物體用30牛的力沿水平

1雞蛋舉高2功大約是1焦。地面勻速拖動10米，做了多圖3-30兩個過程各做多少功

F1＝G＝100s1＝1W1＝F1s1＝100×1＝100F2＝30s2＝10W2＝F2s2＝30×10＝300答：舉高物體做功100拖動物體做功300思考與舉重運動員具有能量才能對杠鈴做功，做功時消耗的能量轉化為杠鈴功的過程實質上就是能量轉化的過程，力對物體做多少功，就有多少能量發(fā)生了轉化。因此，可以用功來量度能量轉化的多少，能量的單位與功的單位一樣，也是焦耳。閱 焦耳（JamesPrescottJoule，1818~1889）余家。1840年，焦耳通過對電流的熱效應出了電能向熱能轉化的定量關系（在本6圖3-31焦耳第3焦耳從1843年開始測量熱功當量，直到1878年最后一次實 在建筑工地上需要把一塊水泥板搬運到某一樓層，如果用起重機來提升只需要幾十秒鐘，如果讓工人搬運上去可能需要幾十分鐘。這說明做相同的功，所需要的時間是不同的，也就是說做功的快慢是不同的。

想，我們是怎樣比較物單位時間里完成的功叫做功率poe。功率反映了物體做功的快慢。根據功率的定義，可以得到功率的為：功率 用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的可寫成P=tW。它是為了紀念英國發(fā)明家瓦特（JamesWatt）而命名的。實際應用中還常用千瓦、兆瓦作為功率的單位。1＝10001＝1×106

圖3-32人和部分交通工具［例題］起重機將質量為750千克的貨物，在0.5分鐘內勻速吊起6米高，起解：貨物的重：G＝mg＝750×9.8千克＝7350起重機的功率：P=W44100焦＝1470＝1.47 0.5×60答：起重機的功率為1.47千瓦思考與根據這一觀點，請敘述例題中起重機的功率為1.47千瓦的意義。練如果一個物體在光滑的水平平面上勻速滑行，那么有哪些力作用在這個物體些條件計算出人踢時對所做的功？為什么？兩個質量相同的人走上同一幢樓的三樓，第一個人上樓用 秒，第二個第3上樓用時35秒，哪個人做功多？哪個一位攀巖者背著質量為7.5千克的背包，用了2與起始點高度相差10米。試回答下如果攀巖者的體重是60第4 簡單機我們每天都在使用機械。我們用筷子吃飯、用剪刀剪紙，都在使用簡,械的發(fā)明和使用，是人類文明進步的動力。使用機械可以使我們做功更加容易，極大地減輕人們的勞動強度，提高工作效率。 活這些工具在使用過有什么共同的特征。

圖3-33開瓶圖3-34常用工如果一根硬棒在力的作用下能夠繞著固定點轉動，這根硬棒就叫做杠桿leve可以是直的，也可以是彎的。為了了解杠桿的作用，我們先來觀察杠桿使O O

O圖3-35蹺蹺 圖3-36用硬棒撬動石3-353-36所示，杠桿繞著轉動的固定點O叫做支點；能夠使杠桿轉動的F1叫做動力；阻礙杠桿轉動的F2叫做阻力；從支點到動思考與中有不少骨也構成了杠桿，正是這些杠桿系統(tǒng)給予人類完成各種能杠成骨—根讀讀圖3-37，尋找上的杠桿。當手拿物體抬起或放下時，找出相應

圖3-37尋 第3圖3- 尋找上的杠探提出問F1F2l1。進行實在杠桿的兩端分別掛上不同數量的F1F2。將讀出動力臂l1、阻力臂l2

圖3-39研究杠桿平改變力和力臂的數值重復上述實驗，共做 1234。思考與杠桿的應 F1l1＝這 第3阻力F2的大小，你能得出什么結論？天 鐵 圖3-40生產和生活中的杠l1l2F1F2，使用杠桿可省力；l1l2F1F2l1＝l2F1＝F2，使用杠桿既不省力，也不費力。思考與杠桿的實例嗎？如圖3-41所示，賽艇上的槳屬于哪圖3-41賽艇運動

