第一單元走進化學世界 1 化學是研究物質的以及的科學 學習化學的一個重要途徑是 組成 結構 性質 變化規律 實驗 2 原子論和分子學說 和等科學家研究得出了一個重要結論 物質是由和構成的 分子的和的重新組合是化學變化的基礎 即在化學變化中會破裂 而不會破裂 但可重新組合成新分子 即原子是參加化學變化的最小粒子 道爾頓阿伏加德羅 原子分子 破裂原子 分子 原子 3 組成物質的基本成分 元素 門捷列夫發現了元素周期律和 使化學學習和研究變得有規律可循 元素周期表 4 化學在社會發展中的綜合應用 化學是向著提高人類生活質量和保護人類健康的方向發展的 化學將為社會的可持續發展如解決資源緊缺 環境污染 新材料的開發等重大方面做出重大貢獻 人類利用化學反應改善和提高自身的生活質量 如 化學反應在保證人類的生存并不斷提高人類的生活質量方面起著重要的作用 如 利用化學生產化肥和農藥 以增加糧食的產量 利用化學合成藥物 以抑制細菌和病毒 保障人體健康 利用化學開發新能源和新材料 以改善人類的生存條件 利用化學綜合應用自然資源和保護環境 以使人類生活得更加美好 綠色化學的提出 使更多的化學生產工藝和產品向著環境友好的方向發展 5 物質的變化概念 物理變化 沒有生成其它物質的變化 形 態例 石蠟熔化 水結成冰 汽油揮發化學變化 有其它物質生成的變化 例 煤燃燒 鐵生銹 食物腐敗 呼吸 判斷變化依據 是否有其它 新 物質生成 有則是化學變化 無則是物理變化 化學變化伴隨現象 放熱 吸熱 發光 變色 放出氣體和生成沉淀 6 物質的性質 物理性質 化學性質 物質不需要化學變化就表現出的性質 包括 顏色 狀態 氣味 熔點 沸點 密度 硬度 溶解性 揮發性 延展性 導電性 導熱性 吸水性 吸附性等 物質在化學變化中表現出來的性質 可燃性 氧化性 還原性 活潑性 穩定性 腐蝕性 毒性 金屬活動性等 物質的性質與用途的關系 性質決定用途 同時要考慮價格 資源 是否美觀 使用便利 是否便于回收和對環境的影響等 用途體現性質 7 蠟燭燃燒實驗 描述現象時不可出現產物名稱 1 火焰 焰心 內焰 最明亮 外焰 溫度最高 2 比較各火焰層溫度 用一火柴梗平放入火焰中 現象 結論 兩端先變黑 外焰溫度最高 3 檢驗產物H2O CO2 用干冷燒杯罩火焰上方 燒杯內有水霧 取下燒杯 倒入澄清石灰水 振蕩 變渾濁 4 熄滅后 有白煙 為石蠟固體小顆粒 點燃白煙 蠟燭復燃 說明石蠟能燃燒 8 吸入空氣與呼出氣體的比較方法 O2CO2H2O 燃著的木條 澄清石灰水 干燥玻璃片 結論 與吸入空氣相比 呼出氣體中O2的量減少 CO2和H2O的量增多 9 鑒別氧氣和二氧化碳 方法 方法 用燃著的木條分別伸入瓶內 使之燃得更旺的是氧氣 使之立即熄滅的是二氧化碳 分別倒入澄清的石灰水 使之變渾濁的是二氧化碳 使之無明顯變化的是氧氣 10 實驗探究的方法 A 提出科學問題 B 假想和猜測 C 制定計劃 D 進行實驗 E 收集證據 F 解釋與結論 G 反思與評價 H 表達與交流 11 化學學習的特點 1 關注物質的性質2 關注物質的變化3 關注物質變化的過程及其現象并進行比較和分析 以得出可靠的結論 第二單元我們周圍的空氣 1 第一個對空氣組成進行探究的化學家 拉瓦錫2 空氣的成分和組成 3 空氣中氧氣含量的測定a 可燃物要求 b 裝置要求 c 現象 d 結論 e 探究 液面上升小于1 5原因 能否用鐵 鋁代替紅磷 能否用碳 硫代替紅磷 足量且產物是固體 選擇紅磷 氣密性良好 有大量白煙產生 廣口瓶內液面上升約1 