第二单元 空气

天际那一

课题1 空气

知识点 1 拉瓦锡测定空气成分的实验

（1）实验方法（如图）和原理

①汞 ＋氧气→氧化汞（加热）

②氧化汞一→汞 ＋氧气（加强热）

（2）实验现象：一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了1／5 。

（3）实验结论：容器里空气的体积差不多减少了1／5，研究发现剩下4／5体积的气体，既不能供给呼吸，也不支持燃烧。他误认为这些都是氮气！

知识点 2 空气中氧气含量的测定

1.实验原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内气压减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为上成少的氧气的体积。

2.实验步骤：

①连接装置如图；

②检查装置的气密性；

③在集气瓶加入少量水后，把集气瓶剩余容积分为五等份；

④用弹簧夹夹紧胶皮管；

⑤点燃红磷后，立即伸入集气瓶内并把塞子塞紧；

⑥燃烧结束后，并冷至室温后，打开弹簧夹。

3.实验现象：红磷燃烧，有大量白烟生成；冷却至室温后打开弹簧夹，集气瓶内水面上升约1／5。

4.实验结论：氧气体积约占空气体积1／5；氮气不支持燃烧，不易溶于水。

5.文字表达式：红磷＋氧气→五氧化二磷。（点燃）

6.注意事项及误差分析：

①装置气密性要好。否则瓶外空气容易进入集气瓶，导至进入集气瓶内水的体积少，使测得氧气体积分数偏小。（结果偏小）

②红磷要过量。否则（结果偏小）

③不能用木炭、硫、铁丝带替红磷。木炭与硫反应都有气体生成，会弥补消耗的氧气体积，而铁丝在空气中不燃烧。

④必须冷却至室温后再打开弹簧夹。否则（结果偏小）

⑤集气瓶内加少量的水。一是为了防止炸裂集气瓶；二是为了迅速冷却集气瓶；三是为了吸收五氧化二磷。

⑥导管内事先应注满水，否则进入的水有一部分会存留导管内，导至（结果偏小）

⑦烧杯内水量要足。

⑧弹簧夹要夹紧，否则（结果偏大）

⑨将点燃的红磷放入集气瓶要迅速，否则气体受热膨胀外逸，导至（结果偏大）。

7.实验反思与评价

（1）红磷替代品应满足的条件

①该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应（镁不仅与氧气反应还与氮气反应）

②生成物为固态或液态。

（2）实验装置的缺点及改进方案

①装置缺点：空气中点燃红磷，会造成空气污染；点燃红磷伸入集气瓶，气温升高，会造成气体逸出。

②改进的几种实验装置图。

知识点 3 空气的成分

（按体积分数）

氮气：78％；氧气21％；稀有气体0.94％；二氧化碳0.03％，其它气体和杂质0.03％。

知识点4 混合物和纯净物

1.定义

①混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫混合物。

②纯净物：只由一种物质组成的物质，叫做纯净物。纯净物分单质和化合物。

2.纯净物和混合物的区别和联系

（1）区别：

①概念不同；

②组成不同：纯净物只含一种物质，具有固定不变的组成；

③性质不同：纯净物具有固定的性质，如熔点、沸点等。

（2）联系：由两种或两种以上的纯净物简单混合就得到了混合物，而混合物通过提纯、分离就能得到纯净物。

知识点5 空气是一种宝贵的资源

1.氧气的用途：供给呼吸、支持燃烧（具有助燃性，不具可燃性）。

2.氮气：

①物理性质：无色、无味、不易溶于水，密度1.251g／L，（比空气略小）熔点-209.9℃，沸点-195.8℃。

②化学性质：不活泼，一般不燃烧也不支持燃烧（镁条可以在氮气中燃烧）。

用途：制造硝酸和氮肥的重要原料；用作保护气；可以创造低温（环境）条件。

3.稀有气体（包括氦、氖、氩、氪、氙、氡）无色无味难溶于水，化学性质极不活泼。

知识点6 保护空气

1.空气污染

(1）危害：损害人体健康，影响作物生长：，破坏生态平衡，引起全球气候变暖、臭氧 层破坏和酸雨等。

（2）污染物：

①烟尘﹣可吸人颗粒物→ PM10、PM2.5，雾霾的元凶。

②有害气体﹣﹣二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。

（3）污染源：

①工厂废气﹣﹣多种有害气污染源

② 汽车尾气﹣﹣一氧化碳（有毒）、二氧化氮（酸雨）

