资源描述
第一单元 走进化学世界
1、化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础科学。
2、我国劳动人民商代会制造青铜器,春秋战国时会炼铁、炼钢。
3、绿色化学-----环境友好化学 (化合反应符合绿色化学反应)
①四特点P32(原料、条件、零排放、产品)
②核心:利用化学原理从源头消除污染
4、蜡烛燃烧实验(描述现象时不可出现产物名称)
(1)火焰:焰心、内焰(最明亮)、外焰(温度最高)
(2)比较各火焰层温度:用一火柴梗平放入火焰中。
现象:两端先碳化;结论:外焰温度最高
(3)检验产物 H2O:用干冷烧杯罩火焰上方,烧杯内有水雾
CO2:取下烧杯,倒入澄清石灰水,振荡,变浑浊
(4)熄灭后:有白烟(为石蜡蒸气),点燃白烟,蜡烛复燃
5、吸入空气与呼出气体的比较
结论:与吸入空气相比,呼出气体中O2的量减少,CO2和H2O的量增多
(吸入空气与呼出气体成分是相同的)
6、学习化学的重要途径——科学探究
一般步骤:提出问题→猜想与假设→设计实验→实验验证→记录与结论→反思与评价
化学学习的特点:关注物质的性质、变化、变化过程及其现象
7、化学实验(化学是一门以实验为基础的科学)
一、常用仪器及使用方法
(一)用于加热的仪器--试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿、锥形瓶
可以直接加热的仪器是--试管、蒸发皿、燃烧匙
只能间接加热的仪器是--烧杯、烧瓶、锥形瓶(垫石棉网—受热均匀)
可用于固体加热的仪器是--试管、蒸发皿
可用于液体加热的仪器是--试管、烧杯、蒸发皿、烧瓶、锥形瓶
不可加热的仪器——量筒、漏斗、集气瓶
(二)测容器--量筒
量取液体体积时,量筒必须放平稳。视线与刻度线及量筒内液体凹液面的最低点保持水平。
量筒不能用来加热,不能用作反应容器。量程为10毫升的量筒,一般只能读到0.1毫升。
(三)称量器--托盘天平 (用于粗略的称量,一般能精确到0.1克。)
注意点:(1)先调整零点
(2)称量物和砝码的位置为“左物右码”。
(3)称量物不能直接放在托盘上。
一般药品称量时,在两边托盘中各放一张大小、质量相同的纸,在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),放在加盖的玻璃器皿(如小烧杯、表面皿)中称量。
(4)砝码用镊子夹取。添加砝码时,先加质量大的砝码,后加质量小的砝码(先大后小)
(5)称量结束后,应使游码归零。砝码放回砝码盒。
(四)加热器皿--酒精灯
(1)酒精灯的使用要注意“三不”:①不可向燃着的酒精灯内添加酒精;
②用火柴从侧面点燃酒精灯,不可用燃着的酒精灯直接点燃另一盏酒精灯;
③熄灭酒精灯应用灯帽盖熄,不可吹熄。
(2)酒精灯内的酒精量不可超过酒精灯容积的2/3也不应少于1/4。
(3)酒精灯的火焰分为三层,外焰、内焰、焰心。用酒精灯的外焰加热物体。
(4)如果酒精灯在燃烧时不慎翻倒,酒精在实验台上燃烧时,应及时用沙子盖灭或用湿抹布扑灭火焰,不能用水冲。
(五)夹持器--铁夹、试管夹
铁夹夹持试管的位置应在试管口近1/3处。 试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上。
试管夹夹持试管时,应将试管夹从试管底部往上套;夹持部位在距试管口近1/3处;用手拿住
(六)分离物质及加液的仪器--漏斗、长颈漏斗
过滤时,应使漏斗下端管口与承接烧杯内壁紧靠,以免滤液飞溅。
长颈漏斗的下端管口要插入液面以下,以防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。
二、化学实验基本操作
(一)药品的取用
1、药品的存放:
一般固体药品放在广口瓶中,液体药品放在细口瓶中(少量的液体药品可放在滴瓶中),
金属钠存放在煤油中,白磷存放在水中
2、药品取用的总原则
①取用量:按实验所需取用药品。如没有说明用量,应取最少量,固体以盖满试管底部为宜,液体以1~2mL为宜。多取的试剂不可放回原瓶,也不可乱丢,更不能带出实验室,应放在另一洁净的指定的容器内。
②“三不”:任何药品不能用手拿、舌尝、或直接用鼻闻试剂(如需嗅闻气体的气味,应用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量的气体进入鼻孔)
3、固体药品的取用
①粉末状及小粒状药品:用药匙或V形纸槽 ②块状及条状药品:用镊子夹取
4、液体药品的取用
①液体试剂的倾注法: 取下瓶盖,倒放在桌上,(以免药品被污染)。标签应向着手心,(以免残留液流下而腐蚀标签)。拿起试剂瓶,将瓶口紧靠试管口边缘,缓缓地注入试剂,倾注完毕,盖上瓶盖,标签向外,放回原处。
②液体试剂的滴加法:
滴管的使用:a、先赶出滴管中的空气,后吸取试剂
b、滴入试剂时,滴管要保持垂直悬于容器口上方滴加
c、使用过程中,始终保持橡胶乳头在上,以免被试剂腐蚀
d、滴管用毕,立即用水洗涤干净(滴瓶上的滴管除外)
e、胶头滴管使用时千万不能伸入容器中或与器壁接触,否则会造成试剂污染
(二)连接仪器装置及装置气密性检查
装置气密性检查:先将导管的一端浸入水中,用手紧贴容器外壁,稍停片刻,若导管口有气泡冒出,松开手掌,导管口部有水柱上升,稍停片刻,水柱并不回落,就说明装置不漏气。
(三)物质的加热
(1)加热固体时,试管口应略下倾斜,试管受热时先均匀受热,再集中加热。
(2)加热液体时,液体体积不超过试管容积的1/3,加热时使试管与桌面约成450角,受热时,先使试管均匀受热,然后给试管里的液体的中下部加热,并且不时地上下移动试管,为了避免伤人,加热时切不可将试管口对着自己或他人。
