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绪言化学使世界变得更加绚丽多彩
一、什么是化学
化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。
化学的研究对象是物质,而不是物体。
二、化学的作用
1、利用化学生产化肥、农药。
2、利用化学合成药物。
3、利用化学开发新能源和新材料。
4、利用化学综合应用自然资源和保护环境。
三、化学发展史
1、中国古代:发明陶瓷、青铜器、造纸、***、酿酒、染料等。
2、近代:
(1)原子论和分子学说的创立。奠定了近代化学的基础。
道尔顿和阿伏加德罗创立了原子--分子论,使化学成为一门独立的科学。
(2)元素周期律和元素周期表的发现。
组成物质的基本成分是元素。
门捷列夫发现了元素周期律并编制了元素周期表。
元素周期表的建立使学****与研究化学变得有规律可循。
元素周期表有7个横行即7个周期,18个纵行但只有16个族。
3、现代:运用先进仪器和分析技术对化学世界进行微观探究。
四、绿色化学(环境友好化学)的要求:
1、采用无毒无害的原料
2、在无毒无害条件下反应
3、力图使原料都变为产品,实现零排放
4、产品环保和有利于人体健康。
第一单元走进化学世界
课题1物质的变化和性质
一、物质的变化
1物理变化:宏观:没有生成其它物质的变化。微观:构成物质的分子本身没有变化。
2化学变化:宏观:生成了其它物质的变化。微观:分子发生了变化,变成了新物质的分子。
3区别:化学变化中有新物质生成,而物理变化中没有。
4联系:化学变化中一定有物理变化,物理变化中不一定有化学变化。
注意:
(1)化学变化的基本特征:有其它物质生成。
(2)化学变化中的现象:颜色改变,放出气体,生成沉淀,吸热或放热,发光等。
(3)判断是否为化学变化的依据是是否有新物质生成,而不是现象。
二、物质的性质
1、化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质。
常见化学性质:可燃性,氧化性,还原性,酸性,碱性,稳定性。
2、物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质.
常见物理性质:物质的颜色,状态、气味、硬度、密度、熔点、沸点、溶解性、挥发性、导电性、导热性、延展性等。
课题2化学是一门以实验为基础的科学
1实验探究的过程:提出问题----猜想与假设-----设计实验-----实验验证-----收集整理实验数据-----解释与结论-----反思与评价。
2◆检验燃烧后是否有H2O生成的方法:将干冷烧杯罩在火焰上方,若有水珠产生,则有水生成。
◆检验混合气体中是否有H2O的方法:将混合气体通过无水CuSO4粉末,白色粉末变成蓝色,则证明有水。
◆检验混合气体中是否有H2O通常放在第一步;除去水蒸气,通常放在最后一步。
◆除去混合气体中的水蒸气的方法:将混合气体通过盛浓硫酸的洗气瓶。
或通过盛有固体干燥剂(如:氢氧化钠固体、生石灰、碱石灰等)的干燥管。
3检验物质燃烧后是否有CO2生成的方法:将沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,若石灰水变浑浊,则证明有CO2生成。
检验混合气体中是否有CO2的方法:将混合气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,则证明有二氧化碳。
除去混合气体中的CO2的方法:将混合气体通过盛NaOH溶液的洗气瓶。
4蜡烛燃烧的化学反应式:石蜡+O2H2O+CO2
由蜡烛燃烧生成物可确定蜡烛的组成中有氢元素和碳元素,但不能确定氧元素。
课题3走进化学实验室
1初中化学实验常用仪器介绍见教材P151-152。
2实验室药品取用的规则:
“三不原则”:不能用手接触药品;不要把鼻孔凑到容器口闻药品的气味;不得尝药品的味道。
“节约原则”:如果没有说明用量,一般液体取用1-2mL;固体只需盖满试管底部。
“处理原则”:用剩的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,要放入指定容器。
3、固体药品的取用
粉末状固体用药匙或纸槽;“一横二送三直立”
块状固体(如大理石、石灰石等)用镊子;“一斜二放三缓立”
4、液体药品的取用
(1)多量且不需准确体积:倾倒。注意瓶塞要倒放,标签向手心,瓶口紧挨着试管口。
(2)少量:用胶头滴管滴加。悬空滴加,不能伸入容器内.