點豎直向用200牛的力，道釘撬對道釘會產生多大的力？如果還不能

＝可得：F=l1F=120厘米×200 6厘 200=4000在l、F都保持不變時，要增大F，只 這樣l1取值最大。F1

6厘

1.2圖3-42道釘閱早在3000多年以前，勤勞智慧的就已經開始使用杠桿。他們發(fā)明了用來搗谷的舂（如圖3-43），用來在井上汲水的桔槔（如圖3-44），以及用來精確測量在公元前4~公元前3世紀寫成的《墨經》中就的論述：“衡木：加重于其一旁，必捶一重相若也?！币?/p>

圖3-43 圖3-44桔第3起重機上安裝著一種叫做滑輪的簡單機械?；唒ulle是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的。為了認識滑輪的作用，我們先來學習最簡單的兩種滑輪。活觀察滑輪，并它的結構特點請用滑輪、細線、鐵架臺等設計兩種

方案 方案圖3-45兩種（fixedpulley）和動滑輪（movingpulley）兩類。定滑輪的軸固定不變，動滑輪活G23-46G G1 丁圖3-46定滑輪和動滑

活在圖3-47乙、分別作出定滑輪、動滑輪的動力臂和阻力臂，并找OO 圖3-47滑輪是變形杠桿動滑輪在使用時，O點為杠桿支點，滑輪的軸為阻力作用點，提升重物時，若不改變拉力的方向，則動滑輪相當于動力臂是阻力臂2倍的省力滑輪實際應用時，常常將定滑輪和動滑輪組合成滑輪組pulleysyste輪組不但可以省力，而且可以改變力的方向。那么，使用滑輪組時，拉力的大小究竟跟什么因素有關呢？第活按如圖3-48甲所示方式勻速拉動繩子，記錄此時承擔重物和動滑輪總重的繩子股數和彈簧測力計的讀數F1。的讀數F2。

圖3-48甲乙思考與杠桿、滑輪等簡單機械，有的省力、有的不省力，使用它們時，有的可以少移動距離，有的卻要多移動距離。在使用簡單機械時，你認為［例題］纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛，用知動滑輪重20牛，摩擦及繩的質量不計F＝600牛＋20牛＝620牛。因為總重是由2股繩子承F=G

620=3102 答：提升600牛的重物。 滑輪組不能用來提升600牛的重圖3-49滑輪機械的使用給人們的工作帶來許多方便。如果從功和能的角度進行分析，卻會發(fā)現在使用機械時，我們做了一些并不希望做的功。3-50G1們提升重物過必須要做的功，這部分功叫做有在提升重物的過，由于動滑輪本身也受到必須克服動滑輪自身的重力和動滑輪上的摩擦力做一定量的功，這部分功并非我們需要但又不得不額外做的功。利用機械時，人們不得不額外做的功叫做額外功。

圖3-50研究做功情況WWW額思考與

+第3轉使用機械做功時，有用功在總功中所占的比例越大，說明利用機械 轉與作的效率就越高，或者說機械工作時能量的利用率越高 上把有用 與守跟總功的比值叫做機械效率（mechanicalefficiency）

η為希

總

有用表示有用功，ηW有

字母，漢語拼讀做yita。機WW總

機械效率是表示機械性能的一項重要指標。一般的滑輪組的機械效50%~70%，起重機的機械效率是40%~50%，抽水機的機械效率為60%~80%。在使用機械時，總是盡可能減小額外功以提高機械效率。提高機械設備的機械效率有著重要的現實意義。思考與你是否看到過如圖3-51所示的搬運貨物的情景？斜放的平板構成了一個斜面（inclinedne），斜面也是一種簡單機械，利用它可以斜面作為一種簡單機械，使用時也圖3-51斜面是一種活如圖3-52所示，將1長s和斜面的高度h。用彈簧測力計測出小

sh圖3-52測量斜面的機改變斜面的傾斜程度，重復上述步驟2））η練臺風是一種破壞力很大的性天氣。某次臺風把市民公園的一棵大樹吹倒了，最小的方案是 圖3-53不同的扶樹方F1、F2表示），并畫出動力臂和阻力臂（l1、l2表示BAO圖3- 圖3-553他所受的重力可視為集中在A點，如圖3-57要使圖3-58中的重物和動滑輪的總重由3在圖3-58上。