(四)过滤 操作注意事项:“一贴二低三靠”
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁
“二低”:(1)滤纸的边缘低于漏斗口 (2)漏斗内的液面低于滤纸的边缘
“三靠”:(1)漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁
(2)用玻璃棒引流时,玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边
(3)用玻璃棒引流时,烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部
过滤后,滤液仍然浑浊的可能原因有:
①承接滤液的烧杯不干净 ②倾倒液体时液面高于滤纸边缘 ③滤纸破损
(五)蒸发
注意点:(1)在加热过程中,用玻璃棒不断搅拌
(作用:加快蒸发,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅)
(2)当液体接近蒸干(或出现较多量固体)时停止加热,利用余热将剩余水分蒸发掉,以避免固体因受热而迸溅出来。
(3)热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,热的蒸发皿如需立即放在实验台上,要垫上石棉网。
(六)仪器的洗涤:
(1)废渣、废液倒入废物缸中,有用的物质倒入指定的容器中
(2)玻璃仪器洗涤干净的标准:玻璃仪器上附着的水,既不聚成水滴,也不成股流下
(3)玻璃仪器中附有油脂:先用热的纯碱(Na2CO3)溶液或洗衣粉洗涤,再用水冲洗。
(4)玻璃仪器中附有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐:先用稀盐酸溶解,再用水冲。
(5)仪器洗干净后,不能乱放,试管洗涤干净后,要倒插在试管架上晾干。
第二单元 我们周围的空气
1、第一个对空气组成进行探究的化学家:拉瓦锡(第一个用天平进行定量分析)。
2、空气的成分和组成
空气成分
O2
N2
CO2
稀有气体
其它气体和杂质
体积分数
21%
78%
0.03%
0.94%
0.03%
(1)空气中氧气含量的测定
a、可燃物要求:足量且产物是固体
b、装置要求:气密性良好
c、现象:有大量白烟产生,广口瓶内液面上升约1/5体积
d、结论:空气是混合物; O2约占1/5,可支持燃烧;
N2约占4/5,不支持燃烧,也不能燃烧,难溶于水
e、探究: ①液面上升小于1/5原因:装置漏气,红磷量不足,未冷却完全
②能否用铁、铝代替红磷?不能 原因:铁、铝不能在空气中燃烧
③能否用碳、硫代替红磷?不能 原因:产物是气体,不能产生压强差
(2)空气的污染及防治:对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
(3)空气污染的危害、保护:
危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡.全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等
保护:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经处理过后才能排放,积极植树、造林、种草等
(4)目前环境污染问题:
臭氧层破坏(氟里昂、氮的氧化物等) 温室效应(CO2、CH4等)
酸雨(NO2、SO2等) 白色污染(塑料垃圾等)
3、氧气
(1)氧气的化学性质:特有的性质:支持燃烧,供给呼吸
(2)氧气与下列物质反应现象
物质
现象
碳
在空气中保持红热,在氧气中发出白光,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
磷
产生大量白烟
硫
在空气中发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,
产生有刺激性气味的气体
镁
发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
铝
铁
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(Fe3O4)
石蜡
在氧气中燃烧发出白光,瓶壁上有水珠生成,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
*铁、铝燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的:防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底
*铁、铝在空气中不可燃烧。
(3)氧气的制备:
工业制氧气——分离液态空气法(原理:氮气和氧气的沸点不同 物理变化)
实验室制氧气原理 2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑
2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3MnO22KCl+3O2↑
(4)气体制取与收集装置的选择 △
发生装置:固固加热型、固液常温型 收集装置:根据物质的密度、溶解性
(5)制取氧气的操作步骤和注意点(以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例)
a、步骤:连—查—装—定—点—收—移—熄
