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第二章浩瀚的大气第一节人类赖以生存的空气一、认识空气“大家族”1、空气的组成气体氮气氧气稀有气体二氧化碳体积分数78%21%0.94%0.03%（1）空气的主要成分是氮气和氧气（2）上表表示的是体积分数，而非质量分数2、空气中氧气体积分数的测定（1）拉瓦锡在曲颈甑中用加热汞的方法测定。原理：O2+2Hg═加热HgO装置：现象：部分液态汞变成红色粉末，容器内空气的体积大约减少了1/5。（2）在集气瓶中用点燃红磷的方法测定原理：P+O2═点燃P2O5装置：操作要点：①检查装置的气密性——把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有气泡冒出则证明气密性良好。②待红磷熄灭并冷却后，才可打开弹簧夹。现象：产生黄白色火焰，冒白烟，放出大量的热。打开弹簧夹后，进入集气瓶的水的体积约占瓶子容积的1/5。探究：①液面上升小于1/5原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全②能否用铁、铝代替红磷？不能原因：铁、铝不能在空气中燃烧③能否用碳、硫代替红磷？不能原因：产物是气体，不能产生压强差3、氮气的性质和用途：物理性质：无色、无味的气体，不易溶于水，密度略比空气小。化学性质：不活波，一般情况不支持燃烧，不供给呼吸，较难与其他物质反应，但在一定条件下，氮气可以和某些物质反应。例如：合成氨、制氮肥、生物固氮等。用途：a、制硝酸和化肥的重要原料b、用作保护气（保存食品）c、医疗上用液氮冷冻麻醉d、超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能4、稀有气体的性质和用途稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。物理性质：都是无色、无味、难溶于水的气体。化学性质：极不活泼，曾被称为惰性气体。但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。用途：a、用作保护气（电焊）b、电光源（霓虹灯——稀有气体在通电时发出不同颜色的光）c、用于激光技术d、氦气可作冷却剂e、氙气可作麻醉剂f、充热气球二、我们需要洁净的空气1、大气污染源：主要是烟尘和有害气体。他们主要来自矿物燃料的燃烧，石油化工工厂排放的废气及汽车排放的尾气。有害气体包括SO2（酸雨）、NO2、CO（与血红蛋白结合，导致缺氧）等。注意不包括CO2（引起温室效应）2、防止大气污染的措施：①改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。②对化石燃料进行脱硫、脱氮处理，工厂的废气经过处理后再排放。③努力开发新能源，如：太阳能，风能，水能，地热能。氢能等。④大力开展植树造林活动，提高环境的自我净化能力。3、空气质量报告空气污染指数越高，则空气质量级别数字就越大，空气污染就越严重。空气污染指数的检测项目暂定为：SO2、NO2、CO和可吸入颗粒物等。注意没有CO2三、构成物质的微粒1、大部分物质是由分子构成的，如苯、水、二氧化碳。有些物质由原子直接构成，如金属、稀有气体。电子物质原子原子核分子→物质原子结构式：圆圈内为核电荷数，圈外为电子层分布2、物质是由元素组成的（1）元素是同一类原子的总称。元素在自然界中以游离态（单质）和化合态（化合物）的形式存在。元素的种类由核电荷数（或核内质子数）决定，与中子数、核外电子数无关。3、相对原子质量和式量（1）相对原子质量：以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量跟他相比所得的比值，作为这种原子的相对原子质量。（符号为Ar）（2）式量：根据相对原子质量和物质的化学式，加和而得。