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文檔簡介
化學的概念:化學是探討物質的組成、結構、性質以及變更規(guī)律的科學。
英國科學家道爾頓提出了近代原子學說;意大利物理學家、化學家阿伏伽德羅提出了分子的概念。1869年,
俄國化學家門捷列夫發(fā)覺了元素周期律并編制出元素周期表。
第一單元走進化學世界
課題1物質的變更和性質
一、物理變更和化學變更
物理變更化學變更
沒有生成其他物質的變更叫物
定義生成其他物質的變更叫化學變更
理變更
物質的狀態(tài)、形態(tài)可能發(fā)生變顏色變更、放出氣體、生成沉淀等,
常見現(xiàn)象
更,可能有發(fā)光、放熱等現(xiàn)象出現(xiàn)并吸熱、放熱、發(fā)光等
本質區(qū)分是否有新物質生成
實質構成物質的分子是否發(fā)生變更
發(fā)生化學變更時肯定同時發(fā)生物理變更,而發(fā)生物理變更時不肯定同時
聯(lián)系
發(fā)生化學變更。
石墨變金剛石的變更是化學變更?!叭照障銧t生紫煙,遙看瀑布掛前川”指的是物理變更。
二、物理性質和化學性質
物理性質化學性質
物質不須要發(fā)生化學變更就可以表現(xiàn)出來的物質在化學變更中表現(xiàn)出來的性質
定義
性質
顏色、狀態(tài)、氣味;硬度、密度、燃點、沸可燃性、氧化性、還原性、穩(wěn)定性、活
實例
點、熔點、溶解性、揮發(fā)性、導電性等潑性、酸性、堿性、毒性等
區(qū)另U這種性質是否須要經過化學變更才能表現(xiàn)出來
氮氣和稀有氣體可以做愛護氣。這雖然不包含化學變更,但利用了它們的化學性質(穩(wěn)定性)。
課題2化學是一門以試驗為基礎的科學
一、蠟燭
蠟燭燃燒時的火焰分三層,包括外焰、中焰和內焰。外焰溫度最高。
點燃蠟燭后,用干冷燒杯罩在火焰上方,燒杯內壁有水珠生成,說明蠟燭燃燒產生水;向燒杯中倒入澄清石灰水,
澄清石灰水變渾濁,說明蠟燭燃燒產生二氧化碳。
熄滅蠟燭時產生的白煙是凝固的石蠟蒸氣。
蠟燭燃燒的表達式:石蠟+氧氣豆暨二氧化碳+水
二、做“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”試驗時,最重要的是做對比試驗。
課題3走進化學試驗室
托盤天平的運用
托盤天平的精確度是OJg,即用天平測量出的物體質量只能精確到小數(shù)點后一位。
稱量干燥的固體物品時,在兩邊托盤中各放一張大小、質量相同的紙,在紙上稱量。潮濕的或具有腐蝕性的藥品
(如氫氧化鈉),放在力□蓋的玻璃器皿(如小燒杯、表面皿)中稱量。
儀器的連接
把玻璃管插入帶孔橡皮塞:先把要插入塞子的玻璃的一端用水潤濕,然后稍稍用力轉動,使它插入。
運用膠頭滴管時的留意事項
a.應在容器的正上方垂直滴入;膠頭滴管不要接觸容器壁【防止沾污試管或污染試劑】;
b.取液后的滴管,應保持橡膠膠帽在上,不要平放或倒置【防止液體倒流,沾污試劑或腐蝕橡膠膠帽】;
C.用過的試管要馬上用清水沖洗干凈;但滴瓶上的滴管不能用水沖洗,也不能交叉運用。
運用量筒時的留意事項
a.當向量筒中傾倒液體接近所需刻度時,停止傾倒,余下部分用膠頭滴管滴加藥液至所需刻度線;
b.讀數(shù)時量筒必需放平穩(wěn),視線及量筒內液體的凹液面的最低處保持水平【讀數(shù)時若仰視,則讀數(shù)偏低;讀數(shù)
時若俯視,則讀數(shù)偏高——倒液體時仰視,則量取的液體偏多;倒液體時俯視,則量取的液體偏少
洗滌儀器
儀器洗干凈的標準:洗過的玻璃儀器內壁附著的水既不聚成水滴,也不成股流下時,表示儀器已洗干凈。
聞氣體的方法:用手在瓶口輕輕扇動,僅使極少量的氣體進入鼻孔。
其次單元我們四周的空氣
第一節(jié)空氣
拉瓦錫測定空氣成分的試驗
二百多年前,法國化學家拉瓦錫通過試驗,得出了空氣由氧氣和氮氣組成,其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結
論。試驗中涉及的化學方程式有:2Hg+(h金=2HgO和2HgO=A=2Hg+O2T。
測定空氣中氧氣含量的試驗
【試驗原理】4P+5O2直整2P2。5
【試驗步驟】①連接裝置,并檢查裝置的氣密性。②點燃燃燒匙內的紅磷,馬上伸入集氣瓶中,并塞緊塞子。
③待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾。
【試驗現(xiàn)象】①紅磷燃燒,產生大量白煙;②放熱;③冷卻后打開彈簧夾,水沿著導管進入集氣瓶中,進入
集氣瓶內水的體積約占集氣瓶空氣總體積的1/5o
[試驗結論]①紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,生成五氧化二磷固體;②空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。
【留意事項】