b、注意点:
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂
②药品平铺在试管的底部:均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气)
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂
⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部
(6)氧气的验满:用带火星的木条放在集气瓶口
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内
4、催化剂(触媒):在化学反应中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反应前后都没有发生变化的物质。(‘一’变;‘两’不变)
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
5、常见气体的用途:
①氧气:供呼吸 (如潜水、医疗急救)
支持燃烧 (如燃料燃烧、炼钢、气焊)
②氮气:惰性保护气(化性不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻
③稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称):
保护气、电光源(通电发不同颜色的光)、激光技术
6、常见气体的检验方法
①氧气:带火星的木条
②二氧化碳:澄清的石灰水
③氢气:将气体点燃,用干冷的烧杯罩在火焰上方;
或者,先通过灼热的氧化铜,再通过无水硫酸铜
7、氧化反应:物质与氧(氧元素)发生的反应。
剧烈氧化:燃烧
缓慢氧化:铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
第三单元 自然界的水
一、水
1、水的组成:
(1)电解水的实验
A.装置―――水电解器
B.电源种类---直流电
C.加入硫酸或氢氧化钠的目的----------增强水的导电性通电
D.化学反应: 2H2O=== 2H2↑+ O2↑
产生位置 负极 正极
体积比 2 :1
质量比 1 :8
F.检验:O2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃
H2---出气口置一根燃着的木条------气体燃烧,产生淡蓝色的火焰
(2)结论: ①水是由氢、氧元素组成的。
②一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。
③化学变化中,分子可分而原子不可分。
例:根据水的化学式H2O,你能读到的信息
化学式的含义 H2O
①表示一种物质 水这种物质
②表示这种物质的组成 水是由氢元素和氧元素组成的
③表示这种物质的一个分子 一个水分子
④表示这种物质的一个分子的构成 一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
通电
2、水的化学性质
(1)通电分解 2H2O=== 2H2↑+O2↑
(2)水可遇碱性氧化物反应生成碱(可溶性碱),例如:H2O + CaO==Ca(OH)2
(3)水可遇酸性氧化物反应生成酸,例如:H2O + CO2==H2CO3
3、水的污染:
(1)水资源
A.地球表面71%被水覆盖,但供人类利用的淡水小于 1%
B.海洋是地球上最大的储水库。海水中含有80多种元素。海水中含量最多的物质是 H2O ,最多的金属元素是 Na ,最多的元素是 O 。
C.我国水资源的状况分布不均,人均量少 。
(2)水污染
A、水污染物:工业“三废”(废渣、废液、废气);农药、化肥的不合理施用
生活污水的任意排放
B、防止水污染:工业三废要经处理达标排放、提倡零排放;生活污水要集中处理达标排放、提倡零排放;合理施用农药、化肥,提倡使用农家肥;加强水质监测。
(3)爱护水资源:节约用水,防止水体污染
4、水的净化
(1)水的净化效果由低到高的是 静置、吸附、过滤、蒸馏(均为 物理 方法),其中净化效果最好的操作是 蒸馏;既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
(2)硬水与软水
A.定义:(1) 硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
(2)软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
B.鉴别方法:用肥皂水,有浮渣产生或泡沫较少的是硬水,泡沫较多的是软水
C.硬水软化的方法:蒸馏、煮沸
D.长期使用硬水的坏处:浪费肥皂,洗不干净衣服;锅炉容易结成水垢,不仅浪费燃料,还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
5、其他
(1) 水是最常见的一种溶剂,是相对分子质量最小的氧化物。
(2) 水的检验:用无水硫酸铜,若由白色变为蓝色,说明有水存在;CuSO4+5H2O = CuSO4·5H2O
水的吸收:常用浓硫酸、生石灰。
二、氢气 H2
1、物理性质:密度最小的气体(向下排空气法);难溶于水(排水法)
2、化学性质:
点燃
(1) 可燃性(用途:高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属)
2H2+O2====2H2O 点燃前,要验纯(方法?)
