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高中化学必修教学课件课程内容结构总览四大核心模块能力培养实验基础仪器使用、基本操作、安全规范观察归纳通过实验现象分析本质规律••物质及变化物质分类、化学反应类型、能量变化逻辑推理建立微观理论与宏观现象的联系••金属元素物理化学性质、活动性、重要化合物计算能力掌握物质的量、浓度等核心计算••非金属元素典型非金属、化合物性质与应用应用实践学以致用,解决实际问题••123考点梳理实验专题跨学科整合每章节末配备考点梳理,直击高考重难点,强化实验技能训练,提供详细操作步骤与注包含历年真题解析与答题策略指导意事项,培养学生实验探究能力化学学科本质与学习方法化学学科本质高效学习方法化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学它探索物质世界的微观本质,解释宏观现象概念明确准确理解核心概念,建立知识网络
1.的内在机制,为人类认识自然、改造自然提供重要工具公式熟练掌握基本计算公式及应用条件
2.化学学科立足于实验观察与理论推导,以实验为基础,以理论为指导,形成了独特的科学方法论体系
3.实验探究亲手实践,加深对原理的理解通过对物质转化过程的研究,化学揭示了元素周期律、化学键理论等基本规律,构建了从原子到材料的题型归纳通过刷题掌握解题思路与技巧
4.认知框架生活联系将化学知识与日常生活相结合
5.反思总结定期梳理知识点,查漏补缺
6.学习建议第一章从实验学化学化学实验的科学价值典型实验举例发现未知通过实验发现新物质、新现象、新规律氧气制备与性质通过加热高锰酸钾制备氧气,考察其助燃性••验证理论将抽象理论具体化,检验理论正确性二氧化碳性质通过大理石与盐酸反应制备二氧化碳,观察其灭火性••解决问题应用化学原理解决实际问题溶液配制学习准确配制一定浓度溶液的方法••培养能力锻炼观察、分析、动手和创新能力金属活动性通过金属与盐溶液的反应探究金属活动顺序••实验在化学学科中的地位化学是一门以实验为基础的自然科学,实验在化学研究和教学中占据核心地位从拉瓦锡的氧化实验到居里夫人的放射性元素分离,重大化学发现几乎都来自于精心设计的实验化学实验既是知识的来源,也是理论的检验标准,更是应用的直接途径氧气制备实验是高中化学中的经典实验,通过加热高锰酸钾观察气体产生并验证其性质实验室常用仪器及使用规则常用玻璃仪器加热与支撑仪器•酒精灯实验室常用热源,最高温度约800℃容量仪器•电热板安全稳定的热源,适合长时间加热•烧杯用于盛装、加热和反应的通用容器,无精确刻度•坩埚钳用于夹持高温容器•量筒用于测量液体体积,精度一般为1%•铁架台支撑实验装置的基本框架•容量瓶用于配制标准溶液,精度高,不可加热•漏斗架固定漏斗进行过滤操作•滴定管用于精确控制液体滴加量,精度可达
0.1mL•试管架整齐放置试管,便于实验操作反应与分离仪器•试管用于小量试剂反应和观察•锥形瓶用于滴定、振荡混合等操作•分液漏斗用于不互溶液体的分离•蒸馏装置用于液体混合物的分离提纯常见实验基本操作萃取与分液蒸发与结晶利用溶质在两种不互溶液体中溶解度不同进行分过滤操作蒸发用于浓缩溶液或获取溶质;结晶用于纯化物离分液漏斗使用时需注意排气,振荡后静置分将不溶性固体与液体分离的方法正确折叠滤纸质蒸发皿内液体不宜过满,加热均匀,防止飞层,适时开启活塞放出下层液体(四折法或连续对折法),湿润滤纸后紧贴漏斗溅;结晶时应缓慢冷却,形成大而纯净的晶体内壁,液面不超过漏斗边缘,液体沿玻璃棒导流可防止溅出玻璃仪器的连接正确连接玻璃仪器是保证实验顺利进行的关键在连接玻璃管与软木塞或橡皮管时,应先润湿,然后一边轻轻旋转一边插入,避免直接用力推压造成玻璃管断裂伤人连接复杂装置时,应从中心向两端组装,确保各部分稳固不晃动,气密性良好常见的气体发生装置、蒸馏装置等需要特别注意导气管的插入深度和角度,避免回流或气体泄漏所有连接处应检查密封性,必要时可用适量凡士林或胶带辅助密封在实验结束后,应在玻璃仪器冷却后再拆卸,防止因热胀冷缩造成的粘连或破裂正确的过滤操作滤纸紧贴漏斗内壁,液体沿玻璃棒缓慢倾倒,防止飞溅和气泡形成实验安全与风险防控危险化学品