A圖3-56俯臥502厘圖3-57用鐵錘拔 圖3-58繞制滑輪5物體的5裝有水的鐵鍋放在點燃的煤氣灶上，鍋中的水會被加熱，這時水具有的能量——內能增加了。那么，內能究竟是怎樣的一種能量呢？如何改變物體的內能？ 圖3-59運動著的具有動 圖3-60運動著的分子也具有動圖3-61形變的彈簧具有勢 圖3-62相互作用的分子具有勢物體內部所有分子熱運動的動能和勢能的總和，叫做物體的內能一切物體，不論溫度高低，都具有內能。熾熱的鋼水（如圖3-63）具圖3-63熾熱的鋼水具有內 圖3-64寒冷的冰雪也具有內思考與第3溫度不同的兩個物體之間會發(fā)生熱傳遞。在熱傳遞過，溫度高的在熱傳遞過，傳遞內能的多少就是物體吸收或放出的熱量。因此，思考與方法，如圖3-65所示。鉆木為什么能獲得火呢？圖3-65鉆木活把圖釘按在筷子的一端，手握筷子使圖3-66圖3-66壓縮氣體做力做功使物體內能增加

活3-67圖3-67氣體對外做實質上是其他形式的能量與物體內能相互轉化的過程。外界對物體做了多內能轉化為其他形式的能量。因此，功可以用來量度內能改變的多少。思考與有一只瓶子，里面裝著一些鐵屑，可以用什么方法使鐵屑的內能增加？如果你沒有看到內能改變的過程，單憑鐵屑溫度的升

圖3-68能做出判斷嗎比熱1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容（specificheatcapacity）比熱容用符號c它的單位是焦/（千克·℃），第3比熱c千克·℃）-c千克·℃）-水鋁冰銅鉛從表中可見，水的比熱容比砂石大得多。在質量和吸收或放出的熱量相同的條件下，水的溫度的變化比砂石要小得多。因此，在同樣的陽光照射的條件下，一天之內內陸地區(qū)的氣溫變化比沿海地區(qū)大。熱量的計在熱傳遞過，如何計算物體所吸收的熱量的多少呢？我們可以利用物質的比熱容來計算某種物質在熱傳遞過吸收的熱量。例如，已知4.×103/·℃，這表示質量為11℃時4.2×10321℃時吸收的熱量是8.4×103210℃20℃30℃時吸收的熱量是8.4×104焦?？梢?，水吸收熱量的多少等于水的比熱容、質量和升高的溫度的乘積。t0表示物體加熱前的溫度，t表示物體加熱后的溫度，則我們可以得到一個Q吸=cm（t-思考與

［例1］一塊質量為5千克、溫度為10℃的鐵塊加熱到200℃，鐵t＝200c＝0.46×103（千克·℃）。00答：鐵塊吸收的熱量是4.37×105［2］質量為2千克的砂石和水，它們都吸收了31焦的熱量，砂水解從表中查出砂石的比熱容 ＝0.92×103焦/（千克砂水＝42×103（千克根 ：Q＝cm（t－t）=cmΔt，可得：Δt=Q 吸 7.36×104吸Δt砂石=cm砂石Q

0.92×103（千克·℃）×27.36×104

Δt水=c水m =4.2×103焦/（千克·℃）×2千克≈ 熱機在人類生活中發(fā)揮著重要的作用。許多現代交通工具靠它來提供動力。熱機的應用和發(fā)展推動了社會的快速發(fā)展，使人類步入工業(yè)化時代。熱機。盡管不同種類的熱機有不同的汽車是我們最熟悉的交通工具之一。在汽車上用的動力裝置絕大多數屬于內燃機。內燃機就是在機器氣缸內燃燒的熱機。以汽油為的內燃機叫做汽油機，以柴油為的

內燃機叫做柴油機 圖3-69內燃機剖面第33 甲吸 丁排*壓 丙做圖3-70汽油機的工作原理示意思考與在汽油機的工作過，哪個沖程使汽車獲得動力？在哪個沖

熱機工作時，用來做有用功的能量 完全燃燒放出的能量之比就是熱機的效率。汽油機的效率一般為20%~30%柴油機的效率可達熱機的廣泛使用，極大改變了人類的生活和工作方式。但是，熱機在使用過程都要排出廢氣，這些廢氣中含有SO2、NO2、CO2、CO害的氣體，嚴重污染了空氣，影響著人類和動植物的生存。減少熱機中有害物質的排放量，已成為人類保護環(huán)境的重要舉措?？諝鈬姎獍l(fā)動機工作時，需要噴 風 廢

