第三单元我们周围的空气

1、第三单元 我们周围的空气 第一节 气的成分一空气的组成 空气的成分（体积分数）： 氮气 N2 78%氧气 O2 21%稀有气体0.94%二氧化碳 CO2 0.03%其他气体和杂质约占0.03%【知识解读】 （1）空气中主要是氮气和氧气，氮气约占空气总体积的4/5，氧气约占空气总体积的1/5。 （2）要注意“体积分数”或“占空气总体积的”字眼。一般情况下，气体和液体的量都用体积来表示，而不用质量来表示。 二空气中氧气的体积分数的测定1燃烧物的选择：能在空气中与氧气反应且没有气体生成。常用铜丝、红磷、白磷来除去气体中的氧气。2用加热铜丝的方法测定空气中氧气的体积分数实验原理：2Cu+O2加热2Cu

2、O实验装置：实验现象：加热一段时间后，红色的铜丝变为黑色；冷却到室温后，注射器内空气体积减少到原来的4/5。实验结论：空气中，氧气约占总体积的1/5；该实验证明空气是由多种物质组成的混合物；该实验证明，剩余的气体（主要是氮气）化学性质稳定，不能与铜丝反应。该实验要注意：实验前要检查装置的气密性。铜丝必须过量，且卷成螺旋状，以保证于试管中空气里的氧气与铜丝充分接触，并能把空气中的氧气全部耗尽。该实验所用的硬质玻璃管不可太细太短，防止加热时橡皮管被烤焦。要反复交替缓慢推动两个注射器活塞，以保证于试管中空气里的氧气与铜丝充分接触。铜丝必须被加热到红热状态，即保证把温度加热到反应所需要的温度。加热时间

3、要足够，保证铜丝与氧气充分反应。反应结束后，要等到装置冷却到室温后，再读取反应后注射器内空气的体积。如果不同的实验者之间所测得空气中氧气的体积分数相差太大的原因：装置漏气，结果偏大。铜丝用量不足，结果偏小。加热温度达不到反应温度，结果偏小。反应不充分，结果偏小。反应结束后，没有等到装置冷却到室温就开始读数，结果偏小。用该实验代替红磷燃烧来测定空气中氧气的体积分数的优点：不会导致环境污染。3通过红磷燃烧来测定空气中氧气体积分数： 实验原理：4P+5O2点燃2P2O5实验装置实验现象：红磷燃烧，产生浓厚的白烟，释放出大量的热量；待集气瓶冷却到室温后，打开止水夹，水沿导管进入到集气瓶中，约占集气瓶总

4、容积的1/5。实验结论：a. 空气中，氧气约占总体积的1/5；b. 该实验证明空气是由多种物质组成的混合物；c. 该实验证明，剩余的气体（主要是氮气）化学性质稳定，不能燃烧也不能支持燃烧，且不易溶于水。该实验应注意：a.实验前应检查装置的气密性，如果气密性不好装置漏气，所测结果会偏大；b.红磷要过量，否则不能将集气瓶内的氧气耗尽，结果偏小；c.点燃红磷后，塞瓶塞动作不要太慢，否则红磷燃烧释放出的热量将瓶内部分空气排出，致使结果偏大；d.要等到集气瓶冷却到室温后才能打开止水夹，否则结果偏小；e.最好实验前，导管里先注满水。该实验的一些变形实验： 三空气是一种重要资源（热点）11775年，法国化学

5、家拉瓦锡首次用自制的天平定量研究了空气的组成，发现了空气是由氧气和氮气组成的。2工业上制取氧气的方法：分离液态空气法；原理：氧气的沸点比氮气高，氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的就是液态氧气。流程： 3氧气的用途：供给呼吸，支持燃烧。 4氮气：氮气的化学性质比较稳定，通常情况下不能和其它物质反应。用途：工业上生产硝酸和化肥；食品包装时，常充入氮气作防腐剂；液氮常作制冷剂。 5稀有气体：化学性质非常稳定，又叫作“惰性气体”。用途：由于稀有气体通电时，能发出不同颜色的光，填充在灯泡中，用于制造霓虹灯等多种用途电光源；可用于焊接金属的保护气。 四空气质量日报（热点）1空气质量日报的内容：空气污染指数