例题：[例1]最早通过实验测定出空气成分的科学家是（）（A）法国的拉瓦锡（B）英国的汤姆生（C）瑞典的舍勒（D）意大利的阿伏加德罗[例2]某密闭容器内盛有氧气和氮气的混合气体，采用燃烧法除去其中的氧气，且不能混入新的气体，最好采用的可燃物是（）（A）硫磺（B）红磷(C)铁丝(D)木炭[例3]下列物质中含有氧气的是()（A）双氧水(B)空气(C)氯酸钾(D)氧化汞[例4]分子是构成物质的粒子之一，而构成分子的粒子之一（）（A）质子（B）电子（C）原子（D）中子[例5]下列说法正确的是（）（A）任何原子核内部都含有质子和中子（B）分子体积比原子体积大（C）物质都是由分子构成的（D）原子的质量主要集中在原子核上[例6]一种原子的核内有6个中子和6个质子，另一种原子的核内有7个中子和6个质子，则它们不同的是（）（A）质子数（B）原子的相对原子质量（C）核电荷数（D）核外电子数[例7]法国化学家拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5.某同学用右图装置进行验证，（燃烧物质为红磷）实验后发现气体减少的体积小于1/5，请你帮助这位同学找出两种可能造成这样结果的原因：①；②。[例8]根据空气的成分填空:①小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有_②石灰水长期露置在空气中会出现白色固体物质，说明空气中含有③夏天，盛放冰棒的杯子外壁上附有一层水珠，说明空气中含有第二节神奇的氧气一、人类离不开氧气1、氧气的物理性质：无色、无味的气体；液氧为淡蓝色的液体；密度大于空气；难溶于水。氧气的重要用途：（1）支持燃烧（助燃性，不是燃料）（2）供给呼吸氧气的化学性质：性质十分活泼，能与许多物质发生反应。实验现象反应表达式木炭燃烧在空气中发红光，在氧气中发白光C+O2→点燃CO2硫燃烧在空气中放出淡蓝色火焰，在氧气中产生蓝紫色火焰，都放热，都产生刺激性气体S+O2→点燃SO2铁丝燃烧剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体3Fe+2O2→点燃Fe3O4磷燃烧发光，放热，产生大量白烟4P+5O2→点燃2P2O5镁条燃烧发出耀眼的白光，放热，生成白色粉末2Mg+O2→点燃2MgO2、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。特点：多变一。氧化反应：物质与氧发生的反应叫做氧化反应。缓慢氧化：有些氧化反应进行得很慢，甚至不易被察觉。例如：动植物的呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等二、氧气的制法1、工业制法：分离液态空气（物理变化），先分离出氮气，再分离出氧气原理：氧气和氮气的沸点不同，氮气沸点低，氧气沸点高2、实验室制法（1）加热固体原理1：2KClO3→△/MnO22KCl+3O2↑原理2：2KMnO4→△K2MnO4+MnO2+O2↑装置：操作要点：①药品斜铺在试管底部，以便均匀加热。②试管口略向下倾斜，防止药品的湿存水冷凝回流到试管底部，炸裂试管。③加热前预热，然后用酒精灯外焰对准装有药品补位加热。④用排水法收集气体时，注意当气泡连续均匀地放出时再收集，否则收集到的气体不纯。当集气瓶口处有大量气泡逸出时，表示已收集满。⑤停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。防止水槽中的水倒流入热的试管，使试管炸裂。⑥用氯酸钾制取气体是，试管口处要放一团棉花。（防止加热时，氧气流把氯酸钾粉末吹入导管，使导管堵塞。）⑦实验前先检查装置气密性。（将导管末端置于水中，微微加热试管，若有导管口产生气泡，并且在停止加热后，导管内形成一段水柱，则气密性良好。）收集方法：①排水法（氧气不易溶于水）②向上排空气法（氧气密度大于空气）验满：①用向上排空气法时，将带火星的木条放在集气瓶口，带火星的木条复燃，证明已收集满。②用排水法时，当集气瓶口向外冒出大量气泡时，证明气体已经收集满。（2）分解过氧化氢溶液原理：2H2O2→MnO22H2O+O2↑装置：要点：MnO2作催化剂，不需加热。（3）催化剂定义：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方应前后都没有发生变化的物质。特点：①可改变其他物质的化学反应速率②催化剂具有转移性③在化学反应前后，催化剂自身的质量与化学性质不变。3、分解反应定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。