既可以在大氣層外的宇宙空間工作，圖3-71空氣噴氣發(fā)動使用的不同，分為固體燃

圖3-72火箭噴氣發(fā)動

第3夠放出熱量。灶具、汽車、輪船、火力發(fā)電廠和各種火箭等，都是利用 圖3-73的使用燃燒是物質劇烈氧化的過程。從能量轉化的角度來看，燃燒釋放熱量的過程，就是將在中的化學能轉化為內能的過程。由于的成分不同，相同質量的不同燃燒時放出的熱量也不相千克。煤氣（焦天然氣（7.1~8.×107氫

用天然氣燒水時，天然氣燃燒放出的熱量只有一部分傳遞給水，另一部分傳遞給盛水容器、爐子以及散失到空氣中。因此，改善燃燒條件，使盡可能完全燃燒同時應盡能減少各種失，既可以節(jié)約、提高率，又可以減少污染、保護環(huán)境。廢氣CO2H2O，CO2是導致物，這些都是的物質。

有30%用于發(fā)動機的

圖3-74汽車的能耗分配2011年，我國汽車保有量已突破1億輛，年需要燃油超過2億噸。汽練第3能熱水器內盛有100千60℃，則這些水吸收了多少熱量？汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)里裝有20千克20℃的水，若發(fā)動機工作時放出21汽油的熱值是4.6×107焦/千克，它表 1千克汽油，將焦 能轉化 能66電能是現活和生產中最常用的一種能量。生活中每戶家庭都要向電能與電讀

圖3-75家用電器中的能量轉

1千瓦時=3.6×106用電器在一段時間里消耗的電能的多少，可以用電能表來測量。電能表也叫電度表。如圖3-76什么意思呢？表應該接在220伏

kh：電能rkW·h接在該電能表上能表的額定電流用電器，每消耗1千10安，在短時間內瓦時的電能，電能用時電流可允許的轉盤轉過600圖3-76電能用電時，電能表的鋁質轉盤便轉動起來，計數器就將電路中所消耗的電能記錄下來。某段時間電能表上先后兩次讀數之差，就是這段時間電路消耗的電能。思考與89

8月圖3-77電能表的數字第3目前，一些城市使用電子式多費率電能表（如圖點是可以根據不同時間段用戶的用電情況分別計算費用。供電部電器的電功

圖3-78電子式多費率電能在相同的時間內，不同的用電器消耗的電能并不相同，也就是說，電流做功的快慢不同。電流做功W、1200W等數字表示了電器的電功率。電流在單位時間內做的功，叫做電功率

220V圖3-79power）。如果用字母P表示電功率，W表示電功，t表示時間= =t用電器銘牌上標有的電壓值叫做額定電壓，標有的電功率值叫做額定ratedvoltagratedpowe是用電器在額定電壓下消耗的電功率。3-6~讀3-80是某型號全自動洗衣機的銘牌，所謂輸入功率，是指電器消耗的總電圖3-80洗衣機銘活取三只電功率不同的燈泡：220V15W、220V40W、220V60W，分別接電功率和電功的探提出問小燈泡的電功率跟電流有關，電流越大，電功率就越大。第3AA1AA2

圖3-81研究電功率跟電流的關 式串聯在電，從而控制通過它們的電 進行實驗，收集收集到的數據和觀察到的現象分別記錄在表3-7和表3-8中。

圖3-82研究電功率跟電壓

P＝使用時，若U的單位為伏，I單位為安，則P的單位為瓦。因此，1＝1·思考與P＝WP＝UIttW＝這就是說，電流在某段電做的功，等于這段電路兩端的電壓與通根據W＝UIt，電功單位焦耳也可表示為1焦＝1伏·安·中，通過燈泡的電流有多大？這只節(jié)能燈正常工作2解：燈泡的額定電壓為220伏，額定功率為11瓦電流：I＝P＝110.05 220消耗電能：W＝Pt11×2×360079200