③化石燃料燃烧﹣﹣烟尘、二氧化氮（酸雨）、二氧化硫（酸雨）！造成空气污染的原因是烟尘和有害气体（如 NO2、SO2 和 CO 等）。

（4）空气污染引起的三大环境问题

①温室效应：造成全球气候变暖、海平面上升、陆地面积减小等。

②酸雨：造成建筑物的腐蚀损坏、土壤酸化等。

③臭氧空洞：使紫外线穿透大气层，危害人体健康。

(5）保护空气的措施：

①加强空气质量监测，改善环境状况。②改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。对化石燃料合理开采，使用时进行脱硫、脱氮处理，工厂的废气要经过处理后再排放。

③开发新能源。如太阳能、风能、水能、地热能等。

④大力开展植树造林活动，提高环境的自我净化能力。

2．空气质量日报：空气质量日报的主要内容包括"空气质量指数""空气质量级别""首要污染物"等。 根据我国空气污染的特点和防治重点，目前计人空气质量评价的主要污染物有二 氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径小于等于10微米的颗粒物，称 PM10)、细颗粒物（粒径小于等于2.5微米的颗粒物，称PM2.5）和臭氧等。空气质量指数越高，空气质量越差。

课题2 氧气

知识点1 氧气的物理性质

（1）标准状况下，氧气是无色、无味，密度比空气大（1.429g／L）的气体；不易溶于水（室温下，1升水中约能山溶30ml氧气）

（2）气态（无色）→液态（101kPa，--183℃时为淡蓝色液体）→固态（101kpa，-218℃时，淡蓝色雪花状固体）

（3）氧气的检验：

①在空气中：带火星的木条不复燃

②在氧气中：带火星的木条复燃，剧烈燃烧。

③氧气的检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，瓶内气体为氧气。

知识点2 氧气的化学性质

（1）硫在空气和氧气中燃烧

①文字表达式

硫＋氧气→二氧化硫（点燃）

②现象：

a.硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰；放出热量，生成有刺激性气味的气体。

b.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰；放出热量，生成有刺激性气味的气体。

③实验注意事项：硫的用量不能过多，防止对空气造成污染，实验应在通风橱中进行或在实 验的集气瓶底部加少量水或碱液。（吸收二氧化硫）

（2）木炭在空气和氧气中燃烧

①文字表达式

木炭＋氧气→二氧化碳（点燃）

②现象：在空气中燃烧持续红热，放出热量；在氧气中燃烧发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

（3）铁丝在空气中加热和氧气中燃烧

①文字表达式

铁＋氧气→四氧化三铁（点燃）

②现象：

a.在空气中，铁丝只能发 生红热现象，不能燃烧。

b.氧气中铁丝剧烈燃烧，火星 四射，放出大量的热，有黑色 固体产生。

③注意事项：做铁丝在氧气中燃烧的实验时铁丝盘成螺旋状可以增大铁丝的受热面积， 有利于铁丝持续燃烧。集气瓶底要预先装少量的水或细沙、防止生成的高温 熔触物溅落而使集气瓶瓶底炸裂。

（2）实验结论：

①氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下，可以跟多种物质发生学反应，同时放出热量。

②可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。

③某些在空气中不燃烧的物质可以在氧气中燃烧。

（3）．描述现象的准确性①"烟""雾""气"的区别

"烟"-﹣固体小颗粒在空气中扩散产生的现象。如红磷燃烧后产生白烟。

"雾"﹣小液滴在空气中扩散产生的现象。如大雾天气。

"气"﹣在通常状况下不描述，一般在有颜色、有气味时描述。

②"火光"与"火焰"的区别

"火光"一般指沸点高的物质燃烧产生的现象。如木炭燃烧发光而不产生火焰。

"火焰"一般指气体或沸点低的物质的蒸气燃烧产生的现象。如硫、酒精、天然气等燃烧产生火焰。

（4）过"四关"描述燃烧现象

①第一关：顺序关

物质的燃烧现象描述，一般为"一光（或火焰）、二热、三生成物（一般描述生成物的 状态及颜色）。如铁丝在氧气 中燃烧的现象为剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色固体生成。