标识个人防护易燃品乙醇、汽油、乙醚等,远离火源,储存于阴实验服保护衣物和皮肤,应扣紧纽扣••凉处安全眼镜防止化学物质溅入眼睛•腐蚀品强酸强碱,如硫酸、氢氧化钠,避免接触皮•防护手套处理腐蚀性或有毒物质时必须佩戴•肤和眼睛口罩防止吸入有害气体或粉尘•氧化剂高锰酸钾、双氧水等,与有机物接触可能引•长发束起防止接触火源或腐蚀性物质•起燃烧有毒品氰化物、汞化合物等,避免吸入或接触,操•作须在通风橱中进行爆炸品过氧化物、硝化物等,避免震动、摩擦和加热•紧急事故处理化学灼伤立即用大量清水冲洗分钟,严重者就医•15-20火灾小火用灭火器扑灭,大火立即疏散并报警•中毒迅速转移到通风处,保持呼吸道畅通,立即就医•玻璃划伤清洗伤口并用消毒液处理,包扎后就医•化学品泄漏使用适当吸附材料处理,避免接触和吸入•实验室安全原则未经许可不得独自进行实验;严格遵守操作规程;实验前了解所用物质的危险性;保持实验台面整洁;实验后彻底清洗双手;发现异常情况立即报告指导教师;熟悉应急设备(洗眼器、灭火器、急救箱)的位置和使用方法化学计量在实验中的应用质量守恒定律质量守恒定律是化学计量的基础,由法国化学家拉瓦锡于年通过精确实验确立该定律指出在化学1789反应前后,参与反应的物质的总质量保持不变这一定律反映了物质在转化过程中,原子既不会凭空产生,也不会凭空消失,只是重新组合形成新物质在实验中,质量守恒定律的应用表现为反应物总质量生成物总质量•=反应前元素总量反应后元素总量•=密闭体系中总质量不变(开放体系需考虑气体逸出或吸入)•方程式配平示意图反应前后各元素原子数保持相等,体现质量守恒定律化学方程式的书写与配平化学方程式是化学反应的简洁表达,正确书写和配平是化学计算的前提方程式书写步骤如下写出反应物和生成物配平方程式检验与标注根据实验现象确定参与反应的物质和生成的产物,用化学式表调整系数使反应前后各元素原子数相等,遵循最简整数比原则检查元素守恒和电荷守恒,标注物质状态和反应条件示物质的量核心概念物质的量定义阿伏加德罗常数物质的量(符号,单位)是表示物质微粒数目多少的物理量,阿伏加德罗常数表示物质中所含的微粒数目,数值为n mol1mol是化学计量的核心概念物质的量中所含的微粒数等于阿伏×这一巨大的数字意味着1mol
6.0210^23加德罗常数×NA=
6.0210^23水分子×个水分子•1mol=
6.0210^23物质的量的引入使微观粒子与宏观物质建立了定量联系,极大地氧气分子×个氧气分子•1mol=
6.0210^23简化了化学计算通过物质的量,我们可以精确描述化学反应中铁原子×个铁原子•1mol=
6.0210^23的物质变化关系,实现定量预测和控制阿伏加德罗常数的物理意义在于,它建立了微观粒子数与宏观物质量的定量关系,使化学计量从原子分子层面上得以实现12物质的量的计算微粒数的计算÷×n=m M N=n NA式中为物质的量,单位;为质量,单位;为摩尔式中为微粒数;为物质的量,单位;为阿伏加德n molm gMNn mol NA质量,单位罗常数g/mol例如计算水的物质的量÷例如计算水分子中的分子数×36g nH2O=36g2molN=2mol××个分子18g/mol=2mol
6.0210^23/mol=
1.20410^243气体摩尔体积在标准状况下(℃,),任何气体的体积均为
0101.325kPa1mol
22.4L例如标准状况下,计算氧气的物质的量÷
2.24L nO2=
2.24L
22.4L/mol=
0.1mol物质的量浓度溶液配制物质的量浓度定义物质的量浓度(符号c,单位mol/L)是指溶液中溶质的物质的量除以溶液的体积式中c为物质的量浓度,单位mol/L;n为溶质的物质的量,单位mol;V为溶液的体积,单位L物质的量浓度是表征溶液组成的重要方式,在化学实验和工业生产中广泛应用相比质量分数,物质的量浓度更便于计算化学反应中的物质关系配制标准溶液的实验操作,包括称量、溶解、定容等关键步骤配制
0.1mol/L NaCl溶液的详细步骤定容与均匀化准确称量与溶解继续加水至刻度线附近,最后用滴管逐滴加水至刻度线,使溶液底部弯月面与刻度线相切计算所需NaCl质量使用电子天平称取
