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第一单元 走进化学世界
第一节 物质的变化和性质
一、 物理变化和化学变化
定 义:1、物理变化：没有生成其他物质的变化叫物理变化
2、化学变化：生成其他物质的变化叫化学变化
二、物理性质和化学性质
定 义:1、物理性质：物质不需要发生化学变化就可以表现出来的性质
2、化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质
第二节 化学是一门以实验为基础的科学
一、蜡烛
l 石蜡不溶于水，石蜡密度小于水。
l 蜡烛燃烧时的火焰分三层，包括外焰、中焰和内焰。
用一火柴梗平放入火焰中发现两端先碳化，说明外焰温度最高。
l 点燃蜡烛后，用干冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠生成，说明蜡烛燃烧产生水；向烧杯中倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧产生二氧化碳。
l 熄灭蜡烛时产生的白烟是凝固的石蜡蒸气。
l 蜡烛燃烧的表达式：石蜡+氧气二氧化碳+水
二、做“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”实验时，最重要的是做对比实验。
第二单元 我们周围的空气
第一节 空气
一、 测定空气中氧气含量的实验
【实验原理】红磷+氧气—点燃→五氧化二磷 P+O2点燃P2O5
【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。
【实验步骤】
① 连接装置，并检查装置的气密性。
② 点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。
③ 待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。
【实验现象】① 红磷燃烧，产生大量白烟；② 放热；③ 冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
【实验结论】① 红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；② 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
【注意事项】
不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。
二、 空气的成分
气体
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%

三、 混合物和纯净物

混合物
纯净物
定义
两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。
只由一种物质组成的物质叫纯净物。
特点
组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。
纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。
常见实例
空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等
能用化学式表示的所有物质
冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物

四、 空气是一种宝贵的资源
1. 氮气
【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。
【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。
【用途】① 制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；
② 用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；
③ 医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；
④ 超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。
2. 稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）
【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。
【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。
【用途】① 用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；
② 用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；
③ 用于激光技术；④ 氦气可作冷却剂；⑤ 氙气可作麻醉剂。
五、 空气污染和防治
1. 空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。
2. 计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
3. 空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。
4. 防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。
六、 绿色化学
绿色化学又称环境友好化学，其核心是利用化学原理从源头上消除污染。

第二节 氧气
一、 氧气的性质
【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。
【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。
二、 氧气的检验方法：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。
三、 探究实验
1. 木炭燃烧实验
【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；在氧气中燃烧更旺，发出白光。向集气瓶中加入少量澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊。
【化学方程式】碳+氧气—点燃→二氧化碳 C+O2CO2
2. 硫燃烧实验
【实验现象】硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，生成一种有刺激性气味的气体。
硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种有刺激性气味的气体。
【化学方程式】硫+氧气—点燃—二氧化硫 S+ O2SO2
3. 细铁丝在氧气中燃烧的实验
【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。
【化学方程式】铁丝+氧气—点燃—四氧化三铁 Fe+O2Fe3O4
【注意事项】
① 用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。
② 将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。
③ 把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。
④ 集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。
四、 化合反应和分解反应
1. 化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。
2. 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。
3. 化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。
五、 氧化反应
1. 氧化反应：物质跟氧发生的反应属于氧化反应。它不属于基本反应类型。
2. 氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。
剧烈氧化会发光、放热，如燃烧、爆炸；缓慢氧化放热较少，但不会发光，如动植物呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。

第三节 制取氧气
一、 气体制取装置
1. 气体发生装置

n 加热固体制备气体的装置（见上图①）
u 反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。
u 装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。（原理：气体的热胀冷缩）
u 加热时的注意事项：
l 药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。
l 试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。
l 试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长，不利于气体排出。
l 停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。
n 固液混合在常温下反应制备气体的装置（见上图②）
u 反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。
u 装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。
u 要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。
l 装置(c)的特点：可以控制反应速率。
l 装置(d)的特点：可以控制反应的发生和停止。（希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管。这时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降）
u 如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
2. 气体收集装置
n 排水法收集气体的装置（见右图）
u 适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。
u 注意事项：
l 集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。
l 应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。
l 如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。
l 如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。
l 收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密度比空气小，集气瓶口应该朝下。
n 向上排空气法收集气体的装置（见右图）
u 适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于29），且不与空气中的成分反应。
u 要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。
u 密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。
u 暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。
n 向下排空气法收集气体的装置（见右图）
u 适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于29），且不与空气中的成分反应。
u 要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。
u 密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。
u 暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。