6、、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。2计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物。 3.污染物的主要来源(1)矿物燃料（煤和汽油、柴油等）的燃烧(2)化工厂的废气(3)水泥厂的粉尘(4)燃放烟花爆竹(5)焚烧枯枝野草树叶等 4.防止和减少空气污染的方法(1)工厂做到废气回收与处理(2)发展民用煤气生产(3)严禁燃放烟花爆竹(4)禁止焚烧树叶、野草(5)提高汽油、柴油质量5空气中二氧化碳含量过高会导致温室效应，但是二氧化碳不是空气污染物。空气污染物，是指对人体有毒、有害的气体和粉尘，而二氧化碳无毒，所以不是空气污染物。 第二节 物质组成的表示方法一元素与元素符号（重

7、点）1元素是具有相同的核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。目前发现的化学元素有一百余种，由原子结构中的质子数决定。2元素符号的书写方法及其含义元素符号书写时应注意：第一个字母要大写，第二个字母要小写。元素的意义：宏观意义表示一种元素：H表示氢元素，Fe表示铁元素微观意义表示该元素的原子：2H表示两个氢原子，Fe表示一个铁原子 如果该元素的单质是由原子构成的，则元素符号还可以表示由该元素组成的单质：Fe表示单质铁，但是H就不能表示氢气，因为氢气不是由原子构成而是由分子构成的。 【知识解读】1元素种类由质子数决定的。同种元素的原子有多种，它们的质子数都相同，不同的是中子数。如碳元素原子有两种C-

8、12和C-14，它们质子数都是6，但是C-12有6个中子而C-14有8个中子。2元素即指该元素呈电中性的原子，也包括由该元素原子所形成的离子。3具有相同质子数或核电荷数的微粒不一定是同种元素。例如：分子和原子团，NH3与钠原子Na它们都是10个质子。4元素是个宏观概念，只讲种类不讲个数，只能组成物质而不能构成分子、原子，在化学变化中，元素的种类和质量都不变；分子、原子是微观概念，既有种类也有个数，说构成。5元素分类：金属元素（有“钅”旁，汞-Hg除外）、非金属元素（有“石”旁和“气”字头）、稀有气体元素（也是“气”字头）。6一般情况下，金属元素单质为金属，有“石”旁的元素的单质常温下是固体非金

9、属单质，有“气”字头的元素的单质常温下为气态，即气态非金属单质或稀有气体。7元素的存在：地壳中的元素：O、Si、Al、Fe、Ca；海水中：O、H、Cl、Na、Mg；人体中:O、C、H、N；空气中：N、O； 8元素与人体健康：缺铁，会导致缺铁性贫血；缺钙，会导致骨质疏松症或佝偻病；缺碘，甲状腺肿大，俗称大脖子病；缺锌，智力发育不良； 二单质与化合物单质：由一种元素组成的纯净物。化合物：由两种或两种以上的元素组成的纯净物。【知识解读】1单质、化合物都是纯净物，定义中不能少“纯净物”。例如：“由一种元素组成的物质是单质”这种说法就是错误的。2单质一般都按元素名称命名：氢气、铁等；化合物一般为“x化x

10、”、“几x化几x”或“x酸x”。3单质与化合物的区别与联系 3.化合价（重点、难点） 化合价：表示一种元素的原子能够跟其它元素的原子相互化合的比例。【知识解读】1所有原子都有达到稳定结构（最外层电子数为8，只有一个电子层时，电子数为2。）的趋势。当两个原子相互化合时，通过得失电子或共用电子对的方法，结合在一起达到稳定结构。如图所示：一般，金属原子最外层电子少于4，易失电子；非金属原子最外层电子多于4，易得电子。所以易失电子的金属原子与易得电子的非金属原子化合时，常常通过得失电子结合成化合物；易得电子的非金属原子之间相遇时，由于获得电子能力差距不大，一个原子不能从另一个原子里彻底获得电子，所以就