0.585g NaCl固体,转移至100mL容量瓶中塞紧瓶塞,上下颠倒多次使溶液充分混匀首先计算配制100mL溶液所需的NaCl质量加入少量蒸馏水溶解固体,轻轻旋转容量瓶直至完全溶解nNaCl=c×V=
0.1mol/L×
0.1L=
0.01mol化学计算基础与技巧摩尔质量计算质量分数计算产率计算摩尔质量M是指1mol物质的质量,单位为g/mol计算方法质量分数ω表示溶质质量占溶液总质量的百分比产率η表示实际产量与理论产量的比值M=Σ元素相对原子质量×原子个数ω=m溶质÷m溶液×100%η=m实际÷m理论×100%例计算H2SO4的摩尔质量例20g NaCl溶于180g水中,求溶液中NaCl的质量分数例理论上10g铜可产生
12.5g氧化铜,实际得到
11.8g,求产率MH2SO4=2×1+32+4×16=98g/molω=20g÷20g+180g×100%=10%η=
11.8g÷
12.5g×100%=
94.4%数学表达式在化学中的应用化学计算本质上是将化学原理通过数学方法定量表达常见的数学表达式应用包括•比例关系利用化学方程式中的计量数比确定物质的量之比•方程求解建立基于化学原理的方程或方程组求解未知量•函数关系如气体状态方程PV=nRT,描述气体参数间的函数关系•图像分析利用浓度-时间曲线分析反应速率,通过pH曲线判断当量点第二章化学物质及其变化物质的分类物质状态变化与分离元素不能再分解为更简单物质的基本组成单位目前已知118种元素,分为金属、非金属和稀有气体物质状态变化包括熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华,这些过程只改变物质的物理状态,不改变化学成分常用分离方法单质•过滤分离不溶性固体与液体由同一种元素组成的纯净物如氧气O
2、硫S、铁Fe等同一元素可能有不同同素异形体•蒸馏分离沸点差大的液体混合物化合物•分液分离不互溶的液体•重结晶提纯可溶性固体由两种或两种以上元素按固定比例组成的纯净物如水H2O、二氧化碳CO
2、氯化钠NaCl等分子的化学键与构型简介化学键的本质化学键是原子间通过电子相互作用形成的稳定联系,是微观粒子组成宏观物质的桥梁化学键的形成本质上是为了降低体系能量,达到更稳定的状态不同类型的化学键决定了物质的结构、性质和反应行为离子键共价键通过电子完全转移形成的化学键,由正负离子间的静电引力构成典型如NaCl中Na+和通过原子间共享电子对形成的化学键如H2中两个H原子共享一对电子共价键又分为非Cl-间的键合离子键化合物通常具有高熔点、导电性(熔融或溶液状态)和良好的溶解性极性(如O2)和极性(如HCl)共价化合物通常熔点较低,多为气体或易挥发液体金属键金属原子间形成的化学键,由金属阳离子与自由移动的电子云构成如Fe中的原子排列金属键赋予金属良好的导电性、导热性、延展性和光泽三种主要化学键类型示意图离子键、共价键和金属键,展示了不同类型的电子分布方式典型物质的微观结构化学反应基本类型12化合反应分解反应两种或两种以上的物质结合成一种新物质的反应一种物质分解成两种或两种以上新物质的反应A+B→AB AB→A+B例2Mg+O2→2MgO(镁燃烧)例2KClO3→△2KCl+3O2(制备氧气)特点通常放热,体系熵减小,自发性取决于焓变和熵变的综合效应特点通常吸热,体系熵增大,多需外界能量驱动34置换反应复分解反应一种单质置换出化合物中的另一种元素两种化合物交换成分形成两种新化合物A+BC→AC+B AB+CD→AD+CB例Fe+CuSO4→FeSO4+Cu(铁置换铜)例AgNO3+NaCl→AgCl↓+NaNO3(银离子检验氯离子)特点活泼金属可置换出活动性较弱金属的盐溶液中的金属特点通常生成沉淀、气体或难电离物质时易进行生活中的化学变化案例•铁制品生锈4Fe+3O2+2xH2O→2Fe2O3·xH2O•酸奶制作乳酸菌发酵乳糖生成乳酸•醋酸与小苏打反应CH3COOH+NaHCO3→CH3COONa+H2O+CO2↑•燃气燃烧CH4+2O2→CO2+2H2O+能量•光合作用6CO2+6H2O+光能→C6H12O6+6O2•呼吸作用C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量能量变化与反应热化学反应中的能量变化化学反应本质上是物质内部化学键的断裂与形成过程,伴随着能量的变化根据能量变化方向,化学反应可分为放热反应体系释放热量到环境,如燃烧、中和反应•吸热反应体系从环境吸收热量,如光合作用、分解反应•热化学方程式是表示化学反应热效应的特殊方程式,在普通化学方程式右侧标注热效应值,如C+O2=CO2+
