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人教版初中化学教学课件绪言化学使世界更精彩化学在生活中的应用重要历史发现举例化学无处不在,它塑造了我们的日常生活从早晨起床使用的牙膏、洗发水,到学习人类化学探索历程充满了辉煌的成就1869年,门捷列夫创立元素周期表,系统地排用的铅笔、橡皮;从厨房里的调味品到餐桌上的食物;从治疗疾病的药物到保持健康列了当时已知的63种元素,预测了几种尚未发现的元素性质,奠定了现代化学的基础的维生素,化学产品已经深入到我们生活的方方面面现代社会的发展离不开化学的贡献化学为我们提供了各种材料,如塑料、合成纤维、半导体等,这些材料极大地改变了我们的生活方式和工作效率化学还帮助我们解决了许多环境问题,如水净化、空气污染治理等第一单元走进化学世界物质的变化与性质物质可以分为纯净物和混合物纯净物的组成和性质固定,如氧气、水、食盐等;混合物的组成和性质可变,如空气、海水等物质的性质分为物理性质和化学性质•物理性质如颜色、状态、熔点、沸点、密度、硬度等•化学性质如可燃性、氧化性、还原性、酸碱性等物质变化的分类物质的变化可分为物理变化和化学变化•物理变化物质的组成不变,只有状态、形状等物理性质发生改变,如冰融化、糖溶解、铁丝弯曲•化学变化物质的组成和化学性质发生改变,生成新物质,如铁生锈、木材燃烧、食物腐败识别化学变化的常见现象颜色变化、沉淀生成、气体放出、能量变化(放热或吸热)化学实验的基础化学是一门以实验为基础的科学化学科学的发展历来依赖于精确的实验观察和验证化学实验不仅是获取知识的手段,更是培养科学思维方法和实践能力的重典型实验铁丝在氧气中燃烧要途径通过实验,我们可以直接观察物质的性质和变化,验证化学理论,发现新的规律基础化学实验的步骤通常包括
1.明确实验目的和原理
2.准备必要的仪器和药品
3.按照正确的操作程序进行实验
4.仔细观察实验现象并记录
5.分析数据,得出结论
6.整理实验报告在进行化学实验时,我们必须严格遵守安全规则,正确操作仪器,准确记录数据,培养严谨的科学态度实验步骤
1.将细铁丝缠绕成螺旋状,一端缠在铁钉上
2.点燃铁丝尖端,使其燃烧
3.迅速放入装有氧气的集气瓶中实验现象铁丝在氧气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,并有火花四射燃烧后生成黑色固体(四氧化三铁)化学实验室安全规则主要仪器介绍安全警示与应急措施化学实验室存在多种安全隐患,必须严格遵守安全规则1•实验前必须了解药品性质和操作要点试管•穿戴合适的防护装备(如实验服、护目镜)用于小量液体的盛放、加热和进行小型反应使用时应避免对着人,加热时应倾斜并不断摇动•闻气体时应采用隔空扇气法•不得擅自混合药品或进行未经许可的实验•实验后必须洗手,不在实验室内饮食2应急措施烧杯•皮肤接触化学品立即用大量清水冲洗用于盛装溶液、进行溶解和混合反应薄壁烧杯可以直接加热,但需要放置石棉网•眼睛接触化学品用洗眼器冲洗,立即就医•火灾使用灭火器,严重时撤离并报警3量筒用于测量液体体积,读数时视线应与液面弧形底部相平不可加热4酒精灯实验室常用热源使用时应远离易燃物,不可直接倒酒精,熄灭时应盖上灯帽物质的加热与仪器洗涤加热设备准备加热操作规范仪器洗涤方法检查酒精灯燃料是否充足,灯芯是否合适确保周围无易燃物品,准备好灭火器试管加热时应倾斜45°角,使管口略向下并远离人不断轻摇试管,使加热均匀先用自来水冲洗,去除大部分污物对于难除的污垢,可使用洗涤剂或适当的溶材固体物质加热前应充分研磨,液体加热需选择合适的容器液体加热应放入玻璃珠或沸石,防止暴沸加热烧杯时必须放置石棉网进行隔热剂特殊情况下可使用铬酸洗液(注意安全)最后用蒸馏水冲洗三次,确保无残留物质洗涤试管的标准步骤
1.首先将试管中的物质倒入指定的废液缸,不可随意倾倒
2.使用自来水初步冲洗,去除大部分污物
3.加入少量清水和洗涤剂,用试管刷仔细刷洗内壁
4.反复用自来水冲洗,直至无洗涤剂残留
5.最后用少量蒸馏水冲洗2-3次
6.将试管倒置在试管架上晾干,或使用烘箱低温烘干注意事项•洗涤玻璃仪器时动作要轻,防止破损•含有强酸、强碱或有毒物质的仪器需特殊处理•贵重试剂的容器应单独清洗,避免浪费我们周围的空气空气的主要成分简易测量方法空气是一种混合物,由多种气体组成在洁净干燥的空气中,各组分的体积分数大约为78%氮气N₂是空气中含量最多的气体,性质稳定,不易与其他物质发生反应21%氧气O₂支持燃烧和呼吸,是生命活动必不可少的气体
