第一节空气的成分。
一、空气的组成。
1、原始大气的组成:以二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、甲烷(ch4)和氨气(nh3)等为主。
2、绝色植物出现以后,植物的光合作用吸收二氧化碳放出氧气,氧气分别与一氧化碳、甲烷、氨气作用,使它们转化为二氧化碳、水和氮气(n2)。经过数十亿年的变迁,终于形成了现在地球上以氮气和氧气为主要成分的大气层。
3、现在,空气的成分(按体积分数计算)
4、氧气含量的测定实验(教材p61):
实验原理:铜+氧气→氧化铜(注射器中的氧气被细铜丝团消耗)
实验中的几个问题:
(1)为什么玻璃管中要装细铜丝团,而不是装一根粗铜丝?(增大与氧气的接触面,加快反应)
(2)实验中为什么要交替缓慢推动两个注射器活塞?(使注射器中的空气都能尽快与细铜丝团接触,从而加快反应,使里面的氧气能尽快被消耗完)
(3)注射器内气体的体积减少了约1/5,这说明了什么?(空气中氧气大约占了1/5的体积)
(4)上述实验中,如果两位同学的实验结果差别较大,你认为可能的原因有哪些?(实验结果不准确,可能是:装置漏气;加热的时间太短;细铜丝表面的杂质未除尽,影响了铜丝与氧气的反应)
(5)为什么这个实验可以证明空气是混合物?(氧气消耗完后,注射器内还有气体。这说明空气中除了氧气,还有其它气体)
(6)试推测:实验完毕(氧气被消耗完)后,注射器内剩余气体的性质(不能燃烧;不能与金属铜反应)
二、空气是一种重要的资源。
1、工业上制氧气。
空气——→液态空气———
2、空气中各种气体的用途:
氧气的用途:供给呼吸、支持燃烧。
氮气的用途:生产硝酸和化肥;作食品的保护气(化学性质稳定);液态氮常作致冷剂。
稀有气体的用途:用保护气(化学性质稳定);作多种用途的电光源(如霓虹灯)
用氦气充气球比氢气好,为什么?
三、关注空气质量。
1、通风不畅环境中的空气与新鲜空气的比较。
采集气体的方法:排水法、针筒抽气法、气囊法等。
检验二氧化碳气体的方法:向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡,变浑浊,则证明是二氧化碳。
对比实验获得的结论:通风不畅环境中二氧化碳的含量比新鲜空气高。
2、空气的污染。
空气的污染物:①可吸入颗粒物,如:沙尘暴;②有害气体,如:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等(暂时不包括二氧化碳)
空气质量**的主要内容:空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。
我国目前计入空气污染指数的项目暂定为:可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等,不包括二氧化碳。
空气污染指数越大,污染越严重。
空气质量级别数字越大,污染越严重。
3、空气污染的防治措施:减少化石燃料的使用、将含硫的煤先脱硫再使用、开发新能源、植树造林等。
第二节物质组成的表示。
一、元素和元素符号。
1、元素:定义:具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。
2、元素符号:
表示的意义:①表示一种元素 ②表示一个原子。
元素符号也可以表示离子:如用o2-表示氧离子;用h+表示氢离子;用na+表示钠离子。
例如:h表示:①氢元素 ②一个氢原子。
2h表示:两个氢原子。
3、元素与原子的区别与联系:
区别:元素是宏观概念;原子是微观概念。
元素只讲种类,不讲个数;原子即讲种类,又讲个数。
元素是一个抽象概念;原子是具体的微粒。
联系:同种元素的原子,质子数相同(中子数不一定相同)
元素的化学性质与原子的最外层电子数关系非常密切。
4、物质的分类:
物质。5、元素在地壳中的含量由多到少的顺序是(按质量计算):氧、硅、铝、铁、钙……
6、元素在空气中的含量由多到少的顺序是(按质量计算):氮、氧……
二、化学式。
1、定义:用元素符号和数字表示纯净物组成的式子,叫化学式。
2、化学式表示的意义:
①表示一种物质 ②表示这种物质的组成元素 ③表示构成这种物质的基本粒子(分子、原子、离子) ④表示一个分子中所含各种原子的个数。
例如co2表示:①表示二氧化碳 ②表示二氧化碳由碳元素和氧元素组成 ③表示一个二氧化碳分子 ④表示一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成。