393.5kJ/mol反应热效应主要取决于反应物和生成物的键能差异、反应物和生成物的相态、反应条件(温度、压力)等因素放热反应与吸热反应能量图示,显示反应前后能量变化、活化能与反应热燃烧实验与热化学计算简易量热器实验燃烧热测定热化学计算基础第三章金属及其化合物金属的物理性质金属的化学性质光泽新鲜切面有特有的金属光泽,因自由电子对光的反射氧化性多数金属能与氧气反应生成金属氧化物••导电性优良导体,源于金属中自由移动的电子与酸反应大多数金属能与酸反应生成盐和氢气••导热性良好,通过自由电子快速传递热能与水反应活泼金属(如钠、钾)能与水反应生成氢氧化物和氢气••延展性可锻造成片状或拉伸成丝,原子间结合力均匀与盐溶液反应活泼金属能置换出盐溶液中的活动性较弱的金属••机械强度多数金属硬度高,但各有差异(如锂较软,铬较硬)•熔点变化范围大(如汞℃,钨℃)•-
38.83410活泼金属与惰性金属活泼金属钾中等活泼金属镁惰性金属金钾是极活泼的碱金属,与水剧烈反应产生氢气和氢氧化钾,并放出镁带在空气中燃烧产生耀眼白光和大量热,生成氧化镁镁与热水金是化学性质最不活泼的金属之一,不与氧气、水和大多数酸反应,大量热量使氢气燃烧表面呈银白色,但暴露在空气中迅速氧化变反应缓慢,但与酸反应剧烈放出氢气镁合金轻质高强,广泛应用只溶于王水(浓硝酸与浓盐酸混合物)因其稳定性、良好导电性暗因极高活性,必须储存在煤油中隔绝空气和水分于航空航天、汽车制造等领域和耐腐蚀性,广泛用于珠宝、电子和货币领域金属活动顺序表及应用金属活动顺序表解析活动顺序表的实际应用金属活动顺序表(又称金属活动性顺序)是根据金属失去电子预测金属置换反应活泼金属能置换出盐溶液中活动性•的难易程度排列的顺序,从最易失电子(最活泼)到最难失电较弱的金属,如铁片插入硫酸铜溶液,铁会置换出铜子(最不活泼)依次为金属防腐镀锌铁(牺牲阳极保护),锌比铁活泼,优•先被氧化,保护铁KNaCaMgAlZnFeSnPbHCu金属冶炼根据金属活动性选择适当的还原剂,如铝热HgAgPtAu•反应用于冶炼难还原金属这一顺序反映了金属的化学活泼性,位置越靠前的金属电化学电池设计选择活动性差异大的金属对作电极,•越容易失去电子形成阳离子提高电池电动势•氧化性越强,还原性越弱实验室制氢选择合适的金属与酸反应制取氢气••与氧气、水、酸的反应越剧烈•化合物越不稳定,越容易被还原•金属活动顺序表是基于大量实验总结的经验规律,为预测金属化学反应提供了重要依据实验演示金属活动性比较实验设计准备铜、铁、锌三种金属片和硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌三种盐溶液,进行九种组合的反应观察现象解析锌片能置换出硫酸铜和硫酸亚铁溶液中的铜和铁;铁片能置换出硫酸铜溶液中的铜,但不能置换硫酸锌中的锌;铜片不能置换出任何溶液中的金属由此证实锌铁铜这种简单实验清晰展示了金属活动顺序的本质,也是高考常见的实验题型金属常用化合物(以铁、铜为例)铁及其化合物铜及其化合物单质铁Fe单质铜Cu银白色金属,有磁性,熔点℃红褐色金属,有良好导电性和延展性•1535•潮湿空气中易生锈化学性质稳定,不与水和稀硫酸反应•4Fe+3O2+2xH2O→2Fe2O3·xH2O•与稀酸反应放出氢气与浓硝酸反应•Fe+2HCl→FeCl2+H2↑•3Cu+8HNO3→3CuNO32+2NO↑+工业上用作结构材料、合金制造等4H2O•广泛用于电线、电子元件和建筑材料等•氧化铁Fe2O3氧化铜CuO红褐色粉末,俗称赤铁矿•黑色粉末,不溶于水,溶于酸难溶于水,溶于酸生成盐••Fe3+高温下被还原与一氧化碳反应被还原•CuO+H2→Cu+H2O•Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2用于有机物燃烧分析和催化剂等用作颜料、抛光剂和催化剂等••三氯化铁FeCl3硫酸铜CuSO4·5H2O蓝色晶体,俗称胆矾,溶于水呈蓝色黄褐色结晶,易潮解,水溶液呈酸性••加热失去结晶水变为白色无水硫酸铜水解反应⇌••FeCl3+3H2O