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文檔簡介
金清中學(xué)校本選修教材金清中學(xué)校本選修教材目錄專題一走近中學(xué)——中學(xué)學(xué)習(xí)方法指導(dǎo).................................1專題二物質(zhì)的分類、組成和結(jié)構(gòu).......................................3第一節(jié)物質(zhì)的分類..................................................3其次節(jié)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)元素周期表................................7專題三探究化學(xué)變更的奇妙..........................................16專題四身邊的化學(xué)物質(zhì)(一)........................................22專題五身邊的化學(xué)物質(zhì)(二)........................................36專題六身邊的化學(xué)物質(zhì)(三)........................................46專題七物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化............................................54專題八化學(xué)計(jì)算....................................................66專題九化學(xué)試驗(yàn)....................................................82
專題一走近中學(xué)——中學(xué)學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)中學(xué)化學(xué)課程在九年義務(wù)教化的基礎(chǔ)上,以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的愛好,敬重和促進(jìn)學(xué)生的特性發(fā)展;幫助學(xué)生獲得將來發(fā)展所必需的化學(xué)學(xué)問、技能和方法,提高學(xué)生的科學(xué)探究實(shí)力;在實(shí)踐中增加學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感,培育學(xué)生酷愛祖國、酷愛生活、酷愛集體的情操;引導(dǎo)學(xué)生相識(shí)化學(xué)對(duì)促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和提高人民生活質(zhì)量方面的重要影響,理解科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互作用,形成科學(xué)的價(jià)值觀和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度;培育學(xué)生的合作精神,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能,提高學(xué)生的實(shí)踐實(shí)力。1.對(duì)化學(xué)世界充溢愛好是學(xué)好化學(xué)的前提。深厚的學(xué)習(xí)愛好會(huì)使同學(xué)在新奇中學(xué)會(huì)提出問題,有猛烈的欲望去解決問題,學(xué)得輕松,同時(shí)在學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)不斷總結(jié),找到科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,遵循學(xué)習(xí)的規(guī)律,必將取得好成果。擅長提出問題也是進(jìn)行科學(xué)探究的根本。探討時(shí)還具有專業(yè)性、正確方向性、綜合性、實(shí)踐性、創(chuàng)建性和自主性。因此,所謂的探討性學(xué)習(xí)是指:在確定情境中發(fā)覺問題、選擇課題、設(shè)計(jì)方案,通過自主性探究、探討求得問題的解決,從而形成和提高自己的創(chuàng)建實(shí)力,增長學(xué)問,積累和豐富干脆閱歷。課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“經(jīng)歷對(duì)化學(xué)物質(zhì)及其變更進(jìn)行探究的過程,進(jìn)一步理解科學(xué)探究的意義,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法,提高科學(xué)探究實(shí)力。具有較強(qiáng)的問題意識(shí),能夠發(fā)覺和提出有探究價(jià)值的化學(xué)問題,敢于質(zhì)疑,勤于思索,逐步形成獨(dú)立思索的實(shí)力,擅長和人合作,具有團(tuán)隊(duì)精神”。2.重視對(duì)試驗(yàn)的視察和分析?;瘜W(xué)是以試驗(yàn)為基礎(chǔ),探討物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變更規(guī)律的自然科學(xué)。通過化學(xué)試驗(yàn)去驗(yàn)證、探究和發(fā)覺化學(xué)學(xué)問、原理,從而形成科學(xué)思考問題的方法。在化學(xué)學(xué)習(xí)中必需學(xué)會(huì)對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行正確的視察,并在視察的基礎(chǔ)上依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論,從而駕馭化學(xué)學(xué)問。課程標(biāo)準(zhǔn)要求“獲得有關(guān)化學(xué)試驗(yàn)的基礎(chǔ)學(xué)問和基本技能,學(xué)習(xí)試驗(yàn)探討的方法,能設(shè)計(jì)并完成一些化學(xué)試驗(yàn)”。在進(jìn)行試驗(yàn)過程中,要明確試驗(yàn)?zāi)康?,全面有序地進(jìn)行試驗(yàn)的視察和分析,并對(duì)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。(1)幫助他們完成試驗(yàn)報(bào)告:試驗(yàn)過程試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論在一支試管中加入55%的H2O2溶液,然后滴入適量的3溶液,把帶火星的木條伸入試管3溶液可以催化分解H2O2(2)3在水中可分別出①甲同學(xué)的猜想:真正催化分解H2O2的是3溶液中的H2O;②乙同學(xué)的猜想:真正催化分解H2O2的是3溶液中的③丙同學(xué)的猜想:真正催化分解H2O2的是3溶液中的和,同學(xué)們提出以下猜想:3+-3+;-;你認(rèn)為最不行能的是同學(xué)的猜想,理由是。(3)同學(xué)們對(duì)余下的兩個(gè)猜想,用試驗(yàn)進(jìn)行了探究。請(qǐng)你細(xì)致分析后填表:試驗(yàn)過程試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)結(jié)論向盛有55%的H2O2溶液的試無明顯現(xiàn)象管中加入少量的,并把帶火星的木條伸入試管向盛有55%的H2O2溶液的試管中加入少量的,并把帶火星的木條伸入試管3.學(xué)會(huì)對(duì)比、歸納,有序的對(duì)信息進(jìn)行類比、遷移,強(qiáng)化對(duì)學(xué)問的歸納整理。課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“在化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)會(huì)運(yùn)用視察、試驗(yàn)、查閱資料等多種手段獲得信息,并運(yùn)用比較、1
分析、歸納、概括等方法對(duì)信息進(jìn)行加工。并對(duì)自己的化學(xué)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行安排、反思、評(píng)價(jià)和調(diào)控,提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的實(shí)力。例某同學(xué)在進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)的試驗(yàn)時(shí),向燒杯中的氫氧化鈉溶液滴加稀鹽酸一會(huì)兒后,才遺忘了滴加指示劑,因而無法確定鹽酸和氫氧化鈉是否恰好完全反應(yīng)。為了證明這兩種物質(zhì)是否完全反應(yīng),該同學(xué)從燒杯中取了少量反應(yīng)后的溶液于支試管中,并向試管中滴加幾滴無色酚酞試液,振蕩,視察到酚酞試液不變色。于是得出“兩種物質(zhì)已恰好完全中和”的結(jié)論。(1)你認(rèn)為他得出的結(jié)論是否正確?(2)寫出該中和反應(yīng)的化學(xué)方程式:,理由是。。(3)請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn),探究上述燒杯中的溶液是否恰好完全中和,填寫下表:試驗(yàn)方法可能視察到的現(xiàn)象結(jié)論答案:(2)++H2O(3)(以下方法任寫一種均可)(答案不唯一)①取樣,滴加紫色石蕊試液②取樣,滴加紫色石蕊試液③取樣,滴加碳酸鈉試液③取樣,滴加碳酸鈉試液⑤取樣,加入鋅粒等活潑金屬⑥取樣,加入鋅粒等活潑金屬試液變紅試液不變紅有氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生無氣泡產(chǎn)生鹽酸過量恰好中和鹽酸過量恰好中和鹽酸過量恰好中和4.關(guān)注“物質(zhì)的量”學(xué)問的學(xué)習(xí)。物質(zhì)的量是將微觀量(粒子數(shù))和宏觀量(物質(zhì)質(zhì)量、體積等)相聯(lián)系的量,和多種量有親密的聯(lián)系,化學(xué)計(jì)算大多是通過“物質(zhì)的量”學(xué)問來進(jìn)行計(jì)算的。同時(shí)“物質(zhì)的量”的計(jì)算也貫穿了整個(gè)化學(xué)內(nèi)容的計(jì)算。中學(xué)化學(xué)課程具有以下特點(diǎn):(1)更加關(guān)注核心概念,突出內(nèi)在本質(zhì)聯(lián)系;(2)重視核心學(xué)問線索和活動(dòng)過程、方法思路途索,以及自然規(guī)律、生活和生產(chǎn)實(shí)際問題線索的結(jié)合、融合統(tǒng)一;(3)采納多層次、多線索、立體化整合處理教材內(nèi)容,呈現(xiàn)相識(shí)構(gòu)建過程中實(shí)力構(gòu)建梯度的編寫模式,以使教材更具有發(fā)展性、結(jié)構(gòu)性、建構(gòu)性、層次性和選擇性。中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)更應(yīng)強(qiáng)調(diào)有參和化學(xué)科技活動(dòng)的熱忱,有將化學(xué)學(xué)問應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識(shí),能夠?qū)突瘜W(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問題做出合理的推斷。2