二、 实验室制取氧气
1. 加热高锰酸钾制取氧气
加热
l 反应原理：高锰酸钾 → 二氧化锰+锰酸钾+氧气 KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
l 发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。
l 步骤：
① 查：检查装置的气密性。
② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定：将试管固定在铁架台上。
④ 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移：把导管移出水槽。
⑦ 熄：熄灭酒精灯。
l 注意事项：
◆ 停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。
◆ 加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。

2. 分解过氧化氢溶液制取氧气
二氧化锰
l 反应原理：过氧化氢 → 水+氧气 H2O2H2O+O2（催化剂可换成硫酸铜溶液）
l 发生装置：由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。
3. 加热氯酸钾制取氧气
二氧化锰
l 反应原理：氯酸钾 → 氯化钾+氧气KClO3KCl+O2↑
加热
l 发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。
l 验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。
（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。
l 检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。
三、 催化剂
在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。
不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。
四、 氧气的工业制法
实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。
（分离液态空气法）：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在-196℃的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。
第三单元 物质构成的奥秘
第一节 分子和原子
一、 分子和原子的异同

分子
原子
定义
分子是保持物质化学性质的最小粒子。
原子是化学变化中的最小粒子。
性质
质量小、体积小；不断运动；有间隔；同种粒子的化学性质相同。
联系
分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。
区别
在化学变化中，分子可以再分，而原子不可以再分。

二、 验证分子运动的探究实验
【实验操作】如右图，取适量的酚酞溶液，分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个小烧杯C，加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察现象。
【实验现象】烧杯A中的酚酞溶液由上至下逐渐变红。
【实验结论】分子是不断运动的。
【注意事项】浓氨水显碱性，能使酚酞溶液变红。浓氨水具有挥发性，能挥发出氨气。
三、 从微观角度解释问题
1. 用分子观点解释由分子构成的物质的物理变化和化学变化
物理变化：没有新分子生成的变化。（水蒸发时水分子的间隔变大，但水分子本身没有变化，故为物理变化）
化学变化：分子本身发生变化，有新分子生成的变化。（电解水时水分子变成了新物质的分子，故为化学变化）
2. 纯净物和混合物（由分子构成的物质）的区别：纯净物由同种分子构成，混合物由不同种分子构成。
3. 化学变化的实质：在化学变化过程中，分子裂变成原子，原子重新组合，形成新物质的分子。

第二节 原子的构成
1. 原子的构成
原子一般是由质子、中子和电子构成，有的原子不一定有中子，质子数也不一定等于中子数。
原子的种类由核电荷数（质子数）决定。
2. 构成原子的各种粒子间的关系
在原子中，原子序数＝核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。
由于原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷的电量相等，电性相反，所以原子整体不显电性。
3. 相对原子质量

相对原子质量≈质子数＋中子数
离子
1. 核外电子的排布
① 电子分层排布，且离核越近能量越低，离核越远能量越高
② 最外层电子数不超过8个（第一层为最外层时，不超过2个）。
2. 原子结构示意图：一个氯原子的原子结构示意图如下
+17
2 8 7
弧线表示电子层
弧线上的数字表示该层填充的电子数
表示原子核和核内质子数