5體積 空氣是混合物 O2約占1 5 支持燃燒 N2約占4 5 不支持燃燒 也不能燃燒 裝置漏氣 紅磷量不足 未冷卻完全 不能原因 鐵 鋁不能在空氣中燃燒 不能原因 產物是氣體 不能產生壓強差 測定空氣中氧氣的含量的實驗原理 利用某物質在空氣中燃燒 消耗氧氣使氣體減少 壓強減少 造成水的倒吸來證明氧氣約占空氣體積的五分之一 化學反應方程式 4P 5O2 2P2O5 點燃 氧氣 氮氣 稀有氣體的用途 4 空氣保護 污染來源 空氣中的有害物質來自化石燃料的燃燒 石油化工廠排放的廢氣及汽車排放的尾氣 有害氣體和煙塵 危害 損害人體健康 如呼吸病 影響作物生長 破壞生態平衡 全球氣候變暖 臭氧層破壞 酸雨增加 對自然資源以及建筑物的破壞 防治 加強大氣質量的監測 改善環境狀況 使用清潔能源 積極植樹 造林 種草等 以保護大氣 5 氧氣的主要性質和用途 1 物理性質 在通常狀況下 氧氣是一種沒有顏色 沒有氣味的氣體 不易溶于水 密度比空氣略大 液態氧是淡藍色的液體 固態氧是淡藍色雪花狀的固體 2 化學性質 是一種比較活潑的氣體 在一定條件下能跟許多物質發生化學反應 同時放出大量的熱 在反應中提供氧 具有氧化性 是一種常見的氧化劑 C O2 CO2 點燃 S O2 SO2 點燃 點燃 3Fe 2O2 Fe3O4 6 氧氣的實驗室制取 植物光合作用是空氣中氧氣循環的主要環節 1 藥品 過氧化氫 二氧化錳 氯酸鉀 二氧化錳 或高錳酸鉀 2 反應原理 2H2O2 2H2O O2 MnO2 2KClO3 2KCl 3O2 MnO2 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 3 氣體制取與收集裝置的選擇 會看圖選取儀器 固液不加熱型 固固加熱型 根據物質的密度 溶解性 4 檢驗 用帶火星的木條伸入到集氣瓶中 若木條復燃 則可證明 5 驗滿 把帶火星的木條伸入到集氣瓶口 若木條復燃 則可證明 6 操作步驟 檢查氣密性 加入藥品 固定試管 加熱 收集 停止加熱 先移導管 后熄酒精燈 連 查 裝 固 點 收 移 熄 注意點 試管口略向下傾斜 防止冷凝水倒流引起試管破裂 藥品平鋪在試管的底部 均勻受熱 鐵夾夾在離管口約1 3處 導管應稍露出橡皮塞 便于氣體排出 試管口應放一團棉花 防止高錳酸鉀粉末進入導管 排水法收集時 待氣泡均勻連續冒出時再收集 剛開始排出的是試管中的空氣 實驗結束時 先移導管再熄滅酒精燈 防止水倒吸引起試管破裂 用排空氣法收集氣體時 導管伸到集氣瓶底部 7 催化劑 概念 在化學反應中能改變其他物質的反應速率 加快或變慢 但本身的化學性質和質量在反應前后沒有發生變化的物質 特點 兩不變 質量 化學性質 一改變 反應速率 注意 催化劑不能改變生成物的質量 不能決定反應的進行 催化劑不是反應物 又不是生成物 催化劑僅針對某一反應 并不是所有反應的催化劑 某一反應的催化劑可能不只一種 8 化合反應 分解反應 氧化反應 第三單元自然界的水 1 認識水的組成 電解水的實驗 電解水的結論 水是由氫元素和氧元素組成的 水分子是由氫原子和氧原子構成的 正極產生的為氧氣 負極產生的為氫氣 體積比為1 2 2 知道純水與礦泉水及硬水與軟水的區別 純水無味 屬于純凈物 礦泉水有味 甜 含有多種礦物質 屬于混合物 在硬水與軟水中加肥皂水 產生泡沫多的是軟水 產生泡沫少的是硬水 硬水主要含有較多的可溶性鈣 鎂化合物 水的用途 水在工農業生產及生活中發揮著重要的作用 可以說沒有水就沒有豐富多彩的世界 3 各種靜化水的方法 