0.9%氩气Ar氧气的性质与实验制取氧气的物理性质实验高锰酸钾加热制氧气•无色、无味、无毒的气体•密度比空气略大(相对密度为
1.1)•难溶于水(25℃时,1体积水溶解
0.031体积氧气)•沸点为-183℃,凝固点为-219℃氧气的化学性质氧气具有很强的氧化性,能与许多元素和化合物反应•与金属反应2Mg+O₂=2MgO(白色粉末)•与非金属反应C+O₂=CO₂(无色气体)•与化合物反应2CO+O₂=2CO₂在常温下,大多数物质与氧气反应缓慢;加热或点燃后,反应速率加快,往往伴随放热、发光现象空气污染与防治工业污染交通污染生活污染工业生产过程中排放的废气是空气污染的主要来源燃煤电厂排放大量二氧化硫和氮机动车尾气排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物是城市空气污染的重要日常生活中的烹饪油烟、吸烟、使用化学品等也会造成室内外空气污染装修材料释氧化物,引起酸雨;钢铁、水泥等行业产生大量粉尘;化工厂排放各种有毒气体来源随着汽车保有量的增加,这一问题日益严重放的甲醛、苯等有害物质危害健康防治措施防治措施防治措施•安装高效除尘设备和脱硫脱硝装置•推广电动汽车和混合动力汽车•使用高效油烟机,保持通风•发展清洁能源,如太阳能、风能等•提高燃油品质,实施严格的排放标准•选择环保材料,减少有害物质释放•优化工艺流程,减少污染物产生•发展公共交通,减少私家车使用•合理处理生活垃圾,避免焚烧现实案例分析北京市空气质量改善2008-2022年间,北京市通过一系列综合措施显著改善了空气质量
1.能源结构调整关停燃煤电厂,推广清洁能源供暖
2.产业结构优化淘汰高污染企业,发展高新技术产业
3.机动车管控实施尾号限行,提高排放标准
4.扬尘治理加强建筑工地监管,提高道路清洁标准
5.区域联防联控京津冀协同治理,共同应对污染天气成效PM
2.5年均浓度从2013年的
89.5μg/m³下降到2022年的30μg/m³左右,重污染天数大幅减少,蓝天数量明显增加这一案例表明,空气污染治理需要系统思维和综合措施,包括政策法规、技术创新、公众参与等多方面共同努力化学知识在污染物监测、治理技术开发、清洁能源利用等方面发挥了重要作用物质的微观构成分子与原子的概念微观动画演示(分子运动)物质是由极其微小的粒子构成的,这些粒子主要包括分子、原子、离子等理解这些微观粒子的特性,是学习化学的基础分子分子是保持物质化学性质的最小粒子例如,一个水分子(H₂O)由两个氢原子和一个氧原子组成,具有水的基本性质但如果将水分子分解为氢原子和氧原子,就失去了水的性质分子的特点•由两个或多个原子通过化学键结合而成•分子之间存在间隔,并处于不断运动状态•同种物质的分子完全相同,不同物质的分子不同原子原子是构成物质的基本单位,是一种不能再分的化学粒子(在化学反应中)原子的直径约为10⁻¹⁰米,非常微小原子的特点•由原子核和核外电子组成•原子是电中性的,质子数等于电子数•同一元素的原子具有相同的质子数在微观世界中,分子始终处于不规则的运动状态这种运动与温度密切相关温度越高,分子运动越剧烈这就解释了许多宏观现象扩散现象当我们在教室一角打开香水瓶,不久整个教室都能闻到香味这是因为香水分子不断运动,逐渐扩散到空气中的各个角落溶解过程将食盐放入水中,即使不搅拌,最终也会溶解均匀这是由于水分子和盐分子(实际是钠离子和氯离子)的不断运动,使得溶质均匀分布在溶剂中热传导金属棒的一端受热,另一端也会变热这是因为热量使金属原子振动加剧,并通过碰撞传递给相邻原子,最终传遍整个物体原子的结构原子核与电子层原子由原子核和绕核运动的电子组成原子核位于原子的中心,占据极小的空间,但集中了原子几乎全部的质量原子核由正电荷的质子和不带电荷的中子组成原子核的特性•质子数(Z)决定元素的种类,也称为原子序数•中子数(N)影响原子的质量,但不改变元素的化学性质•质量数(A)质子数与中子数之和,表示原子核的总粒子数电子层的特性•电子带负电荷,质量极小(约为质子的1/1836)•电子在原子核周围的不同能级(电子层)运动•最外层电子称为价电子,决定了原子的化学性质•同一电子层所容纳的最大电子数遵循2n²规律(n为主量子数)元素周期表初识元素定义与常见元素举例元素是由相同质子数的原子组成的纯净物目前已知的元素有118种,其中自然界存在的有92种,其余是人工合成的元素可分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