②第二关：细节关

把握"烟""雾""气"的区别和"光""焰"的区别。

③第三关：禁忌关

一忌把生成物的名称当作现象描述；

二忌描述不准确；

三忌片面描述，关注一方面 而忽略另一方面，描述不全面。

④第四关：语言关

如果词语使用不恰当，就不能准确描述实验现象。如看到无色气体，闻到无味气 体产生等。

知识点3 化合反应和氧化反应

1.化合反应和氧化反应的联系和区别

化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。（特点：多生一。属于基本反应类型）

氧化反应：物质与氧（氧气）发生的反应。（不属于基本反应类型）

2．氧化反应与缓慢氧化反应的联系与区别

区别：氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化两种。

联系：①都是氧化反应；②都放出热量。

资料卡：溶解度的划分

易溶：大于10克/100克水.

可溶：大于1克/100克水，小于10克/100克水.

微溶：大于0.1克/100克水，小于1克/100克水.

难溶：大于0克/100克水，小于0.1克/100克水

课题3 制取氧气

知识点1 用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气

1.反应原理

（加热）

高锰酸钾—→锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2

二氧化锰

氯酸钾一→氯化钾＋氧气

加热

KClO3 KCI O2

注：高锰酸钾是一种暗紫色固体；氯酸钾是一种白色固体。

2.装置的选择：包括气体发生装置和收集装置

（1）发生装置：选择的依据是反应物的 状态和反应条件。

①固固加热型：反应物状态是固体；反应条件是加热。

②固液常温型：反应物的状态是固体和液体；反应条件为常温。

（2）收集装置：

①选择的依据是气体的密度和溶解性

②收集方法

向上排空气法：收集密度比空气大并且不与空气中成分发生反应的气体 。

向下排空气法：收集密度比空气小并且不与空气中成分发生反应的气体 。

排水法：收集不易溶于水或难溶于水且不与水反应的气体。

③收集氧气：氧气不易溶于水，所以可用排水集气法收集氧气，如图甲所示。氧 的密度比空气大，且不与空气中成分反应，所以也可用向上排空气法收集，如图2 所示。

3.实验操作步骤

（1）查：检查装置的气密性。实验室制取气体的装置，按先下后上、从左到 的顺序安装完毕后，首先需要检查装置的气密性。

(2)装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口处放一团棉花，然后用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管。

(3)定：将试管固定在铁架台上。

(4)点：点燃酒精灯，先均匀预热，后固定在盛有药品的试管底部集中加热。

(5)收：用排水法收集氧气。

(6)离：收集氧气结束后，将导管撤离水槽。

(7）熄：熄灭酒精灯。

4.验满方法

(1）排水法→集气瓶口处有较大气泡冒出，证明已满。

(2）向上排空气法→将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已满。

5．检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明制取的气体是氧气。

6．注意事项

(1）药品要平铺在试管底部。便于均匀受热。

(2）试管口要略向下倾斜，防止药品中所含的湿存水受热后变成水蒸气，到管 遇冷凝成水，倒流回试管底部，使试管炸裂。

(3）铁架台的铁夹要夹在试管的中上部（或距离试管口1/3处）。

(4）试管内的导管稍伸出胶塞即可。便于气体导出

(5）集气瓶装满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面以下）。

(6）加热时要先使试管均匀受热，然后将酒精灯外焰对准药品所在部位加热。(7）用排水法收集气体时，应注意当气泡均匀连续放出时再收集，否则收集的 中混有空气，使收集的气体不纯。