專題二物質(zhì)的分類、組成和結(jié)構(gòu)第一節(jié)物質(zhì)的分類學(xué)問回顧在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,對(duì)于數(shù)以千萬計(jì)的化學(xué)物質(zhì)和為數(shù)更多的化學(xué)反應(yīng),經(jīng)常要用到分類法,利用分類法學(xué)習(xí)化學(xué),可以起到事半功倍的效果。人們常按物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等學(xué)問將物質(zhì)進(jìn)行分類。分類標(biāo)準(zhǔn)可以從物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)去確定。1.物質(zhì)簡潔分類如下:物質(zhì)分類分類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可以分為純凈物和混合物純凈物可以分為單質(zhì)和化合物是否只含有一種物質(zhì)是否只含有一種元素單質(zhì)可以分為金屬、非金屬和稀有氣體元素的性質(zhì)化合物可以分為氧化物、酸、堿和鹽物質(zhì)的性質(zhì)2.物質(zhì)也可按是否含碳元素分為有機(jī)物和無機(jī)物,材料可以分為有機(jī)材料和無機(jī)材料,有機(jī)高分子材料可分為自然高分子材料和合成高分子材料,塑料、纖維和橡膠都屬于合成高分子材料。例1物質(zhì)的分類標(biāo)準(zhǔn)有多種,標(biāo)準(zhǔn)可以是物質(zhì)的組成、性質(zhì)、用途——請(qǐng)依據(jù)所學(xué)知識(shí),依據(jù)物質(zhì)所具有的某種性質(zhì),自擬兩種分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)以下物質(zhì)進(jìn)行分類,每類至少包括三種物質(zhì)(填化學(xué)式)。氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮(紅棕色、有毒)、水、碳。分類標(biāo)準(zhǔn)一,包括物質(zhì),包括物質(zhì)。。分類標(biāo)準(zhǔn)二例2請(qǐng)你細(xì)致研讀下列表格中的例子:物質(zhì)分類物質(zhì)舉例單質(zhì)氧氣(O2)、氮?dú)猓∟2)、碳(C)、硫(S)、銅()、汞()化合物二氧化碳(2)、硝酸(3)、熟石灰[()2]、碳酸鈣(3)、氯化鈉()、燒堿()、氧化鎂()、鹽酸()表中有很多規(guī)律,如:“單質(zhì)只含有一種元素”“化合物中含有不同種元素”。信任你在物質(zhì)分類方面回發(fā)覺其他的規(guī)律:(1),(2)。例3下列各物質(zhì)材料均屬于自然材料的是()A.棉花、木材、大理石C.羊毛、玻璃、不銹鋼B.木材、橡膠、塑料D.塑料、陶瓷、合成纖維入門連接對(duì)物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的分類,再分門別類地探討它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制法、用途等,就簡潔找出有關(guān)規(guī)律,把握物質(zhì)的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系。依據(jù)物質(zhì)的組成、性質(zhì)將物質(zhì)進(jìn)行分類是最常用的一種分類方法。該分類法的學(xué)問網(wǎng)絡(luò)及詳細(xì)分類如下:3
金屬(如:、、)非金屬(如:O2、N2、)單質(zhì)純凈物氧化物酸化合物物質(zhì)堿鹽溶液(如:食鹽水、石灰水)濁液(如:泥水、牛奶)膠體(見第四篇)混合物(分散系)一、化合物的詳細(xì)分類1.氧化物依據(jù)氧化物和酸堿反應(yīng)的不同,可以將氧化物分為酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物和不成鹽氧化物。(1)酸性氧化物(又稱酸酐):能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,如2、2、3,其對(duì)應(yīng)的酸分別是H23、H23、H24。(2)堿性氧化物:能和酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,如2O、、,其對(duì)應(yīng)的堿分別為、()2、()2。(3)兩性氧化物:既能和酸又能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,如2O3、,其對(duì)應(yīng)的兩性氫氧化物分別為()3、()2。()3+33+3H2O()3+2(偏鋁酸鈉)+2H2O(4)不成鹽氧化物:既不能和酸、又不能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,如、。說明:不是全部的非金屬氧化物都是酸性氧化物,如、等,也不是全部的酸性氧化物都是非金屬氧化物,如2O7是酸性氧化物,但不是非金屬氧化物。同樣,不是全部的金屬都是堿性氧化物,如2O7是酸性氧化物,但全部的堿性氧化物都是金屬氧化物。2.酸依據(jù)酸的組成,酸可以分為:(1)依據(jù)酸分子中是否含有氧原子,酸可以分為:含氧酸:分子組成中含有氧原子,如H24、3;無氧酸:分子組成中不含有氧原子,如、H2S;(2)依據(jù)酸分子電離所產(chǎn)生的氫離子的數(shù)目可分為:一元酸:電離產(chǎn)生1個(gè)氫離子,如;二元酸:電離產(chǎn)生2個(gè)氫離子,如H24;三元酸:電離產(chǎn)生3個(gè)氫離子,如H34;(3)依據(jù)酸根是否具有強(qiáng)氧化性(得到電子實(shí)力),可分為氧化性酸(如濃硫酸、硝酸)和非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸)。(4)依據(jù)酸在水溶液中電離程度的大小,可分為強(qiáng)酸(如鹽酸、硫酸、硝酸)、中強(qiáng)酸(如磷酸、亞硫酸)和弱酸(如醋酸、碳酸)。3.堿依據(jù)堿的溶解性,可將堿分為可溶性堿和難溶性堿。4
可溶性堿:如、、()2、()2。難溶性堿:如()2、()3、()2。4.鹽(1)依據(jù)鹽的組成可分為三類:正鹽:酸堿完全中和的產(chǎn)物,如23、24;酸式鹽:酸中氫離子部分被中和的產(chǎn)物,如3、4;堿式鹽:堿中部分氫氧根離子被中和的產(chǎn)物,如2()23。(2)依據(jù)鹽中所含金屬離子可分為鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽、鎂鹽等;依據(jù)鹽中所含的酸根離子可分為硫酸鹽、碳酸鹽等。二、其他分類1.依據(jù)水溶液或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電,將化合物分為電解質(zhì)和非電解質(zhì)。電解質(zhì):溶于水或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電。如:酸、堿、鹽?;衔锓请娊赓|(zhì):溶于水或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電。如:蔗糖、酒精、2。2.依據(jù)在反應(yīng)中表現(xiàn)的性質(zhì)可將物質(zhì)分為氧化劑和還原劑。氧化劑:反應(yīng)中得電子(元素化合價(jià)降低)純凈物還原劑:反應(yīng)中失電子(元素化合價(jià)上升)0+2+20如:+44+(還原劑)(氧化劑)隨著中學(xué)的學(xué)習(xí),物質(zhì)的分類還會(huì)進(jìn)一步深化和細(xì)化。例1依據(jù)確定依據(jù)把物質(zhì)進(jìn)行分類,是探討物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的常用方法?,F(xiàn)有三種物質(zhì):①金剛石、水銀、鎂條、干冰;②醋酸、小蘇打、食鹽、純堿;③白酒、空氣、鹽酸、白磷。每組中均有一種物質(zhì)所屬類別和其他三種不同,這三種物質(zhì)是()A.白酒小蘇打金剛石B.白磷醋酸干冰D.鹽酸純堿鎂條C.水銀食鹽空氣例2元素R的含氧酸的化學(xué)式為(21),則該酸的酸酐的化學(xué)式不行能為()A、R2OB、2C、R2O7D、3例3非金屬元素形成的酸性氧化物和其對(duì)應(yīng)的含氧酸之間有如下關(guān)系:該元素在兩種化合物中的化合價(jià)相同。堿性氧化物和對(duì)應(yīng)的堿之間也存在這種關(guān)系。如:氧化物2對(duì)應(yīng)的酸或堿H23()2則和H24對(duì)應(yīng)的酸性氧化物是;和Na2O對(duì)應(yīng)的堿是。((連接練習(xí)1.下列各組物質(zhì)按單質(zhì)、化合物、混合物依次排列正確的是))A、冰、生石灰、空氣C、液氧、鹽酸、沼氣B、碘酒、純堿、燒堿D、金剛石、苛性鈉、食鹽水2.下列四組物質(zhì)中,其中按酸、堿、鹽依次排列的是A、鹽酸、碳酸鈉、硫酸鋇B、碳酸氫鈉、氫氧化鈣、氯化鈉5
C、氯化鈉、氫氧化鈉、硫酸D、硫酸、氫氧化鈣、碳酸鈉3.依據(jù)確定的依據(jù)把物質(zhì)進(jìn)行分類,是我們相識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的重要途徑。姜宇同學(xué)在家中建立了小小化學(xué)試驗(yàn)室,他收集了很多物質(zhì),其中有:①純堿②生石灰③醋酸④熟石灰⑤酒精⑥銅⑦石墨⑧氧化鐵⑨蔗糖⑩尿素。對(duì)上述物質(zhì)分類不正確的是()A、屬于有機(jī)物的有③⑤⑨⑩C、屬于堿的有①④B、屬于單質(zhì)的有⑥⑦D、屬于氧化物的有②⑧4.生活中的下列物質(zhì),屬于合成纖維的是A、棉花((((()))))B、滌綸D、蠶絲C、羊毛5.有關(guān)酸、堿、鹽、氧化物的說法不正確的是A、酸和堿確定含有氫元素C、堿和氧化物確定含有氧元素6.下列說法正確的是B、鹽和氧化物確定含有金屬元素D、酸和鹽確定含有非金屬元素A、酸的水溶液中確定有氫離子B、堿中確定含有氫元素C、含有氧元素的物質(zhì)確定是氧化物D、非金屬氧化物確定是酸性氧化物7.經(jīng)試驗(yàn)測定某物質(zhì)中含有一種元素,下列推理正確的是A、該物質(zhì)確定是純凈物C、該物質(zhì)確定是混合物B、該物質(zhì)確定是單質(zhì)D、該物質(zhì)確定不是化合物8.經(jīng)測定一瓶氣體中只含有C、H兩種元素,這瓶氣體不行能是A、一種化合物C、兩種化合物B、一種單質(zhì)和一種化合物的混合物D、兩種單質(zhì)9.n元酸的酸酐R2和堿性氧化物M2高溫下化合后生成的鹽是()A、M()xC、B、()D、()x10.有下列三種物質(zhì):(1)H2、N2、O2、4;(2)2O、、2、;(3)、、H24、3。依據(jù)不同的分類方法,每組均有一種物質(zhì)和其他三種物質(zhì)不同。則請(qǐng)將每組中不同和其他三種的物質(zhì)(化學(xué)式)和分類依據(jù)寫在下列表格內(nèi)。組別被選出的物質(zhì)分類依據(jù)第(1)組第(2)組第(3)組11.有下列十種物質(zhì):空氣、水、液態(tài)汞、石灰水、紅磷、干冰、銅綠、煤、醋酸、膽礬、請(qǐng)回答下列問題:(1)屬于混合物的是(2)屬于單質(zhì)的是。。。。。。(3)屬于鹽類的是(4)屬于有機(jī)物的是(5)屬于化合物的是(6)屬于酸性氧化物的是12.人們可以對(duì)物質(zhì)從不同的角度進(jìn)行分類。請(qǐng)將氫氣、一氧化碳、氧化鎂、二氧化碳、鋁和紅磷等六種物質(zhì)分成兩種(填化學(xué)式),并寫出分類依據(jù)。第一組:其次組:,分類依據(jù)是,分類依據(jù)是;。6