11、只有采用共用电子对的方式结合成化合物。2元素化合价与原子得失电子数目或共用电子对数目有关。 注意：单质的化合价规定为零。同一元素，可能具有多种化合价。3化合价的书写：化合价标在元素符号或原子团符号的正上方，且符号在前数值在后，与离子符号书写相反。例如，氯元素化合价为-1价，表示为： 硫酸中硫元素的化合价为+6价表示为： 4在化合物中，各元素化合价代数和为零。即得失电子数相等。计算化合价时，要用元素化合价乘以该元素原子个数。 四物质组成的表示-化学式（重点、难点）化学式：用元素符号表示物质组成的式子。【知识解读】 化学式的书写 1知识准备：熟记1-20号元素符号 熟记常见元素、原子团的化合价注意

12、：+2价的铁离子读作：亚铁离子，+3价的铁离子读作：铁离子。 2化学式书写的原则：化合物中各元素化合价代数和为零。正价在前，负价在后，或先读后写。原子个数写在元素符号右下角，个数为1时省略不写。如二氧化碳化学式写成C1O2就是错误，应写成CO2 ；原子团个数多于1时，要用括号把原子团符号括起来，再在括号的右下角写上个数，如，氢氧化钙化学式写成CaOH2就是错误，应写成Ca(OH)2 3化学式的书写规律 由原子构成的物质的化学式直接用元素符号表示。 由原子构成的物质一般都是单质，其微观图如图所示：由原子构成的物质有：金属单质：铁Fe；大多数固态非金属单质：单质碳C、硫磺S、红磷P、晶体硅Si；稀

13、有气体：氦气He、氖气Ne。(除气态非金属单质外，常见单质都是由原子构成的） 由分子构成的物质的化学式要表示出一个分子中原子的种类与个数。由分子构成的物质可能是单质也可能是化合物，其微观图，如图所示： 由分子构成的物质有：气态非金属单质（双原子分子）：氧气O2、氢气H2、氮气N2、氯气Cl2；常见的由非金属元素组成的化合物：二氧化碳CO2，表示一个二氧化碳分子是由两个氧原子一个碳原子构成的，五氧化二磷P2O5，表示一个五氧化二磷分子是由两个磷原子五个氧原子构成的。由分子构成的物质的化学是的写法：a根据分子结构写化学式：数出一个分子中各原子的个数，记在元素符号的右下角。值得注意的是元素符号排列顺

14、序：正价在前，负价在后。例如： 表示氧原子 表示氮原子， 则下图中有两个黑色圆球、四个灰色圆球，表示一个分子中有两个氮原子、四个氧原子，且氧元素为负价排后，所以其化学式为N2O4 b根据物质名称书写化学式：书写顺序与读的顺序相反，例如，二氧化硫，由其名称就知道一个二氧化硫分子中有一个硫原子两个氧原子，写化学式时书写顺序与读的顺序相反，即硫1氧2：SO2注意：由分子构成的物质的化学式又叫分子式，分子式中的原子个数不能约分：N2O4就不能约分成NO2，前者是四氧化二氮，后者是二氧化氮，表示两种不同硫酸的物质。 由离子构成的物质，化学式表示该物质中原子的种类和各原子个数的最简整数比。由离子构成的物质

15、都是属于化合物，其微观图如图所示：由离子构成的物质有：一般情况下，由金属元素和非金属元素组成的化合物，都是由离子构成的。由离子构成的物质的化学式的书写：一般都是根据化学名称进行书写。书写步骤如下：a根据物质名称，确定该物质是由哪些微粒构成，即里面含有哪些元素和原子团。以硫酸铁为例：根据名称知道是由铁离子和硫酸根原子团构成的。b写出元素符号和原子团符号并标出化合价。c排序：正价在前负价在后。d在符号的右下角标出数字，保证化合价代数和为零。方法：对角线数值相等，但是要注意，数字必须是最简整数比。注意： 化学式书写常见的错误就是，不考虑化合价，化学式中化合价代数和不为零。 五.化学式的意义：宏观（所

16、有物质）：表示一种物质，H2O-表示水；表示组成该物质的元素种类，H2O-表示水由氢元素和氧元素组成。微观：a.由分子构成的物质：表示物质的1个分子，H2O-表示1个水分子；表示物质1个分子中原子的种类和数目，H2O-表示1个水分子由2个氢原子2和1个氧原子构成。b.有例子构成的物质:表示该物质中,个元素原子的个数比,C aCl2表示氯化钙中,钙原子与氯原子的个数比为1:2六化学符号中数字的含义：1写在微粒前面的数字表示微粒个数：表示2个水分子2写在元素符号右下角的数字表示一个分子中原子的个数：表示1个水分子中有两个氢原子3写在元素符号正上方的数字表示化合价：表示水中，氧元素的化合价为+2价4