(8）停止加热时，应先把导管从水槽中撤出，再熄灭酒精灯。如果先熄灭酒精试管内气体温度降低，压强减小，水槽里的水会被吸人热的试管内，使试管炸裂。

（9）用高锰酸钾制氧气，试管口要放一小团棉花。

(10）盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放在桌面上，因为氧气的密度大于空气的 密度、正放可减少气体逸散。

知识点2 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气

1.反应原理

二氧化锰

过氧化氢一一→水＋氧气

H2O2 H2O O2

2.实验步骤

(1）检查装置的气密性。

(2）向锥形瓶中加入二氧化锰固体。(3）塞好带有分液漏斗（或长颈漏斗）和导管的双孔塞。

(4）向分液漏斗（或长颈漏斗）中加入过氧化氢溶液。

(5）用排水集气法收集气体。排水法收集的气体较纯净。

比较几种发生装置的优缺点

知识点3 催化剂和催化作用

1.实验探究：分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用。（如上图）

2. 催化剂

在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后（反应过程中可能）都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。

3. 催化作用

催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。用过氧化氢制氧气时，二氧化锰是 该反应的催化剂，所起的作用即为催化作用。

4.催化剂的特点

(1)"一变"：改变其他物质的化学反应速率，这里的"改变"包括加快或减慢化学反 应速率。

(2)"两不变":①在化学反应前后，催化剂本身的质量不变；②在化学反应前后， 催化剂本身的化学性质不变。

资料卡：催化剂

①催化剂是针对具体的化学反应而言的，具有选择性，但不具有专一性，一种 物质可以是多个反应的催化剂，一个化学反应也可能有多种催化剂。

②催化剂只能改变化学反应的速率，不能增加或减少生成物的质量。

③催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但物理性质可能改变。

知识点4 分解反应（基本反应类型）

1.概念：由一种反应物生成两种或两种以上其它物质的反应。

2.特点：C→A＋B＋…

知识点5 氧气的工业制法

1．分离液态空气法

(1）原理：利用液态空气中液氮（沸点﹣196℃）和液氧（沸点﹣183℃）的沸点不同。

(2）过程：空气→（低温加压）→液态空气→升温到﹣196℃→氮气蒸发→得到沸点高的液态氧（贮存在蓝色的钢瓶中）。

第三单元 物质构成的奥秘

课题1 分子和原子

知识点1 物质是由微观粒子构成的

1.构成物质的粒子：分子、原子和离子等微观粒子。

2.客观存在：现在我们通过先进的科学仪器不仅能够观察到一些分子和原子，还能够移 动原子。

3．分子：由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子。

①"保持"是指物质的每一个分子的化学性质和该物质的化学性质完全相 同。

②分子只能保持物质的化学性质，不能保持物质的物理性质，如物质的颜 色。 ③"最小"不是绝对意义上的"没有比它更小的粒子"的意思，而 是"保持物质化学性质的最小"。

④由分子构成的物质，其化学性质是由构 成它的分子保持的，由原子、离子构成的物质其化学性质则分别由原子、离子 保持。

4．分子的基本性质（两小一动一间隔；分子相同性相同）

（1）分子的质量和体积都很小。

（2）微观粒子（如分子）总是在不断运动着。

（3）分子之间有间隔。

（4）同种物质的分子化学性质相同，不同种物质的分子 化学性质不同①固态氢和液态氢都具有可燃性；②氢气具有可燃性，氧气能 支持燃烧，具有氧化性，不具有可燃性。

5.外界对分子性质的影响

（1）温度越高，分子的运动速率越快。

（2）通常情况下温度越高，分子的间隔越大；压强越大，分子间隔越小。

知识点2 分子可以分成原子

1．用分子的观点分析物理变化和化学变化。

(1）物理变化：分子本身没有变化，即没有生成新分子，只是分子间的间隔发生变化。

(2）化学变化：物质的分子发生了改变，变成其他物质的分子。

2．用分子观点分析混合物和纯净物

(1）混合物：含有不同种分子。如空气中含有氮分子、氧分子、二氧化碳分子等。

(2）纯净物：由同种分子构成。如水是由水分子构成的。

3．化学变化的实质

由分子构成的物质发生化学变化时，分子分成原子，原子又重新组合成新的分子。如由过氧化氢分解制取氧气时，过氧化氢分子分解，生成水分子和氧分子。

4．原子：原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中，原子的种类不发生改变，只 是重新组合，形成新的分子。原子可以构成分子，也可以直接构成物质。