紅磷必需過量。假如紅磷的量不足,集氣瓶內的氧氣沒有被完全消耗,測量結果會偏小。
裝置氣密性要好。假如裝置的氣密性不好,集氣瓶外的空氣進入集氣瓶,測量結果會偏小。
冷卻后再打開彈簧夾,否則測量結果偏小。
假如彈簧夾未夾緊,或者塞塞子的動作太慢,測量結果會偏大。
在集氣瓶底加水的目的:汲取有毒的五氧化二磷。
不要用木炭或硫代替紅磷!緣由:木炭和硫燃燒盡管消耗氣體,但是產生了新的氣體,氣體體積不變,容器
內壓強幾乎不變,水面不會有變更。
空氣的成分
氣體氮氣氧氣稀有氣體二氧化碳其他氣體和雜質
體積分數(shù)78%21%0.94%0.03%0.03%
混合物和純凈物
混合物純凈物
兩種或多種物質混合而成的物質
定義只由一種物質組成的物質叫純凈物。
叫混合物。
組成混合物的各種成分之間沒有
純凈物可以用化學式來表示。但是,肯定純
特點發(fā)生化學反應,它們各自保持著原來的
凈的物質是沒有的。
性質。
空氣、溶液、合金、鐵銹、加碘鹽、能用化學式表示的全部物質
常見實例
自然氣、自來水、礦泉水等冰水混合物、水蒸氣、銅銹也是純凈物
空氣是一種珍貴的資源
氮氣
【物理性質】無色無味的氣體,不易溶于水,密度比空氣的密度略小。
【化學性質】化學性質不活潑,一般狀況下不能支持燃燒,不能供應動植物呼吸。
【用途】①制硝酸和化肥的重要原料(這一點可以證明空氣中含有氮氣);
②用作愛護氣(焊接金屬時作愛護氣、燈泡充氮延長運用壽命、食物充氮防腐);
③醫(yī)療上在液氮冷凍麻醉條件下做手術;④超導材料在液氮的低溫條件下顯示超導性能。
稀有氣體(氫、敏、氨、氮、氤的總稱)
【物理性質】沒有顏色,沒有氣味的氣體,難溶于水。通電時能發(fā)出不同顏色的光。
【化學性質】化學性質很不活潑。所以稀有氣體又叫做惰性氣體。
【用途】①用作愛護氣(焊接金屬時作愛護氣、燈泡中充入稀有氣體使燈泡耐用);
②用作光源(如航標燈、強照明燈、閃光燈、霓虹燈等);
③用于激光技術;④氫氣可作冷卻劑;⑤氤氣可作麻醉劑。
空氣污染和防治
空氣污染的污染物是有害氣體和煙塵。污染源包括煤、石油等化石燃料燃燒產生的二氧化硫、二氧化氮、一
氧化碳(三大有害氣體),還包括工業(yè)廢氣等方面。
計入空氣污染指數(shù)的項目為:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物和臭氧等。
綠色化學:綠色化學又稱環(huán)境友好化學,其核心是利用化學原理從源頭上消退污染;提高原子的利用率,
力圖使全部作為原料的原子都被產品所消納,實現(xiàn)“零排放”;
其次節(jié)氧氣
氧氣的性質
【物理性質】密度略大于空氣的密度。不易溶于水。氣態(tài)的氧是無色無味的,液態(tài)氧和固態(tài)氧是淡藍色的。
【化學性質】氧氣化學性質比較活潑。氧氣具有助燃性和氧化性。
氧氣的檢驗方法:把一根帶火星的木條伸入集氣瓶中,假如帶火星的木條復燃,證明是氧氣。
氧氣及常見物質發(fā)生的反應
物質反應現(xiàn)象化學方程式(表達式)
磷產生大量白煙、放熱4p+5O2^B2P2O5
①木炭在空氣中燃燒時持續(xù)紅熱,無煙無焰;木炭在氧氣
木炭中猛烈燃燒,并發(fā)出白光C+O2=^=CO2
②放熱、生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
①在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火
硫焰S+O2^MSO2
②放熱、生成有刺激性氣味的氣體
①純凈的氫氣在空氣中燃燒,產生淡藍色火焰
氫氣2H2+O2亙暨2H2O
②放熱、生成能使無水硫酸銅變藍的液體
鐵鐵在氧氣中猛烈燃燒,火星四射,放熱,生成黑色固體3Fe+2Ch亙暨Fe3C>4
鋁在氧氣中燃燒,發(fā)出刺眼的白光,放熱,生成白色固體4A1+3O2直整2Al2O3
鋁
鋁在空氣中及氧氣反應,表面形成致密的氧化膜
4A1+3O2=2A12O3
鎂鎂在空氣中燃燒,發(fā)出刺眼的白光、放熱、生成白色粉末2Mg+02^i2Mg0
銅紅色的固體漸漸變成黑色2CU+O2=^=2CUO
汞銀白色液體漸漸變成紅色2Hg+O2=^=2HgO
一氧
產生藍色火焰,放熱,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體2CO+O2^^=2CO2
碳
產生光明的藍色火焰,放熱,產生能使無水硫酸銅變藍的液
甲烷CH4+2O2亙壁CO2+2H2O
體,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
火焰發(fā)出白光,放熱,產生能使無水硫酸銅變藍的液體,生石蠟+氧氣宜量水十二
蠟燭
成能使澄清石灰水變渾濁的氣體
氧化碳
化合反應和分解反應
化合反應的特點是“多變一”,分解反應的特點是“一變多”。
氧化反應
氧化反應:物質跟氧發(fā)生的反應屬于氧化反應。它不屬于基本反應類型。氧化反應包括猛烈氧化和緩慢氧化。猛