素常见元素包括金属元素非金属元素稀有气体元素铁Fe地壳中含量丰富,是重要的建筑和机械材料碳C存在多种同素异形体,如金刚石、石墨等氦He最轻的惰性气体,用于气球和低温研究铝Al轻金属,广泛用于航空、建筑和日常用品氧O地壳中含量最多的元素,生命活动必需氖Ne用于制造霓虹灯,发出红橙色光钠Na活泼金属,自然界主要以化合物形式存在硫S黄色固体,用于制造硫酸等重要化学品氩Ar空气中含量最多的稀有气体,用于灯泡填充元素符号识记方法元素符号是表示元素的国际通用符号,由一个或两个字母组成,第一个字母大写,第二个字记忆元素符号的小技巧母小写元素符号的来源主要有三类•找规律同周期或同族元素的符号可能有相似之处英文名称首字母如H(氢,Hydrogen)、O(氧,Oxygen)、N(氮,Nitrogen)、C(碳,•联想记忆将元素符号与其特性或用途联系起来Carbon)•分组记忆按金属、非金属、稀有气体等分类记忆拉丁文名称首字母如Fe(铁,Ferrum)、Cu(铜,Cuprum)、Au(金,Aurum)、Ag•多读多写熟能生巧,经常复习和使用(银,Argentum)新元素用发现者命名如Md(钔,以门捷列夫命名)、Cf(锎,以加州命名)自然界的水资源地球水循环模型水循环是自然界水不断运动和转化的过程,是地球上最重要的物质循环之一它包含以下几个主要环节蒸发太阳能使海洋、湖泊、河流等表面的水变成水蒸气进入大气蒸腾植物通过叶片气孔释放水蒸气到大气中凝结大气中的水蒸气冷却形成云和雾降水云中的水滴或冰晶长大后,以雨、雪、冰雹等形式落到地面径流降水形成的地表水流入河流、湖泊和海洋渗透部分水渗入地下,形成地下水这一循环过程使水资源在地球上不断循环利用,维持了生态系统的平衡人类活动如过度开发、污染等正在干扰这一自然循环水污染问题实例随着工业化和城市化进程加速,水污染问题日益严重以下是几个典型案例工业废水污染某化工厂未经处理的废水直接排入河流,导致河水中重金属超标,鱼类大量死亡,沿岸居民饮水安全受到威胁农业面源污染过量使用化肥和农药,随雨水流入水体,导致水体富营养化,出现水华现象,水质恶化生活污水污染城市生活污水未经处理直接排放,导致水体中有机物含量高,溶解氧降低,水生生物难以生存海洋塑料污染大量塑料垃圾进入海洋,形成塑料岛,威胁海洋生物生存,并通过食物链影响人类健康水的净化与实验沉淀过滤利用重力作用,使水中密度较大的悬浮物沉降到容器底部这一过程可以去除泥沙、大颗粒物质沉淀时间越长,效果越好,但不能去除溶解性物质利用滤纸、砂层等过滤介质,截留水中的悬浮物实验室常用漏斗和滤纸进行过滤,可去除未溶解的固体杂质,但不能去除溶解性物质和细菌蒸馏消毒利用物质沸点不同,将水加热蒸发后再冷凝收集蒸馏可以有效去除溶解性固体物质和不挥发性杂质,获得高纯度的水利用氯气、臭氧、紫外线等杀死水中的病原微生物自来水厂通常使用氯消毒,家庭可通过煮沸水来杀灭细菌和病毒简易净水实验演示生活中如何节约用水水资源危机是全球性问题,我们每个人都应该从日常生活做起,养成节水习惯•洗手洗脸时不要长流水,可使用盆接水•淋浴代替盆浴,缩短淋浴时间•使用节水马桶或在水箱中放置装满水的塑料瓶•收集洗衣机、空调排出的中水用于拖地、冲厕所•及时修理漏水的水龙头和管道•洗菜水可用来浇花•选购节水型家电和卫浴设备统计显示,一个四口之家若养成良好节水习惯,每年可节约用水30-50吨如果全国14亿人口都能做到,节水效果将十分可观多层过滤器制作与使用
1.准备一个透明的塑料瓶,切去顶部
2.瓶口朝下放置,塞入一小块棉花水的组成与化学式水的分解实验(电解水)电解水是研究水组成的重要实验,通过这一实验可以确定水是由氢和氧组成的,并且氢和氧的体积比为2:1实验装置霍夫曼电解装置,由U形管和两个带刻度的集气管组成,装有稀硫酸溶液(作为电解质)实验步骤
1.将霍夫曼电解装置中加入稀硫酸溶液
2.连接直流电源,通电
3.观察两极生成气体的体积
4.测试两极生成的气体性质实验现象•负极(阴极)产生无色气体,体积较大,用带火星的木条靠近会发出啪的一声,证明是氢气•正极(阳极)产生无色气体,体积较小,用带火星的木条靠近会复燃,证明是氧气•两极产生气体的体积比约为2:1原理解析水在电流作用下分解为氢气和氧气在阴极,H⁺得电子变成H₂;在阳极,OH⁻失去电子,最终生成O₂和H₂OH₂O分子结构模型水分子由两个氢原子和一个氧原子组成,化学式为H₂O水分子的结构具有以下特点•水分子呈V字形,H-O-H键角约为
104.5°•O-H键长约为