13.酸可依據(jù)能電離出的氫離子數(shù)分為一元酸、二元酸、三元酸……也可依據(jù)酸分子中是否含有氧原子,又可分為無氧酸和含氧酸。鹽依據(jù)所含離子進(jìn)行分類,如鉀鹽、鈉鹽、銨鹽等,也可依據(jù)其他原則進(jìn)行分類。請(qǐng)將下列九種粒子分成兩大類,每類要有五種粒子(可重復(fù)使用),并寫出你的分類原則。-3H2O4+2223第一類:分類原則是其次類:分類原則是,所含粒子是,所含粒子是;。14.人們往往依據(jù)物質(zhì)的某些屬性對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類,如依據(jù)物質(zhì)的元素組成把物質(zhì)分為單質(zhì)和化合物。請(qǐng)你按不同的標(biāo)準(zhǔn)將下列物質(zhì)進(jìn)行分類。①空氣②乙醇③硫酸銨④銅⑤碘⑥氫氣⑦石墨⑧食鹽水(1)按物質(zhì)的組成分類。(2)按物質(zhì)的在水中的溶解性分類。(3)按物質(zhì)的狀態(tài)分類。(4)按物質(zhì)的導(dǎo)電性分類。其次節(jié)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)元素周期表學(xué)問回顧世界是由物質(zhì)構(gòu)成的,構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子有原子、離子、分子等,物質(zhì)發(fā)生變更,都和其組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)有關(guān),而物質(zhì)的性質(zhì)則由其組成和結(jié)構(gòu)確定。我們相識(shí)宏觀世界的性質(zhì),必需對(duì)微觀的物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)問有確定的相識(shí)。1.原子結(jié)構(gòu)(1)原子結(jié)構(gòu)原子是化學(xué)變更中的最小粒子,是有居于原子中心的帶電電荷的原子核和核外帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成的,原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。由于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等,所以原子不顯電性,即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)。由于電子的質(zhì)量僅為質(zhì)子質(zhì)量的1/1836,所以可以認(rèn)為質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。(2)原子結(jié)構(gòu)示意圖用原子結(jié)構(gòu)示意圖可簡明、便利地表示原子結(jié)構(gòu)。小圈和圈內(nèi)的數(shù)字表示原子核和核內(nèi)質(zhì)子數(shù),弧線表示電子層,弧線上面的數(shù)字表示該層的電子數(shù)。如:原子的結(jié)構(gòu)示意圖為:+17287依據(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意圖,可推斷元素種類、粒子種類、元素的性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。①由質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的差值推斷粒子種類(原子、陽離子、陰離子);②由核內(nèi)質(zhì)子數(shù)確定元素種類,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同則表示不同種類;③由原子最外層電子數(shù)確定元素的性質(zhì),最外層電子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)相像;④由最外層電子數(shù)確定粒子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般最外層電子數(shù)為8的結(jié)構(gòu)稱為“8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”。2.元素周期表依據(jù)原子核外電子排布規(guī)律,把電子層數(shù)目相同的各種元素,按原子序數(shù)遞增的依次從左到右排成橫行,再把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素,按電子層數(shù)遞增的依次由上而下排成縱行,這樣所得的表,即為元素周期表。它反映了元素之間相互聯(lián)系的規(guī)律,是學(xué)習(xí)7
化學(xué)的重要工具。元素周期表工共有7個(gè)周期,16個(gè)族(8、9、10三個(gè)縱行共同組成1個(gè)族)。例1已知每個(gè)電子的質(zhì)量約為每個(gè)質(zhì)子(或中子)質(zhì)量的1/1836。下表是教材上的內(nèi)容。通過此表,可總結(jié)出“在原子里質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)”。還能總結(jié)出:(1)(2)(3)(4)。。。。原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)0核外電子數(shù)相對(duì)原子質(zhì)量氫碳氧鈉鐵16161612162356888112612301126思路點(diǎn)撥此題為有關(guān)粒子結(jié)構(gòu)的結(jié)論開放性試題。解題關(guān)鍵在于會(huì)用對(duì)比的方法,尋找共同點(diǎn)(一般規(guī)律)和遞變性(遞變規(guī)律)。解題時(shí)首先駕馭原子結(jié)構(gòu)中各種量之間的等量關(guān)系,然后比照表中所給的一組信息,分析上下左右之間的關(guān)系(本題中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)、相對(duì)原子質(zhì)量的相互關(guān)系;各元素的質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)或電子數(shù)或相對(duì)原子質(zhì)量等數(shù)據(jù)的規(guī)律),從中總結(jié)出規(guī)律性的結(jié)論。步驟如下:(1)由每一縱行以及縱行間對(duì)比、分析數(shù)據(jù),整理后發(fā)覺規(guī)律:由其次縱行:不同的原子,質(zhì)子數(shù)不同,即質(zhì)子數(shù)確定元素的種類。由第三縱行:氫原子沒有中子,其他原子中子數(shù)也不確定相同,即原子核內(nèi)中子數(shù)≥0,或不是全部原子都含有中子。由縱行對(duì)比看:原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不確定等于中子數(shù),或原子核外電子數(shù)不確定等于中子數(shù),或一般來說,相對(duì)原子質(zhì)量隨質(zhì)子數(shù)增加而增大。(2)由每一橫行以及橫行間對(duì)比、分析數(shù)據(jù),整理后發(fā)覺規(guī)律:原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)相對(duì)原子質(zhì)量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)探討這一類試題結(jié)論時(shí)應(yīng)避開出現(xiàn)一下幾種做法:(1)對(duì)表中某一數(shù)據(jù)或某一組數(shù)據(jù)未經(jīng)分析、整理就下結(jié)論。(2)對(duì)某一規(guī)律性的結(jié)論進(jìn)行變式處理,變成另一規(guī)律性結(jié)論,應(yīng)算重復(fù)結(jié)論。(3)不從所給信息動(dòng)身,擴(kuò)大探究范圍。例2下圖為荷電荷數(shù)從1到18的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖:+11氫(H)21+22氦(He)28222324252627鋰(Li)鈹(Be)硼(B)碳(C)氮(N)氧(O)氟(F)氖(Ne)8
281282+122832842852862878288+18+11+13+14+15+16+178鈉(Na)鎂(Mg)鋁(Al)硅(Si)磷(P)硫(S)氯(Cl)氬(Ar)通過分析上圖,你可得出的結(jié)論有:(1)(3);(2);;;(4)思路點(diǎn)撥本題為“發(fā)覺式”開放性試題,要求學(xué)生通過分析題給信息,歸納整理后提出符合事實(shí)是規(guī)律性的結(jié)論。細(xì)致分析比較上圖中每一橫行八種原子核外電子層數(shù)的特點(diǎn),每一縱行原子最外層上電子數(shù)的特點(diǎn),每一橫行八種原子最外層電子數(shù)的變更特點(diǎn),金屬元素、非金屬元素,稀有氣體元素原子最外層上電子數(shù)的特點(diǎn)及各原子的核外電子排布,第一電子層,其次電子層最多容納的電子數(shù)的特點(diǎn),可從中總結(jié)出一些帶有規(guī)律性的結(jié)論。(1)分析同一橫行中各元素原子結(jié)構(gòu)示意圖后可以發(fā)覺:電子層數(shù)相同,且隨荷電荷數(shù)漸漸增大,最外層電子數(shù)從鋰(Li)到氖(Ne),或從鈉(Na)到氬(Ar)都是從1遞增到8。(2)分析同一縱行中各元素原子結(jié)構(gòu)示意圖后可以發(fā)覺:從上到下,電子層數(shù)漸漸增加,最外層電子數(shù)都相同,稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)一般等于8,金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般<4,而非金屬元素原子的最外層電子數(shù)則一般≥4。通過對(duì)同一橫行、同一縱行中原子結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)比分析,可以得到很多規(guī)律性的結(jié)論。入門連接1.原子核的構(gòu)成原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的,而原子核又是由更小的微粒――質(zhì)子和中子構(gòu)成的。構(gòu)成原子的微粒和基本數(shù)據(jù)如下表:微粒質(zhì)量(㎏)相對(duì)質(zhì)量電荷質(zhì)子1.673×101.007+1中子1.675×10-271.0080電子-279.109×10-315.484×10-3-12.原子核外電子排布規(guī)律原子核外電子按能量的凹凸分層排布。排布規(guī)律為:(1)最外層最多可容納的電子數(shù)為8,第一層為最外層最多可容納2個(gè)電子。(2)次外層最多可容納的電子數(shù)為18。(3)倒數(shù)第3層最多可容納的電子數(shù)為32。(4)第n層最多可容納的電子數(shù)為2n。2原子最外層的電子數(shù)和元素的化學(xué)性質(zhì)親密相關(guān),最外層電子數(shù)確定了元素的化學(xué)性質(zhì)。3.元素周期表及元素性質(zhì)的周期性變更規(guī)律(1)元素周期表的基本結(jié)構(gòu)9