如果電路電壓與用電器的額用電器可能根本不能工作，或者答：當節(jié)能燈接在220伏的電路中時，通過燈泡的電流為0.05安燈消耗的電能為79200實1。2第3常用的小燈泡1只（標明額定電壓，未標明額定功率），電流1滑動變11電池組（總電壓高于燈泡的額定電壓1只，導線若干。好等于燈泡的額定電壓。讀出此時兩只的讀3-9為小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化（相對于額定電壓下的亮度），讀出兩只的讀數，并記錄在表3-9中。調節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約為小燈泡額定電壓的0.8。并記錄在表3-9中。123常用電熱

圖3-83家用電熱思考與活各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。燒瓶與玻璃管相當于液體溫度計，只要比較2根玻璃管內液面上升的高度，就可以比較進而比較2根電阻絲放 圖3-84研究電熱跟哪些因素有將2根電阻絲串聯在電路中，標出2根玻璃管內液面的位置。 經過一段時間后，標出2根玻璃管內液面的位置。比較2根玻璃管內液面上升的高度，可以推測得出當電流相等時， 當2根玻璃管中的液面降回到原來的高度后減小滑動變阻器的阻值， 第3 （Joule'slaws），Q＝I思考與電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有轉化為其他形式的能，那么，電熱就正好等于電功。這種情況下，焦耳定律也可以利用電功和歐姆定律推出。請你自己推導一下。SR2是加熱用的電熱絲，阻值為在保溫狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率解）在加熱狀態(tài)下，開關S電路中只接入電熱絲R2因此通過R2I=U=220=4 55根據焦耳定律，R2

S 圖3-85電飯鍋的22=IR+IR 220 =1.1 145+55

答電飯鍋正常工作30分鐘產生的熱量為1.584×106（2）在狀態(tài)下，電飯鍋消耗的功率為242思考與練 圖3-86家用電器“PZ220-40”的燈泡接在220伏的電路中，通過燈絲的電流為 它在1小時內消耗的電能為 50013-84377人類所利用的能源絕大多數是由核能轉化而來的，因為從射向地球的電磁能就是由內部進行著的核聚變反應而產生的。那么，核能是裂變和聚原子核是可以轉變的。原子核在轉變過所釋放出的能量，稱為核能（nuclearenergy）。核能是從原子核內部釋放出來的，它比物質在化學反應中所釋放出的化學能要大得多。例如，1和鋇核時釋放出的核能，超2000放出的化學能。那么，如何使原子核發(fā)生轉變而釋放出原子核的裂變和原子核

圖3-87長 核裂變（fission）是質量較大的原子核在中子轟擊下成2個新原子核，并釋放出巨大能量的現象。例如，用中子轟擊鈾-235鈾核裂變?yōu)殡春撕弯^核，同時向外釋放能量，并產生2~3果產生的中子繼續(xù)轟擊其他鈾核，引起鈾核裂變，就會導致越來越多的鈾核不斷地發(fā)生裂變，放出越來越多的能量。這種連鎖式的鈾核裂變反應稱為鏈式反應chainreactio3-8變反應，就會放出巨大能量而產生猛烈的，就是運用這個原圖3-88鏈式裂變反應示意圖，中子就像“點燃”核的火核聚變fusio211）和氚核有12在溫下聚合成氦核，并向3-89釋放出的核能。核聚變需要極高的溫度，所以也叫做熱核反應。熱核反應一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，依靠自身產生的熱就會使核反應繼續(xù)下去。氫彈就是根據核聚變的原理制造的，它的比大得多氚 氦圖3-89聚變反應示意圖3-90氫彈時的情核能的和平利用——核電如果能夠按需要控制鏈式反應的速度，使原子核的裂變反應持續(xù)而緩3-9就是利用核反應堆提供的能量，使水變成蒸汽，再利用高溫高壓的蒸汽推動汽輪發(fā)電機發(fā)電的。第3

