1、1、化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。2、化学变化和物理变化的根本区别是:是否新物质的生成。化学变化中伴随发生一些如吸热、放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。3、物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质。包括:状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、延展性、溶解性、挥发性、导电性、吸附性等。4、化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。包括:氧化性、还原性、金属活动性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性等。5、物理变化和化学变化的联系:在物理变化中不一定发生化学变化,但是在化学变化中一定同时发生物理变化。(空气)1、空气中氧气含量的测定:实验现象:红磷燃烧产生大量白
2、烟(P2O5 的固体小颗粒)冷却后,打开弹簧夹水沿导管进入集气瓶,进水体积约为集气瓶体积的 1/5(21%)。进水体积小于 1/5 的原因可能是:红磷不足,氧气没有全部消耗完装置漏气没有冷却到室温就打开弹簧夹。2、法国化学家拉瓦锡提出了空气是由氧气和氮气组成,其中氧气约占空气成分的 1/5(21%)的结论。3、空气的成分按体积计算,大约是氮气为 78%、氧气为 21%、稀有气体为 0.94%、二氧化碳为 0.03%、其它气体和杂质为 0.03%。空气的成分以氮气和氧气为主,属于混合物。4、排放到大气中的有害物质,大致可分为有害气体和烟尘两类,气体污染物较多是 SO2、CO、NO2,这些气体主要
3、来自化石燃料的燃烧和工厂的废气和汽车尾气。(水)1、水在地球上分布很广,江河、湖泊和海洋约占地球表面积的 71%,地球上的总储水量虽然很大,但淡水很少,只约占全球储水量的 2.53%,而且分布很不均匀。2、水体污染的主要来源工厂生产中的废渣、废水、废气,生活污水的任意排放,农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。3、预防和消除对水源的污染,保护和改善水质,需采取的措施:加强对水质的监测,工业“三废“要经过处理后再排放,农业上要合理(不是禁止)使用化肥和农药等。4、电解水实验可证明两点:(1)水是由氢元素和氧元素组成的;(2)在化学变化中,分子可以分成原子,而原子却不能再分。5、电解水中正极产
4、生氧气,负极产生氢气,体积比为 1:2,质量比为 8:1,在实验中常加稀 H2SO4 或 NaOH 来增强水的导电性。通的是直流电。(O2、H2、CO2、CO、C)1、氧气是无色无味,密度比空气略大,不易溶于水,液氧是淡蓝色的。氢气是无色无味,密度最小,难溶于水。二氧化碳是无色无味,密度比空气大,能溶于水。干冰是 CO2 固体。一氧化碳是无色无味,密度比空气略小,难溶于水。甲烷是无色无味,密度比空气小,极难溶于水。俗名沼气(天然气的主要成分是 CH4)2、金刚石(C)是自然界中最硬的物质,石墨(C)是最软的矿物之一,活性炭、木炭因具有疏松多空结构具有强烈的吸附性,可用于吸附毒气或除味、脱色等;
5、焦炭用于冶铁。金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子排列的不同。CO 和 CO2 的化学性质有很大差异的原因是:分子的构成不同。金刚石和石墨是同种元素组成的不同物质(不同单质)。生铁和钢主要成分都是铁,但性质不同的原因是:含碳量不同。3、反应物是固体,反应条件是加热,制气体时则用向下倾斜的试管做为发生装置。如:用氯酸钾和高锰酸钾制氧气。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。另外还有用双氧水溶液制氧气、制取二氧化碳的发生装置。密度比空气大用向上排空气法如:O2、CO2;难溶或不溶于水用排水法收集如:O2、H2;密度比空气小用向下排空气法如:H2。CO2 只能