三、化合价与化学式。
1、只有元素才有化合价,原子、分子、离子都没有化合价。
2、元素化合价的数值与该元素的离子所带电荷数相等,正负号也相同。但写法不同。
3、记忆常见元素的化合价。
4、在化合物中正负化合价的代数和为零;单质中,元素的化合价为零。
5、根据化合价书写化合物的化学式:用十字交叉法。正负化合价能约分的要先约分。
6、常见单质的化学式:
金属、稀有气体、固态非金属:用元素符号本身表示(cu、fe、c、p、s、he)
常见气体单质:在元素符号右下角写上“2”来表示(h2、o2、n2、cl2)
四、物质组成的定量表示。
1、相对分子质量:化学式中各原子相对原子质量的总和。
2、根据化学式进行的计算:
计算相对分子质量:mr(nh4no3)=14+1x4+14+16x3=80
计算物质中各元素的质量比:
计算物质中某元素的质量分数:
第三节性质活泼的氧气。
一、氧气的实验室制法。
1、反应原理:过氧化氢 → 水+氧气。
h2o2 h2o o2
还可以用高锰酸钾(kmno4)、氯酸钾(kclo3)制氧气。
2、反应装置:p76图。
长颈漏斗管口必须插入液面下。
导气管伸进锥形瓶不能太长。
导气管伸进集气瓶不能太长。
该装置中的长颈漏斗可用分液漏斗代替;锥形瓶可用大试管、广口瓶、烧瓶代替。
该装置适用于固体与液体反应,不加热制取气体。
3、收集方法。
排水法(因为氧气不易溶于水);向上排空气法(因为氧气密度比空气略大)
4、检验方法:用带火星的木条伸到导气管口(或集气瓶里),木条复燃,则证明是氧气。
5、验满方法:用带火星的木条伸到瓶口,木条复燃,则证明已收集满(用排水法收集不需验满)
6、催化剂:“一改变”、“两不变”
“一改变”:改变(加快或减慢)其他物质的反应速率。
两不变”:催化剂的质量和化学性质在反应前后不改变(物理性质可能改变)
二、氧气的性质。
1、物理性质:密度比空气略大;不易溶于水;液态氧、固态氧是淡蓝色的。
2、化学性质:
碳+氧气 → 二氧化碳。
c o2co2
现象:木炭在空气中燃烧,呈红热状,放热,生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
木炭在氧气中燃烧,比在空气中更旺,发出白光,放热,生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
结论:碳燃烧生成二氧化碳。
产物的检验:燃烧停止,向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡,变浑浊。则证明生成的是二氧化碳。
铁+氧气 → 四氧化三铁。
fe o2fe3o4
现象:细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体。
结论:细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁(四氧化三铁具有磁性)
实验中注意的问题:在集气瓶中要预先装少量水或铺一层细沙,以防生成的高温物质溅落使集气瓶炸裂。
石蜡+氧气 → 二氧化碳+水。
现象:在空气中燃烧,产生黄白色火焰,火焰分层,放热,稍有黑烟,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体;在氧气中比在空气中燃烧更旺,产生明亮火焰,放热,集气瓶内壁有水珠产生,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
结论:石蜡燃烧,生成二氧化碳和水。
注意:此实验所需氧气不能用排水法收集(不利于观察燃烧生成的水)
3、为什么可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈?因为氧气的浓度越大,可燃物的微粒与氧分子接触的个数就越多,相同时间内参加反应的微粒数也就越多。反应也就越剧烈。
4、氧化反应:
初中阶段的要求:物质与氧的反应叫氧化反应。
高中阶段的要求:化合价升高的反应叫氧化反应。化合价降低的反应叫还原反应。
氧化反应和还原反应是同时发生的。
5、氧化物:只含两种元素,且其中一种是氧元素。氧化物是化合物中的一种。
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