FeOH3↓+3HCl用作农药、电镀、分析试剂等检验与溶液反应生成血红色络合物••Fe3+KSCN用作印刷电路板蚀刻剂、水处理剂等•铜的蓝绿变色反应与生活应用铜在潮湿空气中长期与二氧化碳、二氧化硫等物质接触,表面会形成碱式碳酸铜或碱式硫酸铜等绿色物质,俗称铜[Cu2OH2CO3][Cu4OH6SO4]绿或铜锈这一现象在古铜器、铜屋顶和铜像(如美国自由女神像)上尤为明显铜绿的形成过程铜首先氧化生成氧化铜,然后与空气中的水、二氧化碳等反应生成碱式铜盐虽然铜绿改变了铜的外观,但实际上形成了一层保护膜,防止铜继续腐蚀,这是一种自然的防护机制在文物保护和建筑装饰中,铜绿常被有意保留,形成独特的美学效果金属材料在社会中的应用现代金属材料的结构与性能不锈钢铝合金不锈钢是铁、碳、铬的合金,含铬量通常超过铝合金是以铝为基础,添加铜、镁、硅、锌、锰铬在表面形成致密氧化膜,防止进一步氧等元素的合金具有密度低(约为钢的)、11%1/3化,赋予钢材优异的耐腐蚀性根据成分和性能,比强度高、耐腐蚀、易加工等优点常见铝合金不锈钢分为奥氏体型(、等)、铁素体包括硬铝(铝铜合金)、防锈铝(铝镁合金)304316--型、马氏体型等多种类型不锈钢广泛应用于厨和硅铝(铝硅合金)等铝合金广泛应用于航空-具、食品加工设备、建筑装饰、医疗器械等领域航天、交通运输、建筑和包装等领域高温合金高温合金主要由镍、钴或铁基与铬、钨、钼等元素组成,能在高温(通常℃)下保持良好的机械性能600现代金属材料在航空航天、建筑、电子和交通等领域的广泛应用和抗氧化性主要应用于航空发动机涡轮叶片、燃气轮机、核反应堆和化工设备等高温环境其优异性能源于特殊的微观组织结构和表面保护氧化膜绿色金属材料发展趋势轻量化发展高强度轻质合金,降低能源消耗•节能减排优化冶金工艺,减少碳排放•资源循环提高金属回收率,发展循环经济•智能化开发自修复、形状记忆等智能金属材料•绿色制造无铅焊料、无镉电镀等环保工艺•新能源支持为太阳能、风能、氢能等提供材料支撑•第四章非金属及其化合物典型非金属元素的个性描述非金属元素的分布与状态非金属元素在元素周期表中主要分布于右上角,包括碳C第Ⅳ族、等•A CSi存在多种同素异形体(石墨、金刚石、富勒烯等);第Ⅴ族、等•A NP化学性质较稳定;可形成多种有机化合物;在生命活第Ⅵ族、、等动中具有核心地位•A OS Se第Ⅶ族、、、等(卤素)•A FCl BrI第Ⅷ族、、等(惰性气体)•IIIA HeNe Ar硅Si非金属元素在标准状况下的物理状态多样地壳中含量第二(仅次于氧);半导体性质;形成多气态、、、、和惰性气体•H NO FCl种硅酸盐矿物;是现代电子工业的基础材料液态•Br固态、、、、等•C PS SeI氧O与金属元素相比,非金属元素通常具有较高的电负性,易地壳中含量最高;空气中约占;强氧化性;几乎得电子形成阴离子,表现出氧化性21%所有元素(除惰性气体外)都能与氧反应;生命活动必需氮N空气中占;化学性质不活泼;氮气分子中三键结78%构稳定;是蛋白质、核酸等生物大分子的重要组成元素硅及无机非金属材料硅的基本性质与应用硅是地壳中含量第二丰富的元素(占),仅次于氧单质硅是灰黑色固体,具有金属光泽,半导体性质28%硅的化学性质不与水、稀酸反应•与氧反应△•Si+O2→SiO2与碱反应•Si+2NaOH+H2O→Na2SiO3+2H2↑与氟化氢反应•Si+4HF→SiF4↑+2H2↑硅的应用半导体工业硅芯片是现代电子设备的核心•太阳能电池光伏发电的主要材料•合金添加剂提高铝合金、钢铁的性能•有机硅材料硅橡胶、硅油等•硅芯片制造过程与硅晶圆特写,展示了硅在现代电子工业中的核心地位二氧化硅及硅酸盐材料氯元素及其化合物氯的工业制备与应用工业上氯气主要通过饱和食盐水电解制备这一过程同时生产氯气、氢氧化钠和氢气三种重要化工原料,被称为氯碱工业氯气的主要应用•消毒剂饮用水处理、游泳池消毒•漂白剂纸浆、纺织品漂白•化工原料生产塑料(PVC)、农药、医药、溶剂等•金属冶炼提取金、铂等贵金属氯气的工业生产与应用,展示了氯在水处理和工业合成中的重要作用氯气的物理与化学性质•物理性质黄绿色有刺激性气味的气体,密度大于空气,稍溶于水•与金属反应2Na+Cl2→2NaCl硫和氮的氧化物基本性质二氧化硫SO2氮氧化物NOx物理性质无色有刺激性气味的气体,密度大于空气,易溶于水主要包括(一氧化氮)和(二氧化氮)NO