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文檔簡介

1、必修一第一章 一、物質(zhì)的量:1、“物質(zhì)的量”是國際單位制中的基本的物理量之一,用n表示2、意義:把一定數(shù)目的微觀粒子與宏觀可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來,它表示的是物質(zhì)中所含粒子的多少-分子、原子、離子、質(zhì)子、電子。3注意:“物質(zhì)的量”是一個物理量的全稱,是一個專有名詞,不能當(dāng)成物質(zhì)的數(shù)量或質(zhì)量來理解,不得隨意增減。二、摩爾物質(zhì)的量的單位1、摩爾是“物質(zhì)的量”的單位。1摩爾:含有與0.012Kg12C中所含的碳原子數(shù)相同的粒子數(shù),該物質(zhì)的物質(zhì)的量為1mol。它表示的是物質(zhì)中微粒的個數(shù)與阿伏加德羅常數(shù)的比值。 2、阿伏加德羅常數(shù)(NA)單位:mol1(/ mol)數(shù)值:0.012kg12C中所含12C原子

2、的個數(shù)()近似值:6.02×1023mol1(6.02×1023/ mol)3、適用范圍:只適用于微觀粒子,不能應(yīng)用于宏觀物質(zhì)。(分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、電子),在使用時必須標(biāo)明微觀粒子的種類,如1molH、1molH+。不能用摩爾數(shù)代替物質(zhì)的量。三、摩爾質(zhì)量如何由物體質(zhì)量求出微觀粒子個數(shù)呢?物質(zhì)質(zhì)量物質(zhì)的量粒子個數(shù)單個粒子質(zhì)量很難稱量,但大量粒子總質(zhì)量可稱量。(分子質(zhì)量約10261025kg,若有阿伏加德羅常數(shù)個粒子總質(zhì)量約為103102kg,即1g10g)1、摩爾質(zhì)量:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。即每摩爾粒子所具有的質(zhì)量,用M表示2、單位:3、摩爾質(zhì)量的數(shù)值,

3、等于該粒子的相對質(zhì)量。即:H2O分子量為18,H2O的摩爾質(zhì)量為18g/mol4、相關(guān)計算例題1.1 mol 水分子中含有約個水分子(6.02×1023)0.5mol O2中含有約個O2分子(3.01×1023)2 mol H+中含有約個H+(1.204×1024)2. 在反應(yīng)X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩爾質(zhì)量之比為22:9,當(dāng)1.6克X與Y完全反應(yīng)后,生成4.4克R,則在此反應(yīng)中Y和M的質(zhì)量之比為( )A、16:9B、23:9C、32:9D、46:93. 下列說法中不正確的是:A、摩爾是基本物理量之一B、1mol氯分子的質(zhì)量是71gC、0.5mol硫酸的

4、質(zhì)量是49g D、0.006kg碳原子的物質(zhì)的量是0.5mol 4. 下列說法正確的是:A、6.02×1023就是阿伏加德羅常數(shù)B、1mol Cl2含有2NA個氯原子C、摩爾既可表示質(zhì)量,又可以表示數(shù)量D、32g O2所含O2的摩爾數(shù)是1mol第二章 元素與物質(zhì)世界第一節(jié) 元素與物質(zhì)的分類§1、元素與物質(zhì)的關(guān)系元素:是含有相同核電荷數(shù)或質(zhì)子數(shù)一類原子的總稱。元素是物質(zhì)的基本組成成分,物質(zhì)都是由元素組成的。元素在物質(zhì)中一般以兩種形態(tài)存在:一種是游離態(tài)(單質(zhì)),另一種是化合態(tài)(化合物)。物 質(zhì)混合物溶液:分散質(zhì)粒度小于1 nm膠體:分散質(zhì)粒度大于 1 nm小于100 nm濁液:

5、分散質(zhì)粒度大于100 nm純凈物單質(zhì)金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)稀有氣體化合物有機(jī)化合物無機(jī)化合物氧化物:由氧元素與其他元素形成的二元化合物。酸:電離時產(chǎn)生的陽離子全都是H+的化合物。堿:電離時產(chǎn)生的陰離子全都是OH-的化合物鹽:電離時產(chǎn)生的陽離子都是金屬離子(銨根離子),陰離子都是酸根離子的化合物§2、物質(zhì)的分類分散系:由一種或幾種物質(zhì)以粒子的形式分散到另一種物質(zhì)里形成的體系叫做分散系。溶液、膠體、濁液都屬于分散系。分散系分散質(zhì):被分散成粒子的物質(zhì)分散劑:粒子分散在其中的物質(zhì)膠體性質(zhì)性質(zhì)現(xiàn)象應(yīng)用布朗運(yùn)動膠粒在不停地作無規(guī)則運(yùn)動丁達(dá)爾現(xiàn)象當(dāng)可見光通過膠體時,在入射光側(cè)面觀察到時亮的光區(qū)區(qū)別膠體