水 水圖3-91核電站的巨大能量就是內部核聚變產生的。在的內部，氫原子核在溫下發(fā)生核聚3-92所示。

圖3- 家一直致力于探索核聚變的控制途徑。一項由歐盟中國韓國俄羅斯、和共同參與的重大國際合作項目——國際熱核聚變實驗堆計劃ITE，其目標是建造可實現大規(guī)模聚變反應的聚變實驗堆，驗證和平利用聚變能的 和技術可行性，并將在本世紀中葉實現利用聚變能發(fā)電，造福人類社會。受控核聚變能夠為人類提供幾乎取之不盡的理想潔凈的能量，人類一旦能夠穩(wěn)定地獲取核聚變能，將不再有“能源。

世界上曾發(fā)生了幾次較大的核電事故。1986年，切爾諾貝利核電大損失。2011年，福島核電站在里氏9.0級和海嘯后出現的核放射早在100多年前，家貝可（AntoineHenriBecquerel）、居里夫婦等發(fā)現鈾、釷、鐳等元素能夠自發(fā)地放出能力很強的射線。人（MarieCurie）把元（radioactivity）。進一步研究發(fā)現

圖3-93放射性物

放射性物質既有天然放射性物質，也有人工放射性 放出的射線中包括α、β和γ三種射線。α射線是帶正電的高速運動的氦原子核流。β射線是帶負電的高速運動的電子流。γ射線是能量很高的電磁波。這三種射線物質的能力也不同，α射線能力最弱，在空氣中只能前進幾厘米。β射線能力較強，能幾厘米厚的鋁板。γ射線能力最強，能幾厘米厚 的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。第3放射性現象在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療等領域都有廣泛應用。工業(yè)上利用放射線來測量物體厚度。農業(yè)上利用放射線照射，使發(fā)生變異，培良種用線可菌療用γ因為組織對射線的耐受能力是不同的，細胞越快的組織人類一直有放射線的環(huán)境中。我們日常生活中的一些用品含有放射性物質，周圍的一些巖石中也有放射性物質，地球上的每個角落都有不斷的來自宇宙的射線，等等。由于這些輻射都在安全劑量范圍之內，對我們沒有。然而，過量的輻射對和動物的組織都有破壞的作用。因此，在使用放射性物質時，必須注意安全，也要防止放射性物質對空氣、水、生活用品等的污染。由生活境、生量可能比本底輻射還

來自職業(yè)

氡 圖395放射性的 圖3-圖395放射性的

練核能是蘊藏在 的能量。獲得核能的主要途徑有 第8 能量的轉化與守否也會發(fā)生相互轉化呢？能量在轉化過遵循什么規(guī)律？能量的相互轉讀BA 第

圖3-96能量的轉移和變

能量轉化的現象在我們周圍經常發(fā)生。如圖3-97所示，光照射到CO2合成為淀粉等有機物質，圖3-97能的轉人的生命活動和完成的各種動作，都需要能量。所有這些能量都來圖3-98能量的來源及轉我們每天都在使用電能，電能由發(fā)電廠提供。在火力發(fā)電廠中，燃燒煤或者天然氣來加熱水，水沸騰后產生的蒸汽驅動渦輪機轉動，渦輪機帶3-99對于燃煤發(fā)電廠，電能是由化學能經過一系列能量轉化后得到的。煙 渦輪機發(fā)電

圖3-99火力發(fā)電思考與如圖3-100所示青蛙從地上躍起捕捉害蟲。在這個過，青蛙消耗了什么能？這些能量到哪里去了？青蛙獲得了什么能？這些能圖3-100青蛙捕第3思考與閱釋放出氧氣的過程，如圖3-101所陽輻射到地球上的光能轉化為作用可以產生大約1600億噸糖 圖3-101光合作能量的轉化與守恒定能量由一種形式轉化為另一種形式的過，能量的多少是否發(fā)生思考與如圖3-102所示，用電動機提升重物

圖3-102起重機提升

的能量減少了多少，另一種形式的能量一定會相應地增加多少。同樣，某種形式的能量增加了多少，另一種形式的能量一定會相應地減少多少，而種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。而在轉化和轉移的過，能的總量保持不變。這就是能量轉化和守恒定律。能量轉化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論能量轉化和守恒定律是許多家經過長期探索，于19世紀中葉建立起來的。它是史上最重大的發(fā)現之一，它把各種自然現象統(tǒng)一起來，思考與·達LeonardodaVinci1452~151）可以自由滾動的重鋼球，如圖3-103用隔板的特殊形狀，使一邊的鋼球總是滾到另一邊距離輪心遠些的地方，這樣，在鋼球的重力作用下，便會轉動息。你認這·