现象:发出淡蓝色火焰,放出热量,有水珠产生
△
(2) 还原性(用途:冶炼金属)
H2 + CuO === Cu + H2O 氢气“早出晚归”
现象:黑色粉末变红色,试管口有水珠生成
(小结:既有可燃性,又有还原性的物质 H2、C、CO)
3、氢气的实验室制法
原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2↑
不可用浓盐酸的原因 浓盐酸有强挥发性 ;
不可用浓硫酸或硝酸的原因 浓硫酸和硝酸有强氧化性 。
4、氢能源 三大优点无污染、放热量高、来源广
三、分子与原子
分子
原子
定义
分子是保持物质化学性质最小的微粒
原子是化学变化中的最小微粒。
性质
体积小、质量小;不断运动;有间隙
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
化学变化中,分子可分,原子不可分。
化学反应的实质:在化学反应中分子分裂为原子,原子重新组合成新的分子。
四、物质的组成、构成及分类
组成:物质(纯净物)由元素组成
原子:金属、稀有气体、碳、硅等。
物质 构成 分子:如氯化氢由氯化氢分子构成。 H2、O2、N2、Cl2。
离子:NaCl等离子化合物,如氯化钠由钠离子(Na+)氯离子(Cl-)构成
混合物(多种物质)
分类 单质 :金属、非金属、稀有气体
纯净物 (一种元素)
(一种物质) 化合物: 有机化合物 CH4、C2H5OH、C6H12O6、淀粉、蛋白质
(多种元素) 氧化物 H2O CuO CO2
无机化合物 酸 HCl H2SO4 HNO3
碱 NaOH Ca(OH)2 KOH
盐 NaCl CuSO4 Na2CO3
第四单元 物质构成的奥秘
(一)原子
1. 原子的基本性质
(1)原子个体小、质量小
(2)原子在不断地运动
(3)原子之间有一定的间隔
2. 原子结构
(1)在原子中:一个质子带一个单位的正电荷,一个电子带一个单位的负电荷,中子不带电。原子核所带电荷由质子提供,所以原子核所带正电荷的数目(简称为核电荷数)等于核内质子数。
(2)在原子中:原子核所带正电荷的总数(即核内质子数)和核外电子所带负电荷的总数相等,电量相等,电性相反,因而整个原子对外不显电性。可概括为:在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数。
(3)原子中电子的质量很小,只有质子或中子质量的1/1836。故原子的质量主要集中在原子核上。原子核的体积很小,因此原子核的密度很大。
(4)每个原子只有一个原子核,核电荷数(核内质子数)的多少,决定了原子的种类,所以同一种类的原子中,其核内的质子数相同,不同种类的原子中,核内的质子数不同。
(5)原子核内的中子数不一定等于质子数,如铁原子中质子数为26,中子数为30;同一种类的原子中,因中子数的多少不同,就形成了同一种类原子中的不同原子,如质子数为6的碳原子中,有中子数为6、7、8三种不同碳原子。
并非所有原子中都存在中子。普通氢原子的原子核内只有1个质子,没有中子。下表是几种原子的构成
3. 相对原子质量
国际上以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子)的质量的1/12作为标准,其它原子的质量跟它比较所得的值,就是这种原子的相对原子质量。用公式可表示为:
(1)相对原子质量是一个比值,它的国际单位制(SI)单位为1(一般不写出)
(2)质子和中子的质量大致相等,都约等于碳原子质量的1/12,电子的质量很小,仅相当于质子或中子质量的1/1836。因此质子和中子的相对质量都约为1,电子的相对质量为1/1836。由于原子的质量主要集中在原子核上,所以,相对原子质量≈质子数+中子数。
(3)原子的质量和相对原子质量的区别和联系
(二)元素
1. 元素的概念:元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。
理解元素的概念请把握“同质子,类原子”六个字。
(1)“同质子”是指元素在原子的基础上,以核电荷数(即核内质子数)为标准进行种类划分的,与原子中的中子数、电子数无关。即元素的种类是由核电荷数(即核内质子数)决定的。同种元素的原子质子数一定相同,不同种元素的原子质子数一定不相同。
(2)“类原子”是指一种元素可能有不止一种原子。它包括质子数相同,中子数不同的原子(例如:高中将要学习到氢元素有3种质子数相同而中子数分别为0、1、2的氢原子:氕、氘、氚);也包括质子数相同,而电子数不同的原子和离子(例如:Fe、 、 均属于铁元素)
2. 元素的存在和分类