6、和溶液電泳膠粒在電場的作用下發(fā)生定向移動電鍍聚沉破壞膠粒外層電荷,使分散質(zhì)聚集成較大微粒因重力作用形成沉定析出滲析由于膠體的分散質(zhì)微粒粒度介于1100nm之間,這樣的微粒能夠透過濾紙,而不能穿過半透膜分離精制膠體(分離膠體和溶液)第二節(jié) 電解質(zhì)一、 電解質(zhì)化合物電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锓Q為電解質(zhì)非電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物稱為非電解質(zhì)注意:電解質(zhì)是本身在溶于水或熔融狀態(tài)能導(dǎo)電,有些物質(zhì)雖然溶于水后也能導(dǎo)電,但是已于水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。如:CO2、SO2、NH3等溶于水后形成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O,雖然能導(dǎo)電,但并不是CO2、SO2

7、、NH3本身能導(dǎo)電。電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)在水深液中能完全電離的電解質(zhì)。如:強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽弱電解質(zhì)在溶液中只有部分電離的電解質(zhì)。如:弱酸、弱堿二、電解質(zhì)的電離電離:溶解于水或受熱熔化時,離解成能夠自由移動的離子的過程稱為電離。電離可用電離方程式表示:(書寫電離方程式時注意事項)Na2SO4=2Na+ + SO42-1、 左邊是化學(xué)式,右邊為離子式。2、滿足質(zhì)量守恒與電荷守恒。3、有原子團(tuán)的不能拆離 4、完全電離的物質(zhì)用“=”連接。電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中完全電離的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)一般有:強(qiáng)酸(H2SO4、HCl、HNO3等) 強(qiáng)堿(NaOH、KO

8、H、Ba(OH)2、Ca(OH)2等)。所有鹽都為強(qiáng)電解質(zhì)。弱電解質(zhì)一般有:弱酸(H2CO3、CH3COOH (乙酸)、HClO、H2S等) 弱堿(NH3·H2O)注:弱電解質(zhì)電離時使用可逆符號( )二、電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)§1、電解質(zhì)在水溶液中反應(yīng)的實(shí)質(zhì)反應(yīng)實(shí)質(zhì):是離子間的反應(yīng)。如:稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是溶液中的H+與OH-結(jié)合生成水、Ba2+與SO42-結(jié)合生成硫酸鋇沉淀。Ba2+ + SO42- + 2OH- + 2H+=BaSO4+2H2O離子反應(yīng):有離子參加的化學(xué)反應(yīng)稱為離子反應(yīng)。電解質(zhì)溶液之間發(fā)生的反應(yīng)都是離子反應(yīng)。§2、離子方程式離子方程

9、式:表述離子反應(yīng)的式子?,F(xiàn)以NaOH與H2SO4反應(yīng)為例子講解離子方程式的寫法,通常分為四步: 一寫;寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。2NaOH + H2SO4 = Na2S04 + 2H2O 二改;改寫化學(xué)方程式。2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O 注:如果有難溶物質(zhì)(沉淀)、難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì))、揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)和非電解質(zhì),則用化學(xué)式表示,其余的則用離子符號表示。 三刪;刪除不參加反應(yīng)的離子。2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O OH- + H+ = H2O 四查;檢查是否符合質(zhì)量

10、守恒與電荷守恒定律。注意:在書寫離子方程式時,難溶物質(zhì)、難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì))、揮發(fā)性的物質(zhì)(氣體)書寫化學(xué)式表示。第三節(jié) 氧化劑和還原劑§1、氧化還原反應(yīng)我們根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素是否有化合價的變化,將反應(yīng)分所化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是兩個相反應(yīng)的過程,它們統(tǒng)一于一個氧化還原反應(yīng)中,是一個整體?;瘜W(xué)反應(yīng)氧化還原反應(yīng)在反應(yīng)過程中有元素化合價變化的化學(xué)反應(yīng)氧化反應(yīng):反應(yīng)物所含元素化合價升高還原反應(yīng):反應(yīng)物所含元素化合價降低非氧化還原反應(yīng)在反應(yīng)過程中無元素化合價變化的化學(xué)反應(yīng)2e-失去2×e- 化合價升高氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移,如: H2 + CuO