3. 元素的种类
① 金属元素：原子的最外层电子数一般少于4个（是不稳定结构），在化学变化中易失去最外层电子，而使次外层成为最外层，形成稳定结构。
② 非金属元素：原子的最外层电子数一般多于或等于4个（是不稳定结构），在化学变化中易获得电子，而使最外层达到8电子的稳定结构。
③ 稀有气体元素：原子的最外层有8个电子（He为2个），为相对稳定结构。
元素类别
最外层电子数
得失电子趋势
性质
结论
金属元素
＜4
易失去最外层电子（形成阳离子）
易发生化学反应
元素的化学性质由最外层电子数决定。
非金属元素
≥4（H：1）
易获得电子使最外层达到8电子的稳定结构（形成阴离子）
稀有气体元素
＝8（He：2）
难得失电子（为相对稳定结构）
极难发生化学反应
4. 离子的形成：带电的原子或原子团叫做离子。
在化学反应中，金属元素原子失去最外层电子，非金属元素原子得到电子，从而使参加反应的原子带上电荷。
带电荷的原子叫做离子。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。
阴、阳离子由于静电作用互相吸引，结合形成稳定的、不带电性的化合物。
5. 离子内质子数不等于核外电子数，离子的最外层电子一般是8（氢是0）个电子的稳定结构。
原子通过得失电子变成离子，离子也可以通过得失电子变回原子。
6. 离子符号
离子符号表示的意义：Mg2+表示1个镁离子带2个单位的负电荷。2O2-表示2个氧离子。
离子符号只有微观含义，没有宏观含义。
第三节 元素
1. 定义：元素就是具有相同电荷数（即核内电子数）的一类原子的总称。
元素与原子的区别和联系：

元素
原子
区别
只表示一类原子的总称；只表示种类，不论个数，是宏观概念
原子是微观概念，既表示种类，又表示数量含义
化学变化中元素种类不变，但形态可能变化
化学变化中，原子种类和数量不变，但最外层电子数可能变化
联系
元素是同一类原子的总称，原子是构成元素的基本单元
2. 元素之最
地壳中含量（质量分数）排在前五位的元素：氧、硅、铝、铁、钙
生物细胞中含量最多的元素：氧
人体中含量最多的金属元素：钙
3. 元素的分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
4. 元素符号：元素用元素符号表示。元素符号是用元素拉丁文名称的第一个字母表示的，如果第一个字母相同，则再附加一个小写字母加以区别。
5. 元素符号的意义：元素符号不仅表示一种元素，还表示这种元素的一个原子。如果物质由原子构成，元素符号还可以表示一种物质。
如果元素符号前加上系数，就只表示该原子的个数，只具有微观意义。
如：H表示氢元素、1个氢原子。2H表示2个氢原子。Cu表示铜元素、一个铜原子、金属铜。
6. 描述物质宏观组成和微观构成：
① 宏观组成（描述物质的组成时用元素叙述）：铁是由铁元素组成的。二氧化碳是由碳元素、氧元素组成的。
② 微观构成（描述物质的构成时用分子、原子、离子叙述）铁是由铁原子构成的。二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。
（描述分子的构成时用原子叙述）1个二氧化碳分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的。
7. 元素周期表：元素周期表的每一横行叫做一个周期，共7个周期；每一纵行叫做一个族，共16个族。
周期的变化规律：同一周期元素的原子的电子层数相等，同一族的元素的原子最外层电子数相等，同一族的元素化学性质相似
第四单元 自然界的水
第一节 爱护水资源
一、 水资源现状
1. 地球表面约71％被水覆盖着。但淡水只约占全球水储量的2.53％，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土，难以利用；可利用的只约占其中的30.4％。
2. 我国水资源的现状是分布不均，人均不足。
3. 水资源紧张的原因：一方面人类生活、生产的用水量不断增加，另一方面未经处理的废水、废物和生活污水的任意排放及农药、化肥的不合理施用等造成的水体污染，加剧了可利用水的减少，使原本已紧张的水资源更显短缺。
二、 爱护水资源——一方面要节约用水，另一方面要防止水体污染
1. 节约用水的一些具体措施：
a) 提高水的利用效率。
b) 使用新技术，改革工艺和改变习惯。
c) 污水处理之后，循环利用。
d) “一水多用”，如使用“中水”（生活污水处理后，达到一定水质标准的非饮用水）洗车、使用淘米水浇花等。
2. 防止水体污染的一些具体措施：
a) 不使用含磷洗衣粉。
b) 工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放。
c) 农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。
d) 以预防为主，治理为辅。
第二节 水的净化
一、 水的净化方法
1. 过滤：把不溶于液体的固体物质与液体分离。
2. 吸附沉降：常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。
n 明矾是一种常用的净水剂，它溶于水后生成的胶状物可以对悬浮杂质吸附沉降，以达到净水的目的。
n 活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附水中的悬浮物，也可以吸附溶于水的色素和异味。但需要注意的是，活性炭不能吸附钙、镁化合物，活性炭不能降低水的硬度。
n 活性炭净水器的入水口在净水器的下面，可以使净水效果更好。
3. 蒸馏：除去水中可溶性杂质的方法，净化程度相对较高，得到的蒸馏水可以看成是纯净物。
4. 杀菌：在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒
5. 净化程度从高到底以此为：蒸馏、过滤、吸附沉淀、静置沉淀
6. 自来水厂净水时，需要经过沉淀、过滤、吸附、投药消毒的步骤，但是没有蒸馏和煮沸的步骤。在净化水的方法中，只有投药消毒属于化学变化，其余都属于物理变化。
二、 过滤（见下图）
【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯
【注意事项】
1. 操作时注意“一贴、二低、三靠”。
“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁，用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡（保证过滤效率）。
“二低”：滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘（否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中，使滤液浑浊）。
“三靠”：烧杯紧靠玻璃棒（玻璃棒的作用：引流）、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（使滤液沿烧杯壁流下，防止滴下的液滴四处迸溅）。
过滤时先过滤上层清液，后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液，滤纸上将会残留着大量不溶性杂质，再过滤上层清液时，不溶物会阻碍清液的通过，影响过滤速度。
2. 如果两次过滤之后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。
三、 硬水的软化
1. 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。
软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
2. 硬水和软水的区分方法：分别取少量的软水和硬水于试管中，滴加等量的肥皂水，振荡。有较多泡沫产生的水是软水；泡沫很少，产生浮渣的水是硬水。
3. 硬水的软化方法：煮沸和蒸馏。日常生活中常用的是煮沸