(1)目前已发现的元素有一百余种,其中有十几种是人造元素。元素在地壳中的含量由多到少的顺序是:氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛等。掌握地壳中含量排前五位的元素次序、名称及类别。
(2)根据元素性质的不同,可把元素分为金属元素(如钠、铁、汞)、非金属元素(如碳、氢、溴)和稀有气体元素(氦、氖、氩、氪、氙、氡)。
3. 元素符号
每种元素都用一个国际通用的符号来表示,这种符号叫做元素符号。
(1).书写元素符号时应注意:
①由一个字母表示的元素符号要大写
②由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写
(2).元素符号表示的含义
①元素符号表示一种元素
②表示这种元素的一个原子
(三)离子
1.核外电子的分层排布
在多电子的原子中,原子的能量不相同,能量低的电子通常在离核近的区域运动,能量高的电子通常在离核远的区域运动。为了便于说明问题,通常用电子层形象化地表明运动着的电子离核的远近。实际上,原子核外根本无“层”,我们仅仅用“层”来代表离核远近的区域。所以多电子原子中电子在原子核外不同区域运动可简单而形象地称为分层运动,又叫核外电子的分层排布。这样,电子就可以看作是在能量不同的电子层上运动。
2.原子结构示意图
(1).画法,画圆圈,标核电,弧线呈扇形,数字一条线。
(2).分析1~18号元素的分类及原子结构示意图,可以得出以下结论:
①稀有气体元素原子的最外层都有8个电子(氦是2个),稀有气体元素化学性质比较稳定,一般不跟其他物质发生化学反应。性质是由结构决定的。因此,通常我们把这种最外层有8个电子(最外层是第一层时有2个电子)的结构,称为稳定结构。
注意:这里所说的稳定是相对稳定,而不是绝对的稳定。
②金属元素原子最外层电子数一般少于4个,在化学反应中比较容易失去最外层电子,而使次外层变成最外层,通常达到8个电子的稳定结构,而且最外层电子数越少,越容易失去电子,化学性质越活泼。
③非金属元素原子最外层电子数一般多于或等于4个,在化学反应中比较容易获得电子,而使最外层达到8个电子的稳定结构,而且最外层电子数越多,越易得到电子,化学性质越活泼。所以,元素的性质,特别是化学性质,跟它的原子最外层电子数目关系非常密切。
3. 离子的形成
因为钠原子的最外电子层上只有1个电子,很容易失去;氯原子的最外电子层上有7个电子,容易得到1个电子。即当钠和氯化合时,钠原子最外层上的1个电子转移到氯原子的最外电子层上去(如图),使它们的最外电子层都达到8个电子的稳定结构。
形成氯化钠的示意图
钠原子因失去1个电子而变成带有1个单位正电荷的钠微粒(用Na+表示)。 氯原子因得到1个电子而变成带有1个单位负电荷的氯微粒(用 表示)。
定义及分类:带电的原子或原子团叫做离子。分为:
阳离子,例如: 、 、 、 、 ;
阴离子,例如: 、 、 、 、 、 。
(四)原子、离子、元素
(1)原子是化学变化中的最小微粒,这是指在化学变化中原子的种类保持不变。但它不是一个简单的,不可分割的实心球体。它是由质子、中子、电子三种粒子构成的。
(2)元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。
(3)离子是带电的原子或原子团
(4)原子和元素的区别和联系
(5)离子与原子的联系与区别:
(四)化学式与化合价
1.化学式
(1).定义:用元素符号表示物质组成的式子。
(2).意义:①表示一种物质
②表示物质的组成元素
③表示组成元素的原子个数比
④表示该物质的一个分子
例: 表示:(1)氢气; (2)氢气由氢元素组成;
(3)一个氢分子;(4)一个氢分子由两个氢原子构成
表示:2个氢分子
说明:
①纯净物都有固定不变的组成,一种纯净物只用一个化学式表示。
②各种物质的化学式,都是通过实验测知的。所以化学式中元素符号右下角的数字不能随意改动。
③物质的化学式不因发生物理变化而改变,只有发生化学变化,生成了其他物质时,物质的化学式才能发生改变。
2.化合价
(1)实验测知,化合物均有固定的组成,即形成化合物的元素有固定的原子个数比。例如:
化学上用“化合价”来表示原子之间相互化合的数目
在上述化合物中,规定: ,
而且,在化合物中元素化合价的代数和为零
由此可推知: , ,
为了便于确定化合物中元素的化合价,需要注意以下几点:
<1>化合价有正价和负价
①氧元素通常显-2价
②氢元素通常显+1价
③金属元素跟非金属元素化合时,金属元素显正价,非金属元素显负价。
④一些元素在不同物质中可显不同的化合价
<2>在化合物里正负化合价的代数和为0。