0.096纳米•氧原子与氢原子通过共价键连接•由于氧原子的电负性比氢原子大,O-H键是极性键•水分子是极性分子,呈现电偶极性水分子的极性导致了水的许多特殊性质•水分子之间可以形成氢键,使水具有较高的沸点和熔点•水是良好的溶剂,能溶解多种极性物质和离子化合物化学式与化合价化学式的意义与书写规范典型化合价记忆法化学式是用元素符号和数字表示物质组成的一种符号表示法,它包含了丰富的信息•物质中包含哪些元素•各元素原子的数量比例•分子中原子的结合方式(结构式)•物质的相对分子质量化学式的类型分子式表示分子中各元素原子数目的化学式,如H₂O,CO₂,C₆H₁₂O₆结构式表示分子中原子连接方式的化学式,如H-O-H,O=C=O离子式表示离子化合物的化学式,如NaClNa⁺Cl⁻,CaCO₃Ca²⁺CO₃²⁻实验式表示化合物中各元素原子个数比值的最简整数比的化学式,如CH₂O(葡萄糖C₆H₁₂O₆的实验式)化学式书写规范•元素符号首字母大写,次字母小写•原子数用右下角的数字表示•一个原子不写数字1•离子数用右下角带括号的数字表示,如SO₄²⁻化合价是元素原子在化合物中表现出来的得失电子或共用电子对能力的数值表示掌握常见元素的化合价,对于化学式的书写和理解至关重要常见元素的化合价+1价元素H,Li,Na,K,Ag,CuI+2价元素Mg,Ca,Ba,Zn,CuII,FeII+3价元素Al,FeIII-1价元素F,Cl,Br,I-2价元素O,S±4价元素C,Si变价元素N-3,+1,+2,+3,+4,+5,S-2,+4,+6,P+3,+5质量守恒定律基本概念质量守恒定律是化学中最基本的定律之一,由法国科学家拉瓦锡于1789年提出它的内容是在化学反应前后,反应物的总质量等于生成物的总质量这一定律的理论基础是化学反应只是原子的重新组合,而原子本身既不会凭空消失,也不会凭空产生,原子的数量和种类保持不变,因此质量守恒需要注意的是,在开放体系中,如果有气体逸出或吸收,反应前后可见物质的质量会发生变化,但如果计入所有参与反应的物质(包括气体),总质量仍然守恒典型验证实验设计验证质量守恒定律的经典实验是碳酸钙与盐酸反应
1.取一个细颈烧瓶,放入少量稀盐酸
2.将少量碳酸钙放入小试管中,小心放入烧瓶内但不接触盐酸
3.用带孔橡皮塞塞紧烧瓶口,塞中插入装有氯化钙的干燥管
4.称量整个装置的质量并记录
5.倾斜烧瓶,使碳酸钙与盐酸接触反应
6.反应完全后,再次称量整个装置的质量实验结果反应前后装置的总质量不变,证明了质量守恒定律计算练习相关题型分析质量守恒定律是化学计算的重要依据,常见的题型包括例题1计算反应前后的总质量问题10g铁粉完全燃烧后,生成了多少克氧化铁?反应前后物质的总质量各是多少?解答反应方程式4Fe+3O₂=2Fe₂O₃根据方程式,4个Fe原子224g与3个O₂分子96g反应,生成2个Fe₂O₃分子320g10g铁需要氧气10g×96g÷224g=
4.29g化学方程式书写要点化学方程式的基本组成实例分解铁与硫反应化学方程式是用化学式和符号表示化学反应的一种方式,它包含以下要素•反应物和生成物的化学式•反应物和生成物之间用箭头→连接•反应条件通常标注在箭头上方(如加热△、催化剂等)•物质的状态符号固体s、液体l、气体g、水溶液aq•计量系数表示各物质分子数目的比例关系书写化学方程式的基本步骤
1.根据实验现象和反应物、生成物的化学式,写出未配平的方程式
2.根据质量守恒定律和原子守恒定律,调整各物质前的系数,使反应前后各元素的原子数相等
3.检查各元素原子是否平衡,并使各物质前的系数尽可能为最简整数比
4.必要时注明反应条件和物质状态铁粉与硫粉反应生成硫化亚铁的实验是初中化学的经典实验之一实验现象将铁粉和硫粉混合后加热,混合物变成炽热的红色,冷却后得到黑色固体(硫化亚铁)书写方程式的步骤
1.确定反应物和生成物铁Fe和硫S为反应物,硫化亚铁FeS为生成物
2.写出未配平的方程式Fe+S→FeS
3.检查原子数量是否平衡反应前后都是1个Fe原子和1个S原子,已经平衡
4.添加反应条件和状态符号Fes+Ss△FeSs最终的化学方程式为Fes+Ss△FeSs方程式配平训练利用化学方程式简单计算实际应用与例题质量关系换算理解基本概念例题计算56克铁完全燃烧需要多少克氧气?生成多少克四氧化三铁?利用化学方程式进行质量计算的一般步骤解答化学计算的基础是化学方程式,它表明反应物和生成物的量的关系在进行计算前,需要理解以
1.写出配平的化学方程式下概念
①写出化学方程式3Fe+2O₂=Fe₃O₄