(3)定量:用量筒量取。先倾倒,接近刻度时,改用胶头滴管滴加。量筒要放平,视线要与量筒内液体凹液面最低处水平。
注意:①瓶塞倒放在桌子上是为了防止瓶塞沾上杂质而污染药品。
②标签向着手心是为了防止残留在瓶口的液体流下腐蚀标签。
③量筒无零刻度。一次性量取,且量筒规格要与所量液体体积接近。
量筒读数时,要平视凹液面最低处,仰视会使读数偏小,量取液体体积偏大.
。
5、酒精灯的使用.
(1)三禁止:禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯.
.
(2)酒精的量:不能少于酒精灯容积的1/3,不能超过2/3.
处理酒精着火的方法:用湿抹布扑灭.
(4)酒精灯不用时必须盖灯帽,否则酒精挥发,留下水分,下次使用时点不着火.
6、给试管里的液体加热时,需要注意:
液体不能超过试管容积的1/3。试管倾斜与桌面成450。
试管口不要对着自己或他人。加热后的试管不能立即接触冷水或用冷水冲洗。
7、给试管里的固体加热时,需要注意:
管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流引起试管炸裂。
试管夹或铁架台的铁夹应夹在离试管口约1/3处。
试管夹夹持试管时,应由试管底部套上、取下。必须用外焰;
8、玻璃仪器洗涤干净的标准:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下。
9、可以直接加热的仪器:试管、燃烧匙、蒸发皿。
必须垫上石棉网才能加热的仪器:烧杯、烧瓶、锥形瓶。
不能加热的仪器:量筒、集气瓶。
第二单元我们周围的空气
课题1空气
一空气是由什么组成的
1、测定空气中氧气含量实验
(1)现象:产生白烟,集气瓶中的水上升约1/5体积.
(2)结论:氧气约占空气体积的1/5.
(3)实验成功的关键:
①红磷要过量;②容器要密封,不漏气;③冷却后再打开弹簧夹。
(4)进入集气瓶中的水少于1/5的原因:
①红磷不足,氧气未耗尽;②瓶塞未塞紧,空气进入;③未冷至室温就打开弹簧夹。
(5)进入集气瓶中的水多于1/5的原因:
①点燃红磷后伸入集气瓶的速度太慢,集气瓶中的空气受热膨胀而逸出。
②止水夹未夹紧,集气瓶中的空气受热膨胀而从导管口逸出。
(6)该实验的不足之处:
①红磷被点燃后再伸入集气瓶内,使部分空气因受热膨胀而溢出集气瓶。
②红磷在空气中点燃会污染空气。
③导管内的空气会影响实验的准确性。
(7)集气瓶中先加少量水的作用:吸收生成的五氧化二磷。
2、空气的成分按体积计算:大约是:氮气78%,氧气21%,%,%,%.
二、空气是一种宝贵的资源
1氧气用途:(1)供给呼吸<如登山、医疗、潜水等〉(2)支持燃烧<如炼钢、气焊、航空等〉
2氮气用途:
(1)作保护气(如汽车安全气囊、灯泡、食品袋等充氮气),利用N2化学性质不活泼.