NO2化学性质物理性质棕红色刺激性气体,有毒NO2与水反应⇌(亚硫酸)化学性质•SO2+H2O H2SO3氧化反应⇌(需催化剂)•2SO2+O22SO3V2O5与水反应•3NO2+H2O→2HNO3+NO漂白作用湿性还原漂白,与等氧化性漂白不同•H2O2氧化性是强氧化剂•NO2污染与危害污染与危害酸雨主要成因之一,值降至以下•pH
5.6酸雨形成的重要前体物•呼吸系统刺激物,可导致支气管炎等疾病•光化学烟雾的主要成分•建筑物腐蚀,尤其是大理石()•CaCO3破坏臭氧层•植物叶绿素破坏,影响光合作用•呼吸系统疾病诱因•形成的重要前体物•PM
2.5工业烟气处理技术二氧化硫脱除石灰石石膏法与石灰石浆液反应生成,进一步氧化为(石膏),实现资源化利用脱除效率可达以上-SO2CaSO3CaSO495%氮氧化物脱除选择性催化还原法利用在催化剂作用下与反应生成和催化剂通常为,反应温度约SCR NH3NOx N2H2O V2O5-WO3/TiO2300-℃,脱除效率可达40080-90%协同控制技术脱硫脱硝一体化技术如活性炭同时吸附和,或湿法氧化同时去除多种污染物,提高系统效率,降低设备投资和运行成本SO2NOx重要无机酸(硫酸、硝酸、氨)硫酸H2SO4硝酸HNO3氨NH3工业制备(接触法)工业制备(奥斯特瓦尔德法)工业制备(哈伯法)△⇌催化,高压
1.S+O2→SO
21.4NH3+5O2→Pt4NO+6H2O N2+3H22NH3Fe⇌催化
2.2SO2+O22SO3V2O
52.2NO+O2→2NO2性质
3.SO3+H2SO4→H2S2O
73.3NO2+H2O→2HNO3+NO无色刺激性气体,极易溶于水•
4.H2S2O7+H2O→2H2SO4性质碱性⇌•NH3+H2O NH4++OH-性质强氧化性浓配位性与过渡金属离子形成配合物•Cu+4HNO3→CuNO32+2NO2↑+•浓硫酸强氧化性浓2H2O还原性点燃•Cu+2H2SO4→CuSO4+SO2↑•4NH3+5O2→4NO+6H2O光照分解光+2H2O•4HNO3→4NO2↑+2H2O+O2↑应用化肥生产、制冷剂、制硝酸、有机合成等强脱水性浓易挥发,有腐蚀性•C12H22O11→H2SO412C+11H2O•强腐蚀性和吸水性•应用炸药、化肥、金属冶炼、有机合成等应用化肥、石油精炼、金属处理、蓄电池等酸碱指示剂变色反应实验常见酸碱指示剂实验操作要点应用价值石蕊酸性红色,碱性蓝色,转变范围指示剂用量溶液中加入滴即可酸碱滴定判断滴定终点•pH
4.5-
8.3•2-3•酚酞酸性无色,碱性红色,转变范围观察角度将试管放在白色背景前观察测定粗略估计溶液值•pH
8.2-
10.0••pH pH甲基橙酸性红色,碱性黄色,转变范围避免污染不同指示剂使用不同滴管水质检测判断水体酸碱程度•pH
3.1-
4.4••万能指示剂根据值显示不同颜色对照实验设置标准酸碱溶液作对照土壤酸碱度测定指导农业生产•pH••离子反应与电解质电解质的分类与特点电解质是指溶于水或熔融状态时能导电的物质,可分为强电解质在水溶液中几乎完全电离的电解质,如:•强酸HCl,H2SO4,HNO3等•强碱NaOH,KOH,BaOH2等•可溶性盐NaCl,CuSO4,NH4Cl等特点电离度α≈1,导电能力强弱电解质在水溶液中部分电离的电解质,如:•弱酸CH3COOH,H2CO3,H2S等•弱碱NH3·H2O,FeOH3等•难溶电解质CaOH2,AlOH3等特点电离度α1,导电能力弱非电解质溶于水后不电离的物质,如:•大多数有机化合物C6H12O6葡萄糖、C2H5OH乙醇等•氧化物CO2,SO2(溶于水后生成电解质)特点不导电,分子状态存在于溶液中离子反应演示实验沉淀生成、气体放出和中和反应三种典型离子反应类型离子反应的实质与特征离子反应是指电解质溶液中的离子之间发生的反应发生离子反应的条件