圖3- 達·能量的轉移和轉化的方向件是不可能發(fā)生的。那么，遵循能量的轉化和守恒定律的是否一定會當一塊熾熱的鐵塊投入水中時，內能從鐵塊傳遞給水，從而使鐵塊的溫度降低，水的溫度升高，最后兩者達到相同的溫度。但是，相反的過程并不會自發(fā)地發(fā)生。鐵塊不可能自發(fā)地從同溫度的水中吸收熱，使自己變得熾熱，盡管這一過程并不能量轉化和守恒定律。第3轉移或轉化過利用能量的。思考與閱1840年，德國醫(yī)生（JuliusRobertvonMayer）從生理學角度對能量進行了研究，他發(fā)現的靜脈血比他預計的要紅得多，因此從1840~878年的近40年時間里，英國 家焦耳研究了電流熱效應空氣壓縮時溫度的升高以及電化學和機械作用之間的聯系他發(fā)現了焦耳定律，得出了電能向內能轉化的定量關系。他做了400多次實驗，用各種方法測定熱與功之間的當量關系，精確地測定了熱和機械功之間的當量關系的數值，為能量守恒定律的確立奠定了定量的實驗基礎。1847年，德國 家亥姆HermannLudwigFerdinardvonHelmholt了《論力的守恒一文，把能量的概念推廣到熱學、電磁學天文學和生理學等領域系統(tǒng)嚴密地闡述了能量守恒思想他分析了機械能、化學能、電磁能等不同形式能量的轉化和守恒，并把能量守恒與永動機不可能制成聯系起來認為機器只能轉化能量而不能創(chuàng)造和消滅能量。他對能量守恒定律作出了清晰、具有說服力的論述，從而使能量轉化和守恒定律得到人們的廣泛接受。可見，能量轉化和守恒定律是眾 家集體智慧的結晶練如圖3-104所示是一種在陽光下能不斷搖擺的塑料。使左右擺動。下列有關該擺動過能量轉化的

圖3-104能量轉試寫出在一輛汽車上所發(fā)生的能量轉化的事例（至少寫出3個第3W＝Fs計算。單位時間內所做的功叫做功率，功率的計算式為：P＝Wt W物體由于運動而具有的能叫做動能。物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。物體由于發(fā)生形變而具有的能叫做彈性勢能。物體的動能和勢能可以相互轉化，在轉化的過，如果沒有摩擦阻力，機械能的總量保持不變。物體內部大量做無規(guī)則運動的粒子所具有的能叫做內能。改變內能有做功和熱傳遞兩種方法，這兩種方法對于改變物體的內能是等效的。物Q＝t－t燃燒會釋放大量的熱量，1千克某種完全燃燒所釋放的熱量電流通過導體時會使導體發(fā)熱，這種現象叫做電流的熱效應。電熱Q＝I2Rt。式，或者從一個物體轉移到另一個物體。在轉化和轉移的過，能量的

功功P=tWηWW總Q=cm（t-Q=I第第4代謝與平衡生物的生存離不開對營養(yǎng)物質的及時攝取，不開對各種物質的不斷合成和分解，并需要及時將產內各種生命活動的能量需求。養(yǎng)素在內是怎樣變成細胞內的各種組成物質的？消耗的能量又來自哪里呢？

第1 食物與營食物與能活

4-1記錄表

圖4-1實驗裝置水溫將花生仁放在燃燒匙上，然后在燈上加熱，直至花生仁開始燃燒，馬上放于試管下方。如果花生仁的火焰熄滅了，就再次點燃，直至花生仁燃盡。第41克糖類無論是在體外化，都能釋放出16.8千焦的 圖4-2各種食思考與每天需要攝入一定量的食物來滿足機體對能量的需要，維持體溫和神經、循環(huán)、呼吸等系統(tǒng)的基本生理活動。由于人的、、體質和日?；顒拥募ち页潭却嬖诓町悾刻焖枰哪芰恳灿胁町?。當人處于嬰幼兒期和等快速生長的時期時，機體需要的能量補充。一個成年人書寫時，每千克體重每小時消耗的能量約為1.7每千克體重每小時消耗的能量約為18.4千焦營養(yǎng)素的作水雖然不能提供能量，但它是不。圖4-3合理飲水有益健