11、= Cu + H2O Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4得到2×e- 化合價降低§2 氧化劑還原劑在氧化還原反應(yīng)中,所含元素的化合價降低的反應(yīng)物,稱為氧化劑;所今元素的化合價升高的反應(yīng)物,稱為還原劑。一般可記為“升還降氧”失電子 化合價升高 為還原劑(被氧化)得電子 化合價降低 為氧化劑(被還原)在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑和還原劑都是反應(yīng)物中的物質(zhì)。其產(chǎn)物一般稱作氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物(在氧化還原反應(yīng)中,被氧化而生成的物質(zhì)為氧化產(chǎn)物,被還原而生成的物質(zhì)為還原產(chǎn)物)如:還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物氧化劑被還原還原劑被氧化Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + 2H2O

12、 + NO 補(bǔ)充說明:氧化性和還原性強(qiáng)弱的比較:一種物質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中是做氧化劑還是還原劑,要通過具體化學(xué)反應(yīng)具體分析。但是不同的氧化劑或還原劑,因其得失電子的能力不同,其氧化能力或還原能力不同。我們可以借助氧化還原反應(yīng)的相關(guān)性質(zhì)加以比較。如:1、在同一個氧化還原反應(yīng)中;氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑還原產(chǎn)物如上述反應(yīng) 中,F(xiàn)e的還原性比NO要強(qiáng),HNO3的氧化性比Fe(NO3)3要強(qiáng)。2、對同一種元素來說,一般情況下是逐著化合價的升高,氧化性越強(qiáng),化合價降低,還原性增強(qiáng)。如:Fe(還原性) Fe2+(既有還原性又有氧化性) Fe3+(氧化性)3、金屬活潑性;金屬單質(zhì)越活潑,其單質(zhì)還

13、原性越強(qiáng);反應(yīng)其離子的氧化性越強(qiáng)。如:Fe比Cu活潑,F(xiàn)e的還原性比Cu強(qiáng);反應(yīng)Cu2+的氧化性比Fe2+強(qiáng)。4、氧化還原反應(yīng)的條件。與同種物質(zhì)反應(yīng)生成的氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物相同時,條件越溶易,其還原性或氧化性就越強(qiáng)。如:2KMnO4 + 16HCl (濃)= 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl(濃) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O因KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)比MnO2與濃鹽酸反應(yīng)條件較為溶易,固其氧化性是:KMnO4 MnO2§3、鐵及其化合物的氧化性和還原性:單質(zhì)鐵的物理性質(zhì):鐵,元素符號為Fe,有銀白色金屬光澤的金屬單質(zhì)、質(zhì)硬、密

14、硬較大、有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力和良好的延展性。1、Fe2+和Fe3+ 的鑒別:Fe3+的鑒別在Fe3+溶液中滴加KSCN溶液,如顯血紅色,說明存在Fe3+滴入NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色的沉淀,說明溶液中存在Fe3+Fe2+的鑒別滴入NaOH溶液,先生成白色的Fe(OH)2沉淀,隨后變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐色先滴入KSCN溶液,無血紅色。再加入HNO3后滴入KSCN溶液,顯血紅色含F(xiàn)e3+的溶液一般為黃色,含F(xiàn)e2+的溶液一般為淺綠色。Fe、Fe2+、Fe3+的氧化性與還原性化學(xué)方程式離子方程式Fe的還原性Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Fe

15、 + H2SO4 = FeSO4 + H2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Fe + 4HNO3 =Fe(NO3)3 + 2H2O +NOFe + 4 H+ +NO3= Fe3+2H2O+NO在以上反應(yīng)中,F(xiàn)e元素的化合價升高,在反應(yīng)中做還原劑,表現(xiàn)為還原性Fe2+的還原性6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3 + 2FeCl36Fe2+3Cl2 = 6Fe3+ 6Cl2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 2Fe2+ + Cl2 =2Fe3+ + 2 Cl3 FeSO4+4HNO3=Fe2(SO4)3+ Fe(NO3)3 + 2H2O + NO在以上反應(yīng)中,F(xiàn)e元素的化合價

16、由 +2升到 +3,F(xiàn)e2+表現(xiàn)為還原性Fe2+的氧化性FeO + H2 = Fe + H2OZn + FeSO4 = ZnSO4 + FeZn + Fe2+ = Zn2+ + Fe在以上反應(yīng)中,F(xiàn)e元素的化合價由+2降到0,F(xiàn)e2+表現(xiàn)為氧化性Fe3+的氧化性2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl22 Fe3+ + Cu =2 Fe2+ + Cu2+2FeCl3 + Fe = 3FeCl22 Fe3+ + Fe =3 Fe2+ 2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I22Fe3+ + 2I = 2Fe3+ + I2在以上反應(yīng)中,F(xiàn)e元素的化合價降低,F(xiàn)