(2)制***和化肥。(3)冷冻麻醉(4)制造低温环境。
3稀有气体用途:(1)电光源,利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光。
(2)作保护气(焊接金属的保护气、灯泡内保护气),利用稀有气体化学性质很不活泼。
注意:“稀有气体”是一类气体的总称,不是一种气体。
三、保护空气
1空气中的污染物包括烟尘和有害气体;
空气中的有害气体:CO、SO2、NO2、O3等
2空气污染的危害:①损害人体健康;②影响作物生长,破坏生态平衡;③全球气候变暖,臭氧破坏,酸雨。
3防止空气污染的措施:①加强大气质量监测;②使用清洁能源;③植树造林;
④工厂废气处理后排放。
注意:空气污染指数包括:CO、SO2、NO2、O3、可吸入颗粒物。
四、混合物与纯净物的概念
1、混合物:宏观上由两种或多种物质混合而成的物质。微观上由两种及以上的分子构成。
2、纯净物:宏观上只由一种物质组成的。微观上由一种分子构成。
3、注意:
①、只由一种原子构成的物质不一定是纯净物。如:金刚石和石墨。
②、只含一种元素的物质可能是单质,也可能是混合物。如O2和O3的混合,只含一种元素,但是混合物。
③、纯净物都有化学式。混合物都没有化学式。
课题2氧气
一、氧气的性质
(一)物理性质:密度比空气大;不易溶于水;液氧和固态氧为淡蓝色
(二)化学性质:氧气的化学性质活泼,能与多种物质发生反应,
具有氧化性;氧气能支持燃烧,具有助燃性,但无可燃性。
1、S+O2SO2
现象:空气中是淡蓝色的火焰;同时生成有刺激性气味的气体。纯氧中是蓝紫色的火焰;同时生成有刺激性气味的气体。
注意:集气瓶中装少量水的作用是吸收SO2防止污染空气。此处的水不能用沙代替。
2、3Fe+2O2Fe3O4
现象:剧烈燃烧、火星四射、放出热量、生成黑色固体。
注意:瓶中装少量水或铺一层沙的目的:防止溅落的生成物炸裂瓶底。
3、4P+5O22P2O5
现象:生成白烟,空气中燃烧产生黄色火焰,氧气中燃烧发出白光。
注意:P2O5会污染空气。
4、C+O2CO2
现象:空气,发出红光,放出热量,生成能够让澄清石灰水变浑浊的气体。氧气中,发出白光,放出热量,生成能够让澄清石灰水变浑浊的气体。
二、化合反应与氧化反应
1、化合反应:(多变一)A+B==AB
氧化反应:物质与氧发生的反应叫氧化反应。
2、关系:化合反应不一定是氧化反应,氧化反应不一定是化合反应
3、氧化反应分类
(1)剧烈氧化:如燃烧、自燃、爆炸。
(2)缓慢氧化:如食物的腐烂、酿酒、铁生锈、呼吸作用等。
注意:
①、物质与氧气发生的反应叫氧化反应。(错)物质与氧气发生的反应是氧化反应。(对)
②、氧气中含有氧,但含有氧的物质不一定是氧气。
③、判断氧化反应的一般标准就是看反应物中是否有氧气。
课题3制取氧气
一、氧气的实验室制法
1药品:(1)过氧化氢、二氧化锰。(2)***酸钾、二氧化锰。(3)高锰酸钾
H2O2MnO2KClO3MnO2KMnO4
2原理:2H2O22H2O+O2↑2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
3装置(以KMnO4制氧气为例)
发生装置:酒精灯、铁架台、试管。
收集装置(排水法收集):水槽、导气管、集气瓶。
4制取步骤:连接装置→检查其密性→装入药品→固定装置→点燃酒精灯→
加热→收集氧气→将导管移出水面→熄灭酒精灯。
可以简记为:查、装、定、点、收、离、熄。
5收集方法:排水法或向上排空气法。
6验满方法:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则收集满。
7注意:
a铁架台的铁夹应夹在离试管口约1/3处。
b导管伸出橡皮塞少许,不能太长。
c用KMnO4制氧气时,试管口要放一团棉花。目的是为了防止KMnO4粉末进入导管。
d试管口略向下倾斜。目的是为了防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管。
e排水法收集氧气时,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。是为了防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤冷而炸裂。
f排水法收集时,刚开始有气泡时不能立即收集,要等气泡均匀冒出后才能开始收集气体。
g检查气密性的方法:将导管放入水中,用手握住试管,若导管口有气泡,松开手后,导管里形成一段水柱,则证明不漏气。
二、分解反应(一变多):AB=A+B
三、催化剂:
一变:改变其它物质的化学反应速率。二不变:催化剂的质量和化学性质在反应前后不变。
注意:催化剂只改变反应速率,不改变生成物的质量多少。
◆改变反应速率可以加快,也可能是减慢反应速率。