短周期(1,2,3周期)元周期(橫行)(7個(gè))長周期(4,5,6周期)素周不完全周期(7周期)期表主族:由長、短周期元素共同構(gòu)成的族(ⅠA~ⅦA)(7個(gè))副族:只由長周期元素構(gòu)成的族(ⅠB~ⅦB)(7個(gè))0族:由稀有氣體元素構(gòu)成的族族(縱列)(16個(gè))Ⅷ族:第8,9,10三個(gè)縱列構(gòu)成的族(2)周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律在同一周期中,從左到右,金屬性漸漸減弱,非金屬性漸漸增加;在同一主族中,從上到下,金屬性漸漸增加,非金屬性漸漸減弱。注:金屬性:元素失電子的實(shí)力;非金屬性,元素得電子的實(shí)力。(3)幾個(gè)重要關(guān)系:①周期序數(shù)=元素原子的電子層數(shù)②主族序數(shù)=元素原子的最外層電子數(shù)=最高正化合價(jià)4.分子結(jié)構(gòu):物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),構(gòu)成物質(zhì)的原子通過得失電子或共用電子對(duì)形式形成穩(wěn)定的化合物。(1)離子化合物在探討原子核外電子排布規(guī)律時(shí),我們知道當(dāng)原子的最外電子層上達(dá)到8個(gè)電子時(shí),最外電子層達(dá)到飽和(K層上2個(gè)電子即達(dá)到飽和),這時(shí)原子處于一種比較穩(wěn)定的狀態(tài)。除稀有氣體元素的原子外,其他元素的原子最外電子層均未達(dá)到飽和,但在外力的作用下,這些原子也可通過某種方式使其最外電子層上的電子數(shù)達(dá)到飽和,從而形成較為穩(wěn)定的狀態(tài)。鈉原子和氯原子相遇時(shí),鈉原子失去最外層的一個(gè)電子,成為鈉離子,帶正電,氯原子得到了鈉原子失去的電子,成為帶負(fù)電的氯離子,陰、陽離子的異性電荷相吸結(jié)合到一起,形成氯化鈉。其過程可用如圖表示:電子轉(zhuǎn)移不穩(wěn)定穩(wěn)定+112818728+1788782+17828+11+-用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示氯化鈉的形成過程鈉離子()和氯離子()之間除了有靜電引力作用外,還有電子和電子、原子核和原子核之間的相互排斥作用。當(dāng)陰、陽離子接近到某確定距離時(shí),吸引和排斥達(dá)到了平衡。這種由陰、陽離子相互間的作用構(gòu)成的化合物稱為離子化合物。氯化鈉的形成過程可用電子式表示:
‥.C‥l-‥‥‥‥‥(2)共價(jià)化合物氫分子、氯分子等都是由同種元素的原子形成的雙原子分子,要想使氫分子分解成氫原子須要加熱到高答2000℃溫度,它的分解率仍不到1%,這就說明在氫分子里氫原子和氫原子之間存在著猛烈的相互作用。兩個(gè)相同的原子,明顯不行能通過得失電子形成具有稀有氣體電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽離子而產(chǎn)生猛烈的相互作用,那么是什么作用力將兩個(gè)相同的原子組合成一個(gè)分子的呢?我們以氫分子的形成為例,來加以說明。兩個(gè)氫原子相互接近時(shí),氫原子核外的電子分別受到兩個(gè)氫原子核的共同吸引,為兩個(gè)氫原子所共有,從而使每個(gè)氫原子均可形成稀有氣體氦原子的穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu),從而形成較為穩(wěn)定的氫分子,氫分子的形成過程可用電子式表示為:H﹒+﹒H→H︰H,碘分子的形成過程也可用電子式表示為:,兩個(gè)原子相互間共用的一對(duì)電子,被稱為共用電子對(duì),由共用電子對(duì)可引起相鄰原子間猛烈的相互作用。共用電子對(duì)不僅可存在于相同的非金屬原子間,還廣泛存在于不同非金屬原子間。如氯化氫分子和水分子等。這種僅靠共用電子對(duì)的作用形成的分子被稱為共價(jià)分子,其中的化合物被稱為共價(jià)化合物。例1以下是核電荷數(shù)為3~18的元素,請(qǐng)分別在第一排畫出3~10號(hào)其次排畫出11~18號(hào)的核外電子排布示意圖:⑴依據(jù)所畫結(jié)構(gòu)示意圖填寫以下內(nèi)容,每一橫行的元素原子核外電子排布的特點(diǎn)是⑵每一縱行的元素原子核外電子排布的特點(diǎn)是例2下表中填入的是核電荷數(shù)從11~18號(hào)部分元素的名稱、原子結(jié)構(gòu)、元素化合價(jià):元素名稱原子結(jié)構(gòu)鈉鎂鋁硅元素化合價(jià)元素名稱原子結(jié)構(gòu)+1磷+2硫+3氯-4,+2,+4氬元素化合價(jià)-3,+3,+5-2,+4,+6-1,+1,+3,+5,+70⑴在以上表格中畫出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖⑵通過該表可以發(fā)覺元素化合價(jià)的一些規(guī)律(至少寫四條)①;②
③;④。例3有A、B、C三種元素,它們的核電荷數(shù)均不超過18,它們相互之間可以構(gòu)成A2C和B2C型化合物,已知A離子和B原子的電子層數(shù)相同,B原子比C原子少2個(gè)電子,C原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。寫出三個(gè)微粒的結(jié)構(gòu)示意圖:A離子;B原子;C原子連接訓(xùn)練1.我國已放射繞月飛行的探測衛(wèi)星——“嫦娥一號(hào)”。人類探月的重要目的之一是視察、獲得地球上隱藏量很小而月球上卻極為豐富的核聚變?nèi)剂稀?”,解決地球能源危機(jī)。已知“13”是指原子核內(nèi)含有6個(gè)質(zhì)子、7個(gè)中子的碳原子,“3”所指的氦原子核內(nèi)()A.含有3個(gè)質(zhì)子、沒有中子C.含有1個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子B.含有2個(gè)質(zhì)子、1個(gè)中子D.含有3個(gè)質(zhì)子、沒有中子2.科學(xué)探討證明:頭發(fā)的成分能反映一個(gè)人的健康狀況,健康人的每克頭發(fā)中含鐵鋅鋁5硼7質(zhì)量/㎎130167-172這里的鐵、鋅、鋁、硼是指()A.原子B.分子C.元素D.離子3.下列物質(zhì)中,屬于共價(jià)化合物的是()2344.核外電子數(shù)相同、核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同的兩種粒子,他們可能是()A.一種元素的原子和另一種元素的離子B.同種元素的原子和離子C.兩種不同元素的原子D.兩種不同元素的離子5.已知元素X、Y的核電荷數(shù)分別為a和b,他們的離子Xm、Yn所含的電子數(shù)相同,則下列關(guān)系式正確的是()6.X、Y兩元素的原子中質(zhì)子數(shù)之和是20,兩元素形成的化合物在水溶液中能電離出電子層結(jié)構(gòu)相同的陰、陽離子,則X、Y形成的化合物是()A.NaFB.MgF2C.MgOD.NaCl第三節(jié)氧化還原反應(yīng)學(xué)問回顧1.氧化還原反應(yīng)在九年紀(jì)化學(xué)學(xué)習(xí)中,我們知道:物質(zhì)和氧發(fā)生的反應(yīng)叫氧化反應(yīng),含氧化合物失去氧的反應(yīng)叫還原反應(yīng)。氧化反應(yīng):猛烈氧化→燃燒→爆炸積累熱量達(dá)到著火點(diǎn)緩慢氧化自燃2.基本反應(yīng)類型
依據(jù)反應(yīng)物和生成物的類別以及反應(yīng)前后物質(zhì)種類的多少,把化學(xué)反應(yīng)分為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)。四種基本類型的反應(yīng)反應(yīng)類型化合反應(yīng)分解反應(yīng)置換反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)表達(dá)式舉例2H22=2H2O2323O2↑(有條件)+4=4++3=↓+3例工業(yè)煉鐵反應(yīng):2O3+3高溫232,用作還原劑的物質(zhì)是()A.2O3C.D.2入門連接1.從元素化合價(jià)升降的觀點(diǎn)理解氧化還原反應(yīng)+H2+H2O在反應(yīng)中,銅元素的化合價(jià)有+2價(jià)降低到0價(jià),氧化銅被還原;氫元素的化合價(jià)有0價(jià)上升到+1價(jià),氫被還原。我們對(duì)氧化銅和碳的反應(yīng)以及和水蒸汽和碳的反應(yīng)等進(jìn)行類似的分析,就會(huì)發(fā)覺同樣的狀況存在:2+C高溫+2↑H2O+C高溫H2+由此我們可以得出這樣的結(jié)論:物質(zhì)所含元素化合價(jià)上升的反應(yīng)就是氧化反應(yīng),物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)就是還原反應(yīng)。有元素化合價(jià)升降的化學(xué)反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)。用化合價(jià)升降的觀點(diǎn)不僅能分析有得氧失氧關(guān)系的反應(yīng),還能分析雖沒有得氧失氧關(guān)系,但元素化合價(jià)在反應(yīng)前后有變更的反應(yīng)。2.從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)——電子轉(zhuǎn)移角度理解氧化還原反應(yīng)我們已經(jīng)知道,元素化合價(jià)的升降和電子得失或偏移有親密關(guān)系。我們以鈉和氯氣的反應(yīng),以及氫氣和氯氣的反應(yīng)為例來分析。鈉原子的最外層電子有1個(gè)電子,氯原子的最外層上有7個(gè)電子。當(dāng)鈉和氯反應(yīng)時(shí),鈉原子失去1個(gè)電子成為鈉離子,氯原子得到1個(gè)電子成為氯離子。在這個(gè)反應(yīng)中,發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移。在離子化合物里,失去電子的原子帶正電,這種元素的化合價(jià)是正價(jià);得到電子的原子帶負(fù)電,這種元素的化合價(jià)是負(fù)價(jià)。在鈉和氯氣的反應(yīng)中,鈉失去1個(gè)電子,化合價(jià)從0價(jià)上升到+1價(jià),被氧化:氯得到1個(gè)電子,化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià),被還原。2+2=2在氯氣和氫氣的反應(yīng)中,由于生成的氯化氫是共價(jià)化合物,在電子轉(zhuǎn)移過程中,元素的原子都沒有完全失去或完全得到電子,它們之間只有共用電子對(duì)的偏移,且共用電子對(duì)偏離和氫原子而偏向和氯原子。因此,氫元素的化合價(jià)從0價(jià)上升到+1價(jià),被氧化;氯元素的化合價(jià)從0價(jià)降低到-1價(jià),被還原。