17、e3+表現(xiàn)為氧化性根據(jù)以上關(guān)系繪制鐵三角關(guān)系圖:(不同價態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)換請同學(xué)們自己完成)Fe (還原性)Fe2+既有氧化性又有還原性Fe3+(氧化性)例題:第三章 自然界中的元素第1節(jié)、碳的多樣性§1、多種多樣的碳單質(zhì) 金剛石:是硬度極高,無色透明晶體;在金剛石中,每個碳原子都與相鄰的四個碳原子以強(qiáng)的相互作用直接連接,形成四面體結(jié)構(gòu)。 石墨: 是一種深灰色、質(zhì)軟、不透明、易導(dǎo)電的片狀固體;在石墨中,碳原子呈層狀排列;第一層上的碳原子以強(qiáng)的作用形成平面六邊形結(jié)構(gòu);層與層之間的相互作用較弱,容易發(fā)生相對滑動。 C60: 是灰黑色固體;C60分子是由60個碳原子構(gòu)成的分子,形似足球,碳

18、原子位于球的表面,呈正六邊形和正五邊形排列,球內(nèi)是空的。 利用金剛石的硬做切割刀、鉆頭等。利用石墨的導(dǎo)電性作電極或?qū)w、滑動性作潤滑劑,等些材料。由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì),叫做該元素的同素異形體。如:O2與O3、紅磷與白磷§2、廣泛存在的含碳化合物盡管碳元素有多種同素異形體,但它在自然界中主以化合物的形式存在的;有無機(jī)含碳物和有機(jī)物。現(xiàn)以碳酸鈉和碳酸氫鈉為例子介紹無機(jī)含碳化合物。物理性質(zhì)名稱碳酸鈉(Na2CO3)碳酸氫鈉(NaHCO3)俗名蘇打小蘇打色態(tài)白色固體水溶性都易溶于水 但溶解度S碳酸鈉S碳酸氫鈉Na2CO3與NaHCO3的化學(xué)性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論與酸(H

19、+)的反應(yīng)產(chǎn)生氣泡CO32-+2H+= CO2 + H2OHCO3-+H+= CO2 +H2O與堿(OH-)的反應(yīng)無明顯現(xiàn)象Na2CO3不反應(yīng)HCO3-+OH-= CO32- +H2O與Ca(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀CO32-+Ca2+= Ca CO3Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2O與CaCl2反應(yīng)Na2CO3產(chǎn)生白色沉淀NaHCO3無明顯現(xiàn)象CO32-+Ca2+= Ca CO3NaHCO3不反應(yīng)加熱Na2CO3無明顯現(xiàn)象NaHCO3分解產(chǎn)生CO2Na2CO3不分解2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O Na2CO3與NaHCO3的相互轉(zhuǎn)變Na2CO3轉(zhuǎn)變成Na

20、HCO3 Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3NaHCO3轉(zhuǎn)變成Na2CO3 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O碳酸加熱、加堿 碳酸鹽 碳酸氫鹽1、如何鑒別Na2CO3與NaHCO3 ? 如是溶液則加入CaCl2溶液;如是固體則加熱 2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3?加熱則可。一定條件時也可加入適當(dāng)?shù)腘aOH溶液。3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3?通入中量CO2 §3、碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化;在自然界中,碳及其化合物間進(jìn)物著永不停息的轉(zhuǎn)化,這些轉(zhuǎn)化是非常重要的。

21、也是非常美妙的。詳情請閱讀課本第6364頁,現(xiàn)以溶洞的形成為例假以說明;石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。( CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 ).溶有碳酸氫鈣的水,當(dāng)從洞頂向洞底滴落時,水分的蒸發(fā)、壓強(qiáng)的減小及溫度的升高都會使其析出碳酸鈣沉淀。( Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O )實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論向澄清石灰水中續(xù)通入CO2開時出現(xiàn)白色沉淀當(dāng)CO2過量時,沉淀開始溶解Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca CO3+ H2OCa CO3 +CO2+ H2O = Ca2+ + 2 H CO3-澄清溶液加熱出現(xiàn)白色沉淀Ca2+

22、+ 2 H CO3- =Ca CO3 +CO2+ H2O NaOHNa2CO3NaHCO3CCO2CO生活生產(chǎn)中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化;以“碳三角”的形式以例。第二節(jié)、氮的循環(huán)§1、氮在自然界中的循環(huán)氮是地球含量豐富的一種元素。除了以單質(zhì)的形式存在于大氣中外,氮元素也以化合態(tài)的形式存在于自然界中的各個地方。氮在自然界中的循環(huán)的重要性。詳情見課本第7071頁。§2、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及其變化(1) 氮?dú)馀c氮的固定在通常狀況下,氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。密度比空氣小,不溶于水。放電使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮的化合物的方法叫做氮的固定 高能固氮:N2 + O2