6、用向上排空气法 CO 只能用排水法4、实验室制 O2 的方法是:加热氯酸钾或高锰酸钾(方程式)KClO3-KMnO4-工业上制制 O2 的方法是:分离液态空气法(物理变化)原理:利用 N2、O2 的沸点不同,N2 先被蒸发,余下的是液氧(贮存在蓝色钢瓶中)。实验室制 H2 的常用方法是:锌粒和稀硫酸(不能用镁:反应速度太快了;不能用铁:反应速度太慢了;也不能用铜,因为不反应)Zn+H2SO4-工业上制 H2 的原料:水、水煤气(H2、CO)、天然气(主要成分 CH4)实验室制 CO2 的方法是:大理石或石灰石和稀盐酸。不能用浓盐酸(产生的气体不纯含有 HCl 气体),不能用稀硫酸(生成的 Ca
7、SO4 微溶于水,覆盖在大理石的表面阻止了反应的进行)。CaCO3+HCl-工业上制 CO2 的方法是:高温煅烧石灰石 CaCO3-5、氧气是一种比较活泼的气体,是一种助燃剂,具有氧化性,是一种常用的氧化剂。(黑色)C 和 O2 反应的现象是:在氧气中比在空气中更旺,发出白光。(黄色)S 和 O2 反应的现象是:在空气中发出微弱的淡蓝色火焰,在氧气中发出蓝紫色火焰,均有刺激性气味的气体(SO2)生成。S+O2(红磷或白磷)P 和 O2 反应的现象是:产生大量白烟。(红磷用于发令枪)P+O2-(银白色)Mg 和 O2 反应的现象是:剧烈燃烧,放出热量,发出耀眼白光,生成白色固体。(用于照明弹等)
8、Mg+O2-(银白色)Fe 和 O2 反应的现象是:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体,注意:在集气瓶内预先放入少量水或一层沙,防止生成的熔化物溅落,炸裂瓶底。Fe+O2-H2 和 O2 的现象是:发出淡蓝色的火焰。CO 和 O2 的现象是:发出蓝色的火焰。CH4 和 O2 的现象是:发出明亮的蓝色火焰。酒精燃烧 C2H5OH+O2-6、H2、CO、C 具有相似的化学性质:可燃性还原性可燃性 H2+O2-可燃性气体点燃前一定要检验纯度。H2 的爆炸极限为 4-74.2%CO+O2-C+O2-(氧气充足)C+O2-(氧气不足)还原性 H2+CuO-黑色粉末中出现红色固体,试管壁有水珠出现
9、C+CuO-黑色粉末中出现红色固体,生成能使石灰水变浑浊的气体CO+CuO-黑色粉末中出现红色固体,生成能使石灰水变浑浊的气体7、CO2与水反应:CO2+H2O-(生成的碳酸能使紫色石蕊变成红色)与碱反应:CO2+Ca(OH)2-(检验 CO2 的方程式)与灼热的碳反应:CO2+C-(吸热反应)除杂:COCO2通入氢氧化钠溶液 CO2+NaOH-(或通入石灰水中。)CO2CO通过灼热的氧化铜 CO+CuO-CaOCaCO3只能煅烧 CaCO3-检验:CaOCaCO3加盐酸 CaCO3+HCl-(现象:生成能使澄清石灰水变浑浊的气体)鉴别:H2、CO、CH4 可燃性的气体:分别用燃烧的木条点燃,
10、看燃烧产物。点燃前要检验纯度,在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯,观察到烧杯内壁无水珠出现的是 CO,烧杯内壁有水珠出现的是 H2 和 CH4;迅速把这两个有水珠出现的烧杯倒转过来,向烧杯中注入少量澄清石灰水,振荡,观察到烧杯内壁变浑浊的是 CH4。H2、O2、CO2 的鉴别:用燃着的木条。被点燃的气体是氢气,使木条燃烧更旺的是氧气,使木条火焰熄灭的是二氧化碳。(H2、CO2),(O2、CO2),(CO、CO2)用澄清石灰水8、酒精 C2H5OH,又名乙醇,工业酒精中常含有有毒的甲醇 CH3OH,乙醇燃烧的化学方程式:;醋酸又名乙酸,CH3COOH,同碳酸一样,能使紫色石蕊变红色。当今世界上最重
11、要的三大矿物燃料是:煤、石油、天然气;煤是工业的粮食,石油是工业的血液。其中气体矿物燃料是:天然气,固体矿物燃料是煤,氢气是理想燃料(本身无毒,极易燃烧,燃烧产物是水,无污染。来源广,燃烧热值大。)(铁)1、铁的物理性质:银白色金属光泽,质软,有良好的延展性,是电和热的良导体。2、铁生绣实际上是铁、氧气和水等物质相互作用,铁锈的主要成分是氧化铁 Fe2O3(红棕色)。全世界每年因生绣损失的钢铁约占世界年产量的 1/4。3、防止铁制品生绣的方法:保持铁制品表面的洁净和干燥,在铁制品的表面涂上一层保护膜。具体操作是:在其表面刷油漆,在其表面涂油,金属制品表面镀上其它金属,通过化学反应使铁制品的表面
