第一节 物质的变化和性质
一切物质都在不断地变化着,它们的变化形式是多种多样的,其中有两类变化与化学的关系非常密切。
没有生成其它物质的变化
当温度发生变化时,水会发生状态的变化(图 1—1)。
图 1-1 水的状态的变化
由冰变为水,再由水变为水蒸气,或按相反过程发生变化,只是水的状态发生了变化。另外,像铁丝的弯曲、玻璃的破碎,只是铁丝、玻璃的形状发生了变化。上述这些变化的结果都没有生成其它物质。我们把没有生成其它物质的变化叫做物理变化。
【想一想】你能举出几种生活中物理变化的例子吗?
生成了其它物质的变化
[实验 1—1]取少量碳酸氢铵固体,观察它的颜色和状态。
将碳酸氢铵固体加入试管中,加热片刻(图 1—2),观察试管中的碳酸氢铵有什么变化?试管口处有什么现象发生?同时闻到了什么气味?
移去酒精灯,用带有弯曲导管的橡皮塞塞紧试管口,并把导管的另一端插入盛有澄清石灰水的烧杯中。再加热盛有碳酸氢铵固体的试管,观察烧杯中澄清的石灰水里有什么现象发生?
图 1-2 加热碳酸氢铵
白色的碳酸氢铵固体受热后逐渐消失,变成了有刺激性气味的氨气,没有颜色、没有气味的水蒸气(在试管口处冷凝成水滴)以及能使澄清的石灰水变浑浊的二氧化碳气体。这个变化可用文字表达式表示如下:
碳酸氢铵氨气+水蒸气+二氧化碳
为了研究方便,国际上统一用一些化学符号表示各种物质。例如,用“NH3”表示氨,用“H2O”表示水,用“CO2”表示二氧化碳等。
【议一议】碳酸氢铵固体受热时发生的变化是物理变化吗?为什么? 这个变化和物理变化有着本质的区别,因为碳酸氢铵受热后,生成了另
外三种物质。化学上把生成了其它物质的变化叫做化学变化,化学变化又叫做化学反应。
化学变化在自然界里以及工农业生产和日常生活中普遍存在,例如绿色植物通过光合作用以二氧化碳、水等合成淀粉,工业上用煤、水、空气为原料制造化肥,食物的煮熟和腐败等变化,都包含着化学变化。
化学变化的特征是有其它物质生成。另外,化学变化中常伴随着发光、发热、变色、放出气体、产生沉淀等现象。
【议一议】下面的各种变化中,哪些是物理变化?哪些是化学变化? 煤燃烧 矿石粉碎 钢铁生锈
粮食酿酒 钨丝灯泡发光、发热
物理变化和化学变化虽然有本质的区别,但是两者之间也存在着一定的联系。
[实验 1—2]取一支蜡烛,点燃,观察蜡烛的状态有什么变化?将一根短玻璃管的一端插入火焰内部(如图 1—3Ⅰ),观察在玻璃管的另一端管口有什么现象发生?用燃着的火柴接近此管口,又有什么现象发生?
将一只干而冷的烧杯罩在蜡烛火焰的上方(如图 1—3Ⅱ),烧杯内壁有什么现象发生?
再将另一只内壁沾有澄清的石灰水的小烧杯罩在火焰的上方,烧杯内壁又有什么现象发生?
图 1-3 蜡烛的燃烧
蜡烛燃烧时,固态蜡受热熔化变成液态,再变成气态,这是物理变化; 蜡蒸气燃烧生成水和二氧化碳,这是化学变化。
在化学变化过程中一定同时伴随发生物理变化,但在物理变化过程中不一定发生化学变化。
物质的性质
根据物质的变化,我们可以把物质的性质分为物理性质和化学性质。物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。例如,颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等都是物质的物理性质。物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。例如,碳酸氢铵受热能分解变为氨气、水蒸气、二氧化碳是碳酸氢铵的化学性质;镁能燃烧生成氧化镁是镁的化学性质; 将二氧化碳通入澄清石灰水里能产生白色沉淀,既是二氧化碳的化学性质, 也是石灰水的化学性质。