23、=2NO 自然固氮高溫 高壓氮的固定 生物固氮:微生物種群將空氣的氮?dú)馔ㄟ^生物化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為含氮化合物。催化劑人工固氮: N2 + 3H2 2NH3 (了解可逆符號)放電N2 + O2=2NO (氮?dú)馀c氧氣可以直接化合生成無色、難溶于水易氧化的一氧化氮?dú)怏w,有劇毒。)2NO + O2 =2NO2(一氧化氮易氧化生成紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化氮,能與水反應(yīng))3NO2 + H2O=2HNO3 + NO(二氧化氮溶于水時與水發(fā)生反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮。)4NO + 3O2 + 2H2O= 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3(2) 氨及其銨鹽的性質(zhì)氨(NH3)無顏色、有

24、刺激性氣味的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,密度比空氣小,極易溶于水。氨的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象結(jié) 論1噴泉實(shí)驗(yàn),在燒瓶內(nèi)看到噴泉現(xiàn)象溶液顯紅色(燒杯中的水有酚酞)NH3+H2O NH3·H2O NH4+OH-氨氣極易溶于水,且與水發(fā)生反應(yīng)顯堿性2迅速反應(yīng)、出現(xiàn)大量白煙NH3+HCl=NH4Cl 能與酸反應(yīng)3實(shí)驗(yàn)室氨氣的制取2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O如何檢驗(yàn)、驗(yàn)滿?大多數(shù)銨鹽都易分解,生成氨氣。銨鹽性質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象結(jié) 論1試管底部的固體分解有白色固體附在試管內(nèi)壁上NH4Cl=NH3+HClNH3+HCl=NH4Cl (白色固體顆粒)2白色固體分解,生成無色

25、氣體使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)、石灰水變渾濁NH4HCO3=NH3+CO2+H2O有NH3產(chǎn)生CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O3試管內(nèi)有氣泡冒出、有刺激性氣體產(chǎn)生把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,變藍(lán)NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3+H2O有NH3產(chǎn)生 用這種方法檢驗(yàn)NH4+點(diǎn)燃高溫 高壓催化劑由于氨中氮元素的化合價處于低價,因此氨具有還原性,能與某些氧化性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。4NH3+5O2=4NO+6H2O 4NH3+3O2(純)=2N2+6H2O (氨氣能在純氧中燃燒)氮肥的介紹(3) 硝酸及其應(yīng)用硝酸的物理性質(zhì):純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味,能以任意比溶于水的液體硝酸的化學(xué)

26、性質(zhì):酸性顯色反應(yīng)遇酚酞不變色、遇石蕊變紅色與堿反應(yīng)NaOH+HNO3=NaNO3+H2O與金屬反應(yīng)在氧化性性質(zhì)里面做詳細(xì)介紹與金屬氧化物CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O (酸性、氧化性)受熱、見光與鹽的反應(yīng)CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O不穩(wěn)定性: 4HNO3=2H2O+4NO2+O2氧化性金屬Fe+4HNO3(稀)= Fe(NO3)3+NO+2H2O (鐵溶解,有氣體放出,溶液顯黃色)3Cu+8HNO3(稀)=3 Cu(NO3)2+2NO+4H2O(銅溶解,有氣體放出,溶液顯藍(lán)色)Cu+4HN

27、O3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(銅溶解,有紅棕色氣體放出,溶液顯藍(lán)色)注:冷、濃HNO3使Fe、Al純化。即常溫下,濃硝酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而純化保護(hù)內(nèi)部的金屬不再與酸反應(yīng),所以可以用鋁質(zhì)或鐵質(zhì)容器盛濃硝酸。非金屬4HNO3(濃)+C=CO2+4NO2+2H2OS+2HNO3(濃)=2NO2+SO2+H2O氧化物3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H2OSO2+2HNO3(濃)=H2SO4+2NO2特別注意:硝酸與金屬反應(yīng)產(chǎn)生的是氮氧化物而硫酸與活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是氫氣。

28、67;3、人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響光化學(xué)煙霧酸雨光化學(xué)煙霧和酸雨的危害,大家可以參照課本第7778頁。第三節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化§1、自然界中的硫自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化游離態(tài):單質(zhì)硫(S)俗稱硫黃,為黃色或淡黃色固體;很脆,易研成粉末;不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2);熔沸點(diǎn)都不高。有同素異形體(斜方硫、單斜硫)化合態(tài):主要有氧化物、硫化氫和地下礦物。同種元素: 隨著化合價升高, 氧化性越強(qiáng)還原性 既有還原性 既有還原性 氧化性 又有氧化性 又有氧化生 硫黃具有廣泛的用途,主要用于制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑等,還用于制造火藥、煙花爆竹等?;瘜W(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象點(diǎn)燃