除去的雜質的種類 自來水廠凈化過程 原水 靜置 絮凝沉淀 反應沉淀 過濾 吸附 消毒 生活用水 4 過濾 過濾所需的儀器和用品 漏斗 燒杯 玻璃棒 帶鐵圈的鐵架臺 過濾操作要點 和濾紙 一貼 濾紙緊貼漏斗的內壁 中間不要留有氣泡 以免影響過濾速度 二低 濾紙低于漏斗邊緣 漏斗里的液面應低于濾紙邊緣三靠 傾倒液體時 燒杯口緊靠玻璃棒 玻璃棒輕輕靠在三層濾紙一邊 漏斗下端管口緊靠燒杯內壁 5 愛護水資源 水短缺的原因 隨著社會的發展 一方面人類生活 生產的用水量不斷增加 另一方面未經處理的廢水 廢物 生活污水的任意排放及農藥 化肥的不合理施用都造成了水體污染 愛護水資源的措施 一方面節約用水 另一方面要防止水體污染 水污染 來源 工業污染 農業污染和生活污染 危害 不僅影響工農業 漁業生產 破壞水生生態系統 還會直接危害人體健康 防治 加強對水質的監測 預防和治理水污染 保護和改善水質 如工業上 通過應用新技術 新工藝減少污染物的產生 同時對污染的水體作處理使之符合排放標準 農業上提倡使用農家肥 合理使用化肥和農藥 生活污水也應逐步集中處理和排放 6 分子 原子都是構成物質的基本粒子 分子 原子都可構成物質 分子是保持物質化學性質的最小粒子 分子的基本性質 分子很小 分子間有間隔 分子在不斷運動 同種分子化學性質相同 不同分子化學性質不同 原子是化學變化中的最小粒子 它的基本特點與分子相似 在化學變化中分子可分成原子 原子可構成分子 同種元素的原子可以結合成單質的分子 例如 1個氧氣的分子由2個氧原子構成 不同種元素的原子可以結合成化合物的分子 例如 1個二氧化碳分子由1個碳原子和2個氧原子構成 自然界中很多現象 實質上是構成物質的分子或原子性質的一種表現形式 如 物質的三態變化 熱脹冷縮 實質上是物質的分子結構沒變時呈現出來的性質 與分子的聚集狀態有關 磷在空氣中燃燒 是分子分成原子 原子重新結合成新物質的分子 是物質分子結構改變時呈現出來的性質 7 用微粒的觀點解釋某些常見現象 8 物質的組成 構成及分類 物質 組成 構成分類 物質 純凈物 由元素組成 原子 金屬 稀有氣體 碳 硅等 分子 H2 O2 N2 Cl2 離子 氯化鈉由鈉離子氯離子構成 混合物 多種物質 純凈物 一種物質 單質 金屬 非金屬 稀有氣體 一種元素 化合物 多種元素 氧化物H2OCuOCO2 第四單元物質構成的奧秘 1 原子是由原子核和核外電子構成 質子 每個質子帶一個單位正電荷原子中子 不帶電核外電子 每個電子帶一個單位負電荷 在原子中 原子的核電荷數 核外電子數 原子核內的質子數 故原子不顯電性 2 相對原子質量 以一種碳原子的的質量的1 12作為標準 其他原子的質量跟它相比較所得的比 相對原子質量 質子數 中子數 3 元素 概念 具有相同核電荷數 即核內質子數 的一類原子的總稱 含量 地殼中列前四位的元素 質量分數 氧 硅 鋁 鐵 其中含量最多的元素 非金屬元素 是氧 含量最多的金屬元素是鋁 在空氣中氮最多 氧次之 在生物體中氧最多 其次是碳元素和氫元素 元素與原子的比較 4 元素符號 拉丁文名稱的第一個字母 寫法 由一個字母表示的元素符號要大寫 由兩個字母表示的元素符號 第一個字母大寫 第二個字母小寫 意義 一種元素這種元素的一個原子 如果在元素符號前面添加系數 就只表示該元素的原子個數 不能表示該元素 如H既表示氫元素又能表示一個氧原子 而2H只能表示 3Fe表示 若要表示5個鎂原子可記為 7個氯原子可記為 化學描述物質組成或構成的 語法 某分子 由 