第四单元　物质构成的奥秘

1  原子的构成

⒈构成原子的粒子

                  质子：一个质子带一个单位的正电荷

         原子核

  原子            中子：不带电

         电子：一个电子带一个单位的负电荷

⒉在原子里，核电荷数＝质子数＝核外电子数，原子不显电性。

2   相对原子质量

⒈相对原子质量的标准：碳-12原子质量的1/12。

⒉表达式：Ar=其他原子的质量/（碳-12的质量×1/12）

相对原子质量是一个比值，不是原子的实际质量。

⒊原子的质量主要集中在原子核上，相对原子质量≈质子数＋中子数

3   元素

⒈元素的定义：具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。

⒉元素的种类决定于核电荷数（即核内质子数）。

⒊地壳中含量列前四位的元素（质量分数）：氧、硅、铝、铁，其中含量最多的元素（非金属元素）是氧，含量最多的金属元素是铝。

⒋生物细胞中含量列前四位的元素：氧、碳、氢、氮。

4   元素符号

⒈元素符号：用元素的拉丁文名称的第一个大写字母来元素。

⒉书写：

⑴由一个字母表示的元素符号要大写，如：H、O、S、C、P等。

⑵由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写（即“一大二小”），如：Ca、Na、Mg、Zn等。

⒊元素符号表示的意义：⑴表示一种元素；⑵表示这种元素的一个原子。例如：

              ①表示氢元素

          H                           2H：表示二个氢原子

              ②表示一个氢原子       注意：元素不讲个数，2H不能说成二个氢元素。

5   物质组成、构成的描述

⒈物质由元素组成：如：水是由氢元素和氧元素组成的。

⒉物质由粒子（分子、原子、离子）构成。例如：

⑴水是由水分子构成的。

⑵金是由金原子构成的。

⑶氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。

⒊分子是由原子构成的：如：水分子是由氢原子和氧原子构成的；每个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成的。