烈氧化會發(fā)光、放熱,如燃燒、爆炸;緩慢氧化放熱較少,但不會發(fā)光,如動植物呼吸、食物的腐敗、酒和醋的
釀造、農家肥料的腐熟等。
氣體制取裝置
氣體發(fā)生裝置
(a)
①加熱固體制備氣體②固淹常溫反應制備氣體
加熱固體制備氣體的裝置(見上圖①)
反應物和反應條件的特征:反應物都是固體,反應須要加熱。
裝置氣密性的檢查方法:將導氣管的出口浸沒在水中,雙手緊握試管。假如水中出現(xiàn)氣泡,說明裝置氣密性
良好。(原理:氣體的熱脹冷縮)
試管口要略向下傾斜,防止冷凝水回流熱的試管底部使試管炸裂。
停止反應時,應先把導管從水槽中移出,再熄滅酒精燈,防止水槽中的水被倒吸入熱的試管中,使試管炸裂。
固液混合在常溫下反應制備氣體的裝置(見上圖②)
反應物和反應條件的特征:反應物中有固體和液體,反應不須要加熱。
裝置氣密性的檢查方法:在導管出口處套上橡皮管,用彈簧夾夾緊橡皮管,從漏斗中加水。假如液面穩(wěn)定后
水面不下降,則表明裝置氣密性良好。
要依據(jù)實際狀況選擇⑶(b)(c)(d)四種裝置。
裝置(a)的特點:裝置簡潔,適用于制取少量的氣體;簡潔造成氣體泄漏,增加藥品不太便利。裝置(b)的特
點:便于隨時添加藥品。裝置(c)的特點:可以限制反應速率。
裝置(d)的特點:可以限制反應的發(fā)生和停止。(希望停止反應時,用彈簧夾夾住橡皮管。這時由于試管內的
氣壓大于外界大氣壓,試管內的液面會下降)
假如運用長頸漏斗,留意長頸漏斗的下端管口應插入液面以下,形成液封,防止生成的氣體從長頸漏斗逸出。
運用分液漏斗時無需考慮這個問題。
氣體收集裝置
排水法收集氣體的裝置(見右圖)
適用狀況:收集的氣體不溶或難溶于水,且不及水反應。
假如瓶口出現(xiàn)氣泡,說明氣體收集滿。
向上排空氣法收集氣體的裝置(見右圖)
適用狀況:氣體密度大于空氣(相對分子質量大于29),且不及空氣中的成分反應。
要求:導管伸入集氣瓶底,以利于排凈空氣。
向下排空氣法收集氣體的裝置(見右圖)
適用狀況:氣體密度小于空氣(相對分子質量小于29),且不及空氣中的成分反應。
密度和空氣接近的氣體,不宜用排空氣法收集。
試驗室制取氧氣
加熱高銃酸鉀制取氧氣反應原理:2KMnO4/=K2MnO4+MnO2+O2T
步驟:查一裝一定一點一收一移一熄
驗滿:將帶火星的木條放在集氣瓶口,假如帶火星的木條復燃,說明氧氣收集滿了。
檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內,假如帶火星的木條復燃,說明是氧氣。
留意事項:
停止反應時,應先把導管從水槽中移出,再熄滅酒精燈,防止水槽中的水被倒吸入熱的試管中,使試管炸裂。
分解過氧化氫溶液制取氧氣反應原理:2H2O2四2H2O+O2T(催化劑可換成硫酸銅溶液)
加熱氯酸鉀制取氧氣反應原理:2KC1O3^^2KC1+3O2T
催化劑
在化學反應里能變更其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發(fā)生變更的
物質叫做催化劑。催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。
氧氣的工業(yè)制法
試驗室制取氧氣屬于化學變更,工業(yè)制取氧氣屬于物理變更,這是二者的根本區(qū)分。
第一種制法(分別液態(tài)空氣法);其次種制法:利用膜分別技術,在肯定壓力下,讓空氣通過具有富集氧氣功能
的薄膜,可得到含氧量較高的富氧空氣。
第三單元物質構成的奇妙
課題1分子和原子
分子和原子的異同
分子原子
定義分子是保持物質化學性質的最小粒子。原子是化學變更中的最小粒子。
性質質量小、體積??;不斷運動;有間隔;同種粒子的化學性質相同。
聯(lián)系分子是由原子構成的。分子、原子都是構成物質的微粒。
區(qū)分在化學變更中,分子可以再分,而原子不行以再分。
驗證分子運動的探究試驗
【試驗操作】如右圖,取適量的酚獻溶液,分別倒入A、B兩個小燒杯中,另取一個小燒杯C,加入約5mL濃
氨水。用一個大燒杯罩住A、C兩個小燒杯,燒杯B置于大燒杯外。視察現(xiàn)象。
【試驗現(xiàn)象】燒杯A中的酚酸溶液由上至下漸漸變紅。
【試驗結論】分子是不斷運動的。
【留意事項】濃氨水顯堿性,能使酚酥溶液變紅。濃氨水具有揮發(fā)性,能揮發(fā)出氨氣。
分子和原子的本質區(qū)分:在化學變更中,分子可以再分,而原子不能再分。
化學變更的實質:在化學變更過程中,分子裂變成原子,原子重新組合,形成新物質的分子。
課題2原子的結構
原子的構成
質子(每個質子帶
「原子核(帶正電)1一個單位正電荷)體積很小,約占原子體積的十萬分之一
店工中子(不帶電)
原于JI
(不帶電)I核外電子(每個電子在核外一個相對很大的空間內做著高速運動
I帶一個單位負電荷)
原子的種類由核電荷數(shù)(質子數(shù))確定。在原子中,原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核內質子數(shù)=核外電子數(shù)。