四、工业上制氧气的方法:分离液态空气。属于物理变化。
在低温条件下,使空气转变为液态,然后蒸发,氮气沸点低,首先从液态空气蒸发出来,剩下的主要就是氧气。
五、实验室用双氧水制取氧气的优点:
1、操作简单。2、不加热,节约能源。3、反应速率快。4、易回收二氧化锰。
第三单元物质构成的奥秘
课题1分子和原子
■构成物质的粒子有:原子、分子、离子。
■铁是由铁原子构成,水由水分子构成,***化钠由***离子和钠离子构成。
一、分子
1、分子的定义:由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小粒子。
2、分子的基本性质:
①质量和体积都很小;
②分子在不停的运动;注意:温度越高,运动越快。
③分子间有间隔;气体分子间间隔较大,液体、固体分子间间隔较小。
3、分子的构成:分子由原子构成。
如:1个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
4、由分子构成的物质,其化学式也叫分子式。
二、原子:化学变化中的最小粒子。
原子的基本性质:原子的质量、体积都很小;在不断运动的;原子间有间隔
三、分子和原子的区别与联系。
区别:化学变化中,分子要分成原子,而原子却不能再分。
联系:分子由原子构成,分子和原子都可直接构成物质。
四、分子、原子观点的运用
1从微观角度分析物质的变化
物理变化时,分子原子本身大小不变,只是分子间的间隔大小发生变化。
化学变化时,分子要分解成原子,原子重新组合成新的分子。
2各类物质的微观构成:
混合物由多种分子构成;纯净物由一种分子构成。
单质由一种原子构成的同种分子构成;化合物由多种原子构成的同种分子构成
课题2原子的构成
质子(+)
原子核(+)
一、原子的构成中子(不带电)
核外电子(-)
1、构成物质的三粒子:原子、分子、离子。
构成原子的三种粒子:质子、中子、电子。
原子由原子核和核外电子两部分构成。
2、原子不显电性的原因:原子核带的正电荷数与核外电子所带电量相等,电性相反。
3、原子的质量主要集中原子核;原子的质量主要由质子和中子决定。
4、不是所有原子都含有中子,如氢原子就不含中子。
5、原子中的等量关系:核电荷数=质子数=电子数。
二、原子核外电子的排布
1、核外电子是分层排布的。
2、核外电子排布的规律:
第一层最多2个。第二层最多8个。最外层不超过8个(只有一层不超过2个)
3、1-20号元素的原子结构示意图。
4、元素在周期表中的周期数等于原子的电子层数。
5、元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子数。
注:(1)稳定结构:最外层具有8个电子(只有一层具有2个电子)的结构。
(2)各类元素性质与原子结构的关系:
最外层电子数
得得失电子倾向
化学性质
金属元素
一般少于4个
易失
不稳定
非金属元素
一般为4-7个
易得
不稳定
稀有气体元素
8个(He为2个)
不易得失
稳定
三、离子
1、离子:带电荷的原子或原子团。
2、离子的分类
阳离子;带正电荷的离子。如:H+、Na+、Mg2+、Al3+、Ca2+、NH4+、Fe3+、Fe2+
阴离子:带负电荷的离子。O2-、S2-、Cl-、OH-、SO42-、CO32-、NO3-、PO43-
3、离子符号的意义:Mg2+:
2Mg2+:表示2个镁离子.
4、离子的判断:质子数>电子数的是阳离子。质子数<电子数的是阴离子。
5、离子与形成离子的原子在质量上相等,且属于同种元素。
四、相对原子质量
1概念:以一种碳原子质量的1/12为标准,其它原子的质量跟它相比较所得的比,就是相对原子质量。
2计算式:相对原子质量=
3相对原子质量=质子数+中子数。注意:相对原子质量不是实际质量,单位是1,省略。
课题3元素
一、元素
1元素:质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
2元素的种类由质子数决定;不同元素的本质区别:质子数(或核电荷数)不同。
3元素分成三类:金属元素、非金属元素、稀有气体元素。
4地壳中的元素,按质量分数计算,居前四位的是:O>Si>Al>Fe。
■地壳中含量最多的元素是O;最多的非金属元素是O;最多的固态非金属元素Si;最多的金属元素是Al。
注意:
(1)元素与原子的区别:元素组成物质,元素只讲种类,不讲个数。
原子构成分子,原子既讲种类,也讲个数。
如:水由氢元素和氧元素组成;水由水分子构成。
水分子由氢原子和氧原子构成;1个水分子由两个氢原子和1个氧原子构成
(2)化学反应前后:分子种类一定变,分子数目不一定变。
原子种类和数目一定不变。元素种类和质量一定不变。
二、元素符号的意义
1、一种元素2、一个原子。3、除N、H、O、F、Cl、Br、I外的元素符号还表示单质.
