一、物質的構成和變化
1、物質的多樣性
(1)通常物質在不同溫度下為:固態、液態、氣態;
常見固態物質:大多數金屬(mg、fe、al等)、金剛石、鹼(naoh、ca(oh)2)、鹽(nacl、na2co3、nahco3、caco3)
常見液態物質:水(h2o)、過氧化氫(h2o2)酒精(乙醇c2h5oh)、硫酸(h2so4)、
鹽酸(hcl水溶液)
常見氣態物質:空氣、氧氣(o2)、氫氣(h2)、二氧化碳(co2)、一氧化碳(co)、稀有氣體
(2)從微觀角度看,物質的三態及其轉化是分子間間隔大小發生改變。
(3)物質的分類:
①只由一種成分組成的物質——純淨物(可以寫出化學式的物質)
②由兩種或兩種以上成分組成的物質——混合物(空氣、合金、溶液等)
③只由一種元素組成的純淨物——單質(o2、h2、fe、al、mg、金剛石、石墨、c60、臭氧)
④由兩種或兩種以上元素組成的純淨物——化合物(h2o、co2、酸、鹼、鹽)
⑤含有碳元素的化合物通常為——有機化合物(甲烷(ch4)、酒精、糖、油脂、蛋白質)
⑥由兩種元素組成,其中一種是氧元素的化合物——氧化物。
2、微粒構成物質
(1)分子、原子和離子
①分子——保持物質化學性質的最小粒子,如:h2o、co2、o2、h2
②原子——化學變化中的最小粒子,如:h、o、c、na
③離子——帶電的原子或原子團,如:鈉離子(na+)、氯離子(cl-)、硫酸根(so42-)、碳酸根(co32-)、氫氧根(oh-)、硝酸根(no3-)、銨根(nh4+)
化學反應實質:分子拆成原子,原子又重新組合成新的分子;
在化學變化中,分子可再分,原子不可分;
原子得電子變為陰離子,原子失電子變為陽離子。
(2)分子、原子和離子都是構成物質的粒子。
由分子構成的物質:水、氧氣、氫氣、二氧化碳,由原子直接構成的物質:金屬、稀有氣體、金剛石
由離子構成的物質:鹼(naoh、ca(oh)2)、鹽(nacl、na2co3)
(3)分子的主要性質:分子體積小、質量小,分子在不停的運動(溫度越高、分子運動速度越大)
分子間有間隔(溫度越高,分子間隔越大)
(4)用微粒的觀點解釋某些常見的現象:
①聞到氣味——分子不停的運動溼衣服變乾——分子不停的運動
③氣體體積膨脹或收縮——分子間間隔變化 ④物質熱脹冷縮——分子間間隔變化
(5)原子的構成
在原子中,質子數=核電荷數=核外電子數=原子序數
質子數決定元素種類,在化學變化中恆定不變;
原子最外層電子數決定元素的化學性質。
3、化學元素
(1)具有相同的核電荷數,即質子數的同一類原子總稱——元素。
(2)一些常見元素的名稱和符號(1~20號元素更重要)。
氫h氦he鋰li鈹be硼b,碳c氮n氧o氟f氖ne,
鈉na鎂mg鋁al矽si磷p,硫s氯cl氬ar鉀k鈣ca,
銅cu汞hg銀ag鉑pt金au,錳mn碘i鋇ba鐵fe鋅zn
(3)元素的簡單分類
金屬元素「釒」、非金屬元素「石」「氣」、稀有氣體元素「氦、氖、氬……」
4、物質組成的表示
(1)常見元素(和根)的化合價:
一價氫氯鉀鈉銀, 二價氧鈣鋇鎂鋅, 三鋁四矽五氮磷;
二三鐵,二四碳, 二四六硫都齊全, 銅汞二價最常見。
一價銨根(nh4+)、硝酸根(no3-);還有乙個氫氧根(oh-)。
二價硫酸(so42-)碳酸根(co32-);負三有個磷酸根(po43-)。
(2)化學式的意義:
①巨集觀意義:a.表示一種物質; b.表示該物質的元素組成;
②微觀意義:a.表示該物質的乙個分子; b.表示該物質的分子構成;
③量的意義:a.表示物質的乙個分子中各原子個數比; b.表示組成物質的各元素質量比。
(3)常見物質化學式(略)
(4)化學式與化合價
根據化學式判斷元素化合價,根據元素化合價寫出化合物的化學式:
①判斷元素化合價的依據是:化合物中正負化合價代數和為零。
②根據元素化合價寫化學式的步驟:
a.按元素化合價正左負右寫出元素符號並標出化合價; b.看元素化合價是否有約數,並約成最簡比;
c.交叉對調把已約成最簡比的化合價寫在元素符號的右下角。
5、化學變化的基本特徵
(1)物質的變化: 有新物質生成的變化屬於化學變化;沒有新物質生成的變化屬於物理變化。
(2)物質的性質:
物理性質:色、態、味、密、硬、熔、沸、溶化學性質:通過化學變化表現出的性質
(3)化學變化與能量
所有的物質發生化學變化時都伴隨有能量(熱量)的變化。通常,化合反應放熱,分解反應吸熱;
常溫下進行火點燃條件的反應放熱,加熱、高溫條件的反應吸熱。
目前人類需要的大部分能量是由化學反應產生的,例如:燃燒放熱。mg與稀鹽酸反應放熱
(4)催化劑——改變化學反應速度,自身在反應前後質量和化學性質不變
常見的催化劑:mno2用作製取氧氣的催化劑,加快反應速率。
6、幾種化學反應
(1)反應型別
①化合反應:a + b = ab 多變一(通常為單質與氧氣、氧化物與水的反應)
②分解反應:ab = a + b 一變多(一般是有氣體生成的反應)
③置換反應:a + bc = ac + b 單質+化合物 → 新單質+新化合物(金屬與化合物反應)
④復分解反應:ab + cd = ad + cb(主要發生在酸、鹼、鹽之間)