第三节 水的组成
氢气
1. 物理性质：无色无味的气体，难溶于水。密度比空气小，是相同条件下密度最小的气体。
2. 化学性质：
可燃性：氢气+氧气水 H2+O2H2O
氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，放出热量，并有水珠产生。
n 在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。
n 可燃性气体的验纯方法：用排水法收集一试管可燃气体，用拇指堵住试管口移近火焰点燃。如果气体较纯，气体将会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体不纯，会发出尖锐爆鸣声。
n 如果验纯时发现气体不纯，需要再收集再检验时，必须对试管进行处理（用拇指在试管口堵住一会或更换试管），以免发生爆炸。
n 检验：点燃。纯净的氢气能够安静地燃烧，发出淡蓝色火焰；而不纯的氢气在燃烧时会发出尖锐的爆鸣声。
3. 氢气被认为是最清洁的燃料。
4. 任何可燃气体或可燃的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。

一、 水的物理性质
纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体。在101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时密度最大，为1g/mL。
二、 水的电解实验（实验装置如右图）
【实验现象】
① 通电后，电极上有气泡产生。通电一段时间后，两个试管内汇集了一些气体，与正极相连的试管内的气体体积小，与负极相连的试管内的气体体积大，体积比约为1：2，质量比约为8：1。
② 与正极相连的试管内的气体可以使带火星的木条复燃；与负极相连的试管内的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色。
【实验结论】
① 水在通电的条件下，发生了分解反应，生成氢气和氧气：水氢气+氧气 H2OH2+O2；
② 水是由氢、氧两种元素组成的（在反应前后，参与反应的元素种类没有变化）；
③ 化学反应中，分子可分，原子不可分。
【注意事项】
① 通电时，必须使用直流电。
② 预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。
③ 负极产生的是氢气，正极产生的是氧气。
三、 物质的分类
物质
混合物