三、元素符号的书写规则:一大二小.
四、元素周期表:
1、俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律并编写了元素周期表。
2、元素周期表的结构:7个横行7个周期;18个纵行16个族。
除第一周期外,每一周期以金属元素开头,稀有气体元素结尾。
每一单元格包含原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等信息。
3、原子序数==核电荷数==质子数。
练****下列符号的意义。
H:表示氢元素、1个氢原子。2H:表示2个氢原子。
S:表示硫元素、1个硫原子、硫单质。2S:表示2个硫原子。
第四单元自然界的水
课题1爱护水资源
一、人类拥有的水资源
淡水紧缺的原因:1、淡水占总水量的比例小;2、生产生活用水量增加;3、水体污染。
二、爱护水资源
1、措施:①一方面节约用水;②另一方面防止水体污染。
2、防止水污染的措施
①加强水质监测②工业三废要处理后排放;
③农业上合理农药和化肥。④生活污水要处理后排放。
3、提高水的利用效益的方法
①生活中提倡一水多用②农业上改漫灌为喷灌、滴灌。③工业上提倡对水的循环使用。
4、水污染的三个来源:工业污染、农业污染、生活污染。
课题2水的净化
一、过滤操作要领
“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁。若有气泡,则影响过滤的速度。
“二低”:滤纸边缘要低于漏斗口;漏斗内液面低于滤纸边缘。
“三靠”:①烧杯紧靠玻璃棒;②玻璃棒下端靠三层滤纸处;③漏斗下端靠烧杯内壁。
注意:1、玻璃棒的作用是引流。过滤时,玻璃棒不能搅拌。
2、两次过滤后仍然混浊的原因:
①滤纸破损;②液面高于滤纸边缘;③漏斗或烧杯不干净
二、净化水的方法:①沉淀、②过滤、③吸附、④蒸馏。
1、其中吸附和蒸馏能除去可溶性杂质;四种方法都能除去难溶性固体杂质。
2沉淀包括静置沉淀和吸附沉淀。
3净化程度由低到高的顺序:沉淀<过滤<吸附<蒸馏.
4净水过程中明矾的作用:溶于水产生的胶状物吸附杂质,使杂质沉降。
净水时活性炭的作用:滤去不溶性杂质;吸附一些可溶性杂质;除去臭味
三、硬水和软水
1硬水:含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水:不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。软水不一定是纯水,但纯水是软水。
2鉴别方法:加入肥皂水,若产生大量泡沫的为软水;泡沫较少,甚至有浮渣的为硬水。
3软化硬水的方法:煮沸或蒸馏。生活中常采用煮沸的方法。
4硬水的危害:(1)浪费肥皂,洗不净衣服;(2)锅炉用硬水,浪费燃料,甚至引起爆炸。
课题3水的组成
一、氢气的性质
物理性质:无色、无臭、难溶于水、密度比空气小。
化学性质:可燃性。燃烧方程式:2H2+O22H2O(产生淡蓝色火焰)
注意:混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸,因此点燃氢气前一定要验纯。
二、电解水实验
1现象:正负极都有气体产生,正负极气体体积比为1:2
2结论:水是氢元素和氧元素组成的。
3化学反应:2H2O2H2↑+O2↑
注意:(1)、电解水实验所用电源为直流电。
(2)、在水中加硫酸钠或氢氧化钠的目的是为了增强导电性。
(3)、H2和O2的混合气体称为爆鸣气。爆鸣气是混合物.
单质:由一种元素组成的纯净物。如:Fe、Cu、H2、He
纯净物氧化物:如:H2O
酸
三、物质化合物:由不同元素组成的纯净物碱
盐
混合物:如:空气、食醋、白酒、矿泉水等。
课题4化学式与化合价
一、化学式
1、化学式的定义:用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。
2、化学式的意义
宏观意义:表示某种物质;表示某种物质的组成。