可以忽視不計,所以原子的質量集中在原子核上,即相對原子質量■質子數(shù)+中子數(shù)
原子結構示意圖:一個氯原子的原子結構示意圖如下
弧線表示電子層
弧線上的數(shù)字表示該層填充的電子數(shù)
表示原子核和核內質子數(shù)
元素類最外層
得失電子趨勢性質結論
別電子數(shù)
易失去最外層電子(形成
金屬元素<4
陽離子)
易發(fā)生化學
易獲得電子使最外層達元素的化學
反應
非金屬元素>4(H:1)到8電子的穩(wěn)定結構(形成陰性質由最外層電
離子)子數(shù)確定。
稀有氣體元難得失電子(為相對穩(wěn)定極難發(fā)生化
=8(He:2)
素結構)學反應
離子的形成:帶電的原子或原子團叫做離子。
離子用離子符號表示:在原子團或元素符號的右上角標出離子所帶的電荷的多少及電荷的正負(數(shù)字在前,
符號在后),當離子所帶電荷數(shù)為1時,1可以不寫。如Na+(鈉離子)、Ca2+(鈣離子)、H+(氫離子)、C「(氯
離子)、CP-(氧離子)、0H(氫氧根離子)等。
離子符號表示的意義:Mg2+表示1個鎂離子帶2個單位的負電荷。2。2-表示2個氧離子。
離子:帶電的原子或原子團叫做離子。
(1)表示方法及意義:如Fe2+:一個亞鐵離子帶2個單位正電荷
(2)離子結構示意圖的相識
留意:及原子示意圖的區(qū)分:質子數(shù)=電子數(shù),為原子結構示意圖;質子數(shù)W電子數(shù)為離子結構示意圖
質子數(shù)>電子數(shù):則為陽離子,如AF+質子數(shù)(電子數(shù):則為陰離子,02-
課題3元素
定義:元素就是具有相同電荷數(shù)(即核內電子數(shù))的一類原子的總稱。元素之最
地殼中含量(質量分數(shù))排在前四位的元素:氧、硅、鋁、鐵
元素的分類:金屬元素、非金屬元素、稀有氣體元素
元素符號:元素用元素符號表示。元素符號是用元素拉丁文名稱的第一個字母表示的,假如第一個字母相同,
則再附加一個小寫字母加以區(qū)分。
元素符號的意義:元素符號不僅表示一種元素,還表示這種元素的一個原子。假如物質由原子構成,元素符
號還可以表示一種物質。
假如元素符號前加上系數(shù),就只表示該原子的個數(shù),只具有微觀意義。
如:H表示氫元素、1個氫原子。2H表示2個氫原子。Cu表示銅元素、一個銅原子、金屬銅。
元素周期表:元素周期表的每一橫行叫做一個周期,共7個周期;每一縱行叫做一個族,共16個族。
第四單元自然界的水
課題2水的凈化
過濾
操作時留意“一貼、二低、三靠”。
“一貼”:濾紙緊貼漏斗內壁,用少量水潤濕濾紙并使濾紙及漏斗壁之間沒有氣泡(保證過濾效率)。
“二低”:濾紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣(否則被過濾的液體會干脆從濾紙及漏斗之間的間隙流到漏斗
下的接受器中,使濾液渾濁)。
“三靠”:燒杯緊靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液體沿玻璃棒流進過濾器)、玻璃棒緊靠三層濾紙、漏斗
下端管口緊靠燒杯內壁(使濾液沿燒杯壁流下,防止滴下的液滴四處迸濺)。
假如兩次過濾之后濾液仍舊渾濁,緣由可能是濾紙破損或過濾時液面高于濾紙邊緣。
水的凈化
⑴水的凈化效果由低到高的是靜置、過濾、吸附、蒸儲(均為物理方法),其中凈化效果最好的操作是蒸
儲,;蒸儲水是純水;具有吸附作用的凈水劑是活性炭。
⑵硬水及軟水A.定義:含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水,不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水
叫軟水。
B.鑒別方法:用肥皂水,有浮渣產生或泡沫較少的是硬水,泡沫較多的是軟水。
C.硬水軟化的方法:蒸儲、煮沸(是最常用的方法)。
D.長期運用硬水的壞處:奢侈肥皂,洗不干凈衣服;鍋爐簡潔結成水垢,不僅奢侈燃料,還易使管道變形
甚至引起鍋爐爆炸。
課題3水的組成
水的電解試驗(試驗裝置如右圖)
【試驗現(xiàn)象】①電極上有氣泡產生。及負極相連的試管內的氣體體積大,體積比約為小,質量比約為8:1。
②及正極相連的試管內的氣體可以使帶火星的木條復燃;及負極相連的試管內的氣體移近火焰時,氣體能夠燃
燒,火焰呈淡藍色。
【試驗結論】
①水在通電的條件下,發(fā)生了分解反應,生成氫氣和氧氣:2H2。唾2H2T+O2T;
②水是由氫、氧兩種元素組成的(在反應前后,參及反應的元素種類沒有變更);
③化學反應中,分子可分,原子不行分。
【留意事項】預先在水中加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸可以增加水的導電性。
課題4化學式及化合價
化學式:用元素符號和數(shù)字組合來表示物質組成的式子。