纯净物
单质（由同种元素组成的纯净物）

化合物（由不同种元素组成的纯净物）

氧化物（由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的是氧化物）

酸、碱、盐、有机物

第四节 化学式与化合价
1. 化学式：用元素符号和数字组合来表示物质组成的式子。
2. 化学式（如H2O）的意义：
表示一种物质（宏观意义）——表示水这种物质；
表示一个分子（微观意义）——表示1个水分子；
表示某物质是由什么元素组成的（宏观意义）——表示水是由氢元素、氧元素组成；
表示某物质是由什么粒子构成（微观意义）——表示水由水分子构成；
表示某物质的分子由什么粒子构成（微观意义）——表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成；
3. 化学式的写法：
纯净物
单质
化合物
金属单质、稀有气体单质、其他由原子构成的物质——直接用元素符号表示（如Fe、Al）
常温下为固态的非金属单质——用元素符号表示（如S、P、C）
由双原子分子或多原子分子构成——在元素符号右下角标出原子个数（如O2、H2、Cl2）
正价元素或原子团写在前，负价元素或原子团写在后（特例：NH3氨气、CH4甲烷）。在元素符号右下角写出该种元素的原子数目，所有元素的原子个数比为最简比（特例：H2O2）。当原子团不是一个时需要加括号，把个数写在括号的右下角（1省略不写）。
书写化合物的化学式时，首先要弄清以下两点：
① 这种物质由哪种元素组成；
② 化合物中各元素的原子个数比是多少。
4. 化合价：元素化合价是一个原子在化合时表现出来的性质。在元素符号或原子团的上方标出化合价，“+”、“-”写在前，数字写在后。

第五单元 化学方程式
第一节 质量守恒定律
一、 探究实验：质量守恒的探究——白磷燃烧前后质量的测定
【实验器材】托盘天平（及砝码）、锥形瓶、玻璃棒、气球
【设计实验】① 在底部铺有细沙的锥形瓶中，放入一粒火柴头大小的白磷。
② 在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管，在其上端系牢一个小气球，并使玻璃管下端能与白磷接触。
③ 将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。
④ 取下锥形瓶，将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后，迅速用橡皮塞将锥形瓶塞进，并将白磷引燃。
⑤ 待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，观察天平是否平衡。
【实验现象】白磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量的热。天平平衡。
【实验结论】反应前各物质的总质量＝反应后各物质的总质量。
n 实验成功的关键：装置的气密性要良好。
n 玻璃管下端与白磷接触的目的：点燃白磷。
n 气球的作用：盛装锥形瓶里受热膨胀的空气和五氧化二磷，避免因锥形瓶内压强过大把瓶子弹开。
n 没有安装气球的后果：橡皮塞被弹开或炸裂锥形瓶。
n 锥形瓶底部不铺上细沙的后果：锥形瓶炸裂。
n 探究实验：质量守恒的探究——铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
二、 质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
n 质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。
n 质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。
n 化学反应中，各反应物之间要按一定的质量比相互作用，因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。
n 不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。
三、 质量守恒的原因：从微观上看，在化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变。
四、 质量守恒定律的应用：
n 求某个反应物或生成物的质量；
计算时要考虑是否有气体参加反应，或者生成物中是否有气体，气体的质量不能遗漏。
n 推断反应物或生成物的组成（化学式）；
n 判断反应物是否全部参加了反应。
五、 化学反应前后：
n 一定不变——（宏观）反应物和生成物的总质量、元素的种类和质量。
一定不变——（微观）原子的种类、数目、质量。
n 一定改变——（宏观）物质的种类。
一定改变——（微观）分子的种类。
n 可能改变——分子总数。
六、 化学反应类型
n 四种基本反应类型：
① 化合反应——由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。
② 分解反应——由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
③ 置换反应——一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。
④ 复分解反应——两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应。
n 氧化还原反应：
氧化反应：物质得到氧的反应属于氧化反应。
还原反应：物质失去氧的反应属于还原反应。
氧化剂：提供氧的物质
还原剂：夺取氧的物质（常见还原剂：H2、C、CO）
n 中和反应：酸与碱作用生成盐和水的反应。
第二节 如何正确书写化学方程式
一、 化学方程式：用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式。
二、 化学方程式的意义
n 质的方面：表明反应物、生成物和反应条件。
n 量的方面：① 各物质间反应时的微粒个数比； ② 各物质间反应时的质量比。
质量比等于化学方程式中各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比。所求质量比不用约分。
三、 化学方程式的读法（意义）：以下面的方程式为例
2H2 + O2 = 2H2O
4 ：32 ： 36
n 氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。
n 每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下恰好完全反应，生成2个水分子。
第六单元 碳和碳的氧化物
第一节 金刚石、石墨和C60
一、 “碳”和“炭”的区别：“碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、由碳元素组成的单质。
二、 金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质。
所以，在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是化学变化。
三、 金刚石、石墨的物理性质和用途