1.参与反应的物质必须以离子形式存在
2.离子间相遇并发生作用
3.生成难电离物质(沉淀、气体或弱电解质)氧化还原反应电子转移本质解释氧化还原反应是伴随着电子转移的化学反应,其本质特征是元素的化合价发生变化在这类反应中•氧化失去电子的过程,导致元素化合价升高•还原得到电子的过程,导致元素化合价降低•氧化剂夺取电子的物质,自身被还原•还原剂提供电子的物质,自身被氧化氧化还原反应的微观机制涉及电子的转移,可以是直接转移(如金属与非金属反应形成离子化合物),也可以是共用电子对极化程度的改变(如分子内氧化还原反应)判断氧化还原反应的方法
1.电子得失法确定反应物和生成物中元素的得失电子情况
2.化合价变化法比较反应前后元素化合价的变化氧化还原反应中的电子转移过程示意图,展示了氧化剂、还原剂与电子流动方向典型氧化还原反应实例化学与社会生活材料创新环境保护化学为现代材料创新提供了核心支持从高性能聚合物到纳米材料,从化学在环境保护中扮演双重角色既是污染问题的部分来源,也是解决智能材料到生物相容材料,化学研究不断突破材料性能极限例如,石方案的提供者绿色化学原则推动了清洁生产工艺、无毒替代品和废物墨烯的发现开创了二维材料研究新纪元;自修复材料可在损伤后自动恢资源化利用环境监测技术可实现对污染物的痕量检测;废水处理技术复功能;超疏水材料模仿荷叶效应实现自清洁;生物降解材料减少环境如高级氧化工艺可降解难处理有机污染物;土壤修复技术可治理重金属负担材料创新推动了航空航天、医疗健康、电子信息等行业的变革和有机污染化学还助力微塑料降解、大气污染治理等全球环境挑战医疗健康能源转型化学在医疗健康领域贡献突出药物分子设计与合成创造了靶向治疗药化学是能源革命的核心驱动力锂离子电池技术突破支持了电动汽车和物;生物医用材料支持了组织工程与再生医学;医学成像造影剂提高了可再生能源存储;氢能源开发涉及制氢、储氢和燃料电池应用;太阳能疾病诊断精度;快速检测试剂加速了疾病筛查化学合成生物学推动了电池材料创新提高了光电转换效率;生物质能源利用实现了碳中性能源疫苗和蛋白质药物开发;基因编辑技术为遗传疾病治疗带来希望化学生产化学催化剂创新降低了能源生产和转化的能耗,提高了效率未与生物医学、材料科学和信息技术的交叉融合,正在重塑未来医疗模式来,固态电池、钠离子电池等新型储能技术将继续推动能源系统变革碳达峰、碳中和背景下的化学贡献减碳技术碳循环与碳汇碳捕集利用与封存将从工业排放中分离并转化为有用产品或永久封存电催化转化将电化学还原为甲酸、甲醇等有价值化学品•CCUS CO2•CO2CO2可再生能源材料高效太阳能电池、储能电池、氢能源系统等人工光合作用模拟植物光合作用,利用阳光将转化为燃料••CO2工业催化新技术降低能耗和碳排放的选择性催化剂生物质转化将农林废弃物等生物质高效转化为生物燃料和化学品••绿色合成路径以生物基原料替代化石原料的化学品合成碳中和材料开发吸收的建筑材料和工业原料••CO2常见考点及易错点总结方程式配平技巧化学用量单位换算误区•物质的量与质量混淆忘记通过摩尔质量M进行换算1•气体摩尔体积条件错误标准状况
273.15K,
101.3kPa下才是
22.4L/mol系数法•溶液浓度单位误用物质的量浓度mol/L与质量浓度g/L混淆•百分比浓度定义混淆质量分数、体积分数和质量摩尔浓度概念混淆最常用的配平方法,按以下步骤进行•阿伏加德罗常数使用错误微粒数=物质的量×
6.02×10^23,而非直接乘以质量
1.先配平特殊元素(如金属、非金属主体元素)
2.再配平氧元素
3.最后配平氢元素
4.检查所有元素原子数是否平衡2氧化还原反应配平对于复杂的氧化还原反应,可采用电子平衡法
1.找出元素化合价变化
2.写出得失电子方程式
3.按照得失电子数相等原则配平
4.将配平系数代入原方程式3离子方程式配平离子方程式配平需注意
1.确保化学计量数正确
2.保证电荷平衡
3.复杂离子如NH4+、SO42-作为整体处理