2.根据方程式确定物质的量之比•摩尔物质的量的单位,1摩尔物质含有
6.02×10²³个分子
②计算各物质的摩尔质量MFe=56g/mol,MO₂=32g/mol,MFe₃O₄=232g/mol
3.将已知物质的质量转换为物质的量•摩尔质量1摩尔物质的质量,单位为g/mol
③56g铁的物质的量nFe=56g÷56g/mol=1mol
4.根据物质的量之比,求出目标物质的物质的量•化学计量数化学方程式中各物质前的系数,表示物质的量之比
5.将物质的量转换为质量
④根据方程式,需要氧气的物质的量nO₂=nFe×2÷3=1mol×2÷3=2/3mol计算公式m=n×M(质量=物质的量×摩尔质量)
⑤计算氧气质量mO₂=nO₂×MO₂=2/3mol×32g/mol=
21.3g
⑥生成四氧化三铁的物质的量nFe₃O₄=nFe÷3=1mol÷3=1/3mol
⑦计算四氧化三铁质量mFe₃O₄=nFe₃O₄×MFe₃O₄=1/3mol×232g/mol=
77.3g工业配比的实际应用化学计算在工业生产中有着广泛的应用,尤其是在原料配比、产品产量预测和成本控制方面案例某铁矿石富集厂处理含60%氧化铁Fe₂O₃的矿石工程师需要计算处理100吨矿石可以得到多少吨纯铁解答
①写出反应方程式Fe₂O₃+3CO=2Fe+3CO₂
②计算各物质的摩尔质量MFe₂O₃=160g/mol,MFe=56g/mol
③100吨矿石中Fe₂O₃的质量100吨×60%=60吨=6×10⁷g
④Fe₂O₃的物质的量nFe₂O₃=6×10⁷g÷160g/mol=
3.75×10⁵mol
⑤生成铁的物质的量nFe=nFe₂O₃×2=
3.75×10⁵mol×2=
7.5×10⁵mol
⑥计算铁的质量mFe=nFe×MFe=
7.5×10⁵mol×56g/mol=
4.2×10⁷g=42吨碳和碳的氧化物碳的同素异形体二氧化碳实验制取方法碳是一种非常特殊的元素,它能以不同的方式与自身结合,形成多种同素异形体同素异形体是指由同一种元素组成,但具有不同分子结构和物理性质的物质金刚石结构每个碳原子通过四个共价键与周围四个碳原子形成正四面体结构性质无色透明晶体,硬度极高(莫氏硬度10),电绝缘体,导热性好,密度
3.52g/cm³,熔点约3550℃用途制作切割工具、钻头、珠宝首饰等石墨结构碳原子排列成六边形平面网状结构,平面之间靠范德华力连接性质黑灰色,有金属光泽,质软,可导电,密度
2.25g/cm³,耐高温用途铅笔芯、电极材料、润滑剂、核反应堆减速剂等富勒烯C₆₀结构60个碳原子排列成足球状结构,含有12个五边形和20个六边形性质深褐色固体,可溶于某些有机溶剂,具有特殊的物理和化学性质用途超导材料、催化剂、药物载体、纳米技术等此外,还有碳纳米管、石墨烯等新型碳材料,它们具有独特的物理和化学性质,在现代材料科学中有重要应用在实验室中,常用大理石(主要成分为碳酸钙)与稀盐酸反应来制取二氧化碳实验原理碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑实验装置
1.将大理石碎块放入锥形瓶中
2.通过漏斗缓慢加入稀盐酸
3.连接导气管,另一端插入收集装置
4.由于CO₂比空气重,可采用向上排空气法收集实验现象•盐酸与大理石接触后,立即产生大量气泡•收集到的气体无色、无味(高浓度时有微酸味)二氧化碳的性质与用途二氧化碳的物理性质•常温常压下为无色、无味(高浓度时有微酸味)的气体•密度比空气大(相对密度约为
1.5),可以像倒水一样倒出•难溶于水,在标准状况下1体积水能溶解约1体积CO₂•可以被压缩为液体(液态CO₂),在-
78.5℃下可直接升华为固体(干冰)二氧化碳的化学性质•不燃烧,不支持燃烧,可用于灭火•与水反应生成碳酸(一种不稳定的弱酸)CO₂+H₂O⇌H₂CO₃•与碱反应生成碳酸盐CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O•与钙氢氧化物反应生成碳酸钙CO₂+CaOH₂=CaCO₃↓+H₂O•在高温下,可与某些活泼金属反应2Mg+CO₂=2MgO+C•在光合作用中,被植物利用合成有机物6CO₂+6H₂O光C₆H₁₂O₆+6O₂实验CO₂灭火原理实验步骤
1.准备一个燃烧的蜡烛和一瓶二氧化碳
2.将二氧化碳缓慢倒在蜡烛上(不接触蜡烛)