某原子構成 某物質 由 某元素組成 某物質 由 某某分子或原子或離子構成 金屬單質 稀有氣體 常溫下固態非金屬單質由某原子直接構成 5 元素周期表簡介 1 結構 原子序數 按元素原子核電荷數遞增的順序給元素編號 周期表每一橫行叫做一個周期 共有7個周期 周期表每一個縱行叫做一族 共有16個族 8 9 10三個縱行共同組成一個族 2 意義 是學習和研究化學知識的重要工具 為尋找新元素提供了理論依據 由于在元素周期表中位置越靠近的元素 性質越相似 可以啟發人們在元素周期表的一定區域尋找新物質 如農藥 催化劑 半導體材料等 6 核外電子在化學反應中的作用 1 原子結構示意圖 圓圈內的數字 表示原子的質子數 表示原子核的電性 弧線 表示電子層 2 原子的最外層電子數與元素的分類 化學性質的關系 元素的化學性質決定于原子的最外層電子數 原子最外層電子數為8 氦為2 的結構稱為穩定結構 3 原子 陽離子 陰離子的判斷 原子 質子數 核外電子數 陰離子 質子數 核外電子數陽離子 質子數 核外電子數 7 離子 金屬離子帶正電荷 非金屬離子帶負電荷 離子所帶的電荷 該元素的化合價 常見原子團離子 SO42 硫酸根離子CO32 碳酸根離子NO3 硝酸根離子OH 氫氧根離子NH4 銨根離子 8 化學式 概念 用元素符號和數字表示物質組成的式子 意義 宏觀 微觀 表示這種物質表示由幾種元素組成 各元素的質量比 表示1個分子表示分子由原子構成 分子中各原子的個數或個數比 寫法 單質 直接用元素符號表示 金屬 固態非金屬 稀有氣體 如鐵 碳 氖 多原子構成分子的單質 寫化學式 它的分子由幾個相同原子構成的就在元素符號右下角寫幾 如氧分子 化合物一般正化合價在前 負化合價在后 讀法 從后往前讀 9 元素的化合價 元素的化合價是由原子的最外層電子數決定的 化合價的的規律 化合價原則 在化合物里 元素正負化合價的代數和為零 單質中元素的化合價為零 在化合物中 氫通常顯 1價 氧通常顯 2價 金屬元素通常顯正價 非金屬元素元素通常顯負價 許多元素具有可變化合價 原子團的化合價一定不為零 小結微粒個數的表示方法 原子個數的表示 在元素符號前面加系數 離子個數的表示 在離子符號前面加系數 分子個數的表示 在化學式前面加系數 小結各種數字的含義 元素符號前面的數字 表示原子的個數 元素符號右上角的數字 表示離子所帶的電荷數 元素符號右下角的數字 表示一個分子中所含的某種元素的原子個數 元素符號正上方的數字 表示某元素在化合物中的化合價 離子符號前面的數字 表示離子的個數 化學式前面的數字 表示分子的個數 10 用相對原子質量 相對分子質量進行物質組成的計算 1 根據相對原子質量可求出分子中各原子的個數 還能求出物質中各元素的質量比 2 可求出某一元素的質量分數 附計算公式 相對分子質量 各元素的相對原子質量 原子個數之和 元素的質量比 各元素的相對原子質量 原子個數之比 計算物質中某元素的質量分數某元素的質量分數 該元素的相對原子質量 原子個數 化合物的相對分子質量 100 1 質量守恒定律 第五單元化學方程式 定律 參加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 微觀分析 化學反應是原子重新組合 在反應前后原子的種類 數目 質量均無變化 五個不變 兩個改變 一個可變 分子的總數可能改變 宏觀 微觀 反應物和生成物的總質量不變元素種類不變 原子的種類不變原子的數目不變原子的質量不變 宏觀 物質的種類一定改變微觀 分子的種類一定改變 