4.特别注意氢离子和氢氧根离子的变化化学计算中的常见错误及正确解法示例,展示了单位换算过程中的关键步骤试卷高频命题类型归纳实验探究题计算题综合应用题考查实验设计、操作、现象观察和结论分析能力重点关注实验安全、装置连接、试剂选择、现象解考查定量分析和数学应用能力常见类型物质的量计算、溶液配制、化学反应进度分析、混合体系计考查知识整合和实际问题解决能力特点结合实际生产、生活或环境问题,涉及多个知识点如工释、数据处理等典型例题如设计验证金属活动性顺序的实验;探究影响反应速率的因素等解题技算等解题要点明确已知条件和求解目标,合理设未知量,基于化学方程式建立数学关系,正确使用业生产流程分析、环境污染治理、新材料开发等解答策略抓住问题核心,识别相关化学原理,分步巧掌握基本实验原理和操作规范,注重实验的可行性和安全性物质的量、浓度、质量等概念,注意单位换算骤逐层分析,注重科学性与逻辑性综合实验与素养提升趣味化学演示实验食品添加剂检测实验报告范例蓝瓶子实验原理葡萄糖在碱性条件下还原亚甲基蓝,形成无色的还原态;摇晃后氧气溶入溶液,将还原态氧化回蓝色1材料亚甲基蓝、葡萄糖、氢氧化钠、水现象溶液静置变无色,摇晃变蓝色,可多次循环启示可视化的氧化还原反应,展示可逆反应特性研究背景与目的食品添加剂广泛应用于现代食品加工中,部分添加剂存在安全隐患本实验旨在通过简易化学方法检测常见食品中的添加剂,提高食品安全意识化学花园实验材料与方法原理金属盐在硅酸钠溶液中形成不溶性金属硅酸盐沉淀,同时产生渗透压差,使沉淀呈现生长状态2检测对象市售饮料、零食、熟食材料硅酸钠溶液、各种金属盐(如硫酸铜、氯化钴、硫酸铁等)检测项目现象多彩植物状结构在溶液中生长亚硝酸盐格里斯试剂显色法启示展示沉淀反应、渗透作用和化学美学•人工色素羊毛吸附氨水提取法•-二氧化硫碘淀粉显色法•-电化学水果电池实验步骤样品前处理特定试剂反应观察记录数据分析→→→原理不同金属在电解质溶液中形成原电池,产生电流实验结果与讨论3材料柠檬土豆等含酸性物质的水果,铜片、锌片,灯或电压表/LED种样品中有种检出亚硝酸盐,种含人工色素,种含二氧化硫对比国家标准,种样品亚硝酸盐含量超标不同品牌同类食品123521现象水果电池点亮灯或使电压表指针偏转添加剂含量差异显著,可能与生产工艺和成本控制相关LED启示日常物品中的化学能转化为电能,展示能量转换原理化学素养培养建议化学素养不仅包括知识掌握,更强调科学思维和实践能力的培养建议学生定期开展小型实验探究,如测量家中各种溶液的值;收集化学新闻,分析其中的科学原理;参与科技竞赛,锻炼创新能力;建立学习小组,通过讲解加深理解;制作化学学习卡片,pH构建知识体系;关注化学与日常生活的联系,如食品安全、环境保护等话题培养批判性思维,学会质疑和求证,避免被伪科学误导结语与学习建议化学兴趣驱动自主学习学习资源推荐化学学习不应仅是为了应对考试,更应成为探索自然奥秘的旅实验视频资源程兴趣是最好的老师,可通过以下方式培养化学兴趣国家级教学资源平台提供标准实验操作示范•关注化学与日常生活的联系,如食物烹饪中的化学变化•中国科学院科普视频展示前沿化学研究•参观科技馆、化工企业,感受化学的应用价值•北京大学化学实验中心专业实验技术讲解•阅读科普读物,了解化学发现背后的故事•化学实验安全教育视频培养安全意识•参与化学实验社团,亲手体验化学变化的魅力•优质刷题平台关注前沿科技新闻,了解化学在解决全球挑战中的贡献•智学网系统化练习与针对性讲解•自主学习是高效学习的关键建立学习计划,定期总结反思,学科网丰富的历年真题与模拟题培养自我监控能力遇到困难时主动寻求帮助,勇于提问,形•成问题意识学会多角度思考问题,建立知识间的联系,构建猿辅导针对性薄弱点训练•完整的知识网络化学竞赛题库提供思维拓展训练•数字化学习工具人教数字化课本课本内容的多媒体呈现•元素周期表互动式元素学习•APP分子模型软件可视化分子结构•3D化学计算器快速准确的化学计算•学习心态建议学习化学需要耐心和毅力记住,每个化学家都曾是初学者,失败是成功之母保持好奇心,享受发现的乐趣;培养严谨态度,注重实验精神;建立合作意识,学会团队协作;发展批判思维,不盲从权威;保持开放心态,接纳新知识化学不仅是一门学科,更是认识世界的方法,愿每位同学都能在化学学习中收获知识与成长。
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