上海初三化学第二章：浩瀚的大气(教案+习题)

第二章：浩瀚的大气第一节人类赖以生存的地球第1课时地球的面纱第2课时构成物质的微粒第二节神奇的氧气第1课时氧气的性质第2课时氧气的制法第三节化学变化中的质量守恒第1课时化合价和化学式第2课时物质的量第3课时质量守恒定律考点一：空气一、空气成分的研究史1、18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里，分别发现并制得了氧气。2、法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。二、空气中氧气成分的测定：1、装置图（见课本）2、实验现象：A、红磷燃烧发出黄白色火焰，放出热量，冒出白色浓烟B、（过一会儿白烟消失，装置冷却到室温后打开弹簧夹）烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶子容积的1/5。3、实验结论：说明空气不是单一的物质；氧气约占空气总体积的1/5。4、原理:表达式：磷（P）+氧气（O2）五氧化二磷（P2O5）化学方程式：4P+5O2点燃→2P2O55、注意事项A、所用的红磷必须过量，过少则氧气没有全部消耗完B、要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹，C、装置的气密性要好，（否则测量结果偏小），D、要先夹住橡皮管，然后再点红磷（否则测量结果偏大）。E、点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞（否则测量结果偏大）。思考：1、可否换用木炭、硫磺等物质？如能，应怎样操作？答：不能用木炭或蜡烛（燃烧产生了气体，瓶内体积变化小），不能用铁（铁在空气中不能燃烧）2、可否用镁代替红磷？不能用镁，因为镁不但跟氧气反应而且还跟氮气等反应，结果测得的不只是空气中氧气的体积。会远远大于氧气的体积。3、实际在实验中测得的结果比真实值小，其原因可能是A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至室温就打开止水夹；D、没有预先在导管中装满水点燃只要是保证不了原一瓶的空气（有部分空气实验过程中外逸测量结果就会偏大，进的水就会补充外逸部分的空气即就会多三、空气的主要成分：空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%四、物质的分类：纯净物和混合物1、纯净物：由一种物质组成的，“纯净”是相对的，绝对纯净的物质是没有的，只要杂质含量低，不至于对生产和科学研究产生影响的物质就是纯净物。2、混合物：两种或多种物质组成的，这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。注意：划分纯净物、混合物的标准是根据物质的种类来划分的。只含一种物质的就属于纯净物，含有几种物质的就属于混合物，五、空气是一种宝贵的资源1、氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。2、稀有气体：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。氧气①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等氮气①超导实验车②化工原料③作保护气④食品充氮作防腐剂等稀有气体①作保护气②制多种用途的电光源③激光技术④液氦冷冻机等六、空气的污染及防治1、造成空气污染的物质：有害气体（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2））和烟尘。2、污染来源：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。3、被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。4、防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。5、目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。七、未来化学将朝着“绿色化学”——“绿色消毁”和“绿色生产”的方向发展。核心是利用化学原理从源头消除污染。特点：①充分利用资源和能源，原料无毒无害②减少向环境排放废物③原料中的原子全部被消纳，实现零排放（在化合反应中体现）④生产出环境友好产品。考点二：构成物质微粒原子：一、原子的构成（1）(带正电)原子原子核电子（带负电）质子（带正电）中子（不带电）（2）在原子中由于原子核带正电，带的正电荷数（即核电荷数）与核外电子带的负电荷数（数值上等于核外电子数）相等,电性相反，所以原子不显电性因此：核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数（3）原子的质量主要集中在原子核上注意：①原子中质子数不一定等于中子数②并不是所有原子的原子核中都有中子。例如：氢原子核中无中子二、相对原子质量：⑴⑵相对原子质量与原子核内微粒的关系：相对原子质量=质子数+中子数分子一，分子性质1、基本性质：⑴质量、体积都很小；⑵在不停地运动且与温度有关。温度越高，运动速率越快例：水的挥发、品红的扩散；⑶分子间存在间隔。同一物质气态时分子间隔最大，固体时分子间隔最小；物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大，遇冷时变小的缘故。⑷同种物质间分子的性质相同，不同物质间分子的性质不同。2、分子的构成：分子由原子构成。分子构成的描述：①××分子由××原子和××原子构成。例如：水分子由氢原子和氧原子构成②一个××分子由几个××原子和几个××原子构成。例如：一个水分子由一个氧原子和二个氢原子构成3、含义：分子是保持物质化学性质的最小微粒。例：氢分子是保持氢气化学性质的最小粒子4、从分子和原子角度来区别下列几组概念⑴物理变化与化学变化由分子构成的物质，发生物理变化时，分子种类不变。发生化学变化时，分子种类发生了改变。⑵纯净物与混合物由分子构成的物质，纯净物由同种分子构成；混合物由不同种分子构成。⑶单质与化合物单质的分子由同种原子构成；化合物的分子由不同种原子构成。某原子的质量碳原子质量的1/12相对原子质量=二：分子与原子比较分子原子定义分子是保持物质化学性质最小的微粒原子是化学变化中的最小微粒。