化學式(如H2O)的意義:
表示一種物質(宏觀意義)----表示水這種物質;
表示一個分子(微觀意義)一表示1個水分子;
表示某物質是由什么元素組成的(宏觀意義)一表示水是由氫元素、氧元素組成;
表示某物質是由什么粒子構成(微觀意義)一表示水由水分子構成;
表示某物質的分子由什么粒子構成(微觀意義)一表示1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成;
物質的組成、構成及分類
物質組成:物質(純凈物)由元素組成
物質構慳分子:如H2、。2、N2、Cb、82、H2O、HC1等。
|原子:金屬、稀有氣體、某些非金屬固體(如金剛石、石墨、單晶硅等)。
離子:堿和鹽,如NaCl,由鈉離子(Na+)氯離子(C1-)構成。
物質分類:
r混合物(由多種物質組成):如空氣、各種
物
Ir單質:金屬、非金屬、稀有氣體
質
I(由同種元素組
純凈物
,(由一種物質組成,?有機化合物:CH4、C2H50H、C6Hl2。6、淀粉、蛋白質
f氧化物:H2O、CO2、CuO
化合物:
酸:HC1H2SO4HNO
、(不同種元素組成)無機化合物:’3
堿:NaOHCa(OH)2KOH
、鹽:NaClCuSO4Na2cO3
第五單元化學方程式
一、質量守恒定律:
1、內容:參與化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和。
說明:①質量守恒定律只適用于化學變更,不適用于物理變更;
②不參與反應的物質質量及不是生成物的物質質量不能計入“總和”中;
③要考慮空氣中的物質是否參與反應或物質(如氣體)有無遺漏。
2、微觀說明:在化學反應前后,原子的種類、數(shù)目、質量均保持不變(原子的“三不變”)。
\宏觀:反應物生成物總質量不變;元素種類、質量不
1變。
3、化學反應前后⑴肯定不變
⑵肯定變更宏觀:物質的種類肯定變;微觀:分子種類肯定變
⑶可能變更:分子的總數(shù)、氣體的總體積數(shù)、元素的化合價可能變
二、化學方程式
1、遵循原則:①以客觀事實為依據(jù)②遵守質量守恒定律
2、書寫:(留意:a、配平;b、注條件;c、標生成物的箭號,左無右有才標。)
3、含義:以2H2+O2點燃2H2。為例
①宏觀意義:表明反應物、生成物、反應條件,氫氣和氧氣在點燃的條件下生成水。
②微觀意義:表示反應物和生成物之間粒子個數(shù)比,每2個氫分子及1個氧分子化合生成2(或原子)
個水分子。對氣體而言,分子個數(shù)比=化學計量數(shù)比=體積比。
③各物質間質量比(=系數(shù)x相對分子質量之比):每4份質量的氫氣及32份質量的氧氣完全化合生成36
份質量的水。
4、化學方程式供應的信息包括
①哪些物質參與反應(反應物);②通過什么條件反應:③反應后生成了哪些物質(生成物);④反應物和生
成物間的各種粒子的個數(shù)比;⑤反應物和生成物間的各物質的質量比;⑥反應前后質量守恒,等等。
5、利用化學方程式的計算
【留意】假如沒有完全反應,反應物和生成物的質量不能代入計算。只有通過相關數(shù)據(jù)得知反應完全進行(遇到
“充分反應”、“恰好完全反應”、“適量”等話語),這些質量才可能有效。
遇到“足量”、“過量”、“一段時間”、“少量”等詞語,說明可能不是恰好完全反應。
【留意】當反應前物質的總質量不等于反應后物質的質量時,說明有氣體逸出。
第六單元碳和碳的氧化物
第一節(jié)金剛石、石墨和C60
“碳”和“炭”的區(qū)分:“碳”指碳元素,不是詳細指某種物質;而“炭”指詳細的、由碳元素組成的單質。
金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種不同的單質。
所以,在肯定條件下,將石墨轉化為金剛石的變更是化學變更。
金剛石是自然存在的最硬的物質。
木炭、活性炭具有吸附性(物理性質)。活性炭的吸附性更強。
Coo分子是一種由60個碳原子構成的分子,它形似足球,這種足球結構的碳分子很穩(wěn)定。
金剛石、石墨、C60性質不同的緣由:碳原子的排列方式不同。
碳的化學性質
單質碳的物理性質各異,而各種單質碳的化學性質卻完全相同
在常溫下,碳的化學性質不活潑。
碳具有可燃性:C+O2曜CO2(充分燃燒)2C+O2笆2co(不充分燃燒)
碳在氧氣中燃燒的現(xiàn)象:燃燒猛烈,發(fā)出白光;放熱;生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
碳具有還原性:
C+2CuO屋遢=2CU+CO2f
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2t
單質碳的還原性可用于冶金工業(yè)。
木炭還原氧化銅的試驗(見右圖)
【試驗操作】①把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合勻稱,當心地鋪放進試管;
