1、第四单元 我们周围的空气第一节 空气的成分一空气的组成 空气的成分（体积分数）：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%二空气中氧气的体积分数的测定 1燃烧物的选择：能在空气中只与氧气反应且没有气体生成。（铜丝、红磷、白磷等） 2用加热铜丝的方法测定空气中氧气的体积分数 （1）实验原理：2Cu+O2加热2CuO （2） 实验现象：加热一段时间后，红色的铜粉变为黑色；冷却到室温后，注射器内空气体积减少到原来的4/5。 （3）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
2、气）化学性质稳定，不能与铜丝反应。 （4）注意事项： 实验前要检查装置的气密性。 铜丝必须过量，保证氧气被反应完全。 加热时间要足够，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。 （5）误差分析： 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。 加热时间太短，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。三空气是一种重要资源（热点）1法国化学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
3、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：通常情况下，氮气是无色、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：一般情况下，都为无色无味的气体。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、首要污染物、空气质量级别、
4、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（PM10）3污染物的主要来源：(1)化石燃料（煤等）的燃烧 (2)工厂排放的废气 (3)汽车尾气 4防止空气污染的方法：(1)加强大气质量监测、(2)植树造林、(3)使用清洁能源 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。 6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
5、氮引起）。第二节 物质组成的表示一化合价（重点、难点） 1定义：表示一种元素的原子与其他元素的原子相互化合的比例。（离子化合物中：表示该元素的原子得失电子的能力）一价氢氯钠钾银，二价氧钙镁钡锌，三铝四硅五价磷，一二铜汞、二三铁，二四六硫、二四碳，单质都为大零蛋。 2化合价的书写：在元素符号或原子团符号的正上方，且+或者表示，与离子符号书写相反。例如， 硫酸中硫元素的化合价为+6价表示为：铵根：NH4+ 氢氧根：OH-硝酸根：NO3- 硫酸根：SO42-碳酸根：CO32- 磷酸根：PO43-亚硫酸根：SO32- 高锰酸根：MnO4-锰酸根：MnO42- 氯酸根：Cl03-碳酸氢根：HCO3-3常
6、见元素化合价 及原子团：4 化合价一般规律： （1）金属元素常显正价，非金属元素常显负价 （2）常见化合物中，氢显+1价，氧显-2价 （3）单质中，元素化合价为0 （4）化合物中，各元素化合价的代数和为0 （5）有些元素在不同化合物中能显不同的化合价5 化合价与离子符号的区别与联系： （1）相同点：数值相同，正负号相同 （2）不同点：书写位置不同，数字与正负号书写顺序不同，数字1是否省略不同。6化合价的运算：在化合物中，所有元素的化合价的代数和为零。单质中，化合价为0 例：计算KMnO4中Mn的化合价。 解：设KMnO4中Mn的化合价为x： (+1)+x+(-2)x4=0 解得x=+7 答：K
7、MnO4中Mn的化合价为+7价二物质组成的表示化学式（重点、难点） 1定义：用元素符号和数字表示物质组成的式子。如：MgO、H2O、CO2 2化学式的意义：宏观：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：表示物质的1个分子或原子，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。 由离子构成的物质：表示构成该物质的离子的个数比,CaCl2表示氯化钙中,钙离子与氯离子的个数比为1:2 3化学式的书写：（1）单质：由原子构成的物质：直接用元素符号表示。Fe，C,S，P等由分子
8、构成的物质：在元素符号右下角加上数字（一般为2）表示。O2，H2，Br2等 （2）化合物： 书写原则：化合物中，各元素化合价代数和为0 书写方法：“十字交叉法”正左，负右；标价，交叉；化简，复查。 确定位置：正价前、负价后，并标出各元素化合价将化合价的绝对值交叉书写到元素符号右下角将角码数字约分简化（省略不写，原子团个数要打括号） 检查 +4 -2例：写出硅与氧形成的氧化物的化学式： Si O Si2O4 SiO24化学式的读法： （1）单质：固态或液态：直接元素符号名称表示。如：Zn（锌），I2（碘）气态：读作“某气”。如：H2（氢气），He（氦气） （2）化合物：（从后往前读） 两种元素组
9、成的物质从后往前，读作某化某”。如：MgCl2：氯化镁 由非金属元素与氧元素组成的物质，读作“几某化几某”。如：CO：一氧化碳 酸氢元素与原子团组成的物质，读作“某酸”。如：H2SO4：硫酸 碱金属元素与氢氧根组成的物质：读作“氢氧化某”。如：Ca(OH)2：氢氧化钙 盐金属元素和原子团（OH-、NH4+除外），读作“某酸某”。如：BaSO4：硫酸钡 Fe：+2、+3；Cu：+1、+2；高价读“铁或铜”低价时读“亚铁或亚铜”。 如FeO：氧化亚铁，Fe2O3：氧化铁，Cu2O：氧化亚铜，CuO：氧化铜三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2写在元素符号右下角的数字表示一个分子