性质体积小、质量小；不断运动；有间隙联系分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。区别化学变化中，分子可分，原子不可分。化学反应的实质：在化学反应中分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子。元素一、元素概念1、含义：具有相同质子数（或核电荷数）的一类原子的总称。注意：元素是一类原子的总称；这类原子的质子数相同因此：元素的种类由原子的质子数决定，质子数不同，元素种类不同。2、元素与原子的比较：元素原子区别含义宏观概念，只分种类不计个数微观概念，既分种类又分个数适用范围从宏观描述物质的组成。常用来表示物质由哪几种元素组成。如水由氢元素和氧元素组成从微观描述物质（或分子）的构成。常用来表示物质由哪些原子构成或分子由哪些原子构成，如水分子由氢原子和氧原子构成；铁由铁原子构成。联系元素是同类原子的总称，原子是元素的基本单元3、元素的分类：元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素三种4、元素的分布：①地壳中含量前四位的元素：O、Si、Al、Fe②生物细胞中含量前四位的元素：O、C、H、N③空气中前二位的元素：N、O注意：在化学反应前后元素种类不变二、元素符号1、书写原则：第一个字母大写，第二个字母小写。2、表示的意义；表示某种元素、表示某种元素的一个原子。例如：O：表示氧元素；表示一个氧原子。3、原子个数的表示方法：在元素符号前面加系数。因此当元素符号前面有了系数后，这个符号就只能表示原子的个数。例如：表示2个氢原子：2H；2H：表示2个氢原子。4、元素符号前面的数字的含义；表示原子的个数。例如：6．N：6表示6个氮原子。三，元素周期表1、发现者：俄国科学家门捷列夫结构：7个周期16个族2、元素周期表与原子结构的关系：3、①同一周期的元素原子的电子层数相同，电子层数＝周期数②同一族的元素原子的最外层电子数相同，最外层电子数＝主族数4、原子序数＝质子数＝核电荷数=电子数（考点五）5、元素周期表中每一方格提供的信息：离子一、核外电子的排布1、原子结构图：①圆圈内的数字：表示原子的质子数②+：表示原子核的电性③弧线：表示电子层④弧线上的数字：表示该电子层上的电子数2，核外电子排布的规律：①第一层最多容纳2个电子；②第二层最多容纳8个电子；③最外层最多容纳8个电子（若第一层为最外层时，最多容纳2个电子）3、元素周期表与原子结构的关系：①同一周期的元素，原子的电子层数相同，电子层数＝周期数②同一族的元素，原子的最外层电子数相同，最外层电子数＝主族数4、元素最外层电子数与元素性质的关系金属元素：最外层电子数＜4易失电子非金属元素：最外层电子数≥4易得电子稀有气体元素：最外层电子数为8（He为2）不易得失电子最外层电子数为8（若第一层为最外层时，电子数为2）的结构叫相对稳定结构因此元素的化学性质由原子的最外层电子数决定。当两种原子的最外层电子数相同，则这两种元素的化学性质相似。（注意：氦原子与镁原子虽然最外层电子数相同，但是氦原子最外层已达相对稳定结构，镁原子的最外层未达到相对稳定结构，所氦元素与镁元素的化学性质不相似）二、离子（了解内容，有助理解）1、概念：带电的原子或原子团1H氢1.008表示元素符号表示元素名称表示元素的相对原子质量表示元素的原子序数287+17电子质子数电子层上的电2、分类及形成：阳离子（由于原子失去电子而形成）带正电阴离子（由于原子得到电子而形成）带负电注意：原子在变为离子时，质子数、元素种类没有改变；电子数、最外层电子数、元素化学性质发生了改变。3、表示方法：在元素符号右上角标明电性和电荷数，数字在前，符号在后。若数字为1时，可省略不写。例如：钠离子：Na＋。4、离子符号表示的意义：表示一个某种离子；表示带n个单位某种电荷的离子。例如：Fe3+：带3个单位正电荷的铁离子5、元素符号右上角的数字的含义：表示一个离子所带的电荷数。例如：Fe3．+：3表示一个铁离子带3个单位的正电荷6、离子中质子数与电子数的关系：阳离子：质子数电子数阴离子：质子数电子数7、离子与原子的区别与联系粒子的种类原子离子阳离子阴离子区别粒子结构质子数=电子数质子数电子数质子数电子数粒子电性不显电性显正电显负电符号用元素符号表示用离子符号表示用离子符号表示相互转化阳离子原子阴离子相同点都是构成物质的一种微粒；质量、体积都很小；在不停运动；有间隙8、离子个数的表示方法：在离子符号前面加系数。例如：2个钠离子：2Na＋9、离子符号前面的数字：表示离子的个数。小结：1、构成物质的微粒：分子、原子、离子由分子直接构成的物质：非金属气体单质、酸和多数氧化物（如CO2H2OSO3HCl）由原子直接构成的物质：金属、稀有气体、金刚石、石墨等由离子直接构成的物质：碱、盐2、物质的组成、构成的描述：①物质的组成：××物质由××元素和××元素组成例：水由氢元素和氧元素组成②物质的构成：××物质由××分子（或原子、离子）构成例：水由水分子构成；铁由铁原子构成；氯化钠由氯离子和钠离子构成考点三：氧气性质及制取性质一、氧气的物理性质1、色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体；2、密度：标准状况下，密度为1.429g/L，略大于空气。（可用向上排空法）得到电子失去电子得到电子失去电子3、溶解性：氧气不易溶于水。（可用排水法收集），4、三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。二、氧气的化学性质（一）与非金属（碳、硫、磷）的反应1、木炭（黑色固体）燃烧实验现象：在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。文字表达式：碳（C）+氧气（O2）二氧化碳（CO2）化学方程式C+O2点燃CO2做木炭燃烧实验时，燃烧匙应慢慢．．从瓶口向瓶底伸入（充分利用瓶内的氧气）。2、硫粉（淡黄色）燃烧：实验现象：在空气中：发出微弱的淡蓝色火焰；放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。在氧气中:发出明亮的蓝紫色的火焰,放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。文字表达式硫（S）+氧气（O2）二氧化硫（SO2）化学方程式S+O2点燃SO2实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气）。3、红磷（暗红色固体）的燃烧实验现象：在空气．．中