②將試管固定在鐵架臺上。試管口裝有通入澄清石灰水的導管;
③集中加熱;
④過幾分鐘后,先撤出導氣管,待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。視察現(xiàn)象并分析。
[試驗現(xiàn)象]澄清的石灰水變渾濁;黑色固體漸漸變成紅色。
【化學方程式】C+2CuO里迪2Cu+CO2T
反應起先的標記:澄清的石灰水變渾濁。
在酒精燈上加網罩的目的:使火焰集中并提高溫度。
配制混合物時木炭粉應稍過量的目的:防止已經還原的銅被氧氣重新氧化。
試驗完畢后先熄滅酒精燈的后果:石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。
還原反應:含氧化合物里的氧被奪去的反應,叫做還原反應。
木炭是使氧化銅還原為銅的物質,具有還原性。木炭在反應C+2CuO邈2Cu+CO2T中作還原劑。
其次節(jié)二氧化碳制取的探討
試驗室制取二氧化碳
原料:大理石或石灰石、稀鹽酸。
反應原理:CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t
發(fā)生裝置:同分解過氧化氫溶液制取氧氣的發(fā)生裝置(緣由:固體和液體混合,在常溫下反應生成氣體)
收集裝置:向上排空氣法收集氣體的裝置(緣由:二氧化碳能溶于水,且密度比空氣密度大)
檢查裝置的氣密性:用長頸漏斗插入液面內的氣體發(fā)生裝置,緊閉導氣管出口,從漏斗中加水。假如液面穩(wěn)定后
水面下降,則表明漏氣;若水面不下降,則表明不漏氣。
驗滿:把燃著的木條放在集氣瓶口(不要伸入瓶內),假如火焰熄滅,證明二氧化碳已經收集滿了。
檢驗:把氣體通入澄清的石灰水中,假如澄清的石灰水變渾濁,就證明收集的氣體是二氧化碳。
凈化:假如制取的二氧化碳中混有少量氯化氫氣體和水蒸氣時,可先將氣體通過盛有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶(除
去氯化氫),再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶(除去水蒸氣并進行干燥)。
留意事項見其次單元。
二氧化碳和氧化鈣的工業(yè)制法:CaC03=S星CaO+CO2t
第三節(jié)一氧化碳和二氧化碳
一般狀況下,二氧化碳的密度比空氣的密度大。
二氧化碳的化學性質
一般狀況下,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒。
二氧化碳不能供應呼吸。(留意:二氧化碳沒有毒性)二氧化碳能及水反應生成碳酸。
【化學方程式】CO2+H2OH2c。3和H2CO3=H2O+CO2t二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2=CaCO3
J+H20
二氧化碳能及灼熱的碳反應生成一氧化碳:CO2+C逼迫2co
該反應是吸熱反應。該反應既是化合反應,又是氧化還原反應(CC>2是氧化劑,C是還原劑)。
該反應是二氧化碳變?yōu)橐谎趸嫉囊环N方法。
二氧化碳的用途
滅火(既利用了二氧化碳的物理性質,又利用了二氧化碳的化學性質)
緣由:①二氧化碳的密度比空氣大;②一般狀況下,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒。
滅火器原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2t
干冰(固體二氧化碳):干冰升華汲取大量的熱,因此干冰可用于人工降雨、制冷劑。
光合作用:作氣體肥料,可以提高農作物的產量。
二氧化碳對環(huán)境的影響:造成溫室效應
【能導致溫室效應的氣體】二氧化碳、臭氧(03)、甲烷(CH4)、氟氯代烷等。
一氧化碳的物理性質:無色、無味的氣體,難溶于水,密度比空氣略小。
一氧化碳只能用排水法收集,不能用向下排空氣法收集。
一氧化碳的化學性質
一氧化碳具有可燃性:2CO+O2S=2CO2
【燃燒的現(xiàn)象】①發(fā)出藍色火焰;②放熱;③生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
煤爐從上至下,常發(fā)生的三個反應:2co+。2直蹙2c。2、C02+C=i星2c0、C+O2直暨CO2
一氧化碳具有毒性。
緣由:一氧化碳極易及血液中的血紅蛋白結合,造成生物體內缺氧,嚴峻時會危及生命。
正常的血液呈深紅色,當通入一氧化碳后,血液由深紅色變成淺紅色。
一氧化碳具有還原性。
一氧化碳的用途:
可燃性:作氣體燃料(28+02直整282)。
還原性:冶煉金屬(3CO+Fe2O32Fe+3CO2>CO+CuOCu+CO2)o
一氧化碳的還原性
一氧化碳還原氧化銅的試驗:
【試驗裝置】見下圖(這是整套裝置,但只需駕馭虛線框中內容,并且下文的操作、現(xiàn)象、結論僅針對虛線框內