H2+2=2綜上所述,我們可以給氧化還原反應(yīng)下一個(gè)更為本質(zhì)的定義:有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。沒有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)就是非氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中,電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)和化合價(jià)升降的關(guān)系如圖所示。氧化,失去電子,化合價(jià)上升-4-3-2-10+1+2+3+4+5+6+7還原,得到電子,化合價(jià)降低氧化還原反應(yīng)中電子得失和化合價(jià)升降的關(guān)系3.氧化劑、還原劑氧化劑和還原劑作為反應(yīng)物共同參與氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中,電子從還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑,既氧化劑是得到電子(或電子對(duì)偏向)的物質(zhì),在反應(yīng)時(shí)所含元素的化合價(jià)降低,氧化劑具有氧化性,反應(yīng)時(shí)本身被還原。還原劑是失去電子(或電子對(duì)偏離)的物質(zhì),反應(yīng)時(shí)所含元素的化合價(jià)上升。還原劑具有還原性,反應(yīng)時(shí)本身被氧化。常見的氧化劑:活波的非金屬單質(zhì):O2、2、2等;含高價(jià)金屬陽離子的化合物2等;含某些較高化合價(jià)元素的化合物:濃H24、3、4、2等。常見的還原劑:活波或較活波的金屬:K、、、、、等;較低價(jià)金屬陽離子的化合物:2等;某些非金屬單質(zhì):C、H2等;含有較低化合價(jià)元素的化合物:、H2S、等。在含有可變更合價(jià)元素的化合物中,具有中間價(jià)態(tài)的物質(zhì)既可以做氧化劑,又可以做還原劑,如2、S、2、H23等。類型實(shí)質(zhì)推斷依據(jù)元素變更被氧化反應(yīng)物還原劑反應(yīng)物性質(zhì)還原性氧化反應(yīng)失電子或電升價(jià)子對(duì)偏離還原反應(yīng)得電子或電降價(jià)子對(duì)偏向被還原氧化劑氧化性4.氧化還原反應(yīng)和基本反應(yīng)類型的關(guān)系基本反應(yīng)類型氧化還原反應(yīng)分解反應(yīng)(化合價(jià)可能變更)化合反應(yīng)(化合價(jià)可能變更)置換反應(yīng)(化合價(jià)確定變更)復(fù)分解反應(yīng)(化合價(jià)確定不變)5.氧化實(shí)力、還原實(shí)力強(qiáng)弱的比較(1)依據(jù)元素化合價(jià)推斷可能屬于氧化還原反應(yīng)可能屬于氧化還原反應(yīng)確定屬于氧化還原反應(yīng)確定不是氧化還原反應(yīng)最高價(jià)——只有氧化性如:3、3分子中+5價(jià)的氮元素;最低價(jià)——只有還原性如:、S2等;中間價(jià)——既有氧化性又有還原性,如:2S、2等。如氯元素有多種化合價(jià):-1、0、+1、+3、+5、+7則其中處于最低價(jià)(-1)的只具有還原性,處于最高價(jià)(+7)的,只氧化性,而處于
中間價(jià)既有氧化性又有還原性。(2)依據(jù)金屬活動(dòng)性推斷K、、、、、、、、、、、、、單質(zhì)的還原性(失電子實(shí)力)減弱;對(duì)應(yīng)的金屬陽離子的氧化性(得電子實(shí)力)增加(3)依據(jù)反應(yīng)方程式推斷氧化性:氧化劑﹥氧化產(chǎn)物還原性:還原劑﹥還原產(chǎn)物(4)氧化還原性的強(qiáng)弱只和該原子得失電子的難易程度有關(guān),而和得失電子數(shù)目的多少無關(guān)。得電子實(shí)力越強(qiáng),其氧化性就越強(qiáng);失電子實(shí)力越強(qiáng),其還原性就越強(qiáng)。如還原性:﹥;氧化性:濃硝酸﹥稀硝酸6.氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及作用(1)守恒規(guī)律——化合價(jià)有升必有降,電子有得必有失。對(duì)于一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng),化合價(jià)上升總數(shù)和降低總數(shù)相等,失電子總數(shù)和得電子總數(shù)相等。除此之外,質(zhì)量和原子個(gè)數(shù)也都守恒。作用:計(jì)算有關(guān)的氧化還原反應(yīng)及配平;氧化還原方程式。(2)強(qiáng)弱規(guī)律——較強(qiáng)氧化性的氧化劑跟較強(qiáng)還原性的還原劑反應(yīng),生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物。作用:在相宜條件下,用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),或用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì)。亦可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強(qiáng)弱。(3)價(jià)態(tài)規(guī)律——元素處于最高價(jià),只有氧化性;元素處于最低價(jià),只有還原性;元素處于中間價(jià)態(tài),既有氧化性又有還原性,但主要呈現(xiàn);一種性質(zhì)。例1下列反應(yīng)中,屬于氧化還原的是()3+2=2+2↑+H2OB.+H2O=()2C.4K24+2+O2↑D.3高溫+2↑例2下列反應(yīng)中屬于置換反應(yīng),且水又作氧化劑的是()A.2+H2O=+B.H2++H2OC.2F2+2H2O=4+O2D.2+2H2O=2+H2↑例3下列變更中需加氧化劑的是()A.2O3→B.→C.32→2→2
專題三探究化學(xué)變更的奇妙學(xué)問結(jié)構(gòu)一、四種基本反應(yīng)類型依據(jù)反應(yīng)物和生成物的類別和種數(shù)的多少,化學(xué)反應(yīng)可分為四種基本反應(yīng)類型:化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)。類別化合反應(yīng)分解反應(yīng)置換反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)由兩種或兩種以由一種物質(zhì)生成由一種單質(zhì)跟一種化由兩種化合物相互交換成上物質(zhì)生成一種兩種或兩種以上合物反應(yīng)生成另一種分,生成另外兩種化合物定義物質(zhì)的反應(yīng)。物質(zhì)的反應(yīng)。單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。的反應(yīng)。多變一一變多①反應(yīng)物、生成物均①反應(yīng)物、生成物均為兩為兩種物質(zhì):一種單質(zhì)種化合物。一種化合物。②反應(yīng)物中兩種化合物特征②反應(yīng)完畢后,單質(zhì)相互交換成分能否勝利,轉(zhuǎn)化為化合物,化合物要看是否有沉淀,氣體或中的某種元素轉(zhuǎn)化為水生成,滿意三者之一反單質(zhì)(化合態(tài)→游離應(yīng)即可發(fā)生,否則不行。態(tài))表達(dá)式留意①不是全部無機(jī)化學(xué)反應(yīng)都?xì)w屬于四種基本反應(yīng)類型,如下列反應(yīng)就不屬于四種反應(yīng)類型中的任何一種:2+()2=3↓+H2O++2②要從反應(yīng)物和生成物的組成全面分析某反應(yīng)屬于何種類型。如:3+2O32+32若只看到生成物中一種是單質(zhì),另一種是化合物,而沒有分析反崐應(yīng)物是兩種化合物,就會(huì)誤認(rèn)為是置換反應(yīng)。
二、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)1、氧化還原反應(yīng)得氧必定有物質(zhì)失氧,因此氧化、還原反應(yīng)總是同時(shí)發(fā)生的。(初中階段我們將一個(gè)反應(yīng)從兩個(gè)方面來看,實(shí)質(zhì)為一,中學(xué)將就此深化綻開探討)稱為氧化還原反應(yīng)。其中得氧的物質(zhì)叫做還原劑,得氧后被氧化,其中所含的某種元素化合價(jià)必定上升;失氧的物質(zhì)(也就是供應(yīng)氧的物質(zhì))叫做氧化劑,失氧后被還原,其所含的某種元素化合價(jià)必定降低。氧化還原反應(yīng)中氧化劑化合價(jià)降低的總數(shù)和還原劑中元素化合價(jià)上升的總數(shù)必定相等。以反應(yīng)為例::還原劑,有還原性,反應(yīng)中得氧,被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),H元素化合價(jià)上升,得到氧化產(chǎn)物:氧化劑,有氧化性,反應(yīng)中失氧,被還原,發(fā)生還原反應(yīng),元素化合價(jià)降低,得到還原產(chǎn)物。共上升價(jià),共降低2價(jià)。事實(shí)上,即使沒有氧元素參與,同樣可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),有化合價(jià)升降的反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)。2、燃燒(猛烈氧化)和緩慢氧化⑴燃燒:燃燒是快速的氧化反應(yīng),燃燒是可燃物跟氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、發(fā)熱、猛烈的氧化反應(yīng)。假如燃燒以極快的速率在有限的空間里發(fā)生,瞬間內(nèi)累積大量的熱,使氣體體積急劇地膨脹就會(huì)引起爆炸。物質(zhì)燃燒可分為完全燃燒和不完全燃燒。凡是物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生不能接著燃燒的新物質(zhì),就叫做完全燃燒;凡是物質(zhì)燃燒后,產(chǎn)生還能接著燃燒的新物質(zhì),就叫不完全燃燒。可燃物燃燒是必需同時(shí)滿意兩個(gè)條件:一是要有助燃劑如氧氣參和;二是可燃物的溫度達(dá)到著火點(diǎn)(燃點(diǎn),燃燒所需最低溫度)。破壞了其中的一個(gè)條件:a.隔絕空氣(氧氣);降低溫度到著火點(diǎn)以下;c.隔離可燃物,燃燒就不能發(fā)生,這樣就達(dá)到了滅火的目的。⑵緩慢氧化:有些氧化反應(yīng)進(jìn)行得很慢,甚至不簡潔被察覺,這種氧化叫做緩慢氧化。如動(dòng)植物的呼吸作用,金屬生銹、食物的腐爛,酒和醋的釀造,農(nóng)家肥料的腐熟等變化過程中都包含物質(zhì)的緩慢氧化。緩慢氧化雖然不猛烈,不發(fā)光,但要放熱,假如熱量不剛好散失,導(dǎo)致可燃物溫度上升引起自發(fā)燃燒,這種由緩慢氧化而引起的自發(fā)燃燒叫自燃。三、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)1、放熱反應(yīng):把有熱量汲取的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)。燃燒、中和、金屬氧化、較活潑的金屬和水惠或酸發(fā)生的置換反應(yīng)、由不穩(wěn)定物質(zhì)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)、極大多數(shù)的化合反應(yīng)是放熱反。2、吸熱反應(yīng):把有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng)。高溫例如:2O2;極大多數(shù)的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),如232322↑;堿和銨鹽生成氨氣的反應(yīng)全是吸熱反應(yīng),留意:吸熱反應(yīng)就是在化學(xué)變更中,須要不斷汲取大量熱量的反應(yīng)。有些反應(yīng)在起先時(shí),須要供應(yīng)確定的條件,如加熱、點(diǎn)燃等,一旦反應(yīng)進(jìn)行開了,去掉條件反應(yīng)接著進(jìn)行,
