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第一单元走进化学世界第一节物质的变化和性质一、物理变化和化学变化定义:1、物理变化：没有生成其他物质的变化叫物理变化2、化学变化：生成其他物质的变化叫化学变化二、物理性质和化学性质定义:1、物理性质：物质不需要发生化学变化就可以表现出来的性质2、化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质第二节化学是一门以实验为基础的科学一、蜡烛石蜡不溶于水，石蜡密度小于水。蜡烛燃烧时的火焰分三层，包括外焰、中焰和内焰。用一火柴梗平放入火焰中发现两端先碳化，说明外焰温度最高。点燃蜡烛后，用干冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠生成，说明蜡烛燃烧产生水；向烧杯中倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧产生二氧化碳。熄灭蜡烛时产生的白烟是凝固的石蜡蒸气。蜡烛燃烧的表达式：石蜡+氧气二氧化碳+水二、做“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”实验时，最重要的是做对比实验。第二单元我们周围的空气第一节空气一、测定空气中氧气含量的实验【实验原理】红磷+氧气—点燃→五氧化二磷P+O2点燃P2O5【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。【实验步骤】①连接装置，并检查装置的气密性。②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧，产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】①红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；②空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。【注意事项】不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。二、空气的成分气体氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%三、混合物和纯净物混合物纯净物定义两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。只由一种物质组成的物质叫纯净物。特点组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。常见实例空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等能用化学式表示的所有物质冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物四、空气是一种宝贵的资源1.氮气【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。【用途】①制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；②用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；③医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；④超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。2.稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。【用途】①用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；②用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；③用于激光技术；④氦气可作冷却剂；⑤氙气可作麻醉剂。五、空气污染和防治1.空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。2.计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。3.空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。4.防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。六、绿色化学绿色化学又称环境友好化学，其核心是利用化学原理从源头上消除污染。第二节氧气一、氧气的性质【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。二、氧气的检验方法：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。三、探究实验1.木炭燃烧实验【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；在氧气中燃烧更旺，发出白光。向集气瓶中加入少量澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊。【化学方程式】碳+氧气—点燃→二氧化碳C+O2CO22.硫燃烧实验【实验现象】硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，生成一种有刺激性气味的气体。硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种有刺激性气味的气体。【化学方程式】硫+氧气—点燃—二氧化硫S+O2SO2错误!未找到引用源。3.细铁丝在氧气中燃烧的实验【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。【化学方程式】铁丝+氧气—点燃—四氧化三铁Fe+O2Fe3O4【注意事项】①用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。②将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。③把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。④集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。四、化合反应和分解反应1.化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。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叫做分解反应。3.化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。五、氧化反应1.氧化反应：物质跟氧发生的反应属于氧化反应。它不属于基本反应类型。2.氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。剧烈氧化会发光、放热，如燃烧、爆炸；缓慢氧化放热较少，但不会发光，如动植物呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。第三节制取氧气一、气体制取装置1.气体发生装置加热固体制备气体的装置（见上图①）反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。（原理：气体的热胀冷缩）加热时的注意事项：药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长，不利于气体排出。停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。固液混合在常温下反应制备气体的装置（见上图②）反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。装置(c)的特点：可以控制反应速率。装置(d)的特点：可以控制反应的发生和停止。（希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管。这时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降）如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。2.气体收集装置排水法收集气体的装置（见右图）适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。注意事项：集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密度比空气小，集气瓶口应该朝下。向上排空气法收集气体的装置（见右图）适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于29），且不与空气中的成分反应。要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。向下排空气法收集气体的装置（见右图）适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于29），且不与空气中的成分反应。要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。二、实验室制取氧气1.加热高锰酸钾制取氧气加热反应原理：高锰酸钾→二氧化锰+锰酸钾+氧气KMnO4K2MnO4+MnO2+O2发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。步骤：①查：检查装置的气密性。②装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。③定：将试管固定在铁架台上。④点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。⑤收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。⑥移：把导管移出水槽。⑦熄：熄灭酒精灯。注意事项：◆停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。◆加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。2.分解过氧化氢溶液制取氧气二氧化锰反应原理：过氧化氢→水+氧气H2O2H2O+O2（催化剂可换成硫酸铜溶液）发生装置：由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。3.加热氯酸钾制取氧气二氧化锰反应原理：氯酸钾→氯化钾+氧气KClO3KCl+O2↑加热发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。三、催化剂在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。四、氧气的工业制法实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。（分离液态空气法）：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在-196℃的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。第三单元物质构成的奥秘第一节分子和原子一、分子和原子的异同分子原子定义分子是保持物质化学性质的最小粒子。原子是化学变化中的最小粒子。性质质量小、体积小；不断运动；有间隔；同种粒子的化学性质相同。联系分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。区别在化学变化中，分子可以再分，而原子不可以再分。二、验证分子运动的探究实验【实验操作】如右图，取适量的酚酞溶液，分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个小烧杯C，加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察现象。【实验现象】烧杯A中的酚酞溶液由上至下逐渐变红。【实验结论】分子是不断运动的。【注意事项】浓氨水显碱性，能使酚酞溶液变红。浓氨水具有挥发性，能挥发出氨气。三、从微观角度解释问题1.用分子观点解释由分子构成的物质的物理变化和化学变化物理变化：没有新分子生成的变化。（水蒸发时水分子的间隔变大，但水分子本身没有变化，故为物理变化）化学变化：分子本身发生变化，有新分子生成的变化。（电解水时水分子变成了新物质的分子，故为化学变化）2.纯净物和混合物（由分子构成的物质）的区别：纯净物由同种分子构成，混合物由不同种分子构成。3.化学变化的实质：在化学变化过程中，分子裂变成原子，原子重新组合，形成新物质的分子。第二节原子的构成1.原子的构成原子一般是由质子、中子和电子构成，有的原子不一定有中子，质子数也不一定等于中子数。原子的种类由核电荷数（质子数）决定。2.构成原子的各种粒子间的关系在原子中，原子序数＝核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。由于原