17、离子符号中，写在元素符号右上角的数字表示表示该元素或原子团所带的电荷数。 表示一个镁离子带两个单位的正电荷。七有关化学式的计算（重点，必考）相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量的总和。【知识解读】根据化学式可以获得的信息：（以H2O、CaCO3为例） 第三节 性质活泼的氧气一氧气的制取1工业制法：分离液态空气法；原理：氧气的沸点比氮气高，氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的就是液态氧气。 2实验室制法 （1）选择制取氧气所需药品的思路含氧元素 反应条件、操作简单易行 环保生成物无污染 （2）用双氧水（过氧化氢溶液）制取氧气原理： 注意：其中二氧化锰是催化剂，属于反应条件，写在双横线上放。催

18、化剂：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反应前后都没有发生变化的的物质。（“一变两不变”）对催化剂的认识： 药品：过氧化氢(H2O2)溶液和二氧化锰（MnO2）装置： 步骤: 查 检查装置的气密性; 装 装药品二氧化锰; 制 加入过氧化氢制取; 收 用集气瓶收集气体; 拆 拆卸装置. 注意事项 制取气体前应先检查装置气密性； 长颈漏斗下端应伸入液面以下，形成液封； 用排水法收集时，当导管口有气泡连续、均匀地冒出时再收集； 收集满气体的集气瓶应正放在桌面上。（3）用高锰酸钾制取氧气 原理： 药品：高锰酸钾紫黑色固体颗粒 装置： 步骤：用高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集，其实

19、验步骤可以概括为“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”（谐音： “茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”）。注意事项：试管口要略向下倾斜，防止药品潮湿，水分受热后变成水蒸气，然后冷凝成水珠倒流回试管底部，使试管炸裂。用排水法集气时，应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出时再收集，否则收集的气体中混有空气。停止反应时，应先把导管从水槽里撤出，再熄灭酒精灯(防止水槽里的水倒流到试管，导致试管炸裂)用排水法收集时，当气泡从瓶口冒出时，说明瓶内的氧气已满。用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的氧气已满。集满气的集气瓶要盖上玻璃片正放在桌上。试管口处应放一小团棉花(

20、防止加热时，高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管) （4）氧气的检验与验满检验方法：将带火星木条伸入集气瓶中, 如木条复燃则为氧气。验满方法：将带火星木条放置于集气瓶口，如木条复燃则说明氧气已收集满。三氧气的性质（重点） 1物理性质：通常状况下，无色无味气体； 密度比空气略大； 不易溶解于水； 有三态变化：液氧-淡蓝色，固态氧 淡蓝色雪花状固体； 工业上，氧气储存于蓝色钢瓶中。 2化学性质： （1）单质与氧气发生化合反应，生成氧化物。大多数单质都能在空气中或氧气中燃烧。物质实验现象化学方程式木炭在空气中燃烧，处于红热状态，释放出热量。生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。氧气充足：C+O2点燃 CO2氧气

21、不足：2C+O2点燃 2CO在纯净的氧气中剧烈燃烧，发出白光，释放出大量的热量，向集气瓶中倒入澄清的石灰水，振荡，澄清的石灰水变浑浊。硫磺在空气中燃烧，有微弱的淡蓝色的火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。S+O2点燃SO2在纯净的氧气中，剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体。红磷在空气中燃烧，有黄白色火焰，释放出大量的热量，冒出浓厚的白烟。4P+5O2点燃2P2O5氢气纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，释放出大量的热量。在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁凝结有水雾2H2+O2点燃2H2O铁丝在空气中不能燃烧；在纯净的氧气中剧烈燃烧，火星四溅，释放出大量的热量，有黑色固体物质生成3Fe+2O2点燃Fe3O4镁带在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，冒出白烟，释放出大量的热量白有色固体物质生成。2Mg+O2点燃2MgO铜片在空气中加热灼烧，红色的铜表面覆盖一层黑色物质2Cu+O2加热2CuO铝片在空气中，铝能与氧气迅速反应，在铝表面生成一层致密的氧化膜，阻碍反应进一步进行。4Al+3O2 2Al2O3