不能提供能量，卻是維持正常生理活動所必需的營養(yǎng)物質。例如，缺思考與糖類（carbohydrate）圖-圖4-4含糖類豐富的食蛋白質（protein）是細胞生長及組織修復的主要原料，占細胞干重的50%以上。蛋白質是構成細胞的基本物質，可以說沒有蛋白質就沒有生命。一般成年人每千克體重每天約需攝取蛋白質1.2克，處在長身體時期的青少年需求量更大。此外，蛋白質也能為的生命活動提供能量。在肉類、禽蛋、魚、蝦、乳制品和大豆等食物（4-5）中，蛋白質的含圖4-5含蛋白質豐富的食分解不足以提供所必需的能量時，才會分解脂肪提供能量。在植物油、動物油、核桃和花生等食物（如圖4-6）中，脂肪的含量較高。第4圖4-6含脂肪豐富的食

膳食纖維（cellulose）主要由纖維素組成，是一類不能體消化（如圖4-。膳食重要的生理作用，如刺激分維生素（vitamin）的種類很D外，其他維生素但它參與內許多重要的生理思考與

圖4-7含纖維素豐富的食閱1630年，一位荷蘭醫(yī)生首先發(fā)現了腳氣病。按照他的解釋，當時“腳氣”的意思是指綿羊，因為患這種疾病的人，易發(fā)生肢體的運動和反射功能，走路時的腿部動作與綿羊走路相似。19世紀末，在日本中發(fā)現許多士兵患腳氣病。經，是因為長期白米所致，后改食糙米，腳氣病就了。糙米中含有什么神奇的物質呢？1906年，荷蘭醫(yī)生（ChristiaanEijkman）經長期的動物實驗研究后提出，米糠中含有一種可防治腳氣病的因子。1929年，因此項發(fā)現榮獲醫(yī)學和生理學獎。1912年，波蘭家（KazimierzFunk）從米糠中找到了這

物質，他給這種物質起名叫“維（vitamin）”，后來改稱“維生的維生素AB1、維生素C和維生素D。人的身體需要許多種營養(yǎng)素，各種營養(yǎng)素的需求量也不盡相同，營養(yǎng)過剩和不足都會影響身體健康。所需的各種營養(yǎng)素和能量，主要通過每天攝取食物得到供應和補充，可是各類食物中的營養(yǎng)素含量各異。因此，健康的飲食要求食物種類盡量多些、數量適當、營養(yǎng)物質之間的比例合理，并且與身體消耗的營養(yǎng)物質保持相對平衡，即所謂平衡膳食。那么，我們應該如何選擇適當的食物呢？讀圖4-8中國居民每人每天的平衡膳食寶塔我國居民的平衡膳食寶塔圖（4-8）第4平衡膳食寶塔直觀反映了各類食物在膳食中的地位和大致比例。應用3%40%1200活在下表中記錄你最近3天的、中餐、晚餐、零食。4-2記錄表閱 肥胖是指體內脂肪過多的一種狀態(tài)。醫(yī)院體檢常用體重指數（即BMI值）來衡量一個人是否肥胖，值是指一個人的體重（單位：千克）與其身高（單位：米）2次方的比值。在我國，一般認為一個人的BMI<18.5，屬于偏瘦；18.5≤BMI<24，屬于正常體重；24BMI<28，屬于超重；BMI28，屬于肥胖。 ，近年來我國青少年的肥胖率增長較快，平均每5年就長一倍。身體肥胖會明顯增加患、心腦血管疾病和某些的練食物中的營養(yǎng)素主要有水、無機鹽、糖類、蛋白質、脂肪、 量攝取膳食纖維對有什么好處嗎？ 食物的消化與吸利用。這些變化都是怎樣進行的呢？內都有哪些共同參與并完成這消化系統(tǒng)的組syste的消化系統(tǒng)由消化道和組成。消化道（digestivetube）是一條中通的管道，從上到下有口腔、咽、食管、胃、小腸、大腸和，主要功能是進行食物的消化和吸收 gland）包括分布