的試驗裝置)。
⑤
①
②
③④⑦
1-稀鹽酸2-大理石3-碳酸氫鈉溶液4-濃硫酸5-木炭6-氧化銅7-氫氧化鈣溶液
[試驗現(xiàn)象]黑色粉末變成紅色,生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁。
【試驗結論】一氧化碳能使氧化銅還原成銅,同時生成二氧化碳。
【化學方程式】CO+CuO=^=Cu+CO2
【留意事項】
①檢驗一氧化碳純度的目的:防止加熱空氣和一氧化碳的混合氣體引起爆炸。
②一氧化碳“早來晚走”,酒精燈“遲到早退”。
③一氧化碳“早來”,酒精燈“遲到”的目的:排凈裝置內的空氣,防止加熱空氣和一氧化碳的混合氣體引起
爆炸。
④一氧化碳“晚走”,酒精燈“早退”的目的:防止灼熱的銅重新被空氣中的氧氣氧化
(2CU+O2=^=2CUO)O
⑤因為一氧化碳有劇毒,隨意排放會造成空氣污染,所以必需進行尾氣處理。
⑥7溶液的目的:①證明反應生成二氧化碳;②除去裝置內的二氧化碳。
一氧化碳還原氧化鐵
【試驗裝置和試驗操作】及上面的試驗類似(⑥下的酒精燈要換成酒精噴燈)
[實現(xiàn)現(xiàn)象]紅色粉末漸漸變黑,生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁。
【化學方程式】3co+Fe2O3屋迪2Fe+3c。2
【留意事項】鐵塊是銀白色的,但鐵粉是黑色的。
水煤氣(一氧化碳和氫氣的混合氣體):C+H2O=S^CO+H2
在我們學過的還原劑還原金屬氧化物的反應中,只有兩個反應的條件是“加熱”,其他的都是“高溫”:
H2+CUO=^=CU+H2O和CO+CuO=^=Cu+CO2
一氧化碳和二氧化碳的性質比較
一氧化碳二氧化碳
無色無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于
物理性質無色無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水
水
①二氧化碳能和水反應生成碳酸
②二氧化碳可以和四大強堿反應生成鹽和
化學性質可燃性、還原性、毒性水
③二氧化碳能和碳單質反應
④二氧化碳能參及光合作用
通過灼熱的氧化銅粉末,粉末由黑色漸漸變
檢驗方法通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁
成紅色,產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁
主要用途做燃料、冶煉金屬滅火、制汽水、人工降雨
三大還原劑:H2、C、CO—共同性質:可燃性、還原性。
三大可燃性氣體及燃燒時的火焰顏色:H2(淡藍色)、CO(藍色)、CH4(光明的藍)
當碳及氧化劑不充分反應時,會生成一氧化碳。
第七單元燃料及其應用
第一節(jié)燃燒和滅火
燃燒
定義:通常的燃燒是指可燃物跟氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的猛烈的氧化反應。
燃燒的條件:①可燃物;②及氧氣(或空氣)接觸;③溫度達到著火點。
滅火
滅火的原理:
①清除可燃物或使可燃物及其他物品隔離;
②隔絕氧氣(空氣);
③降低可燃物的溫度,使其降低到著火點以下。
【留意事項】
①著火點是可燃物著火燃燒時所需的最低溫度,是物質的一種性質,不隨外界條件的變更而變更。
②在燃燒的三個條件中,只需破壞一個條件就可以使燃燒停止。
滅火器
泡沫滅火器的反應原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2t
干粉滅火器的反應原理:2NaHCO3^=Na2CO3+H2O+CCht
二氧化碳滅火器內盛裝的是液態(tài)二氧化碳,運用時不會留下任何痕跡。
爆炸
定義:可燃物在有限的空間內急劇地燃燒,就會在短時間內聚積大量的熱,使氣體的體積快速膨脹而引起爆炸。
爆炸還包括物理爆炸,它們是物理變更。
除了可燃性氣體能發(fā)生爆炸外,可燃性粉塵如面粉、煤粉等也能發(fā)生爆炸。
油庫、面粉加工廠、紡織廠和煤礦的礦井內等地方必需做的平安措施:通風、嚴禁煙火。
其次節(jié)燃料和熱量
三大化石燃料:煤、石油、自然氣(均為混合物,并且均為不行再生能源)
煤—“工業(yè)的糧食”。煤中主要含碳元素。
煤燃燒排放的污染物:S02>N02>CO、煙塵等。(S02、NC)2可導致酸雨)
石油——“工業(yè)的血液”
自然氣的主要成分是甲烷(沼氣)。
甲烷是最簡潔的有機物、相對分子質量最小的有機物。
甲烷的物理性質:無色無味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。
甲烷的化學性質:可燃性。
甲烷燃燒的化學方程式:CH4+2O2SCO2+2H2O(甲烷燃燒會產生光明的藍色火焰。)
可燃冰:科學家們在海底發(fā)覺了大量可燃冰,它是一種甲烷水合物,是甲烷及水在低溫高壓下形成的。
