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- 2021-05-10 发布
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绪言 化学使世界变得更加绚丽多彩
1、 化学是研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学。
2、 原子论(道尔顿)和分子学说(阿伏加德罗)的创立,奠定了近代化学的基础。——物质是由原子和分子构成的,分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。
3、 1869年,俄国的化学家门捷列夫发现元素周期律和元素周期表。我国的某些化学工艺像造纸、制火药、烧瓷器,发明很早,对世界文明作出过巨大贡献。
第一章 走进化学世界
课题1 物质的变化和性质
一、物质的变化
1、概念:物理变化——没有生成其它物质的变化。例:石蜡熔化、水结成冰、汽油挥发、
干冰升华、液氮制冷、窗户上结冰华、雕刻
化学变化——有其它物质生成的变化 例:煤燃烧、铁生锈、食物腐败、呼吸、炼钢、冶炼铜、酿酒
2、判断变化依据:是否有其它(新)物质生成。 有则是化学变化,无则是物理变化
物理性质:物质不需要化学变化就表现出的性质。包括:颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等。
化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等。
课题3 走进化学实验室
一、 常用的仪器(仪器名称不能写错别字)
(一)初中化学实验常用仪器
反应容器 可直接受热的:试管、蒸发皿、燃烧匙、坩埚等
能间接受热的:烧杯、烧瓶、锥形瓶(加热时,需加石棉网)
存放药品的仪器:广口瓶(固体)、细口瓶(液体)、滴瓶(少量液体)、集气瓶(气体)
加热仪器:酒精灯
计量仪器:托盘天平(称固体质量)、量筒(量液体体积)
分离仪器:漏斗
取用仪器:药匙(粉末或小晶粒状)、镊子(块状或较大颗粒)、胶头滴管(少量液体)
夹持仪器:试管夹、铁架台(带铁夹、铁圈)、坩埚钳
其他仪器:长颈漏斗、石棉网、玻璃棒、试管刷、水槽
不能加热:量筒、集气瓶、漏斗、温度计、滴瓶、表面皿、广口瓶、细口瓶等
1、胶头滴管 ①胶头滴管用于吸取和滴加少量液体。
② 悬空垂直放在试管口上方,以免污染滴管,滴管管口不能伸入受滴容器(防
止滴管沾上其他试剂)
2、量筒 用于量取一定量体积液体的仪器。
注意:① 不能在量筒内稀释或配制溶液,决不能对量筒加热 。
② 也不能在量筒里进行化学反应。
③读书误差:仰小俯大 仰视则读书偏低,液体的实际体积>读数
俯视则读书偏高,液体的实际体积<读数
3、托盘天平:称量仪器,一般精确到0.1克。
注意:(1)左物右码
(2)左盘质量=右盘质量+游码质量 即:若是左物右码,则药品的质量=砝码读数+游码读数;若左右放颠倒了;药品的质量=砝码读数—游码读数
(3)任何药品都不能直接放在盘中称量,干燥固体可放在纸上称量,易潮解药品要放在(烧杯或表面皿等)玻璃器皿中称量。
4、长颈漏斗:用于向反应容器内注入液体,若用来制取气体,则长颈漏斗的下端管口要插入液面以下,形成“液封”,(防止气体从长颈斗中逸出)
5、酒精灯
若有酒精洒到桌面并燃烧起来,应立即用湿布扑盖或撒沙土扑灭火焰,不能用水冲,以免火势蔓延。
6、玻璃棒 用途:搅拌(加速溶解)、引流(过滤或转移液体)。
7、简易装置气密性检查:
A、连接装置;
B、将导管的一端浸入水中;
C、用手紧握试管加热;
D、过一会儿导管中有气泡产生,当手离开后导管内形成一段水柱。
第二单元 我们周围的空气
课题1 空 气
一、空气成分的研究史
法国科学家拉瓦锡
最早运用天平作为研究化学的工具,用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
二、空气中氧气成分的测定:
1、装置图(见书P27)
2、实验现象:A、红磷燃烧发出黄白色火焰,放出热量,冒出白色浓烟
B、(过一会儿白烟消失,装置冷却到室温后打开弹簧夹)烧杯内的水倒流入集气瓶,约占瓶子容积的1/5。
3、实验结论:说明空气不是单一的物质;氧气约占空气总体积的1/5。
点燃
4、原理:表达式:磷(P) + 氧气(O2) 五氧化二磷(P2O5)
化学方程式: 4P + 5O2 2P2O5
5、注意事项:A、所用的红磷必须过量,过少则氧气没有全部消耗完
B、要等集气瓶(装置)冷却后才能打开弹簧夹,
C、装置的气密性要好,(否则测量结果偏小),
思考:可否换用木炭、硫磺等物质?如能,应怎样操作?