這樣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。練習(xí)1:下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()A.鹽酸和氫氧化鈉溶液之間的中和反應(yīng)。B.22C.金屬鎂燃燒:222D.生石灰溶于水:2()2分析:酸堿中和、燃燒、多數(shù)的化合反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。故A、C確定不正確,溶于水,放熱,這是常識(shí)性學(xué)問。答案:B練習(xí)2:下列物質(zhì)加入水中顯著放熱的是()A.固體氫氧化鈉B.生石灰C.無水乙醇D.固體硝酸銨答案:AB四、化學(xué)反應(yīng)的表示方法1、質(zhì)量守恒定律:參與化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個(gè)規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。2、化學(xué)方程式:用化學(xué)式來表示物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的式子,叫做化學(xué)方程式。⑴化學(xué)方程式的寫法①書寫原則a.以客觀反應(yīng)事實(shí)為依據(jù)。b、要遵循質(zhì)量守恒定律,“等號(hào)”兩邊各種元素的原子數(shù)目必需相等。②書寫步驟下面以氯酸鉀受熱分解生成氯化鉀和氧氣的反應(yīng)為例,說明書寫化學(xué)方程式的一般步驟。a.依據(jù)化學(xué)反應(yīng)事實(shí),在式子左邊寫出反應(yīng)物的化學(xué)式,右邊寫誕生成物的化學(xué)式,中間連一條短線,假如反應(yīng)物或生成物不止一種,就分別用“+”號(hào)把它們連接起來。3-+O2【想一想】視察上邊這個(gè)式子,它是否符合質(zhì)量守恒定律?為什么?b.配平化學(xué)方程式。為了使上式符合質(zhì)量守恒定律,要在式子左、右兩邊的化學(xué)式前面配上適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量數(shù),使式子左、右兩邊每一種元素在的原子總數(shù)都相等。這個(gè)過程叫做化學(xué)方程式的配平。常用的方法是最小公倍數(shù)法。例如,在上面的式子里,選擇某化學(xué)式中某原子數(shù)目最多的為突破口。左邊3中氧原子數(shù)是3,右邊O2中氧原子數(shù)是2,兩數(shù)的最小公倍數(shù)是6。因此,在3前面配上化學(xué)計(jì)量數(shù)2,在O2前面配上化學(xué)計(jì)量數(shù)3。23-+3O2再配平其它原子的數(shù)目上式左邊的鉀原子數(shù)是2,氯原子數(shù)也是2,因此,在右邊的前面要配上系數(shù)2。
23-2+3O2式子左、右兩邊各元素的原子數(shù)配平后,把短線改成等號(hào)“=”得出。23=2+3O2c.注明反應(yīng)條件和生成物的狀態(tài).。假如化學(xué)反應(yīng)只有在特定條件下才能發(fā)生,須要在化學(xué)方程式“等號(hào)”上方注明反應(yīng)發(fā)生的條件。如點(diǎn)燃、加熱(常用“△”表示)、高溫、通電、催化劑等。當(dāng)反應(yīng)須要的特定條件多于一種時(shí),一般將加熱條件標(biāo)寫在等號(hào)下邊。假如反應(yīng)物中沒有氣體,而生成物中有氣體,則在氣體物質(zhì)化學(xué)式后邊加注“↑”;假如反應(yīng)是在溶液里進(jìn)行,反應(yīng)物中無固體,而生成物中有固體(沉淀),則在固體物質(zhì)化學(xué)式后邊加注“↓”。2232+3O2↑△d.最終檢查。⑵配平化學(xué)方程式的方法配平化學(xué)方程式的方法很多,現(xiàn)在再介紹幾種比較簡潔、常用的方法。①奇數(shù)偶數(shù)法例如C2H2+O2—2+H2O假如左右兩邊某種元素的原子個(gè)數(shù)一邊為奇數(shù),一邊為偶數(shù),則先將奇數(shù)變?yōu)榕紨?shù),然后依次配平其余各項(xiàng)。先在水分子前配系數(shù)2,然后依次配平。2C2H2+5O242+2H2O②視察法例如2O3+—+2通過視察和2的系數(shù)相同,一個(gè)變?yōu)橐粋€(gè)2,需一個(gè)氧原子,2O3可提供3個(gè)氧原子,所以得出2O3+32+32⑶化學(xué)方程式的涵義化學(xué)方程式體現(xiàn)了①質(zhì)的變更,說明反應(yīng)狀況,反應(yīng)的條件;②量的關(guān)系,表明反應(yīng)物和生成物之間的微粒數(shù)目比、質(zhì)量比和體積比(氣體反應(yīng))。例如,以2H222H2O為例說明由化學(xué)方程式獲得的信息:①表明白氫氣和氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成水;②表示每4份質(zhì)量的氫氣和32份質(zhì)量的氧氣完全反應(yīng)生成36份質(zhì)量的水;③表示每2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子反應(yīng)生成兩個(gè)水分子;④參與反應(yīng)的氫氣和氧氣的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的水的質(zhì)量。⑷化學(xué)方程式的讀法:以2H2O2H2↑2↑為例,讀作水通電分解生成了氫氣和氧氣。3、電離方程式:表示酸、堿、鹽等電解質(zhì)在溶液中或熔融狀態(tài)下電離成自由移動(dòng)的離子的式子。(留意強(qiáng)電解質(zhì)的電離用“=”,表示全部電離;弱電解質(zhì)的電離用“”,表示其部分電離并存在電離平衡。)例如:=H++―;+42―;H24=2H+
()2=2++2―H23H++3―,H++32―3―+H+3―34、定量相識(shí)化學(xué)變更化學(xué)方程式不僅表示什么物質(zhì)參與反應(yīng),反應(yīng)后生成什么物質(zhì),還表示反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)之間的質(zhì)量比。因此,可以依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算用確定量的原料最多可生產(chǎn)出多少產(chǎn)品;制備確定量的產(chǎn)品最少須要多少原料等。通過計(jì)算,可以加強(qiáng)試驗(yàn)和生產(chǎn)的安排性,合理地利用資源?!镜湫屠}】【例題1】某同學(xué)說,依據(jù)質(zhì)量守恒定律,2克氫氣跟8克氧氣起反應(yīng),確定生成10克水。他的說法對(duì)嗎?為什么?解析:質(zhì)量守恒定律是指參與反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。水中氫元素和氧元素的質(zhì)量比為1:8,1克氫氣只能和8克氧氣起反應(yīng)生成9克水,2克氫氣中有1克氫氣沒有參與反應(yīng),這1克氫氣是剩余物。答案:該學(xué)生的說法是錯(cuò)誤的,應(yīng)生成9克水,有1克氫氣未參與反應(yīng)?!纠}2】將A物質(zhì)10克、B物質(zhì)20克混合加熱至高溫,反應(yīng)后剩余A物質(zhì)4克,剩余B物質(zhì)2克,同時(shí)生成C物質(zhì)22克,D物質(zhì)若干克。則D的質(zhì)量為克;參與反應(yīng)的各物質(zhì)和生成的各物質(zhì)之間的質(zhì)量比A:B:C:D為;假如A、B、C、D的相對(duì)分子質(zhì)量分別為12、18、44、2,則化學(xué)方程式為。解析:依據(jù)題意,參與反應(yīng)的A物質(zhì)的質(zhì)量為(10-4)=6克,參與反應(yīng)的B物質(zhì)的質(zhì)量為(20-2)克=18克,依據(jù)質(zhì)量守恒定律生成D的質(zhì)量為2克。質(zhì)量比為3:9:11:1,質(zhì)量除相對(duì)分子質(zhì)量是個(gè)數(shù)比為1:2:1:2。答案:為2克,3:9:11:1,2B2D?!纠}3】將A克氯酸鉀和B克二氧化錳的混合物加熱到質(zhì)量不再削減時(shí)為止,得到剩余固體C克,則反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量是克,同時(shí)會(huì)生成克氯化鉀。解析:氯酸鉀在二氧化錳催化劑及加熱的條件下反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣。依據(jù)催化劑的概念,二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后保持不變。依據(jù)質(zhì)量守恒定律,參與反應(yīng)的氯酸鉀的質(zhì)量等于生成的氯化鉀和氧氣的質(zhì)量之和。剩余固體C克為氯化鉀和二氧化錳(仍為B克)的混合物,其中氯化鉀的質(zhì)量為()克。生成氧氣的質(zhì)量為A克-()克=()克。答案:()克,()克?!纠}4】下列化學(xué)方程式正確的是A.+O22B.+H244+H2↑C.H2↑+O2↑H2OD.2P2O545O2解析:推斷一個(gè)化學(xué)方程式是否正確,應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮①反應(yīng)能否發(fā)生。例如D不能發(fā)生。②反應(yīng)物和生成物化學(xué)式是否正確。例如A中氧化鎂的化學(xué)式是錯(cuò)誤的。③化學(xué)方程式是否配平。例如C未配平。④反應(yīng)條件是否注明,符號(hào)↑↓運(yùn)用是否恰當(dāng)。例如C中有錯(cuò)誤。
答案:為B。【例題5】宇宙飛船內(nèi),用含氫氧化鋰的過濾網(wǎng)除去宇航員呼出的二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。則X的化學(xué)式為()A.B.C.D.答案:B【例題6】航天飛機(jī)曾用金屬鋁粉和高氯酸銨(44)混合物作為固體燃料。加熱鋁粉使其被氧氣氧化,放出大量的熱,促使混合物中高氯酸銨受熱分解,同時(shí)生成四種氣體:二種氣體是空氣中的主要成分,一種氣體是氯氣,還有一種氣體是化合物(常溫下是液態(tài)),因而產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力。試寫出其中涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式:(1)鋁粉被氧氣氧化,(2)高氯酸銨受熱分解。答案:(1)(2)
專題四身邊的化學(xué)物質(zhì)(一)世界是由物質(zhì)構(gòu)成的,可以說化學(xué)物質(zhì)無處不在。一、水和溶液1、水水是珍貴的自然資源。水覆蓋了地球大約3/4的表面,但地球上可以干脆利用的淡水不足總水量的百分之一。要合理用水,使有限的水資源更好地為人類服務(wù)。(1)水的組成和性質(zhì)水是無色、無味的液體,在常壓下,水的凝固點(diǎn)(熔點(diǎn))為0℃,沸點(diǎn)為100℃。在4℃時(shí),水的密度最大,為1㎝。3①水是由氫、氧兩種元素組成的。水是由大量水分子構(gòu)成的,每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的。②水是一種較穩(wěn)定的化合物,在高溫或通電條件下,水分解生成氫氣和氧氣。通電2H2O2H2↑+O2↑在常溫下水能跟鈉、鉀等活潑金屬反應(yīng),在高溫條件下,水蒸氣能跟鐵等金屬反應(yīng)。2+2H2O=2+H2↑高溫3+4H2O(氣)3O4+4H2↑水還能跟某些非金屬、某些氧化物反應(yīng)3+H2O=H242O+H2O=2+H2O=()2(2)氫氣在空氣中燃燒生成水。純凈的氫氣在空氣(氧氣)中寧靜地燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰,放出大量的熱,火焰上方倒置的小燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)。點(diǎn)燃2H2+O22、物質(zhì)在水中的分散(一)溶液和濁液2H2O溶液:一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里形成的均一的、穩(wěn)定的混合物,叫做溶液。溶液的基本特征:均一性、穩(wěn)定性懸濁液:懸浮著由很多分子集合成的固體小顆粒,靜置分層。乳濁液:分散著由很多分子集合成的液體小液滴,靜置分層。(二)溶液的基本學(xué)問(1)一種或多種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)里,形成均一的、穩(wěn)定的混合物叫溶液。溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的(在溶液中,能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫做溶劑,被溶解的物質(zhì)叫做溶質(zhì))。溶液是幾種物質(zhì)共存的一種狀態(tài),推斷溶液的關(guān)鍵是:①必需是混合物。②必需是均一、穩(wěn)定、透亮的兩者缺一不行,所謂均一,是指溶液中任何各單位體積里含有溶質(zhì)的微粒(分子或離子)數(shù)相等,所謂穩(wěn)定,是指在外條件不變時(shí),溶質(zhì)和溶劑長期