2 化學方程式 概念 用化學式來表示化學反應的式子叫做化學方程式 意義 表示反應物 生成物和反應條件表示反應物 生成物各物質之間的質量比 或粒子數量比 書寫化學方程式的原則 以客觀事實為基礎 遵守質量守恒定律 書寫步驟 在左反應物 右生成物寫化學式 中間用畫 條短線 配平 并檢查左右兩邊原子種類及個數是否相等 注明反應條件和 或 號 等號 3 質量守恒定律的應用 1 利用質量守恒定律進行簡單的計算 反應物和生成物各物質間的質量關系符合化學方程式中各物質的相對分子質量或相對分子質量與其化學計量數的乘積 2 運用質量守恒定律解釋化學反應中的一些簡單的現象和問題 應用質量守恒定律可解釋生活中的許多實際現象 如蠟燭燃燒后為什么消失了 因為與氧氣反應生成了二氧化碳與水 蠟燭與其消耗氧氣的質量總和等于反應后生成的二氧化碳與水的質量和 如水變油 點石成金等 3 判斷化學反應中某種物質的組成 4 確定化學反應中某種物質的化學式 4 利用化學方程式的簡單計算 過量 多步 無具體數據等復雜計算不要求 利用化學方程式計算步驟 設未知量 寫出有關化學方程式 寫出有關物質的相對分子質量和已知量 未知量 列出比例式 求解 寫出答案 三個要領 步驟要完整 格式要規范 得數要準確 三個關鍵 準確書寫化學方程式 化學方程式要配平 準確計算相對分子質量 單位要統一 第六單元碳和碳的氧化物 1 比較金剛石 石墨 C60的物理性質及其用途 2 碳單質的化學性質 木炭 活性炭 木炭 有吸附作用 用于吸附一些食品和工業產品里的色素 吸附有異味的物質 活性炭 有較強的吸附作用 用于防毒面具 冰箱的除臭劑 同一種元素可以組成不同的單質 1 常溫下 碳的化學性質不活潑 2 碳的可燃性 相同的反應物 因反應物的量不同 生成物不同 3 碳的還原性 以木炭還原CuO為例 用于冶煉金屬 3 實驗室里制取氣體的裝置的確定 能用簡單的裝置和方法制取某些氣體 藥品的選擇原則 選擇反應速度適中 價格便宜 來源廣泛 污染少 實驗安全 所制氣體純凈的藥品 實驗裝置的設計 根據藥品的狀態和反應原理 以及反應條件設計裝置 裝置設計要簡單 便于控制和操作 氣體發生裝置 反應物的狀態 固體 液體 反應條件 是否需要加熱 加催化劑等 氣體收集裝置 排空氣法 排水法 向上排氣法 密度比空氣的大 向下排氣法 密度比空氣的小 不易溶于水 不與水反應 4 二氧化碳的實驗室制取 藥品 石灰石CaCO3和稀鹽酸HCl 反應原理 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 發生裝置收集裝置 收集方法 只能用向上排空氣法 檢驗 把制得的氣體通入澄清石灰水中 若變渾濁 則可證明 驗滿 把燃著的木條放在集氣瓶口 若火焰熄滅 證明瓶內已充滿二氧化碳 操作步驟 檢查氣密性 加入藥品 收集 裝置的注意事項 1 若用長頸漏斗來注入鹽酸 長頸漏斗下端必須伸入液面以下 2 若用試管來裝藥品 固定試管時 試管口豎直向上 試管底部與鐵架臺面接觸 5 二氧化碳的主要性質和用途 物理性質 常溫下 二氧化碳是一種無色 無味的氣體 密度比空氣大 能溶于水 固體二氧化碳叫 干冰 易升華 化學性質 一般情況下 不能燃燒 也不支持燃燒 不能供給呼吸 與水反應生成碳酸 碳酸能使紫色石蕊試液變紅 CO2 H2O H2CO3碳酸不穩定 易分解 H2CO3 H2O CO2 與氫氧化鈣反應 生成碳酸鈣 石灰水變渾濁 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 