一、走进化学世界

1. 化学变化：生成了其它物质的变。

2. 物理变化：没有生成其它物质的变化。

3. 物理性质：不需要发生化学变化就表示出来的性质，如:颜色、状态、密度、气味、熔点、沸点、硬度、水溶性等。

4. 化学性质：物质在化学变化中表示出来的性质，如:可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、不变性等。

5. 常用仪器及使用方法

① 用于加热的仪器：试管、烧杯、蒸发皿、燃烧匙。

② 测容器：量筒（视线与量筒内液体凹液面的最低点保持水平）。

③ 称量器：托盘天平（左物右码）。

④ 加热器皿：酒精灯。

⑤ 分离物质及加液的仪器：漏斗、长颈漏斗、分液漏斗。

6. 化学实验基本操作

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二、空气

1. 组成：N2：78%、O2：21%、稀有气体：0.94%、CO2：0.03%，其它气体与杂质 0.03%。

2. 空气中氧气的测定（原理：压强差）

（1） 可燃物要求：足量且产物是固体，红磷。

（2） 装置要求：气密性良好 操作要求：冷却到室温后打开弹簧夹。

（3） 现象：放热，有大量白烟产生，打开弹簧夹后，广口瓶内液面上升约1/5体积。

（4） 结论：O2约占空气体积的1/5。

（5） 探究：

① 液面上升小于1/5原因：

装置漏气，红磷量不足，未冷却完全。

② 能否用铁、镁代替红磷？

不能，原因：铁不能在空气中燃烧，镁会与N2、CO2反应。

③ 能否用碳、硫代替红磷？

不能，原因：产物是气体，不能产生压强差。

3. 氧气的性质和制备

（1）氧气的化学性质：支持燃烧，供给呼吸。

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铁在氧气中燃烧烧集气瓶中放少量水或细砂的目的：防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底。

硫在氧气中燃烧集气瓶中放入少量水的目的：吸收SO2，防止其污染空气。

（2）氧气的制备：

① 工业制氧气——分离液态空气法（原理：液氮和液氧的沸点不同，物理变化）

② 实验室制氧气原理：

a. 气体制取与收集装置的选择

发生装置：固固加热型、固液不加热型 （按照反应物的状态和反应条件）

收集装置：按照气体的密度、溶解性。

b. 制取氧气的操作步骤（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例）

查—装—定—点—收—离—熄。

c. 催化剂（触媒）：在化学反应中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物质。（一变两不变）。

4. 常见气体的用途：

（1）氧气：供呼吸 （如潜水、医疗急救）。

支持燃烧 （如燃料燃烧、炼钢、气焊）。

（2）氮气：庇护气（化性不活泼）、重要原料（硝酸、化肥）、液氮冷冻。

（3）稀有气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称）：庇护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术。