不會(huì)分別。溶液是透亮的,但不確定是無色的。如4為藍(lán)色4為淺綠色2(4)3溶液為黃色。溶質(zhì)可以是固體、液體或氣體;以水為溶劑的溶液是水溶液(簡稱溶液)。(2)溶質(zhì)可以是固體,也可以是液體或氣體。一般所說的溶液是指水溶液,在某些特殊狀況下,如加入的物質(zhì)不僅能溶于水,還能和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),溶質(zhì)應(yīng)是反應(yīng)后的生成物。溶劑仍是水,例如:生石灰溶于水后形成的溶液中,溶質(zhì)不是生石灰而是反應(yīng)生成的氫氧化鈣、溶劑仍是水。又如鋅加入稀硫酸后溶質(zhì)應(yīng)是硫酸鋅、溶劑仍是水,對(duì)結(jié)晶水合物溶于水所形成的溶液,溶質(zhì)是無結(jié)晶水的化合物部分,如4·5H2O溶于水后,該溶液的溶質(zhì)是4,而不再是4·5H2O。以其他液體物質(zhì)(如酒精、四氯化碳、丙酮、苯等等)為溶劑的溶液是非水溶液,如碘酒(是將固體碘及碘化鉀溶解在酒精里制得的)。(3)在確定溫度、確定量的溶劑中,溶質(zhì)不能再溶解的溶液叫飽和溶液;在確定溫度、確定量的溶劑中,溶質(zhì)可以接著溶解的溶液叫不飽和溶液。溶液的濃稀和溶液是否飽和沒有什么必定聯(lián)系。這是兩個(gè)不同概念,不能混為一談。溶液濃稀,是指確定量溶劑中溶質(zhì)的相對(duì)含量的多少,和溫度無關(guān)。而飽和溶液和不飽和溶液是指在確定溫度下溶質(zhì)的溶解是否達(dá)到了最大限度,受溫度和溶劑的量兩個(gè)條件的限制,它們是溶液的一種存在狀態(tài),和溶液濃稀無關(guān)。對(duì)于不同溶質(zhì)來說,濃溶液不確定是飽和溶液,稀溶液也不確定是不飽和溶液。對(duì)于同一種溶質(zhì)來說,在確定溫度下,飽和溶液比不飽和溶液要濃。所以溶解度很大的溶質(zhì)形成的飽和溶液當(dāng)然是濃溶液,而溶解度很小的溶質(zhì)即使形成飽和溶液也是稀溶液。飽和溶液和不飽和溶液之間的轉(zhuǎn)化(4)不同物質(zhì)在同一種溶劑里,溶解實(shí)力是不同的,我們把一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)里的實(shí)力叫溶解性,溶解性大小,除了跟溶質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)之外,還跟溶劑的性質(zhì)、外界的溫度有關(guān)。假如是氣體溶質(zhì),還受壓強(qiáng)影響。①溶解性的表示方法定性:(20℃)溶解性分類<0.01≥0.01~<0.01≥1~<10≥10難溶微溶可溶易溶定量:溶解度②溶解度是物質(zhì)在確定條件下,溶解量的限度,它既確定于物質(zhì)的本性,也和外界條件(溫度、溶劑種類等)有關(guān),氣體溶解度還和壓強(qiáng)有關(guān)。固體物質(zhì)的溶解度是指確定溫度下某物質(zhì)在100克溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的克數(shù),叫做這種物質(zhì)在這種溶劑里的溶解度。(氣體的溶解度:在壓強(qiáng)為101和確定溫度時(shí),氣體溶解在1體積水里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的氣體體積)如不指明溶劑一般指物質(zhì)在水里的溶解度,固態(tài)物質(zhì)溶解度確定,必需同時(shí)滿意四要素:a.確定溫度,b.溶液是飽和狀態(tài),c.溶劑是100克,d.溶質(zhì)是溶解的最大克數(shù)四個(gè)條件。③溶解度(S)和飽和溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)()的關(guān)系
(5)溶解度曲線是用直角坐標(biāo)表示物質(zhì)的溶解度隨溫度變更的曲線。以縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的溶解度(S),橫坐標(biāo)表示溫度(t),把物質(zhì)在不同溫度時(shí)的溶解度標(biāo)在圖上,所畫出的某物質(zhì)溶解度隨溫度變更的曲線,叫做該物質(zhì)的溶解度曲線。①溶解度曲線表示某物質(zhì)在不同溫度下的溶解度或溶解度隨溫度變更的狀況。從溶解度曲線可以直觀地看到,溶解度一般都隨著溫度的上升而增大。其中,有些物質(zhì)溶解度受溫度影響較大(如硝酸鉀、氯化銨等),其溶解度曲線比較陡(陡升型);有些受溫度影響較?。ㄈ缏然c),其溶解度曲線比較平緩(緩升型);但是,極少數(shù)物質(zhì)[如熟石灰()2]的溶解度卻隨著溫度的上升而減?。ㄏ陆敌停"谝?yàn)?,曲線是連續(xù)的,所以溶解度曲線上的任何一點(diǎn),都表示在相應(yīng)溫度下該物質(zhì)的溶解度。此時(shí)溶液必定是飽和溶液。③兩條曲線的交叉點(diǎn)表示兩種溶質(zhì)在同一溫度下具有相同的溶解度。④在溶解度曲線下方的點(diǎn),則表示溶液是不飽和溶液。⑤在溶解度曲線上方靠近曲線的點(diǎn)表示過飽和溶液(在較高溫度下制成飽和溶液,漸漸地降到室溫,溶液中溶解的溶質(zhì)質(zhì)量超過室溫時(shí)的溶解度,但尚未析出晶體時(shí)的溶液叫過飽和溶液)。它主要應(yīng)用有:①可從溶解度曲線上粗略地查出某物質(zhì)在某溫度時(shí)的溶解度數(shù)值及各物質(zhì)的溶解度受溫度影響的趨勢。②利用某物質(zhì)的溶解度曲線可查到曲線所示溫度范圍內(nèi)的任何溫度時(shí)的溶解度。利用溶解度曲線圖還可以比較在相同溫度下不同物質(zhì)溶解度的大小,或者比較達(dá)到同一溶解度數(shù)時(shí)各物質(zhì)所需溫度的凹凸。③利用溶解度曲線,可以推斷某溶液里是否飽和,④利用溶解度曲線,可以選擇混合物分別的方法。例如:依據(jù)下面的溶解度曲線回答
(1)t3℃時(shí)A的溶解度為(80g)(2)P點(diǎn)的的含義(在該溫度時(shí),A和C的溶解度相同)(3)N點(diǎn)為t3℃時(shí)A的不飽和溶液,可通過(加入A物質(zhì),降溫,蒸發(fā)溶劑)的方法使它變?yōu)轱柡停?)t1℃時(shí)A、B、C、溶解度由大到小的依次(C>B>A)(5)從A溶液中獲得A晶體可用(降溫結(jié)晶)的方法獲得晶體。(6)從B的溶液中獲得晶體,相宜采納(蒸發(fā)結(jié)晶)的方法獲得晶體(7)t2℃時(shí)A、B、C的飽和溶液各W克,降溫到t1℃會(huì)析出晶體的有(A和B)無晶體析出的有(C),所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由小到大依次為(A<C<B)(8)除去A中的泥沙用(過濾法);分別A和含量少的B的混合物,用(結(jié)晶法)。(5)溶液組成的定量表示方法,初中化學(xué)學(xué)問中主要駕馭溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是溶質(zhì)質(zhì)量和溶液質(zhì)量之比,通??梢杂眯?shù)或百分?jǐn)?shù)表示。溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用下式計(jì)算:要留意:①溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以用分?jǐn)?shù)來表示,也可以用百分?jǐn)?shù)來表示,沒有單位。任何溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總是小于1(或100%)。如為1(或100%),則已為純凈物質(zhì),不是溶液了。②溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溶液是否飽和無關(guān),和溫度無關(guān)。③溶液飽和時(shí),固體物質(zhì)的溶解度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相互有著親密聯(lián)系,溶液不飽和時(shí),溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不能和溶解度相互換算。④溶液稀釋或混合時(shí),稀釋或混合前后溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變?!镜湫屠}】【例題1】下列物質(zhì)中屬于溶液的是(),屬于懸濁液的是(),屬于乳濁液的是()。A.將少量二氧化碳通入石灰水后得到的混合物B.液氮C牛奶D.碘酒解答:溶液:D懸濁液:A乳濁液:C精析:二氧化碳通入石灰水后得到碳酸鈣固體,因此形成懸濁液。液氮是純凈物,牛奶是小液滴分散到水中形成的,碘酒是碘溶于酒精形成均一穩(wěn)定的溶液。【例題2】下列有關(guān)溶液的說法正確的是(A.溶液都是無色透亮的液體)B.凡是均一、穩(wěn)定的液體都是溶液C.溶液是一種均一、穩(wěn)定的混合物D.溶液中的溶質(zhì)確定是固體,溶劑確定是水
解答:C精析:溶液是一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里,形成均一、穩(wěn)定的混合物。其基本特征是均一性,穩(wěn)定性。存在形式:混合物。B選項(xiàng)沒有指明是混合物,如蒸餾水也是均一、穩(wěn)定的,但它屬純凈物?!纠}3】指出下列溶液中的溶質(zhì)和溶劑A.濃鹽酸B.鎂和稀硫酸反應(yīng)后的溶液C.75%的酒精D.2g甲和8g乙的兩種液體形成的溶液解析:鹽酸是氯化氫氣體的水溶液,且按溶質(zhì)、溶劑的推斷依據(jù):當(dāng)不指明溶劑或有水存在時(shí),以水作為溶劑,因此A、C中溶劑都為水。B中化學(xué)反應(yīng)后的溶液應(yīng)當(dāng)是4溶液,其中4作為溶質(zhì),水作為溶劑。而D中兩種液體相互溶解時(shí),則是以量多的為溶劑,量少的為溶質(zhì)。答案:溶液溶質(zhì)溶劑ABCD水4酒精水甲乙水【例題4】下列說法對(duì)嗎?錯(cuò)誤的說明理由:A.凡是均一、穩(wěn)定、透亮的液體就是溶液B.鹽水是溶液,糖水是溶液,混合在一起既有糖又有鹽則不是溶液了C.溶液是均一、穩(wěn)定、無色透亮的液體D.一杯調(diào)好的糖水,喝第一口特殊甜,越喝越不甜,說明后面喝的糖水含糖少E.溶液中只含有溶質(zhì)分子、溶劑分子解析:A錯(cuò),溶液是一種混合物,液體不確定是混合物。如純水。B錯(cuò),因?yàn)樘撬望}水混合后,既是糖溶液也是鹽溶液,只是溶質(zhì)有兩種。C錯(cuò),均一、穩(wěn)定是溶液必需具備的特征,但無色、透亮并不是溶液必需具備的特征,且無色和透亮并不是一回事。D錯(cuò),上述狀況只是味覺漸漸遲鈍而造成的錯(cuò)誤感覺。這里應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)溶液的均一性,這是溶液的本質(zhì)特點(diǎn)。E錯(cuò),溶液中溶質(zhì)分散成的粒子可以是分子,也可以是離子。如蔗糖溶液、氯化鈉溶液。答案:A、B、C、D、E都錯(cuò),理由見解析?!纠}5】下列關(guān)于飽和溶液的說法中,正確的是()A.同種溶質(zhì)的飽和溶液確定比不飽和溶液濃B.在確定溫度下,食鹽的飽和溶液不能再溶解少許硝酸鉀C.在確定溫度下,向食鹽飽和溶液中再加入少許食鹽,溶液質(zhì)量分增大D.當(dāng)溶質(zhì)的固體和溶液穩(wěn)定共存時(shí),此溶液是該溫度下的飽和溶液解答:D精析:A項(xiàng)忽視了確定溫度的前提條件。確定溫度下飽和食鹽溶液不能溶解食鹽但可以溶解其它物質(zhì),但不能再溶解食鹽了?!纠}6】將不飽和溶液轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡腿芤?,最牢靠的方法是()A.上升溫度解答:CB.降低溫度C.加入溶質(zhì)D.倒出溶劑