答:不能用木炭或蜡烛(燃烧产生了气体,瓶内体积变化小),不能用铁(铁在空气中不能燃烧)
6、实际在实验中测得的结果比真实值小,其原因可能是A红磷量不足;B装置气密性差;C未冷却至室温就打开止水夹;D、没有预先在导管中装满水
三、空气的主要成分(按体积分数):氮气(N2)78%,氧气(O2)21%(氮气比氧气约为4:1),稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其它气体和杂质0.03%。
四、物质的分类:纯净物和混合物
1、纯净物:由一种物质组成的,“纯净”是相对的,绝对纯净的物质是没有的,只要杂质含量低,不至于对生产和科学研究产生影响的物质就是纯净物。
2、混合物:两种或多种物质组成的,这些物质相互间没有发生化学反应,各物质都保持各自的性质。
五、空气是一种宝贵的资源
氧气
①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等
氮气
①超导实验车②化工原料③作保护气④食品充氮作防腐剂等
稀有气体
①作保护气②制多种用途的电光源③激光技术④液氦冷冻机等
六、空气的污染及防治。
1、 造成空气污染的物质:有害气体(一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2))和烟尘。
2、污染来源:空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧,石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。
3、被污染的空气带来的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起)、臭氧空洞(飞机的尾气、氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
4、防止空气污染的措施:加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
课题2 氧气
一、氧气的物理性质
1、色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体;
2、密度:标准状况下,密度为1.429g/L,略大于空气。(可用向上排空法)
3、溶解性:氧气不易溶于水。(可用排水法收集)
二、氧气的化学性质
(一)与非金属(碳、硫、磷)的反应
1、木炭(黑色固体)燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
文字表达式:碳(C)+ 氧气(O2)点燃
二氧化碳(CO2)
化学方程式 C + O2 CO2
2、硫粉(淡黄色)燃烧:
实验现象:在空气中:发出微弱的淡蓝色火焰;放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气中: 发出明亮的蓝紫色的火焰, 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
文字表达式 硫(S) + 氧气(O2) 点燃
二氧化硫(SO2)
化学方程式 S + O2 SO2
实验时,要在瓶底装少量水(吸收二氧化硫,防止污染空气)。
3、红磷(暗红色固体)的燃烧
实验现象:在空气中:发出黄白色火焰,放出热量,生成大量白烟
在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成大量的白烟
文字表达式:磷(P)+ 氧气(O2)点燃
五氧化二磷(P2O5)
化学方程式:4P + 5O2 2P2O5
注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体
(二)与金属(镁、铁)的反应
1、镁带(银白色固体)在空气中燃烧
实验现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体。
文字表达式:镁(Mg)+ 氧气(O2)点燃
氧化镁(MgO)
化学方程式:2Mg + O2 2MgO
2铁丝(银白色固体)在氧气中燃烧
实验现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体。
文字表达式:铁(Fe) + 氧气(O2)点燃
四氧化三铁(Fe3O4)
化学方程式:3Fe + 2O2 Fe3O4
注意:集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水,防止生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂。铁丝在空气中不能燃烧
(三)其他物质与氧气的反应
某些物质在一些条件下,与氧气发生缓慢的氧化反应,成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如:动植物新陈代谢,金属的锈蚀,食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。
三、氧气的用途
(1)、供给呼吸:医疗上急救病人,登山、潜水、航空、宇航提供呼吸;
(2)、支持燃烧:炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂
四、反应类型:
①:化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
可表示为:A+B+…… → E (简称“多合一”)
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。
可表示为:AB→A+B+……。(简称:“一变多”)
③:氧化反应:物质与氧发生的化学反应。有氧气参加的反应一定属于氧化反应。氧化反应不一定是化合反应(石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质),化合反应不一定是氧化反应。
课题3 实验室制取氧气