<3>元素的化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质,因此,在单质分子里,元素的化合价为0。
(2)根据化合价写化学式
写法:正价左、负价右,标化合价,求原子个数
例题:已知P为+5价,O为-2价,写出磷的这种化合物的化学式
解:(1)正价左、负价右:PO
(2)标化合价:
(3)求原子个数:
P:10/5=2;O:10/2=5
(4)即得化学式:
(5)检查化学式,正价总数与负价总数代数和等于0
(3)化合价表示方法跟离子所带正、负电荷表示方法的区别:
3. 有关相对分子质量的计算
(1)计算相对分子质量
的相对分子质量=16×2=32
的相对分子质量=1×2+16=18
的相对分子质量=64+32+16×4+5×(1×2+16)=250
(2)计算物质组成元素的质量比
例: 中锰元素和氧元素的质量比等于
(3)计算物质中某元素的质量分数
物质中某元素的质量分数就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。例如:
计算化肥硝酸铵( )中氮元素的质量分数
解: 的相对分子质量
氮元素的质量分数:
第五单元 化学方程式
一、质量守恒定律:
1、内容: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。
说明:①质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;
②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;
③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质(如气体)有无遗漏。
2、微观解释:在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变(原子的“三不变”)。
3、化学反应前后
(1)一定不变 宏观:反应物生成物总质量不变;元素种类不变
微观:原子的种类、数目、质量不变
(2)一定改变 宏观:物质的种类一定变
微观:分子种类一定变
(3)可能改变:分子总数可能变
二、化学方程式
1、遵循原则:
①以客观事实为依据
② 遵守质量守恒定律
2、书写: (注意:a、配平 b、条件 c、箭号 )
3、含义
①宏观意义:表明反应物、生成物、反应条件
②微观意义:表示反应物和生成物之间分子(或原子)个数比
(对气体而言,分子个数比等于体积之比)
③各物质间质量比(系数×相对分子质量之比)
以2H2+O2点燃2H2O为例
①氢气和氧气在点燃的条件下生成水
②每2个氢分子与1个氧分子化合生成2个水分子
③每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全化合生成36份质量的水
4、化学方程式提供的信息包括
①哪些物质参加反应(反应物);
②通过什么条件反应:
③反应生成了哪些物质(生成物);
④参加反应的各粒子的相对数量;
⑤反应前后质量守恒,等等。
5、利用化学方程式的计算
三、化学反应类型
1、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
2、氧化还原反应
氧化反应:物质得到氧的反应
还原反应:物质失去氧的反应
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)
3、中和反应:酸与碱作用生成盐和水的反应
第六单元 碳和碳的氧化物
一、碳的几种单质
1、金刚石(C)是自然界中最硬的物质,可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。
2、石墨(C)是最软的矿物之一,有优良的导电性,润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等。金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列不同。
CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:分子的构成不同。
3、无定形碳:由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有强烈的吸附性,焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
二、.单质碳的化学性质:
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!