特点：“一变多”例题：[例1]下列关于催化剂的说法错误的是（）（A）化学反应前后它的质量不变（B）化学反应前后它的化学性质不变（C）能改变其它物质的化学反应速率（D）可增加生成物的质量[例2]下列关于氧气物理性质的说法中，正确的是()（A）液态氧是一种淡蓝色液体（B）氧气难溶于水（C）氧气在通常状况下是一种无色气体（D）氧气的密度略小于空气[例3]下列物质在氧气中燃烧的现象，正确的是()(A)硫燃烧发出淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体(B)红磷在氧气中燃烧产生白雾，放出大量的热(C)木炭燃烧生成二氧化碳，倒入瓶中的澄清石灰水变浑浊(D)铁丝在氧气中燃烧火星四射，放热，生成黑色物质[例4]检验集气瓶内氧气有无集满的方法是()(A)将带火星的木条伸入瓶中(B)向带火星的木条伸到瓶口(C)用燃烧的木条伸入瓶中(D)将鼻子伸到瓶口闻一下气味[例5]常温下，某气体的密度比空气的密度略小，不易溶于水，其水溶液有挥发性，该气体泄漏时对人体有严重危害．收集该气体的最适宜方法是()(A)排水集气法(B)向上排空气法(C)向下排空气法(D)用气球泡收集[例6]实验室制取氧气时，必须满足的条件是（）(A)必须使用催化剂（B）用氯酸钾制取时必须加热(C)必须用排水法收集(D)必须用燃着的火柴检验是否收集满[例7]下列关于氧气的说法正确的是()（A）氧气能支持燃烧，可作燃料（B）氧气能跟所有物质发生氧化反应（C）水中的生物能依靠微溶于水中的氧气而生存（D）带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃[例8]根据下列图示装置回答下列问题：（1）写出图中标有字母的仪器的名称:a，b，c，d；（2）实验室欲用氯酸钾制取并收集氧气，应选用装置。（填装置编号）。写出一种制取氧气的反应方程式；（3）如果选用的收集装置需要检验氧气是否已收集满，则应将带火星的木条放在。[例9]化学兴趣小组自制氧气，同学从家里拿来了洗脸盆并盛了半盆自来水，用罐头瓶(带玻璃片)装满水倒放入脸盆中准备收集气体，从化工试剂商店买来了高锰酸钾作原料。由于自带仪器不够用，准备从学校化学实验室借用一些仪器。问：①还需借用的仪器有_____________________________________________________。②第一次实验时试管炸裂可能原因是_______________________________________。③重新实验发现盆中的水变红的原因是_____________________________________。④检验收集的气体是O2的方法是___________________________________________。[例10]“化学反应条件的控制是实验灵魂”。某校化学兴趣小组在老师指导下，进行了“影响双氧水分解因素”的实验。请你回答下列问题。（1）取两支大试管，分别倒入适量的6%、15%的双氧水，再加入等量的MnO2，各收集一小试管气体，发现浓度大的先收集满。该操作过程中合理的排列顺序是_____________________________________________。（选填序号）①检验装置的气密性②有连续稳定气泡再排水集气③将水槽中待收集气体的小试管注满水④旋紧连有导管的单孔塞⑤向大试管内倒入适量双氧水再加入少许MnO2粉末（2）用试管进行排水法集气时，主要出现了如下图所示的4种操作，其中合理的是（此小题为不定项选择填空，多选，错选不给分）。ABCＤ（3）取a、b两支试管加入等体积6%的双氧水，再分别加入少许MnO2粉末、CuO粉末，发现a中比b中产生气泡多且快。随即用带火星的木条分别悬空伸入试管内，发现a中火星复燃，b中火星仅发亮但不复燃。由此得出影响双氧水分解的因素是。（4）再取一支试管倒入适量6%的双氧水，仔细观察溶液内有少量细小气泡浮起；然后将该支试管浸入约80℃的热水中，溶液内气泡明显增多。这时将带火星的木条悬空伸入试管内，却不能复燃。试对比第（3）题a中带火星的木条复燃的现象，分析两者现象差异的根本原因是。第三节化学变化中的质量守恒1、化合价常见元素的化合价口诀：一价氯．氢钾钠银，二价氧．钙钡镁锌，二三铁，二四碳，铜汞二价最常见，三铝四硅五氮磷，单质价零莫忘记。加点元素化合价为负。表示方法：化合价有正、负之分，通常在元素符号或原子团的上方标出化合价，一般把“+”、“-”写在前，价数写在后。+1+1+1+2+2+3+2常见正价：H、K、