29、結(jié) 論1硫燃燒,發(fā)光、發(fā)熱生成有刺激性氣味氣體在空氣中為淡藍(lán)色,在純氧中為藍(lán)紫色火焰S+O2=SO2硫元素化合價升高,還原性2劇烈燃燒發(fā)光、發(fā)熱,生成黑色固體Fe+S=FeS 硫元素化合價降低,氧化性§ 2、實(shí)驗(yàn)室研究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化本小節(jié)主要以介紹含硫化合物的性質(zhì)來介紹在實(shí)驗(yàn)室含硫化合物間的轉(zhuǎn)化。H2S的性質(zhì)點(diǎn)燃點(diǎn)燃物理性質(zhì):無色有臭雞蛋氣味的有劇毒氣體。密度比空氣略大,稍溶于水,其水溶液叫氫硫酸可燃性2H2S+3O2=2H2O+2SO2(氧氣充足) 2H2S+O2=2H2O+2S(氧氣不足)還原性2H2S+SO2=3S+2H2O (有黃色小顆粒生成) H2S+Cl2=2HC

30、l+S (氯水退色,有黃色沉淀生成)H2S+H2SO4(濃)=S+SO2+2H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O (注意現(xiàn)象)制法FeS+2HCl=FeCl2+H2S FeS+H2SO4=FeSO4+H2S(可用醋酸鉛試紙檢驗(yàn))SO2的性質(zhì)物理性質(zhì)俗稱亞硫酸酐、在通常情況下,SO2是沒有顏色有刺激性氣味的有毒氣體,易溶于水與水反應(yīng)SO2+H2O H2SO3(SO2不僅易溶于水,還能與水反應(yīng),生成亞硫酸,但不穩(wěn)定)氧化性2H2S+SO2=3S+2H2O (有黃色小顆粒生成)還原性2SO2+O22SO32KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(

31、高錳酸鉀溶液褪色)Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4(氯水褪色)2HNO3+SO2=H2SO4+2NO2(有紅棕色氣體生成)漂白性SO2于水生成的亞硫酸能與有色物質(zhì)結(jié)合,生成一種無色且不穩(wěn)定的化合物。制法Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O(常用亞硫酸鹽跟硫酸起反應(yīng)應(yīng)制得二氧化硫)CO2、SO2都能使澄清石灰水變渾濁,故在鑒別時采用氣味和漂白性(如與品紅反應(yīng))。SO3的性質(zhì)物理性質(zhì)俗稱硫酸酐、是一種沒有顏色易揮發(fā)的晶體,有一定的刺激性氣味與水反應(yīng)SO3+H2O=H2SO4三氧化硫遇水劇烈反應(yīng),放出大量的熱。氧化性2H2SO4(濃)+Cu=CuSO4+2H2O+SO

32、22H2SO4(濃)+C=CO2+2H2O+2SO2高溫硫酸的工業(yè)制法: 4FeS2 +11O2=2Fe2O3 +8SO2 2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4 (工業(yè)上不用水或稀硫酸作為吸收劑吸收SO3,因?yàn)橛盟杖菀姿犰F,吸收收速率慢,常用98.3%的硫酸來吸收SO3。)§3、酸雨及其防治除氮氧化物外,硫的氧化物也是形成酸雨的主要物質(zhì)。二氧化硫進(jìn)入空氣中的主要反應(yīng):2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4酸雨的災(zāi)害:嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境。酸雨會使湖泊的水質(zhì)變酸,導(dǎo)致水生物死亡;酸雨浸漬土壤,會使土

33、壤變得貧瘠;長期的酸雨侵蝕會造成森林大面積死亡;酸雨對人體健康也有直接影響。酸雨的防治:一、從實(shí)際情況出發(fā),對酸性物質(zhì)的排放加以控制;二、改變能源結(jié)構(gòu),開發(fā)利用氫能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源,從根本上解決問題。補(bǔ)充:對煤然燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行常溫脫硫處理的基本流程圖。煤燃燒產(chǎn)生的廢氣:O2 CO2 N2 SO2CaCO3 + H2O(漿狀物)主要產(chǎn)生:CaSO3 CaSO4化學(xué)反應(yīng):SO2+CaCO3=CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4第四節(jié) 海水中的化學(xué)元素§1 海水化學(xué)元素的寶庫元素周期表列出的110多種元素,有80多種能在海水中找到??梢姾K泻胤N類之多。世界平