用途 物質的用途是由它的性質決定的 滅火 利用二氧化碳不能燃燒 也不能支持燃燒 且密度大于空氣的性質 二氧化碳可以用來滅火 滅火器原理 Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 既利用其物理性質 又利用其化學性質 致冷劑 干冰是半透明的白色固體 干冰可升華 并吸收大量的熱 因此可作制冷劑 常用來冷藏食品和進行人工降雨 也用于拍電影 電視時制造云霧 制啤酒 汽水 二氧化碳還是一種工業原料 可用來制造化肥 飲料等 氣肥 植物利用二氧化碳進行光合作用 二氧化碳也可做為溫室中作物的氣體肥料 二氧化碳可導致溫室效應的產生 為減少二氧化碳的排放量 應盡量用清潔能源 化工原料 制純堿 尿素等 6 自然界中的氧循環和碳循環 人和動植物的呼吸 煤等含碳燃料的燃燒都吸收氧氣 產生二氧化碳 而綠色植物的光合作用卻吸收二氧化碳 放出氧氣 7 二氧化碳對環境的影響 過多排放引起溫室效應 原因 人類消耗的能源急劇增加 森林遭到破壞 減輕溫室效應的措施 減少化石燃料的燃燒 植樹造林 使用清潔能源 由于二氧化碳不能供給呼吸但無毒 因此在人群密集的地方注意通風換氣 8 一氧化碳的主要性質和用途 物理性質 通常情況下是無色無味的氣體 難溶于水 密度比空氣略小 實驗室制取CO只能用排水法收集 化學性質 可燃性 現象 產生藍色火焰 放出熱量 還原性 毒性 CO能與血液中的血紅蛋白結合 使血紅蛋白失去運輸氧氣的能力 人們發生煤氣中毒就是CO中毒引起的 用途 燃料 煉鐵等 利與弊 第七單元燃料及其利用 1 燃燒及燃燒 緩慢氧化和爆炸的條件 1 通常的燃燒是指可燃物跟氧氣發生的一種發光 發熱的劇烈的氧化反應 2 燃燒需要同時滿足三個條件 可燃物 與氧氣 或空氣 接觸 溫度達到可燃物的著火點 緩慢反應的條件 需要氧氣 爆炸的條件 空間小 放熱多 時間短 3 著火點 達到燃燒所需的最低溫度 著火點是物質本身的固有屬性 因此不能說用降低著火點的方法來滅火 而只能是降溫到著火點以下 2 防火滅火 防范爆炸的措施 滅火的原理 破壞燃燒的條件 三者破壞其一就可滅火 也可同時都破壞 清除可燃物或使可燃物跟其他物品隔離 隔絕氧氣 或空氣 使溫度降低到著火點以下 防范爆炸的措施 在生產 運輸 使用和貯存易燃物和易爆物時 必須嚴格遵守有關規定 絕不允許違章操作 易燃 易爆物與其他物質隔離 搬運時輕拿輕放 避免高溫 注意及時通風 及時檢查防止自燃 3 易燃物和易爆物的安全知識 1 可燃物與氧氣接觸面積越大 燃燒越劇烈爆炸越危險 2 一切可燃性的氣體或粉塵 在空氣中達到爆炸極限遇到明火就易發生爆炸 家用煤氣一旦泄露 千萬不要開動電器開關 以免發生爆炸 4 化石燃料 煤 石油 天然氣 是重要的自然資源 煤 石油 天然氣是當今世界上最重要的三大化石燃料 是不可再生能源 煤是 工業的糧食 石油是 工業的血液 其他如農業 國防 交通運輸 建筑 醫療衛生和人們的日常生活等都離不開煤 石油 天然氣 5 石油的組成和石油加工的主要產物 1 石油的組成 石油中主要含有碳和氫兩種元素 少量的硫 氧 氮元素 2 石油加工利用沸點不同 石油加工的主要產物是 溶濟油 汽油 航空煤油 煤油 柴油 潤滑油 石蠟 瀝青等 石油為混合物 石油加工 石油化工 塑料 合成纖維 合成橡膠 藥物 農藥 炸藥 化肥 染料 洗滌劑等 6 海洋中蘊藏著豐富的資源 海水中含有的化學元素有80多種 石油 可燃冰等可燃物 金屬礦物資源等 可燃冰 它是甲烷水合物 具有能量高 燃燒值大的特點 