(2)金屬活動性順序
內容:k ca na mg al zn fe sn pb(h) cu hg ag pt au
鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛氫銅汞銀鉑金
說明:①越左金屬活動性就越強;
②排在氫左邊的金屬,可以從鹽酸或稀硫酸中置換出氫氣;
③(除k ca na外)左邊的金屬可以從右邊金屬的鹽溶液中置換出該金屬出來。
應用:①判斷金屬與酸(或鹽溶液)能否發生反應 ②判斷未知金屬的活動性大小
③判斷金屬與鹽溶液反應的產物 ④判斷金屬與酸反應速率、金屬元素的相對原子質量的大小
7、質量守恆定律
(1)內容:參加化學反應的各物質的質量總和,等於反應後生成的各物質的質量總和。
(2)微觀實質:參加化學反應的原子種類、數目、質量在反應前後均不變。
(3)應用範圍:所有的化學反應都遵循。
(4)巨集觀意義:參加反應的元素種類不變;參加化學反應的各物質質量與生成的各物質質量成比例,可應用於化學方程式計算
(5)正確書寫簡單的化學方程式:寫出正確的(反應物與生成物)化學式;
標註反應條件和氣體、沉澱符號;配平原子數目前後相等
二、身邊的化學物質
1、空氣和水
(1)空氣的主要成分:按體積計算,21%氧氣(o2)、78%氮氣(n2)、還包括二氧化碳(co2)、稀有氣體及其它雜質;空氣中含量最多的元素——n
空氣的用途:
氧氣:動植物呼吸、醫療急救、潛水、宇宙航行、燃料燃燒、金屬切割、氣焊、煉鋼、化工生產等;
氮氣:製取硝酸、化肥,用作保護氣、防腐氣,液氮作麻醉劑,創造低溫環境;
稀有氣體:作保護氣,制霓虹燈、電光源。
(2)氧氣:
物理性質:通常狀況下為無色、無味的氣體;密度比空氣大,不易溶於水(收集時用向上排空氣法或排水法);
化學性質:①化學性質活潑,支援燃燒,發生氧化反應。
——現象:在空氣中發出紅光(在純氧中發出白光),放熱,生成能使成清石灰水變渾濁的無色氣體;
——現象:在空氣中發出淡藍色火焰(在純氧中發出明亮的藍紫色火焰),放熱,生成無色有刺激性氣味氣體;
——現象:在空氣中發出黃色火焰,放熱,生成大量白煙;
——現象:在空氣中發出淡藍色火焰,放熱,生成無色液體;
——現象:在純氧中劇烈燃燒,火星四射,放熱,生成黑色固體;
* ——現象:在空氣中發出淡藍色火焰,放熱,生成能使成清石灰水變渾濁的無色氣體和無色液體。
供給動植物呼吸
(3)二氧化碳
物理性質:通常狀況下為無色氣體,密度比空氣大,能溶於水(收集只能用向上排空氣法)。
固態二氧化碳(乾冰)氣化會吸收大量的熱(製冷、人工降雨)。
化學性質:①一般情況下,不能燃燒,也不支援燃燒和呼吸。
②與水反應生成碳酸:co2+h2o = h2co3 (反應後的溶液能使紫色石蕊試液變紅)。
③與可溶性鹼反應:co2+ca(oh)2= caco3↓+ h2o ;(該反應用於檢驗二氧化碳);co2+2naoh = na2co3+ h2o(該反應用於吸收二氧化碳)。
用途:光合作用、滅火(不燃燒;一般也不支援燃燒;密度比空氣大)、化工原料、氣體肥料等。
溫室效應:大氣中的co2能像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣,使地面吸收的太陽光的熱量不易散失,從而使地球變暖,這種現象叫「溫室效應」。
溫室效應的危害:冰川融化,海平面公升高,土地沙漠化、農業減產等。
防止溫室效應的措施:減少使用化石燃料、大量植樹造林、開發新的清潔能源等。
自然界co2的迴圈:任何動物的呼吸、煤等燃料的燃燒都產生二氧化碳,而綠色植物的光合作用卻吸收二氧化碳放出氧氣。
(4)水
①水的組成:電解水生成o2和h2
h2在o2中燃燒生成水
水是由水分子構成的,乙個水分子是由兩個氫原子和乙個氧原子構成的。
②自然界中的水
純水與天然水:純水是無色、無臭、清澈透明的,是純淨物;天然水(如礦泉水、河水、海水等)含有許多可溶性和不溶性雜質,是混合物。
硬水與軟水:含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水③水資源的保護:保護水源不受汙染;節約用水。
2、金屬與金屬礦物
(1)金屬的物理特徵:常溫下是固體(除汞外)、有金屬光澤、導熱、導電、有延展性;
密度、硬度、熔點差別較大:密度最小的金屬——鋰(li)密度最大的金屬——鋨(os)
硬度最大的金屬——鉻cr 熔點最高的金屬——鎢w 熔點最低的金屬——汞(hg)
(2)金屬的化學性質:①與氧氣的反應: 鋁在常溫下與氧氣反應:4al+3o2=2al2o3
鋁與氧氣反應表面生成一層緻密的氧化鋁薄膜,阻止反應繼續進行,具有很好的抗腐蝕效能。
鐵絲在氧氣中點燃,劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,生成一種黑色固體:3fe+2o2點燃fe3o4
鐵在潮濕的空氣中與o2和水蒸氣共同作用生成暗紅色的疏鬆的鐵鏽。金、鉑不與氧氣發生反應。
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