34、均每年由陸地和大氣進(jìn)入海洋的物質(zhì)(除水外)總量約為2.5×1010噸。(海水含量之多)其中氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴、硼、氟這11種元素稱為海水中的常量元素。但海水中所含元素大部分以鹽的形式存在。 氯堿工業(yè)通電工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氫氧化鈉、氯氣和氫氣,其反應(yīng)原理為: 2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2氫氧化鈉、氯氣和氫氣都是重要的化工原料,可用于制取多種代工產(chǎn)品,這樣,就形成了一個重要的化學(xué)工業(yè)分支氯堿工業(yè)。氫氣利用其還原性用于冶煉金屬等氯氣用于合成農(nóng)藥鹽酸氫氧化鈉造紙、玻璃、肥皂、紡織等飽和食鹽水 從海水中提煉碘,碘可用于制藥。在食鹽中必

35、須加入一定量的碘酸鉀(KIO3),以確保人體對碘的攝入量。§2 鎂和海水提鎂海水中鎂的含量一般為1.28g·L-1,總儲量約為2×1015噸。目前,世界上生產(chǎn)的鎂有60%來自海水。引入海水(Mg2+)貝殼(CaCO3)CaOCa(OH)2Mg(OH)2MgCl2MgCl2 = Mg + Cl2高溫H2OHCl通電 通電氯氣回收用來制取鹽酸海水提鎂,最基本的方法就是往海水里加堿,得到氫氧化鎂沉淀,將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂;之后,經(jīng)過濾、干燥、電解,就可得到金屬鎂。工業(yè)流程:鎂的物理、化學(xué)性質(zhì):銀白色、在空氣中易被氧化而生成灰色的氧化鎂。質(zhì)軟,密度較小

36、,鎂合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好。有“國防金屬”的美譽(yù)。在冶金工業(yè)上,金屬鎂常用做還原劑和脫氧劑。鎂的化學(xué)性質(zhì):實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論鎂與氧氣反應(yīng)點(diǎn)燃2Mg + O2=2MgO劇烈反應(yīng),發(fā)出耀眼的強(qiáng)光、有白色固體(MgO)反成鎂與二氧化碳反應(yīng)點(diǎn)燃2Mg + CO2=2MgO + C劇烈反應(yīng),發(fā)出耀眼的強(qiáng)光、有白色固體(MgO)反成,在集氣瓶內(nèi)壁有黑色固體(C)生成§3 溴和海水提溴溴是海水中重要的非金屬元素。地球上99%的溴元素以Br的形式存在于海水中。溴和氯、碘等元素在原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)方面具有一定的相似性,化學(xué)上常把它們放在一起研究。氯、溴和碘這三種元素都屬于鹵族元素(簡稱鹵素)。它們

37、在元素周期表中排在同一縱列(第主族)溴單質(zhì)和碘單質(zhì)的物理性質(zhì):物理性質(zhì)溴單質(zhì)碘單質(zhì)顏色棕紅色紫黑晶體(碘蒸氣顯紫色)狀態(tài)液體固體溶解性和溶液顏色水中橙色淡棕色(黃褐色)酒精中橙紅色棕色(紫紅色)四氯化碳中橙紅紫、深紫色通過以上可知,溴、碘在有機(jī)溶劑中的溶解性要大??捎糜谳腿?。萃取與物質(zhì)分離:溴單質(zhì)和碘單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比它們在水中的溶解度要大得多,而水與四氯化碳又不互溶。據(jù)此可以用四氯化碳將溴或碘單質(zhì)從它們的水溶液中提取出來,這種操作屬于萃取。萃?。豪没旌衔镏幸环N溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液中提取出來的分離方法叫做萃取。氯、溴和碘的氧化

38、性強(qiáng)弱的比較:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論Cl2水、NaBr溶液、CCl4溶液溶液分層、CCl4層顯橙色(說明有Br2生成)Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2Br=2Cl+Br2Br2水、KI溶液、CCl4溶液溶液分層、CCl4層顯紫色(說明有I2生成)Br2+2KI=2KBr+I2Br2+2I=2Br+I2Cl2水、KI溶液、CCl4溶液溶液分層、CCl4層顯紫色(說明有I2生成)Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+2I=2Cl+I2氯、溴和碘的氧化性強(qiáng)弱的比較Cl2 Br2 I2因?yàn)镃l2、Br2的氧化性都比I2要強(qiáng),所以Cl2、Br2都能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),可以用來檢驗(yàn)。濃縮:

39、將海水濃縮,提高溴的含量(一般使用曬鹽后的母液)氧化:加入氧化劑,一般使用氯。Cl2+2Br=2Cl+Br2提?。豪娩宓膿]發(fā)性,鼓入熱空氣將溴分離出來海水中提溴:第四章 元素與材料世界第1節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料主要包括陶瓷、玻璃、無機(jī)非金屬涂層等。這類材料一般耐高溫、硬度高、抗腐蝕,有些材料還有獨(dú)特的光電特性。§1 半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅半導(dǎo)體材料特指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的一類材料(半導(dǎo)體材料有石墨、鍺、硅)。單質(zhì)硅的物理性質(zhì)單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅(非晶硅)兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤,硬而脆的固體。單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。硅的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與

40、氧反應(yīng)高溫Si + O2=SiO2與碳反應(yīng)Si+C=SiC與酸反應(yīng)Si+4HF=SiF4+2H2注:硅一般不與弱氧化酸反應(yīng)。與強(qiáng)堿反應(yīng)高溫Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2硅的工業(yè)制法高溫SiO2 + 2C=Si + 2CO 制得粗硅高溫Si + 2Cl2=SiCl4SiCl4 + 2H2=Si + 4HCl 制得精硅硅不但用于制造晶體管、集成電路,還用于制造硅整流器和太陽能電池等。此外,硅合金的用途也很廣。例如:含硅4%的鋼具有良好的導(dǎo)磁性,可用來制造變壓器鐵芯;含硅15%左右的鋼具有良好的耐酸性,可用來制造耐酸設(shè)備等。§2 二氧化硅與光導(dǎo)纖維SiO2的物理性質(zhì)SiO

41、2分為晶體和無定形兩大類,它的熔點(diǎn)高,硬度大。透明的石英晶體是通常所說的水晶,一般用來制造成直接經(jīng)濟(jì)損失電子部件和光學(xué)儀器。二氧化硅的化學(xué)性質(zhì):化學(xué)性質(zhì)與強(qiáng)堿反應(yīng)高溫SiO2 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O與堿性氧化物反應(yīng)SiO2 + CaO=CaSiO3與HF反應(yīng)高溫SiO2 + 4HF=SiF4+ 2H2O與碳酸鹽反應(yīng)高溫SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2SiO2 + Na2CO3= Na2SiO3 + CO2二氧化硅用途廣泛,常被用來制造石英表中的壓電材料和高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維。§硅酸鹽與無機(jī)非金屬材料:硅酸:為白色粉末狀固體,不溶于水,是

42、酸性比碳酸還弱的弱酸,其化學(xué)式為H2SiO3。用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得。 Na2SiO3 + 2HCl=2NaCl + H2SiO3硅酸鹽材料是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料。硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定,熔點(diǎn)較高,大都難溶于水。硅酸鹽材料主要有水泥、玻璃和陶瓷水泥主要成分:硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)玻璃高溫主要成分:Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等共同溶成的混合物;主要反應(yīng)為高溫SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2SiO2 + Na2CO3= Na2SiO3 + CO2陶瓷陶瓷種類很多,

43、反應(yīng)復(fù)雜;一般可分為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷和壓電陶瓷。第2節(jié) 鋁 金屬材料人類己經(jīng)發(fā)現(xiàn)的110多種元素中,大約有4/5是金屬元素,由此足以看出金屬元素在元素世界中的重要地位。§1 鋁與鋁合金(1) 認(rèn)識鋁及其化合物:鋁的物理性質(zhì)鋁是銀白色輕金屬,熔點(diǎn)為660.37,沸點(diǎn)為2467,相對密度為2.702,富有延展性、展性以及韌性,可拉成絲、壓成片、打成塊,是熱和電的良好導(dǎo)體。鋁的化學(xué)性質(zhì):現(xiàn)象化學(xué)方程式與O2常溫表面形成氧化膜失去光澤,鋁具有抗腐蝕性。4Al + 3O2 = 2Al2O3加熱劇烈反應(yīng),發(fā)光發(fā)熱與Cl2劇烈反應(yīng)、冒白煙2Al + 3Cl2 = 2AlCl3與S加熱反應(yīng),生成白色固體2Al + 3S = Al2S3與Fe2O3發(fā)光、發(fā)熱、反應(yīng)劇烈,有小鐵珠生成。2Al + Fe2O3=2Fe+ Al2O3 鋁粉作為還原劑和金屬氧化物組成的混合物稱為鋁熱劑。采用鋁熱劑還原出某些金屬的方法稱為鋁熱法,它是金屬熱還原法的一種。此種反應(yīng)也稱為鋁熱反應(yīng)鋁與酸反應(yīng)2Al + 6HCl=2AlCl3 + 3H2鋁能與酸反應(yīng),表現(xiàn)為

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