3.观察蜡烛的变化实验现象蜡烛迅速熄灭原理二氧化碳不燃烧,且密度比空气大,可以覆盖在燃烧物表面,隔绝氧气,从而使燃烧停止二氧化碳的主要用途•食品工业碳酸饮料的发泡剂、食品保鲜剂、冷冻剂(干冰)•消防领域二氧化碳灭火器,适用于扑灭电器、油类火灾•工业生产制造尿素、碳酸氢钠等化学品•农业生产温室增加CO₂浓度促进植物生长•医疗领域微量用于刺激呼吸,手术中用于扩张体腔温室效应讨论二氧化碳是主要的温室气体之一,能吸收地球表面发出的红外线辐射,导致热量滞留在大气中,使地球表面温度升高温室效应的影响•全球平均气温上升,导致气候变化•极地冰川融化,海平面上升•极端天气事件(如洪水、干旱、飓风)增加•生物多样性受到威胁,生态系统失衡燃烧与灭火燃烧的必要条件常见灭火方法归纳燃烧是一种放热的氧化反应,通常伴随着明显的光和热燃烧需要同时满足三个条件,这三个条件构成了燃烧三角1可燃物能与氧气发生氧化反应并放出热量的物质,如木材、纸张、煤、汽油、甲烷等不同可燃物的燃点不同,燃点越低,越容易燃烧2助燃物支持燃烧的物质,通常是氧气空气中含有约21%的氧气,足以支持大多数物质的燃烧某些强氧化剂如高锰酸钾、氯酸钾等也能作为助燃物3着火温度可燃物开始持续燃烧所需的最低温度达到着火温度可通过外部热源(如火花、明火)、剧烈摩擦或强烈碰撞、化学反应放热等方式燃烧是一个放热的过程,一旦开始,反应放出的热量可以维持反应继续进行,形成连锁反应因此,有些学者提出燃烧四面体理论,将连锁反应作为燃烧的第四个条件灭火的基本原理是破坏燃烧的必要条件中的一个或多个根据这一原理,可以归纳出以下灭火方法
1.冷却法通过降低燃烧物的温度,使其低于着火点,从而停止燃烧实例用水灭火是最常见的冷却灭火方法水具有较大的比热容,能吸收大量热量;水蒸发时还能吸收大量汽化热,进一步降温适用范围适合扑灭固体可燃物(如木材、纸张、织物)的火灾注意事项不适用于油类、电器火灾,也不适用于某些特殊化学品火灾
2.窒息法通过隔绝氧气,使燃烧物得不到氧气而熄灭实例用湿毛巾捂住口鼻防烟;用沙土覆盖燃烧物;使用二氧化碳、泡沫灭火器等适用范围适合油类火灾、小范围固体火灾
3.隔离法将尚未燃烧的可燃物与已燃烧物质分开,切断火势蔓延途径燃料的开发与利用123化石燃料核能可再生能源包括煤炭、石油和天然气,由远古生物遗体经过数百万年地质作用形成它们储量有限,是不可通过铀、钚等放射性元素的核裂变或核聚变反应释放能量核裂变技术已广泛应用,核聚变尚在包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等,这些能源可以持续再生,不会耗竭再生能源研发阶段优点清洁环保,资源丰富,可持续利用优点能量密度高,技术成熟,使用方便,成本相对较低优点能量密度极高,不产生温室气体,燃料用量少缺点受自然条件限制,能量密度低,技术尚未完全成熟,成本较高缺点燃烧产生二氧化碳、二氧化硫等污染物,导致温室效应和酸雨;资源有限,终将耗尽缺点核事故风险高,核废料处理困难,初期投资大应用发电、供热、交通运输等多个领域应用主要用于发电,也用于船舶推进系统应用发电、交通运输、工业生产、家庭取暖等能源创新案例氢能源氢能源被誉为21世纪最具发展前景的清洁能源之一氢气燃烧只产生水,不产生任何污染物,是真正的零排放能源氢气的制备方法•化石燃料重整目前最主要的工业化制氢方法,但会产生CO₂•水电解使用电能分解水制氢,如果使用可再生能源发电,则可实现真正的清洁制氢•生物制氢利用某些微生物在特定条件下产生氢气•光催化分解水利用光催化剂在阳光照射下分解水产生氢气氢能应用技术•氢燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转换为电能,效率高,污染少•氢内燃机直接燃烧氢气驱动内燃机,可改造现有发动机•氢气储存与运输高压气态储存、低温液态储存、固态储氢材料等氢能源应用案例氢燃料电池汽车丰田Mirai、现代NEXO等氢燃料电池汽车已经商业化生产这些车辆加氢只需3-5分钟,续航里程可达500-700公里,排放物仅为纯净水氢能城市试点日本福岛氢能城市项目利用可再生能源发电制氢,为城市提供清洁能源;中国张家口市建设国家级可再生能源示范区,大力发展氢能产业金属和金属材料金属的物理性质金属是一类具有特殊物理性质的元素,在元素周期表中占据大多数位置金属元素的常见物理性质包括金属光泽新切割的金属表面呈现出特有的光亮,这是由于金属表面自由电子对光的反射作用良好的导电性金属中的自由电子可以在外电场作用下定向移动,形成电流良好的导热性金属中的自由电子能快速传递热能可塑性和延展性金属可以被锤打成薄片(延展性)或拉伸成丝(可塑性)较高的密度和硬度大多数金属密度较大,硬度较高,但也有例外(如钠、锂等)高