12、生成致密的氧化膜。4、Cu-紫红色、金-黄色、汞-常温下液态5、合金(混合物):是由一种金属与其它一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。铁的合金有:生铁和钢(混合物)生铁的含碳量在 2%-4.3%之间,钢的含碳量在 0.03%-2%之间。6、炼铁的主要设备是高炉,主要原料是铁矿石、焦炭、空气和石灰石。原理:在高温条件下,用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。(溶液)1、溶液的特征:均一稳定的混合物。加水升温饱和溶液不饱和溶液熟石灰例外增加溶质降温蒸发溶剂饱和石灰水变成不饱和的石灰水的方法是:加水降温对于同一种溶质的溶液来说,在同一温度下,饱和溶液一定比不饱和溶液要浓
13、。2、20时,易溶物质的溶解度为10g,可溶物质的溶解度 1g-10g,微溶物质的溶解度为 0.01g-1g,难溶物质的溶解度为0.01g。3、分离:KCl 和 MnO2 方法为过滤,步骤:溶解、过滤、蒸发,NaCl 和 KNO3 方法为结晶,步骤:溶解、冷却结晶。(冷却热饱和溶液法)对溶解度受温度变化不大的物质采用蒸发溶剂的方法来得到晶体(如 NaCl)。对溶解度受温度变化比较大的物质采用冷却热的饱和溶液的方法来得到晶体(如 KNO3)4、碘酒中溶质是碘,溶剂是酒精。盐酸中溶质是 HCl 气体,石灰水中溶质为 Ca(OH)2,食盐水中溶质为 NaCl,氧化钙溶于水溶质为 Ca(OH)2,三氧
14、化硫溶于水溶质为 H2SO4,硫酸锌溶液中溶质是硫酸锌。(组成与结构)1、分子是保持物质化学性质的最小粒子(由原子、离子构成的物质,原子、离子也能保持物质的化学性质)。原子是化学变化中的最小粒子。例如:保持氯气化学性质的最小粒子是 D(氯分子)(A、ClB、Cl-C、2ClD、Cl2)。保持 CO2 化学性质的最小粒子是 CO2 分子;保持水银的化学性质的最小粒子是汞原子。在电解水这一变化中的最小粒子是氢原子和氧原子。分子的特点:1)分子的质量和体积都很小。2)分子总是在不断运动着。(受热的情况下,分子能量增大,运动速率加快。)3)分子间是有间隔的。(热胀冷缩现象就是物质分子间的间隔受热时增大
15、,遇冷时缩小的缘故。)4)分子是由原子构成的。5)同种分子化学性质相同,不同种分子化学性质不同。例:从微观的角度看,水的蒸发与水的电解两种变化有什么不同?例:试从微观的角度分析,酒精挥发和酒精燃烧两种变化有什么不同?原子中:核电荷数(带正电)=质子数=核外电子数相对原子质量=质子数+中子数原子是由原子核和核外电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,构成原子的三种粒子是:质子(正电)、中子(不带电)、电子(带负电)。一切原子都有质子、中子和电子吗?(错!一般的氢原子无中子)。某原子的相对原子质量=某原子的质量/C 原子质量的 1/12。相对原子质量的单位是“1“,它是一个比值。相对分子质量的单位
16、是“1“。由于原子核所带电量和核外电子的电量相等,电性相反,因此整个原子不显电性(即电中性)。2、由同种元素组成的纯净物叫单质(由一种元素组成的物质不一定是单质,也可能是混合物,但一定不可能是化合物。如:金刚石和石墨、氧气和臭氧、红磷和白磷。)由一种分子构成的物质一定是纯净物。由不同种元素组成的纯净物一定是化合物;化合物一定是由不同种元素组成的。纯净物与混合物的区别是物质的种类不同。单质和化合物的区别是元素的种类不同。由两种元素组成的化合物,其中一种是氧元素的叫做氧化物。氧化物一定是含氧化合物,但含氧化合物不一定是氧化物。元素符号的意义:表示一种元素,表示这种元素的一个原子。有些还可以表示一种
17、物质。化学式的意义:a.表示一种物质,b 表示这种物质的元素组成 c 表示这种物质的一个分子 d 表示这种物质的一个分子的原子构成。物质是由分子、原子、离子构成的。由原子直接构成的:金属单质、稀有气体、硅和碳。由分子直接构成的:如非金属气体单质 H2、O2、N2、Cl2 等。由离子直接构成的:离子化合物(金属与非金属或原子团)如 NaCl、MgCl2。构成氯化钠的微粒是 Na+、Cl-。构成氯化镁的微粒是 Mg2+、Cl-3、决定元素的种类是质子数,(即一种元素和另一种元素的本质区别是质子数不同);4、决定元素的化学性质的是最外层电子数。同种元素具有相同的核电荷数,如 Fe、Fe2+、Fe3+
18、因核电荷数相同,都称为铁元素,但最外层电子数不同,所以他们的化学性质也不同。核电荷数相同的粒子不一定是同种元素,如 Ne、HF、H2O、NH3、CH4。已知 RO32-有 32 个电子,则 R 的质子数为:R+83+2=32(质量守恒定律)1、原因:在一切化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以反应前后各物质的质量总和相等。2、小结:在化学反应中:一定不变的是:各物质的质量总和元素的种类元素的质量原子的种类原子的数目原子的质量;一定改变的是:物质的种类分子的种类;可能改变的是分子的数目。书写化学方程式应遵守的两个原则:一是必须以客观事实为基础,二是