可燃冰的優(yōu)點:能量高、熱值大,是替代化石燃料的新能源。
可燃冰的缺點:假如在開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中,會造成更加嚴峻的溫室效應。
使燃料充分燃燒的方法:
①加大空氣的量;②增大燃料及空氣的接觸面積。
實例:將塊狀的煤加工粉碎成煤粉,或者制成蜂窩煤等。
燃料充分燃燒的意義:
①使有限的能源發(fā)揮最大的作用(放熱多、節(jié)約能源);②降低環(huán)境污染的程度。
燃料不充分燃燒的后果:
①使燃料燃燒產生的熱量削減,奢侈資源;
②產生大量的co等物質,污染空氣。
第三節(jié)運用燃料對環(huán)境的影響
燃料燃燒對空氣的影響
煤燃燒時排放出SO2、NO2等污染物,這些氣體或氣體在空氣中反應后的生成物溶于雨水,會形成酸雨。
酸雨危害的模擬試驗
【試驗操作】向一個空集氣瓶和一個充溢S02的集氣瓶中各加入少量水。分別將表中所列物質放入上述兩種液體
中,視察現(xiàn)象。
【試驗現(xiàn)象】見下表
現(xiàn)象
加入的物質
水so2加水
植物葉子或果皮無明顯變更植物葉子或果皮變黃
鎂條或鋅粒無明顯變更鎂條或鋅粒表面有氣泡產生
大理石或石灰石無明顯變更大理石或石灰石表面有氣泡產生,并且變得粗糙
【試驗結論】酸雨呈酸性,能及多種物質發(fā)生反應。
酸雨的危害:
①腐蝕大理石建筑、鋼鐵制品;
②污染江河湖海,使土壤酸化;
③影響水中動植物生長,破壞森林、農作物的生長。
④干脆危害人體健康,甚至使人死亡。
酸雨形成的反應原理:SO2+H2OH2s。3,2H2SO3+O2=2H2SO4
來源:含硫煤的燃燒、工廠廢氣、汽車尾氣等排放的氮、硫的氧化物。
防治燃料燃燒造成的空氣污染
酸雨的防治:
①工廠廢氣處理后排放;
②削減含硫煤的運用或運用脫硫煤;
③改善汽車用燃料(如壓縮自然氣CNG和液化石油氣LPG);
④削減煤、石油等化石燃料的燃燒,大力開發(fā)運用新燃料、新能源。
削減汽車尾氣對空氣的污染
①改進發(fā)動機的燃燒方式,以使汽油能夠充分燃燒;
②運用催化凈扮裝置,使有害氣體轉化為無害物質;
③運用無鉛汽油,禁止含鉛物質排放。
運用和開發(fā)新的燃料及能源
乙醇
乙醇俗稱酒精,化學式為C2H5OH。
乙醇的物理性質:無色、有特別氣味的液體,易揮發(fā),易溶于水(能及水以隨意比例互溶),并能溶解多種有機
物。
乙醇具有可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2O
乙醇的用途:用作酒精燈、火鍋、內燃機等的燃料;重要的化工原料;制成車用乙醇汽油;制造消毒劑;制造醋
酸、飲料、香精、染料等。
車用乙醇汽油:車用乙醇汽油是將變形燃料乙醇和汽油以肯定的比例混合而形成的一種汽車燃料。
運用車用乙醇汽油的好處:
①節(jié)約石油資源;
②削減汽車尾氣的污染;
③促進農業(yè)生產。
氫氣:見第三單元
其他新能源:太陽能、核能、風能、地熱能和潮汐能等。
第八單元金屬和金屬材料
第一節(jié)金屬材料
金屬材料:金屬材料包括純金屬以及它們的合金。
金屬的物理性質
在常溫下一般為固態(tài)(汞為液態(tài)),有金屬光澤(大多數(shù)金屬呈銀白色,銅呈紫紅色,金呈黃色);
導電性、導熱性、熔點較高、有延展性、能夠彎曲、硬度較大、密度較大。
金屬之最
地殼中含量最多的金屬元素——鋁
人體中含量最多的金屬元素一鈣
目前世界年產量最多的金屬一鐵(鐵>鋁)銅)
導電、導熱性最好的金屬一銀(銀)銅)金)鋁)
熔點最高的金屬一鴇
熔點最低的金屬---汞
硬度最大的金屬——銘
密度最大的金屬——餓
密度最小的金屬——鋰
金屬的分類
「黑色金屬:通常指鐵、錦、銘及它們的合金。
{有色金屬:通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。[登,:既'
I輕金屬:如鈉、鎂、鋁等
金屬的應用
物質的性質在很大程度上確定了物質的用途,但這不是唯一的確定因素。在考慮物質的用途時,還須要考慮價格、
資源、是否美觀、運用是否便利,以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。
銅、鋁—電線_導電性好、價格低廉
鴇——燈絲——熔點高
銘——電鍍——硬度大
鐵一菜刀、鐮刀、錘子等
丞一體溫計液柱
銀一保溫瓶內膽
鋁一“銀粉”、錫箔紙
合金:由兩種或兩種以上的金屬或金屬及非金屬經肯定方法所合成的具有金屬特性的物質。
合金是混合物。金屬氧化物不是合金。
目前已制得的純金屬只有90多種,而合金已達幾千種。
合金的硬度一般比組成它的純金屬的硬度大,抗腐蝕性強。
合金的熔點一般比組成它的純金屬的熔點低。
常見的合金:
合
鐵的合金銅合金鈦和鈦合形態(tài)記憶合
金焊錫
金金
生鐵鋼黃銅青銅
含碳量
成含碳量銅鋅合銅錫合鉛錫合
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