熔点除汞和某些碱金属外,大多数金属的熔点较高这些物理性质使金属在工业、建筑、电子、交通等领域有广泛应用常见金属材料及应用铝铜金属的化学性质金属的基本化学性质活泼性顺序典型实验金属元素的化学性质主要由其最外层电子决定大多数金属原子的最外层电子数较少(通常为1-3个),容易失去电子形成阳离子,表现出还原性金属与氧气的反应大多数金属能与氧气反应生成金属氧化物•4Na+O₂=2Na₂O(钠的氧化)•2Mg+O₂=2MgO(镁的氧化)•4Al+3O₂=2Al₂O₃(铝的氧化)•3Fe+2O₂=Fe₃O₄(铁的氧化)金属与酸的反应许多金属能与酸反应生成盐和氢气•Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑•Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑但贵金属(如金、银、铂)不与非氧化性酸反应;铝、铅等因表面氧化膜保护而反应缓慢金属与水的反应活泼金属能与水反应生成氢氧化物和氢气•2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑(剧烈反应)•Ca+2H₂O=CaOH₂+H₂↑(较剧烈反应)•Mg+2H₂O△MgOH₂+H₂↑(需加热)•3Fe+4H₂O△Fe₃O₄+4H₂↑(红热铁与水蒸气反应)金属的活泼性可以通过金属置换反应进行比较活泼性强的金属能够置换出活泼性弱的金属离子实验设计
1.取4支试管,分别加入硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁和硝酸银溶液
2.向每支试管中分别加入锌粒,观察现象
3.重复上述步骤,但改用铜片、铁钉和银片
4.记录每组反应的现象,判断金属活泼性顺序实验结果•锌能置换出铜、铁和银•铁能置换出铜和银,但不能置换锌•铜能置换出银,但不能置换铁和锌•银不能置换出其他金属溶液、溶解度及浓度溶液的基本概念溶液是一种均
一、稳定的混合物,由溶质和溶剂组成溶质是被溶解的物质,溶剂是溶解溶质的物质,通常溶剂的量较多溶液的类型气体溶液如空气(氮气、氧气等气体的混合物)液体溶液如盐水、酒精溶液(最常见的溶液类型)固体溶液如合金(金属与金属或非金属的固体溶液)饱和与不饱和溶液概念根据溶质的溶解程度,溶液可分为不饱和溶液在给定温度下,溶液中溶质的量少于其最大溶解量,还能继续溶解更多溶质饱和溶液在给定温度下,溶液中溶质的量达到其最大溶解量,不能再溶解更多溶质,若再加入溶质将保持未溶解状态过饱和溶液在特定条件下,溶液中溶质的量暂时超过其最大溶解量,这种状态不稳定,受到扰动(如加入晶种、搅拌)会析出多余的溶质溶解度的定义与影响因素溶解度是指在一定温度下,溶质在一定量的溶剂中达到饱和状态时的溶解量通常表示为100g溶剂中所能溶解的溶质的最大克数影响溶解度的主要因素温度对大多数固体溶质,温度升高,溶解度增大;对大多数气体溶质,温度升高,溶解度减小压力对固体和液体溶质影响很小;对气体溶质,压力增大,溶解度增大(亨利定律)溶质和溶剂的性质相似相溶原则,极性物质易溶于极性溶剂,非极性物质易溶于非极性溶剂溶液浓度的表示方法溶液浓度是表示溶液中溶质含量的量度,常用的表示方法有
1.质量分数溶质质量占溶液总质量的百分比ω=m溶质÷m溶液×100%例10g食盐溶于90g水中,溶液的质量分数为ω=10g÷100g×100%=10%
2.物质的量浓度(摩尔浓度)酸碱基础与中和反应酸的性质与应用碱的性质与应用中和反应原理酸是一类能使紫色石蕊试纸变红,能与某些金属反应放出氢气,能与碱反应生成盐和水的化合碱是一类能使红色石蕊试纸变蓝,手感滑腻,能与酸反应生成盐和水的化合物中和反应是指酸和碱反应生成盐和水的反应化学方程式的一般形式为物常见碱的性质酸+碱→盐+水常见酸的性质•氢氧化钠NaOH白色固体,易吸收空气中水分和二氧化碳例如HCl+NaOH=NaCl+H₂O•盐酸HCl无色气体,易溶于水,水溶液呈强酸性•氢氧化钙CaOH₂白色粉末,微溶于水,俗称熟石灰从离子角度看,中和反应的本质是H⁺和OH⁻结合生成H₂O•硫酸H₂SO₄浓硫酸为无色油状液体,具有强氧化性•氢氧化铝AlOH₃白色胶状沉淀,两性,可溶于强酸和强碱H⁺+OH⁻=H₂O•硝酸HNO₃无色液体,具有强氧化性,能与多种金属反应•氨水NH₃·H₂O无色透明液体,有刺激性气味中和反应的特点•醋酸CH₃COOH含有在食醋中,是弱酸碱的应用肥皂制造、纺织工业、造纸工业、石油精炼等•放热反应,溶液温度升高酸的应用工业原料、清洁剂、食品添加剂、蓄电池电解液等•反应快速、完全•酸碱性消失或减弱实验中和反应与指示剂色变实验氢氧化钠与盐酸的中和反应实验目的观察中和反应现象,了解指示剂的作用实验步骤