化学式
颜色
形状
硬度
导电性
导热性
润滑性
熔点
用途
金刚石
C
无色透明
正八面体
最硬
无
无
无
高
划玻璃、切割金属、钻探机钻头、制装饰品等
石墨
深灰色、有金属光泽、不透明
细鳞片状
最软之一
优良
良好
良好
电极、铅笔芯、润滑剂等
n 金刚石是天然存在的最硬的物质。
n 无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。
常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。

颜色、状态
制法
用途
木炭
灰黑色的多孔性固体
木材隔绝空气加强热
燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属
活性炭
灰黑色多孔颗粒状固体
木炭在高温下用水蒸气处理
净化多种气体和液体、作防毒面具
焦炭
浅灰色多孔性固体
烟煤隔绝空气加强热
冶炼金属
炭黑
极细的黑色粉末
含碳物质不完全燃烧
墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料
n 木炭、活性炭具有吸附性（物理性质）。活性炭的吸附性更强。
四、 C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。
五、 金刚石、石墨、C60性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。
六、 碳的化学性质
n 单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同
n 在常温下，碳的化学性质不活泼。
n 碳具有可燃性：C+O2CO2（充分燃烧） 2C+O22CO（不充分燃烧）
碳在氧气中燃烧的现象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
木炭+氧化铜
澄清的石灰水
n 碳具有还原性：
C+2CuO2Cu+CO2↑
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
单质碳的还原性可用于冶金工业。
七、 木炭还原氧化铜的实验（见右图）
【实验操作】① 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；
② 将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管；
③ 集中加热；
④ 过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
【实验现象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。
【化学方程式】C+2CuO2Cu+CO2↑
n 反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。
n 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。
n 配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
n 实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
八、 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。
木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性。木炭在反应C+2CuO2Cu+CO2↑中作还原剂。

第二节 二氧化碳制取的研究
一、 实验室制取二氧化碳
n 原料：大理石或石灰石、稀盐酸。
u 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。
u 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
u 不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。
n 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
n 发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）
n 收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）
n 检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。
n 验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。
n 检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。
CO2
（2）
n 净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。
CO2

（1）
n 注意事项见第二单元。
二、 二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3CaO+CO2↑

第三节 一氧化碳和二氧化碳
一、 二氧化碳的物理性质及对应的探究实验：
n 无色无味，常温常压下为气体。
n 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。
【实验操作】如右图（1），将CO2气体慢慢倒入杯中。
【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。
【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部，
然后逐渐上升，把杯内的空气自下而上排出。
【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；
② 一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。
n 二氧化碳能溶于水。
【实验操作】如右上图（2）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。
【实验现象】瓶体变瘪。
【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。
【实验结论】二氧化碳能溶于水。
二、 二氧化碳的化学性质
n 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。
n 二氧化碳不能供给呼吸。（注意：二氧化碳没有毒性）
n 二氧化碳能与水反应生成碳酸。
【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。
【实验现象】① 第一朵小花变红；② 第二朵小花不变色； ③ 第三朵小花不变色； ④ 第四朵小花变红； ⑤ 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。
【实验分析】① 醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红；② 水不能使紫色石蕊变红；③ 二氧化碳不能使紫色石蕊变红；④ 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；⑤ 说明碳酸被分解了。
【化学方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑
【注意事项】
① 第二朵、第三朵纸花可以说明：水不能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。
② 纸花必须是干燥的。如果纸花不是干燥的，那么在把第三朵纸花放入水中时，CO2会与纸花里的水分反应生成碳酸使纸花变红，这样就起不到对照的作用。
③ 二氧化碳不能使紫色石蕊