1、常温下的稳定性强
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C+O2点燃CO2
不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO:2C+O2点燃2CO
3、还原性:C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑ (置换反应) 应用:冶金工业
现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑
三、二氧化碳的制法
1、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)
(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:
反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则用制H2的发生装置。
(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:
难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法
密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法
密度比空气小用向下排空气法
2、二氧化碳的实验室制法
1)原理:用石灰石和稀盐酸反应: CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
2) 选用和制氢气相同的发生装置
3)气体收集方法:向上排空气法
4)验证方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。
验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
3、二氧化碳的工业制法:
煅烧石灰石: CaCO3高温CaO+CO2↑
生石灰和水反应可得熟石灰:CaO+H2O=Ca(OH)2
四、二氧化碳的性质
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰
2、化学性质:
1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
2)与水反应生成碳酸:CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红
H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解
3)能使澄清的石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应可用于检验二氧化碳!
4)与灼热的碳反应: C+CO2高温2CO
(吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C是还原剂)
3、用途:灭火(灭火器原理:Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)
既利用其物理性质,又利用其化学性质
干冰用于人工降雨、制冷剂、温室肥料
4、二氧化碳多环境的影响:过多排放引起温室效应。
五、一氧化碳
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。
3、化学性质: (H2、CO、C具有相似的化学性质:①可燃性 ②还原性)
(1)可燃性:2CO+O2点燃2CO2 (可燃性气体点燃前一定要检验纯度)
H2和O2的燃烧火焰是:发出淡蓝色的火焰。
CO和O2的燃烧火焰是:发出蓝色的火焰。
CH4和O2的燃烧火焰是:发出明亮的蓝色火焰。
鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物(不可根据火焰颜色)
(水煤气:H2与CO 的混合气体 C + H2O高温 H2 + CO)
(2)还原性: CO+CuO △ Cu+CO2 (非置换反应) 应用:冶金工业
现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,石灰水变浑浊。
Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2(现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。)
除杂:CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液: CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2[CO] 通过灼热的氧化铜 CO+CuO △ Cu+CO2
CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸) CaCO3高温CaO+CO2↑
注意:检验CaO是否含CaCO3加盐酸 :CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。)
第七单元 燃烧及其利用
一、燃烧和灭火
1、燃烧的条件:(缺一不可)
(1)可燃物 (2)氧气(或空气) (3)温度达到着火点
2、灭火的原理:(只要消除燃烧条件的任意一个即可)
(1)消除可燃物 (2)隔绝氧气(或空气) (3)降温到着火点以下
3、影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积
使燃料充分燃烧的两个条件:(1)要有足够多的空气
(2)燃料与空气有足够大的接触面积。
4、爆炸:可燃物在有限的空间内急速燃烧,气体体积迅速膨胀而引起爆炸。
一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气(或氧气)的混合物遇火种均有可能发生爆炸。
二、燃料和能量
1、三大化石燃料:煤、石油、天然气(混合物、均为不可再生能源)
(1)煤:“工业的粮食”(主要含碳元素);
煤燃烧排放的污染物:SO2、NO2(引起酸雨)、CO、烟尘等
(2)石油:“工业的血液”(主要含碳、氢元素);
汽车尾气中污染物:CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。
(3)天然气是气体矿物燃料(主要成分:甲烷),是较清洁的能源。
2、两种绿色能源:沼气、乙醇
(1)沼气的主要成分:甲烷
甲烷的化学式:CH4 (最简单的有机物,相对分子质量最小的有机物)
物理性质:
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