1.取两支试管,分别加入5mL盐酸和5mL氢氧化钠溶液
2.向盐酸中滴加2-3滴酚酞指示剂,观察现象
3.将氢氧化钠溶液缓慢倒入含酚酞的盐酸中,边倒边摇动
4.观察溶液颜色变化,测量溶液温度变化
5.将混合液蒸发,观察剩余固体的性质实验现象•酚酞在酸性溶液中无色•加入氢氧化钠后,溶液起初无色•继续加入至中和点附近,溶液呈现微弱的粉红色•过量加入氢氧化钠后,溶液呈现稳定的粉红色•反应过程中,溶液温度升高盐和化肥生活中常见盐举例化肥作用与绿色农业盐是酸和碱反应的产物,一般由金属离子(或铵根离子)和酸根离子组成生活中常见的盐类包括氯化钠NaCl俗称食盐,是人体必需的矿物质,也是重要的调味品和食品防腐剂工业上用于制造纯碱、烧碱等化工产品碳酸钠Na₂CO₃俗称苏打或纯碱,用于玻璃制造、洗涤剂、造纸和纺织工业家庭中用于软化水质、清洁和去除顽固污渍碳酸钙CaCO₃主要存在于石灰石、大理石和贝壳中用于建筑材料、水泥生产、制酸剂、食品添加剂和钙补充剂其他常见盐类硫酸铜CuSO₄·5H₂O蓝色晶体,用作杀菌剂、电镀和实验试剂碳酸氢钠NaHCO₃小苏打,用于烘焙、除臭和灭火硝酸钾KNO₃用于制造肥料、火药和食品防腐氯化铵NH₄Cl用于干电池、焊接助焊剂和肥料化学与生活实际家庭清洁剂日常生活中使用的清洁剂多含有化学物质,如洗衣粉中的表面活性剂、漂白剂中的次氯酸钠、玻璃清食品添加剂洁剂中的氨水等正确使用这些产品可提高清洁效率,不当使用则可能危害健康食品添加剂是为改善食品品质和保存性能而加入食品中的人工合成或天然物质常见的食品添加剂包安全使用要点避免混合不同清洁剂,特别是含氯和含氨产品;使用时保持通风;远离儿童存放括防腐剂、抗氧化剂、着色剂、甜味剂、增味剂等识别方法阅读食品标签上的成分表,E开头的编号通常代表添加剂,如E300(维生素C,抗氧化剂)、E621(谷氨酸钠,增味剂)药物与保健品药物是治疗或预防疾病的化学物质,保健品则是维持健康的辅助产品了解常见药物的基本成分和作用机理有助于合理用药科学用药原则遵医嘱用药,注意药物相互作用,不滥用抗生素,留意过敏反应,检查有效期化妆品与护肤品化妆品中含有多种化学成分,如保湿剂、防腐剂、香料、色素等了解这些成分有助于选择适合自己的产品,避免皮肤过敏或刺激纺织材料选购建议注意成分表,避开已知过敏原;尽量选择成分简单的产品;做皮肤测试;关注产品pH值我们日常穿着的衣物由各种天然和合成纤维制成,如棉、麻、丝、毛等天然纤维,以及尼龙、涤纶、腈纶等合成纤维不同纤维具有不同的化学性质和物理特性识别方法燃烧法可初步鉴别纤维类型,如棉麻燃烧有烧纸味,合成纤维燃烧有塑料味并可能熔化食品添加剂识别食品添加剂广泛存在于加工食品中,合理使用可以提高食品的品质和安全性,但过量摄入某些添加剂可能对健康产生不良影响消费者应当学会识别常见的食品添加剂,做出明智的食品选择常见食品添加剂及其用途添加剂类型常见代表作用可能风险防腐剂苯甲酸钠、山梨酸钾抑制微生物生长过量摄入可能引起过敏抗氧化剂维生素C、维生素E防止氧化变质一般安全着色剂胭脂红、柠檬黄改善食品外观部分人群可能过敏总结与期末复习建议核心知识回顾典型题型与应试技巧初中化学课程涵盖了化学的基础概念、物质性质、化学反应、实验技能等方面,这些内容互相联系,形成了完整的知识体系以下是需要重点掌握的核心内容1化学基本概念•物质的分类与性质(纯净物、混合物、物理性质、化学性质)•原子结构与元素周期表•化学式与化合价•化学方程式的书写与配平2重要物质的性质•氧气、二氧化碳的制取与性质•水的组成与性质•金属的性质与应用•酸、碱、盐的性质与应用3重要化学反应•燃烧反应(条件、产物、应用)•金属与氧气、酸、水的反应•中和反应选择题技巧•分解反应与化合反应•仔细审题,找出关键词和限定条件•排除法先排除明显错误的选项4•注意题干中的不、都等词语化学计算•根据题目要求,检查选项是否符合化学原理•利用化学式计算相对分子质量填空题技巧•利用化学方程式进行计算•注意填写内容的准确性,包括化学式、符号、单位等•溶液浓度计算(质量分数、物质的量浓度)•填化学式时注意大小写和下标•化学反应中的能量变化•填化学方程式时必须配平,注意状态符号。
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