10、中原子的个数3写在元素符号正上方的数字表示化合价4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。四有关化学式的计算：以Am Bn为例1式量相对原子质量原子个数之和 2各元素质量比相对原子质量原子个数之比 3 例：三聚氰胺化学式为C3H6N6）是一种化工原料，有轻微毒性，计算： (1) 三聚氰胺相对分子质量： 三聚氰胺中碳、氢、氮元素的质量比： 三聚氰胺中氮元素的质量分数（精确到0.1%）。 解：(1)12316146126 CON=123：16：146=366846114第三节 氧气一氧气的制取 1工业制法：分离液态空气法（物理变化） 2实验室制法：(化学变化) （1
11、）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）用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气 实验原理： 2KClO32KCl+3O2 （紫色固体） （黑色固体） 实验装置：(固体+固体) 实验步骤：（谐音： “茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”） 查：检查装置的气密性。 装：将药品装入干燥的试管，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。 定：将试管固定在铁架台上。 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。 收：待气泡连续均匀冒出时，收集氧气。 离：把导管移离水槽。 熄：熄灭酒精灯。 注意事项： 加热时试管应略向下倾斜，防止冷凝生成的水使试管炸裂 酒精灯的
12、酒精量不超过2/3,应用外焰对准试管底部加热 铁架台铁夹应夹持在试管中上部 在试管口放置一小团棉花，防止高锰酸钾小颗粒堵塞导管 试管内的导气管稍出胶塞一点儿即可，目的是利于气体导出 收集氧气时要等到气泡连续均匀冒出时再收集，否则会收集到一部分试管内的空气，收集的氧气纯度不高 氧气收集满后，应该先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回试管，引起试管炸裂 收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上（氧气密度大于空气） 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。（3）用双氧水（过氧化氢溶液）制取氧
13、气 实验原理： 实验装置：(固体+液体)实验步骤: 查：检查装置的气密性;装：在烧瓶中装入足量的二氧化锰，在分液漏斗中装入足量的过氧化氢水溶液定：将连接着分液漏斗的橡皮塞固定在烧瓶上制：打开阀门，使过氧化氢流入烧瓶内，反应发生 收：用向上排空气法收集氧气 注意事项： 分液漏斗可用长颈漏斗替代，但其下端应伸入液面以下，形成液封；二催化剂：1概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。2特点：一变（反应速率）,两不变（质量、化学性质）3注意：催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应是否发生只是改变反应速度催化剂不是反应物、又不是生成
14、物催化剂具有指定性：一种催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂某一反应的催化剂可能不只一种三 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，不易溶于水，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。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
15、，振荡，澄清的石灰水变浑浊。硫磺在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，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，产生大量白烟。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，火星四射，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
16、，生成白色固体物质。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 注意：能在空气中燃烧的物质，在纯净的氧气中比在空气中燃烧得剧烈，铁等一些在空气中不能燃烧的物质，也能在纯氧中剧烈燃烧。原因是物质跟氧气发生化学反应时，单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应越剧烈（氧气越浓，燃烧越剧烈）。 铁丝燃烧时：集气瓶底先要装少量水或铺一层细沙 防止生成物温度过高溅落到瓶底炸裂集气瓶；铁丝要弯为螺旋状 防止热量散失，增大与氧气的接触面积。（2）
17、一些化合物能在空气中能与氧气反应，燃烧；产物均为CO2和H2O 一氧化碳燃烧： 2CO+O2点燃2CO2（火焰淡蓝色） 甲烷燃烧： CH4+2O2点燃CO2+2H2O（火焰淡蓝色） 点燃 乙醇（俗称酒精）燃烧：C2H5OH+2O2点燃2CO2+3H2O（火焰淡蓝色） 石蜡（主要含C、H，属于混合物）燃烧：石蜡+氧气 二氧化碳+水（石蜡在空气中燃烧的现象：燃烧产生黄色火焰，释放出大量的热。在氧气中燃烧比空气中更剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。）四氧气的用途：（1）支持燃烧， （2）供给呼吸五氧化物与氧化反应 1氧化物：由两种元素组成，且有一种元素是氧元素的化合物。 2氧化反应：物质跟氧发生的反应。（1）剧烈氧化反应 燃烧、爆炸； （2）缓慢氧化 金属锈蚀、食物腐烂变质、呼吸作用等。 3氧化物化合物，氧化反应化合反应