5. 常见气体的检验方法

（1）氧气：带火星的木条。

（2）二氧化碳：澄清的石灰水。

（3）氢气：将气体点燃，用干冷的烧杯罩在火焰上方；或者，先通过灼热的氧化铜，再通过无水硫酸铜。

三、物质构成的奥秘

1. 分子

（1）概念：由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质最小的微粒，化学变化中可分。

（2）三个基本性质（一小二动三间隔）。

（3）影响因素（温度、压强）。

2. 原子

（1）概念：原子是化学变化中的最小微粒，化学变化中不成分 。

（2）三个基本性质（一小二动三间隔）。

（3）构成：原子核（质子〔+〕、中子）和核外电子〔-〕。

核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数

相对原子质量≈质子数+中子数

3. 离子

（1）概念：带电的原子或原子团。

（2）表示方法及意义：如Fe3+：一个铁离子带3个单位正电荷。

4. 元素

（1）概念：具有相同核电荷数（质子数）的一类原子的总称。

（2）质子数决定元素种类。

（3）元素的化学性质与原子最外层电子数密切相关。

注：最外层电子数相同其化学性质不必然都相同（Mg，He最外层电子数为2）。最外层电子数不同其化学性质有可能相似（He，Ne均为不变结构）。

5. 化合价和化学式

（1）化合价

a. 写法及意义：

MgCl2：氯化镁中镁元素化合价为+2价。

b. 几种数字的含义：

Fe2+：每个亚铁离子带两个单位正电荷。

3 Fe2+：3个亚铁离子。

c. 化合物中各元素正、负化合价的代数和为零，单质中元素化合价为零。

（2）化学式

① 写法：

a. 单质：金属、稀有气体及大多数固态非金属通常用元素符号表示它们的化学式；而氧气、氢气、氮气等非金属气体的分子由两个原子构成，其化学式表示为O2、H2、N2。

b. 化合物：正价在前，负价在后（NH3、CH4除外）。

② 意义：

如化学式H2O的意义：4点；

化学式 Fe的意义：3点。

③ 计算：

a. 计算相对分子质量=各元素的相对原子质量×原子个数之和。

b. 计算物质组成元素的质量比：相对原子质量×原子个数之比。

c. 计算物质中某元素的质量分数。

四、自然界的水

1. 水

（1）水的组成

测定方法和原理（电解水）

结论：水是由氢氧元素组成的，H2（负极）与O2（正极）的体积比为2:1，质量比为1:8。

（2）自来水的净化过程和净化原理

沉淀——过滤——吸附——消毒。

活性炭作用：吸附（色素和异味）。

区分硬、软水方法：肥皂水。

水的两种软化方法：（生活中）煮沸，（实验室）蒸馏。

2. 物质分类

混合物：由两种或两种以上纯净物组成，各物质都保持本来的性质。

纯净物：由一种物质组成。

单质：由同种元素组成的纯净物。

化合物：由不同种元素组成的纯净物。

氧化物：由两种元素组成的化合物中，其中有一种元素是氧元素。

五、化学方程式

1. 质量守恒定律

（1）概念（反应物和生成物前后质量不变）。

（2）原因（三不变：原子种类、数目、质量反应前后不变）。

（3）化学方程式有关计算。

说明：

质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化。

不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。

要考虑空气中的物质是否参加反应或物质（如气体）有无遗漏。

2. 基本反应类型

化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。

分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。

置换反应：一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。

六、碳和碳的氧化物

1. 碳的几种单质

（1）金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。

（2）石墨（C）是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等。

金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的摆列不同。

CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。

（3）无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等。

2. 单质碳的化学性质：

单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却相同！

（1）常温下的不变性。

（2）可燃性：

完全燃烧（氧气充足），生成CO2；

不完全燃烧（氧气不充足），生成CO。

（3）还原性：C+2CuO ═ 2Cu+CO2↑（置换反应）

应用：冶金工业

现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。

2Fe2O3+3C ═ 4Fe+3CO2↑

3. 二氧化碳的制法

（1）二氧化碳的实验室制法

① 原理：用石灰石和稀盐酸反应：

CaCO3+2HCl ═ CaCl2+H2O+CO2↑

② 选用固液不加热装置

③ 气体收集方法：向上排空气法

④ 验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能变浑浊，则是二氧化碳。

验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。则已集满二氧化碳

（2）二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石：CaCO3 ═ CaO+CO2↑

生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O═Ca(OH)2

4. 二氧化碳的性质

（1）物理性质：无色,无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固体：干冰。

（2）化学性质：

① 一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸

② 与水反应生成碳酸：CO2+H2O═H2CO3。生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，

H2CO3 ═H2O+ CO2↑。碳酸不不变，易分解。

③ 能使澄清的石灰水变浑浊：

CO2+Ca(OH)2 ═ CaCO3↓+H2O 。用于检验二氧化碳。

④ 与灼热的碳反应：

C+CO2 ═ 2CO（吸热反应）

（3）用途：灭火

原理：Na2CO3+2HCl ═ 2NaCl+H2O+CO2↑

既利用其物理性质，又利用其化学性质

干冰用于人工降雨、制冷

5. 一氧化碳

（1）物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。

（2）有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。

（3）化学性质：（H2、CO、C具有相似的化学性质：①可燃性 ②还原性）

① 可燃性：

2CO+O2 ═ 2CO2 （可燃性气体点燃前必然要检验纯度）

H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。

CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。

CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。

辨别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不成按照火焰颜色）

② 还原性：

CO+CuO ═Cu+CO2 。

应用：冶金工业。

现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。

Fe2O3+3CO ═ 2Fe+3CO2。（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）

除杂：CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液：

CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O

CO2[CO] 通过灼热的氧化铜

CO+CuO ═ Cu+CO2

CaO[CaCO3]只能煅烧（不成加盐酸）

CaCO3 ═ CaO+CO2↑

注意：检验CaO是否含CaCO3加盐酸 ：

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

（CO32-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）

七、燃料及应用

1. 燃烧和灭火

（1）燃烧的条件：（缺一不成）

可燃物；氧气（或空气）；温度达到着火点

（2）灭火的原理：（只要消除燃烧条件的任意一个即可）

消除可燃物；隔绝氧气；降温到着火点以下

（3）影响燃烧现象的因素：

可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积

（4）使燃料充分燃烧的两个条件：

要有足够多的空气；燃料与空气有足够大的接触面积。

2. 化石燃料

（1）三大化石燃料：煤、石油、天然气（主要成分甲烷）

甲烷的化学式：CH4 （最简单的有机物，相对分子质量最小的有机物）

物理性质：无色，无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。

化学性质: 可燃性。

CH4+2O2═CO2+2H2O （蓝色火焰）。

（2）乙醇

乙醇（俗称：酒精，化学式：C2H5OH）

化学性质: 可燃性

C2H5OH+ 3O2═2CO2+3H2O

优点：

减少环境污染；节约化石燃料；促进农业发展。

（3）新能源：

氢能源（最清洁的能源）、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能