一、工业制法(分离液态空气法)
空 气
降温加压
液态空气
蒸发
液态氧
氮气
沸点低(—196℃),先蒸发出来
装入天蓝色钢瓶中
沸点较高(—183℃)
原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。——物理变化(蒸馏)
(1)具体过程
(2)注意:该过程是物理变化
二、氧气的实验室制法(化学变化)
1、双氧水(过氧化氢)制取氧气
A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末 MnO2)
B实验原理:
表达式:过氧化氢(H2O2) MnO2
水(H2O) + 氧气(O2)
化学方程式: 2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 ↑
注:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
C、装置: 固体与液体反应,不需加热(双氧水的为一类)
注意事项:
①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
②、气密性检查:用止水夹关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。
③、装药品时,先装固体后装液体
④、该装置的优点:可以控制反应的开始与结束,可以随时添加液体。
D、步骤:连、查、装(二氧化锰)、定、倒(过氧化氢溶液)、收
2、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
A、药品:、高锰酸钾(暗紫色固体)、氯酸钾(白色固体)与二氧化锰(黑色粉末)
B、原理:
①加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):
表达式:氯酸钾(KClO3)MnO2
△
氯化钾(KCl) + 氧气(O2)
方程式:2KClO3 2KCl + 3O2 ↑
注意:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
② 加热高锰酸钾:
表达式:高锰酸钾(KMnO4)锰酸钾(K2MnO4)+ 二氧化锰(MnO2)+ 氧气(O2)
方程式:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
C、装置:加热固体制气体(加热氯酸钾的为一类)
D、操作步骤:(连)查、装、定、点、收、离、熄。
泡冒出,证明装置不漏气。松开手后,导管口出现一段水柱。
E、易错事项:
a). 试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部
b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出。
c). 用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水。
d). 排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
e). 实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
F、收集方法:
① 排水法(不易溶于水)
② 向上排空法(密度比空气大)
收集气体:
a、 若用排水集气法收集气体,当气泡均匀冒出时再收集,刚排出的是空气;水排完后,应用玻璃片盖住瓶口,小心地移出水槽,证放在桌面上(密度比空气大)(防止气体逸出)
b、 用向上排空气法。收集时导管应伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)
用排水法收集时。导管放在集气瓶口
G、检验、验满
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,说明是氧气;
验满:用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
三、催化剂:
特点:两不变(质量、化学性质)、一改变(反应速率)
注意:①催化剂不能改变生成物的质量,不能决定反应的进行
②催化剂不是反应物、又不是生成物
③催化剂仅针对某一反应,并不是所有反应的催化剂
④某一反应的催化剂可能不只一种
四、分解反应:
1、概念:由一种物质反应生成两种及以上物质的反应
2、特点:一变多
第三单元 物质构成的奥秘
课题1 分子和原子
一、构成物质的微粒:分子、原子等微粒
1、由分子构成的物质:例如水、二氧化碳、氢气、氧气等物质
2、由原子构成的物质:金属、稀有气体、金刚石、石墨等物质
3、物质构成的描述:物质由××分子(或原子)构成。例如:铁由铁原子构成;氧气由氧分子构成。
二、分子
1、基本性质:⑴质量、体积都很小;
⑵在不停地运动且与温度有关。温度越高,运动速率越快 例:水的挥发、品红的扩散;
⑶分子间存在间隔。同一物质气态时分子间隔最大,固体时分子间隔最小 ;物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大,遇冷时变小的缘故。
⑷同种物质间分子的性质相同,不同物质间分子的性质不同。
2、分子的构成:分子由原子构成。
分子构成的描述:①××分子由××原子和××原子构成。
例如:水分子由氢原子和氧原子构成
②一个××分子由几个××原子和几个××原子构成。
例如:一个水分子由一个氧原子和二个氢原子构成
3、含义:分子是保持物质化学性质的最小微粒。
例:氢分子是保持氢气化学性质的最小粒子
4、从分子和原子角度来区别下列几组概念
⑴物理变化与化学变化
由分子构成的物质,发生物理变化时,分子种类不变。
发生化学变化时,分子种类发生了改变。
⑵纯净物与混合物
由分子构成的物质,纯净物由同种分子构成;混合物由不同种分子构成。
⑶单质与化合物
单质的分子由同种原子构成;化合物的分子由不同种原子构成。
三、原子
1、含义:原子是化学变化中最小的微粒。例:氢原子、氧原子是电解水中的最小粒子