它的儲量豐富可替代石油 7 通過化學變化獲得能量的重要性 化學反應在生成新物質的同時 還伴隨著能量的變化 其表現為熱量的變化 有些反應是放熱的 如物質的燃燒 鋁與鹽酸反應等 這稱為放熱現象 有些反應是吸熱的 如氯化銨 氯酸鉀等物質的分解 這稱為吸熱現象 人類生活對能量的利用 生活燃料的利用 如 做飯 取暖等 利用燃燒產生的能量 用在工業上 發電陶瓷 水泥工業 冶金 發射火箭 爆炸產生的能量 開山炸石 拆除違規建筑 食物在體內發生化學反應放出熱量 可維持體溫和日常活動所需的能量 8 燃料完全燃燒的重要性 節約資源 減少環境污染 目前人類利用能量大多來自化石燃料燃燒 燃料充分燃燒才會放出更多能量 使燃料充分燃燒要考慮兩點 要有足夠多的氧氣 燃料與空氣要有足夠大的接觸面積 9 使用氫氣 天然氣 石油液化氣 酒精 汽油和煤等燃料對環境的影響 燃料的使用 給人們的生活帶來了很多方便 但是 有些燃料在燃燒時也造成了對環境的不良影響 氫氣 無影響 天然氣 或沼氣 石油液化氣 酒精等燃料對環境影響不大 汽油 煤等燃料對環境有影響 1 煤 石油等燃料的燃燒對空氣的污染主要有以下原因 S N元素燃燒生成硫 氮氧化物形成酸雨 不充分燃燒生成CO 未燃燒的碳粒 粉塵造成空氣污染 余熱污染 2 針對以上污染我們應盡量使用一些新能源如乙醇 H2等 同時加強對化石燃料的處理 如使用脫硫煤 乙醇汽油等 10 資源綜合利用和新能源開發的重要意義 1 人類目前污染消耗的能量主要來自化石燃料 而化石燃料都是不可再生的 并且把化石燃料燃燒后造成極大的浪費 所以我們要把煤 石油進行綜合利用 以便其發揮更大的價值 2 化石燃料越來越短缺 同時化學反應提供的能量不能滿足人類的需求 我們應積極開發新的燃料 酒精 氫氣 和開發新的能源如太陽能 風能 核能 地熱能 潮汐能等 以解決能源面臨耗盡的問題 還可以減少對環境的污染 第八單元金屬和金屬材料 1 金屬的物理特征 常溫下都是固體 汞除外 具有金屬光澤 良好的導電性 導熱性 良好的延展性 密度較大 熔點較高等 金屬除具有一些共同的物理性質以外 還具有各自的特性 例如 鐵 鋁等大多數都呈銀白色 但銅卻呈紫紅色 金呈黃色等 2 常見的金屬和非金屬的區分 金屬和非金屬的主要區別在于金屬易失去電子成為陽離子 而非金屬原子則易得到電子成為陰離子 或者從外觀上區分 顏色 光澤 狀態等 3 金屬材料在生產 生活和社會發展中的重要作用 金屬材料包括 純金屬和合金 金屬的性質在很大程度上決定了物質的用途 生活 工業 農業 國防 醫療等 例如 鈦合金熔點高 密度小 可塑性好 易于加工 機械性能好 抗腐蝕性能好 因此廣泛用于火箭 導彈 航天飛機 船舶 化工和通訊設備等 4 了解常見金屬的特性及其應用 鋁有在空氣中形成氧化物保護膜的化學性質所以它的用途是冶煉 電線電纜 合金應用更廣 銅的化學性質 干燥空氣中不活潑 潮濕時生銹 銅綠 用途 電線 電器 電纜 合金可作零件等 鋅的化學性質 在空氣中形成氧化物薄膜 用途 電鍍 制銅合金 干電池 鎢的物理性質 熔點高 用途 燈絲 鈦的化學性質 耐腐蝕性好 不受大氣 海水的影響 對一些酸堿作用緩慢 用途 航空工業 造船工業 化學工業 5 認識加入其他元素可以改良金屬特性 知道生鐵和鋼是鐵合金 合金的很多性能與組成它們的純金屬不同 加入其他元素使合金的性能發生改變 強度和硬度比純金屬更好 熔點降低 抗腐蝕性增強 使合金更易適于不同的用途 日常使用的金屬材料 大多數為合金 如 鐵合金 生鐵和鋼 生鐵的含碳量為2 4 3 鋼的含碳量為0 