19、要遵守质量守恒定律。(酸、碱、盐)1、使紫色的石蕊溶液变红的溶液不一定是酸溶液,但一定是酸性溶液。使紫色的石蕊溶液变蓝的溶液不一定是碱溶液,但一定是碱性溶液。(如 Na2CO3 溶液是盐溶液,但溶液显碱性)2、溶液的酸碱度常用 pH 来表示,pH=7 时溶液呈中性,pH7 时呈酸性,pH7 时呈碱性。PH=0 时呈酸性,pH7 时 pH 越小,酸性越强,pH7 时 pH 越大,碱性越强。蒸馏水的 pH=7(雨水的 pH7 显弱酸性),SO3 溶于水,溶液 pH7,CO2 溶于水,溶液 pH7;pH 升高可加碱(可溶性碱)或水,pH 降低可加酸或水。PH=3 和 pH=4 混合溶液pH 在 3-
20、4 之间,测定 pH 的最简单的方法是使用 pH 试纸,测定时,在白瓷板或玻璃片上放一小片 pH 试纸,把待测溶液滴在 pH 试纸上,然后把试纸显示的颜色跟标准比色卡对照,便可知溶液的 pH。pH 的数值不一定是整数。3、碱的通性由于碱在水溶液里都能解离出 OH-,所以它们有一些相似的化学性质。(1)碱溶液能使酸碱指示剂变色。(条件:碱必须可溶)紫色的石蕊溶液遇碱变蓝色,无色酚酞溶液遇碱变红色。例如 Fe(OH)3 中滴入紫色的石蕊溶液,石蕊不变色。(2)碱能跟多数非金属氧化物起反应,生成盐和水。条件:碱必须可溶,例如 Cu(OH)2+CO2 不反应(3)碱能跟酸起中和反应,生成盐和水。酸和碱
21、作用生成盐和水的反应叫做中和反应。(4)碱能跟某些盐起反应,生成另一种盐和另一种碱,条件:反应物均可溶,生成物有沉淀。4、酸的通性由于酸在水溶液里都能解离出 H+,所以他们有一些相似的化学性质。(1)酸溶液都使酸碱指示剂变色。紫色的石蕊溶液遇酸变红色,无色酚酞溶液遇酸不变色。(2)酸能和活泼金属反应生成盐和氢气。(3)酸能和碱反应生成盐和水。(中和反应、复分解反应)(4)酸能和某些盐反应生成新酸和新盐。5、盐的性质跟某些金属反应生成另一种金属和另一种盐,条件:盐可溶在活动性顺序表中排在前面的金属才能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。(K、Ca、Na 太活泼,不和盐置换)盐与酸反应(与前面
22、相同)盐与碱反应(与前面相同)盐与盐反应条件:反应物均溶,且生成物中有沉淀。6、氧化物分为金属氧化物和非金属氧化物7、物质的检验酸溶液(H+):只能用紫色石蕊溶液碱溶液(OH-):紫色石蕊溶液和无色酚酞均可。CO32-:加入盐酸生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。铵盐(NH4+):用浓 NaOH 溶液(微热)产生使湿润的红色石蕊溶纸变蓝的气体。8、物质的俗名或主要成分、化学式:氢氯酸(俗名为盐酸)HCl 硫酸 H2SO4 硝酸 HNO3 磷酸 H3PO4 氧化钙 CaO(生石灰)氢氧化钙 Ca(OH)2(熟石灰消石灰)Ca(OH)2 水溶液俗名石灰水石灰石的主要成分是:CaCO3 氢氧化钠 NaO
23、H(火碱、烧碱、苛性钠)氯化钠 NaCl(食盐)粗盐中含有 MgCl2、CaCl2 杂质而易潮解尿素 CO(NH2)2 工业盐中含有亚硝酸钠 NaNO2亚硫酸钠 Na2SO3 碳酸钠 Na2CO3(纯碱)(水溶液呈碱性,但不是碱)波尔多液是 CuSO4 和 Ca(OH)2 的混合物,碳酸氢钠 NaHCO3 是盐而氨水 NH3H2O 属于碱类。有关物质的颜色:Fe(OH)3 红褐色沉淀 Fe2O3 红(棕)色 Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3 溶液(即 Fe3+的溶液)黄色FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2、(即 Fe2+)浅绿色 Cu(OH)2 蓝色沉淀 CuO 黑色CuCl2、Cu(NO3)2、CuSO4 溶液(即 Cu2+的溶液是蓝色的)BaSO4、AgCl 是不溶于酸的白色沉淀 CaCO3BaCO3 是溶于酸的白色沉淀KClO3 白色 KCl 白色 KMnO4 暗紫色 MnO2 黑色9、用途、性质