2、分子与原子的比较
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。
3、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。
课题2 原子的结构
1、原子的构成
(1)原子结构的认识
(带正电)
原子
原子核
电子(带负电)
质子(带正电)
中子(不带电)
(2)在原子中由于原子核带正电,带的正电荷数(即核电荷数)与核外电子带的负电荷数(数值上等于核外电子数)相等,电性相反,所以原子不显电性
因此: 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
(3)原子的质量主要集中在原子核上 1、原子的构成
注意:①原子中质子数不一定等于中子数
②并不是所有原子的原子核中都有中子。例如:氢原子核中无中子
2、相对原子质量:
某原子的质量
碳原子质量的1/12
相对原子质量=
⑴
⑵相对原子质量与原子核内微粒的关系:
相对原子质量 = 质子数 + 中子数
相对原子质量单位是1
2
8
7
+17
电子层
质子数
电子层上的电子数
3、核外电子的排布
1、原子结构图:
①圆圈内的数字:表示原子的质子数
②+:表示原子核的电性
③弧线:表示电子层
④弧线上的数字:表示该电子层上的电子数
2、核外电子排布的规律:
①第一层最多容纳2个电子;
②第二层最多容纳8个电子;
③最外层最多容纳8个电子(若第一层为最外层时,最多容纳2个电子)
3、元素周期表与原子结构的关系:
①同一周期的元素,原子的电子层数相同,电子层数=周期数
②同一族的元素,原子的最外层电子数相同,最外层电子数=主族数
4、元素最外层电子数与元素性质的关系
金属元素:最外层电子数<4 易失电子
非金属元素:最外层电子数≥4 易得电子
稀有气体元素:最外层电子数为8(He为2) 不易得失电子
最外层电子数为8(若第一层为最外层时,电子数为2)的结构叫相对稳定结构
因此元素的化学性质由原子的最外层电子数决定。当两种原子的最外层电子数相同,则这两种元素的化学性质相似。(注意:氦原子与镁原子虽然最外层电子数相同,但是氦原子最外层已达相对稳定结构,镁原子的最外层未达到相对稳定结构,所氦元素与镁元素的化学性质不相似)
二、离子
1、概念:带电的原子或原子团
2、分类及形成:阳离子(由于原子失去电子而形成)带正电
阴离子(由于原子得到电子而形成)带负电
注意:原子在变为离子时,质子数、元素种类没有改变;电子数、最外层电子数、元素化学性质发生了改变。
3、表示方法:在元素符号右上角标明电性和电荷数,数字在前,符号在后。若数字为1时,可省略不写。例如:钠离子:Na+。
4、离子符号表示的意义:表示一个某种离子;表示带n个单位某种电荷的离子。例如:Fe3+ :带3个单位正电荷的铁离子
5、元素符号右上角的数字的含义:表示一个离子所带的电荷数。例如:Fe3+ :3表示一个铁离子带3个单位的正电荷
6、离子中质子数与电子数的关系:
阳离子:质子数>电子数 阴离子:质子数<电子数
7、离子与原子的区别与联系
粒子的种类
原 子
离 子
阳离子
阴离子
区
别
粒子结构
质子数=电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
粒子电性
不显电性
显正电
显负电
符 号
用元素符号表示
用离子符号表示
用离子符号表示
相互转化
得到电子
失去电子
得到电子
失去电子
阳离子 原子 阴离子
相同点
都是构成物质的一种微粒;质量、体积都很小;在不停运动;有间隙
8、离子个数的表示方法:在离子符号前面加系数。例如:2个钠离子:2Na+
9、离子符号前面的数字:表示离子的个数。
小结:1、构成物质的微粒:分子、原子、离子
由分子直接构成的物质:非金属气体单质、酸和多数氧化物(如CO2 H2O SO3 HCl )
由原子直接构成的物质:金属、稀有气体、金刚石、石墨等
由离子直接构成的物质:碱、盐
2、物质的组成、构成的描述:
①物质的组成:××物质由××元素和××元素组成 例:水由氢元素和氧元素组成
②物质的构成:××物质由××分子(或原子、离子)构成
例:水由水分子构成;铁由铁原子构成;氯化钠由氯离子和钠离子构成
课题3 元 素
元素
1、 含义:具有相同质子数(或核电荷数)的一类原子的总称。
注意:元素是一类原子的总称;这类原子的质子数相同
因此:元素的种类由原子的质子数决定,质子数不同,元素种类不同。
2、 元素与原子的比较:
元 素
原 子
区
别
含义
宏观概念,只分种类不计个数
微观概念,既分种类又分个数
适用范围
从宏观描述物质的组成。常用来表示物质由哪几种元素组成。如水由氢元素和氧元素组成
从微观描述物质(或分子)的构成。常用来表示物质由哪些原子构成或分子由哪些原子构成,如水分子由氢原子和氧原子构成;铁由铁原子构成。
联系
元素是同类原子的总称,原子是元素的基本单元
3、元素的分类:元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素三种
4、元素的分布:
①地壳中含量前四位的元素:O、Si、Al、Fe
②生物细胞中含量前四位的元素:O、C、H、N
③空气中前二位的元素:N、O
注意:在化学反应前后元素种类不变
元素符号
1、 书写原则:第一个字母大写,第二个字母小写。
2、 表示的意义;表示某种元素、表示某种元素的一个原子。例如:O:表示氧元素;表示一个氧原子。
3、 原子个数的表示方法:在元素符号前面加系数。因此当元素符号前面有了系数后,这个符号就只能表示原子的个数。例如:表示2个氢原子:2H;2H:表示2个氢原子,6N:6表示6个氮原子。
元素周期表
1、 发现者:俄国科学家门捷列夫
2、 结构:7个周期16个族
3、 元素周期表与原子结构的关系:
①同一周期的元素原子的电子层数相同,电子层数=周期数
②同一族的元素原子的最外层电子数相同,最外层电子数=主族数
4、 原子序数=质子数=核电荷数=电子数
5、 元素周期表中每一方格提供的信息:
1H
氢
1.008
表示元素符号
表示元素名称
表示元素的相对原子质量
表示元素的原子序数