03 2 銅合金 鋁合金 鈦合金等 6 金屬的化學性質常見金屬與氧氣的反應 很多金屬能與氧氣發生反應 但反應的難易和劇烈程度不同 如 常溫下鎂 鋁等物質在空氣中發生緩慢氧化 表面生成白色固體 鋁的氧化物可阻止鋁進一步氧化 但在點燃條件下鎂能在空氣中燃燒 鋁能在氧氣中燃燒 鐵 銅在潮濕空氣中生銹 在干燥氧氣中很難反應 而金 銀即使在高溫時也不與氧氣反應 可以用金屬與氧氣反應難易來判斷金屬的活動性 如 鎂 鋁比較活潑 鐵 銅次之 金 銀最不活潑 2Mg O2 2MgO4Al 3O2 2Al2O33Fe 2O2 Fe3O42Cu O2 2CuOAu O2Ag O2 點燃 金屬 酸 鹽 H2 條件 活動性 金屬 H Mg H2SO4 MgSO4 H2 Mg 2HCl MgCl2 H2 現象 反應劇烈 有大量氣泡產生 液體仍為無色 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 Zn 2HCl ZnCl2 H2 現象 反應比較劇烈 有大量氣泡產生 液體仍為無色 Fe H2SO4 FeSO4 H2 Fe 2HCl FeCl2 H2 現象 反應比較緩慢 有氣泡產生 液體由無色變為淺綠色 金屬 鹽 另一金屬 另一鹽 條件 參加反應的金屬 化合物中金屬元素 Fe CuSO4 Cu FeSO4Fe2 為淺綠色 現象 鐵釘表面有紅色物質出現 液體由藍色變為淺綠色 2Al 3CuSO4 Al2 SO4 3 3CuCu2 為藍色 現象 鋁絲表面有紅色物質出現 液體由藍色變為無色 Cu 2AgNO3 Cu NO3 2 2Ag 現象 銅絲表面有銀白色物質出現 液體由無色變為藍色 7 置換反應 概念 由一種單質與一種化合物反應 生成另一種單質與另一種化合物的反應表達式為A BC AC B 非金屬 金屬氧化物 金屬 非金屬氧化物C CuO 金屬 可溶性鹽 金屬 可溶性鹽Fe CuSO4 金屬 酸 鹽 氫氣Fe H2SO4 8 金屬活動性順序及應用 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au由強到弱它的應用為 金屬位置越靠前 它的活動性越強 氫前面的金屬能置換出酸中的氫 前面金屬可把后面金屬從它們的化合物溶液中置換出來 K Ca Na除外 9 鐵的冶煉 原理 在高溫下 利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來3CO Fe2O3 2Fe 3CO2 現象 紅色粉末逐漸變為黑色 產生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁 書上圖8 20需注意 先通CO再加熱的目的 排出裝置內的空氣 以免加熱時CO與空氣混合 可能會發生爆炸 實驗完畢后繼續通入CO的目的 防止氧化鐵被還原成鐵后 在較高的溫度下重新被氧化 尾氣的處理 因為CO有毒 所以尾氣中的CO氣體要經過處理 變成無毒的氣體 可點燃使其生成無毒的二氧化碳氣體 原料 鐵礦石 焦炭 石灰石 空氣 高溫 10 含雜質化學反應的計算 含雜質的物質質量與純物質質量的轉化 純物質的質量 含雜質的物質質量 純物質的純度 11 鐵的銹蝕 鐵生銹的條件是 鐵與O2 水接觸 防止鐵制品生銹的措施 保持鐵制品表面的清潔 干燥 表面涂保護膜 如涂油 刷漆 電鍍 烤藍等 改變鐵的單一結構 制成不銹鋼 12 保護金屬資源的途徑 防止金屬腐蝕 回收利用廢舊金屬 合理開采礦物 尋找金屬的代用 意義