精析:上升溫度或降低溫度只能將隨升溫或降溫溶解實(shí)力上升或降低的固體物質(zhì)的不飽和溶液轉(zhuǎn)化為飽和溶液。而溫度確定,溶劑量確定,加入溶質(zhì)均可將不飽和溶液轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡腿芤骸H芤菏蔷?、穩(wěn)定的,溶劑不能單獨(dú)倒出?!纠}7】將10克某物質(zhì)投入到90克水中,使之完全溶解后,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)()A.確定等于10%C.確定小于10%解答:DB.確定大于10%D.上述三種都有可能精析:如物質(zhì)和水不反應(yīng)(如氯化鈉),則質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于10%;如物質(zhì)和水反應(yīng)(如氧化鈉),則質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%;如物質(zhì)是結(jié)晶水合物(如膽礬),則質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%?!纠}8】兩種能溶于水且能起反應(yīng)的塊狀固體A、B,反應(yīng)最快的狀況是()A.兩種塊狀固體接觸B.將兩種固體研細(xì)拌和C.將A、B溶于水,混合并攪拌D.一種塊狀固體和另一種粉末混合解析:在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)探討中為加速化學(xué)反應(yīng),常把可以反應(yīng)且可溶于水的物質(zhì)配成溶液再使其反應(yīng)。所以兩種物質(zhì)在溶液中接觸最充分,反應(yīng)最快。答案:C【例題9】下列生活閱歷中,不正確的是()A.用汽油洗去衣服上的油漬C.用鋼絲球洗刷鋁鍋表面臟物B.用食醋除去水瓶中的水垢D.用鉛筆芯的粉末使鎖的開啟變得更敏捷解析:此題綜合考查生活中的化學(xué)學(xué)問。依據(jù)相像相溶的原理,汽油和油漬都是有機(jī)物,汽油能溶解油漬;食醋能和水垢中的碳酸鈣反應(yīng);在空氣中,鋁的表面能形成一層致密的氧化物薄膜,可阻擋鋁進(jìn)一步氧化,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤:鉛筆芯的主要成分是石墨,石墨可作潤滑劑,因此選項(xiàng)A、B、D正確。答案:C【例題10】在溫度不變的狀況下,下列溶液中確定是不飽和溶液的是()A.溶質(zhì)含量較低的澄清石灰水B.還能再溶解食鹽的蔗糖溶液D.還能再溶解氯化鈉的食鹽水C.蒸發(fā)掉部分水后有晶體析出的溶液解析:在溫度不變,溶劑確定狀況下推斷該溶液是否飽和,關(guān)鍵看能否再溶解該溶液中的溶質(zhì)。溶質(zhì)含量較低和能否再溶無關(guān),也就是說在溶質(zhì)含量低的澄清石灰水中,若加入溶質(zhì)氫氧化鈣可能再溶,也可能不溶,A無法推斷;能溶解食鹽的蔗糖溶液,向該溶液中加入溶質(zhì)蔗糖則可能不溶,B也無法推斷;蒸發(fā)掉部分水后有晶體析出,相對(duì)于溶液不能接著溶解溶質(zhì),有固體剩余,C確定是飽和溶液;氯化鈉溶液中還能溶解氯化鈉,則確定是不飽和溶液。答案:D【例題11】確定溫度下,某物質(zhì)的飽和溶液確定是()A.稀溶液C.濃溶液B.含有100g水的溶液D.不能再溶解該物質(zhì)的溶液解析:飽和溶液是指在確定溫度下,在確定量的溶劑里不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液,“飽”是指在兩個(gè)條件下不能再“吃”,和溶液的濃、稀及溶劑的量沒有必定的關(guān)系。答案:D【例題12】現(xiàn)有一瓶接近飽和的3溶液,若要使它變成飽和溶液,可采納的方法是:
①;②;③;②。而要將一瓶飽和的石灰水轉(zhuǎn)變成不飽和溶液,可采納的方法是:①;③·解析:在確定量的水中,3所能溶解的質(zhì)量隨溫度上升而增加,而()2卻相反。解答問題時(shí),既要考慮到物質(zhì)的共性,又要留意物質(zhì)的特性。答案:使3不飽和溶液變成飽和溶液,可采納的方法是:①加入3,至不再接著溶解;②降低溫度至剛好有晶體析出;③蒸發(fā)溶劑至剛好有晶體析出。而使飽和石灰水變成不飽和溶液,可采納的方法是:①降低溫度;②加入溶劑;③通入適量的2后過濾。4、空氣(1)空氣的成分在18世紀(jì)70年頭,瑞典化學(xué)家舍勒(,1742~1786)和英國化學(xué)家普利斯特里(,1733~1804)曾先后發(fā)覺并制得了氧氣。法國化學(xué)家拉瓦錫(,1743~1794)在前人工作的基礎(chǔ)上,通過試驗(yàn)得出了空氣是由氧氣(約占1/5體積)和氮?dú)猓s占4/5體積)組成的結(jié)論??茖W(xué)家們的不懈努力,通過精確的試驗(yàn)證明,空氣中除含有氧氣、氮?dú)馔?,還含有少量的稀有氣體、二氧化碳、水蒸氣、其他氣體和雜質(zhì)??諝獾某煞职大w積含量計(jì),大致是氮?dú)?8%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸氣及其他氣體和雜質(zhì)0.03%??諝獾某煞郑话銇碚f是相對(duì)穩(wěn)定的。但由于地區(qū)、環(huán)境不同,會(huì)有不同程度的變更。(2)空氣的利用空氣除了供應(yīng)呼吸外,還是人類生存和發(fā)展的珍貴自然資源。①氮是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的主要元素。。純凈的氮?dú)獾獨(dú)馐且环N無色、無味的氣體。它的密度比空氣略小。在水中很難溶解。在常壓下,氮?dú)饫鋮s到-196℃時(shí)變成無色的液體。液態(tài)氮是一種優(yōu)良的冷凍劑,在醫(yī)學(xué)上用來保存血液和活組織。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)較不活潑,不簡潔跟別的物質(zhì)起反應(yīng),工業(yè)上利用氮?dú)庾骱附咏饘俚谋Wo(hù)氣。也用于充填燈泡以減慢鎢絲的蒸發(fā),使燈泡經(jīng)久耐用。氨氣再經(jīng)一系列的化學(xué)反應(yīng),可以制得氮肥、染料、炸藥等多種含氮的物質(zhì)。②稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱。稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)不活潑,一般不和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在一些工業(yè)生產(chǎn)中,常用它們作愛護(hù)氣。例如,焊接金等時(shí),可以用氬氣來隔絕空氣,防止金屬在高溫下跟其他物質(zhì)起反應(yīng)。稀有氣體在電光源中有特殊的應(yīng)用。在燈管里充入氖氣的氖燈,通電時(shí)發(fā)出的紅色光,能透過濃霧,可用作航空、航海的指示燈。在燈管里充入氬氣的氬燈,通電時(shí)發(fā)出藍(lán)紫色光;在燈管里充入氦氣的氦燈,通電時(shí)發(fā)出粉紅色光;在不同材質(zhì)的玻璃燈管里充入不同含量的氦、氖、氬的混合氣體,就能制得五光十色的霓虹燈。在燈管里充填少量的汞和氬氣,燈管的內(nèi)壁涂上熒光物質(zhì),通電時(shí)就能發(fā)出近似日光的可見光,所以叫日光燈。充填氙氣的高壓長弧燈,通電時(shí)能發(fā)出比熒光燈強(qiáng)幾萬倍的強(qiáng)光,因此叫做“人造小太陽”,可用于廣場、體育場、飛機(jī)場等照明。氖氣、氪氣、氙氣還可用于激光技術(shù)。(氧氣和二氧化碳它的重要用途將在后面章節(jié)中介紹)。5、氧氣(1)氧氣的性質(zhì)氧氣是一種無色、無味的氣體。比空氣密度稍大,不易溶于水。通常狀況下,-183℃時(shí)在液化成淡藍(lán)色液體,-218℃時(shí)凝聚或雪花狀的藍(lán)色固體。氧氣和碳、硫、鐵的化學(xué)反應(yīng)和試驗(yàn)現(xiàn)象,歸納下表:
反應(yīng)物反應(yīng)反應(yīng)現(xiàn)象生成物及特征試驗(yàn)留意事項(xiàng)條件在空氣中在氧氣中碳跟氧氣點(diǎn)燃持續(xù)紅燃燒更旺,發(fā)出白二氧化碳。無色、燃燒匙里盛放木熱,放出光,放出熱量,生無味、氣體,能炭,加熱,直到熱量成的無色、無味的使澄清石灰水變?nèi)紵?,然后,把使澄清石灰水變渾渾濁濁的氣體燃燒匙由上而下漸漸伸入集氣瓶中硫跟氧氣點(diǎn)燃發(fā)出微弱發(fā)出光明的藍(lán)紫色二氧化硫。有刺燃燒匙里放少量的淡藍(lán)色火焰,同時(shí)放出熱激性氣味的硫粉,加熱,直到燃燒,然后,把燃燒匙移到盛氧氣的集氣瓶里火焰量,生成一種帶有氣體刺激性氣味的氣體鐵跟氧氣點(diǎn)燃不能燃燒猛烈燃燒,火星四四氧化三鐵,黑鐵絲繞成螺旋射,放出大量熱,色固體生成一種黑色固體狀,一端系一根火柴,集氣瓶底要預(yù)先裝少量水(或鋪一層細(xì)沙)氧氣的化學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在它具有氧化性,能和很多物質(zhì),如:碳、硫、磷、鎂、鋁、鐵、銅等發(fā)生氧化反應(yīng)。氧氣能支持燃燒,某些在空氣中不易燃燒的物質(zhì),在氧氣中卻能燃燒??扇嘉镌谘鯕庵腥紵ǔ1仍诳諝庵忻土?,氧氣的濃度越高,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)越劇烈。C+O2S+O2224P+5O22+O22P2O5)24+3O222O33+2O22+O23O42(2)氧氣的獲得①試驗(yàn)室利用分解過氧化氫(雙氧水)H2O2的方法來制取氧氣。22H2O22H2O2↑此外,試驗(yàn)室還常用加熱氯酸鉀或高錳酸鉀的方法來制備氧氣。收集方法:氧氣密度比空氣大,難溶于水,用向上排空氣集氣法或用排水集氣法收集。
驗(yàn)滿:向上排空氣法,將帶火星的木條放在集氣瓶口,木條復(fù)燃;排水法,集氣瓶口有氣泡往外冒出。檢驗(yàn):將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi),木條復(fù)燃,證明是氧氣。在過氧化氫和氯酸鉀加熱分解反應(yīng)中,2均作催化劑。二氧化錳在反應(yīng)中只是變更了氯酸鉀放出氧氣的速率,它本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有變更。這種在化學(xué)反應(yīng)里能變更其他物質(zhì)的反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變更的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫做催化作用。②工業(yè)上主要是用分別空氣的方法制取氧氣:先將空氣凈化,除去二氧化碳、水蒸氣和灰塵,再在低溫下加壓,使它轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣,然后緩慢蒸發(fā)。由于液態(tài)空氣是一種混合物,其中液態(tài)氮的沸點(diǎn)(-196℃)比液態(tài)氧的沸點(diǎn)(-183℃)低,因此,沸點(diǎn)低的液態(tài)氮首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來,剩下的主要是液態(tài)氧。為了便于貯存、運(yùn)輸和運(yùn)用,通常把氧氣加壓到1.5×1
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