①原子是化学变化中的最小粒子，这里的"最小"是指在化学变化中原子 不可再分，是最小粒子，而离开化学变化这一条件，它则不是最小粒子，且可以 分为更小的粒子。

②分子不一定比原子大，分子由原子构成，从这一角度讲， 分子一定比构成这种分子的原子大；但是如果将分子与其他原子相比，则有可 能是原子比分子大。

③原子也是构成物质的基本粒子之一。 如金属、部分 固态非金属等都是由原子直接构成的。由原子直接构成的物质，原子保持 其化学性质。



　　第2课题 原子的结构

知识点1 原子的结构

1.原子的构成

原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。原子核是 由质子和中子构成的（有的不含中子），电子在核外较大空间内进行高速运动。

2.构成原子的各种粒子之间的关系

(1）在原子中，质子数＝核电荷数＝核外电子数，其中核电荷数为原子核所带的正 电荷数。

(2）在原子中，质子所带的正电荷总数等于核外电子所带的负电荷总数，中子不带 电，所以整个原子不显电性。

注：

①在原子中质子数与中子数不一定相等；有的原子核内没有中子，如普通 氢原子核内没有中子。

②区分元素种类的依据是原子核内的质子数（或核电荷数）。

知识点2 原子核外电子的排布

1.电子层：在含有很多电子的原子里，电子的能量并不相同，能量高的电子通常在离 核较远的区域运动，能量低的电子通常在离核较近的区域运动，就好像分了层一 样，这样的运动，我们称为分层运动，又叫做分层排布。（最多7层）

2.核处电子层排布的规律

(1）核外电子总是尽量排在能量最低的电子层里，第一层排满才能排第二层，第二 层排满才能排第三层。

(2）每个电子层最多能容纳2n2个电子（n为层序数，第一层n=1；第二层n=2)。

(3）最外层电子数不超过8（第一层为最外层时，最外层电子数不超过2)。

知识点3 原子结构示意图

1.原子结构示意图的构成：由原子核及核内质子数、电子层及各层电子数等构成。

2．以氯原子为例，结构如图：

核外电子排布规律的记忆口诀：

原子核外有电子，电子排布有规律；

电子尽量排内层，离核越近能越低；

能量高的离核远，距核越远越易失；

稀有气体外排8，结构稳定性格僻；

外层电子少于 4．性格活泼易失去；

外层电子多于4，易得电子性子急；

化学性质谁决定，最外电子去分析。

知识点4 原子结构与化学性质的关系

1.原子的化学性质主要取决于原子的最外层电子数。 原子最外层电子达到 8个电子的相对稳定结构（第一层为最外层时是 2个电子），该原子性质相对稳定。

2.金属原子最外层一般小于4个，易失去电子，不稳定；非金属最外层一般多于4个电子，易得到电子，化学性质不稳定；稀有气体最外层8个（氦2个）难得失由子，稳定结构。

知识点5 离子

1.离子的形成：

钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子。当它们发生反应时，钠原子最外层上的1个电子转移到氯原子的最外层上，这样两者都形成相对稳定的结构。

2．离子的概念

(1）概念：带电的原子（或原子团）叫 离子。可见，离子也是构成物质的一种粒子。

(2）离子的分类

①带正电的原子（或原子团）叫做阳离子，如钠离子？Na+。

②带负电的原子（或原子团）叫做阴离子。如铁离了Fe2＋。

知识点6 相对原子质量

1.相对原子质量

(1）定义：以一种碳原子质量的1／12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量。

（2）相对原子质量是一个比值，符号为Ar，单位为"1"，一般不写。

(3）表达式：相对原子质量（Ar)=某原子的实际质量（㎏）／标准碳原子的质量（kg)x1／12。

2.原子的质量与相对原子质量的关系

3.相对原子质量与质子数和中子数的关系

相对原子质量 ≈ 质子数＋中子数