6   元素周期表简介

⒈元素周期表的结构

          （核电荷数）         ———— 元素名称

                                 ————相对原子质量

⑴周期表每一横行叫做一个周期，共有7个周期。

⑵周期表每一个纵行叫做一族，共有16个族（8、9、10三个纵行共同组成一个族）。

⒉元素周期表的意义

⑴是学习和研究化学知识的重要工具；

⑵为寻找新元素提供了理论依据；

⑶由于在元素周期表中位置越靠近的元素，性质越相似，可以启发人们在元素周期表的一定区域寻找新物质（如农药、催化剂、半导体材料等）。

7   核外电子的分层排布

⒈电子排布——分层排布：第一层不超过2个；第二层不超过8个；……最外层不超过8个。

⒉原子结构示意图：

⑴含义：（以镁原子结构示意图为例）

⑵原子的最外层电子数与元素的分类、化学性质的关系

①             元素的化学性质决定于原子的最外层电子数。

　②原子最外层电子数为8（氦为2）的结构称为稳定结构。

⑶原子、阳离子、阴离子的判断：

①      原子：质子数＝核外电子数

②      阴离子：质子数＜核外电子数

③      阳离子：质子数＞核外电子数

8   离子

⒈定义：带电荷的原子（或原子团）。

⒉分类

         阳离子：带正电荷的离子，如Na+、Mg2+

  离子

         阴离子：带负电荷的离子，如Cl-、O2-

⒊离子符号表示的意义：表示离子（或一个离子），如：

Mg2+——表示镁离子（一个镁离子）

 2Mg2+        表示每个镁离子带两个单位的正电荷

         表示两个镁离子

⑴离子符号前面的化学计量数（系数）表示离子的个数；

⑵离子符号的表示方法：在元素符号（或原子团）右上角表明离子所带的电荷，数值在前，正、负号在后。离子带1个单位的正电荷或个单位的负电荷，“1”省略不写。如：

  阳离子：Na+、Ca2+、Al3+等

  阴离子：Cl-、S2?等

⒋有关离子的小结

⑴金属离子带正电荷，非金属离子带负电荷；

⑵离子所带的电荷＝该元素的化合价

⑶常见原子团离子：

  SO42-  硫酸根离子     CO32-  碳酸根离子     NO3-  硝酸根离子

  OH-  氢氧根离子      NH4+  铵根离子

9   化学式

⒈化学式的写法

A．单质的化学式

⑴双原子分子的化学式，如：氢气——H2，氧气——O2，氮气——N2，氯气——Cl2。

⑵稀有气体、金属与固体非金属单质：由原子构成，它们的化学式用元素符号来表示。

B．化合物的化学式

正价写左边，负价写右边，同时正、负化合价的代数和为零。

⒉几点注意事项

⑴一种物质只有一个化学式，书写化学式时，要考虑到元素的排列顺序，还要考虑到表示原子个数的角码应写的部位。

⑵一般化合物的中文名称，其顺序和化学式书写的顺序正好相反。

⒊化学式的涵义（以CO2为例说明）

           表示一种物质：表示二氧化碳。

⑴宏观上

           表示该物质由哪些元素组成：表示二氧化碳由碳元素和氧元素组成。

           表示该物质的一个分子：表示一个二氧化碳分子。

⑵微观上

           表示分子的构成：表示每个二氧化碳分子由一个碳原子和二个氧原子构成。

10   化合价

⒈元素化合价的表示方法：化合价用+1、+2、+3、-1、-2……表示，标在元素符号的正上

  试区别Ca与Ca2+，S与S2-中数字的含义。

 Ca表示钙元素显+2价（或钙元素的化合价为+2价）；S表示硫元素显-2价。

 Ca2+表示一个钙离子带2个单位的正电荷；     S2-表示1个硫离子带2个单位的负电荷。

⒉元素化合价的一般规律

⑴氢元素的化合价通常显+1价，氧元素的化合价显-2价。

⑵在化合物中，金属元素为正价。

⑶非金属与氢或金属化合时，非金属元素显负价；非金属与氧元素化合时，非金属元素显正价。

⑷在化合物中，正、负化合价的代数和为零。

⑸在单质中元素的化合价为零。

⒊牢记常见元素的化合价

⒋常见根（原子团）的化合价

⒌化合价的应用

⑴检验化学式的正误；

⑵根据化学式判断元素的化合价；

⑶根据元素的化合价推求实际存在物质的化学式。

11   有关化学式的计算

⒈计算物质的相对分子质量=各元素的相对原子质量×原子个数之和

⒉计算物质组成元素的质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比

⒊计算物质中某元素的质量分数

物质中某元素的质量分数=（该元素的相对原子质量×原子个数）÷化合物的相对分子质量×100%

⒋计算一定质量的化合物中含某元素的质量

    某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数

变形：化合物的质量=某元素的质量÷化合物中噶元素的质量分数

⒌已知化合物中各元素的质量比和各元素的相对原子质量，求原子个数比

各元素的原子个数比=各元素的质量/各元素的相对原子质量之比

6，化学式意义：

如 化学式H2O的意义：①表示水这种物质

                        ②表示水是由氢元素和氧元素组成的

                        ③表示一个水分子

                        ④表示一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的

化学式 Fe的意义：①表示铁这种物质

                  ②表示铁是由铁元素组成的

                  ③表示一个铁原子

第五单元《化学方程式》知识点
一、质量守恒定律:
1、内容：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
   说明：①质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；
         ②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；
         ③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、微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变（原子的“三不变”）。
3、化学反应前后 （1）一定不变   宏观：反应物生成物总质量不变；元素种类不变
微观：原子的种类、数目、质量不变
（2）一定改变   宏观：物质的种类一定变
               微观：分子种类一定变
（3）可能改变：分子总数可能变
二、化学方程式
1、遵循原则：①以客观事实为依据       ② 遵守质量守恒定律
2、书写：     （注意：a、配平 b、条件 c、箭号 ）
3、含义                                     以2H2+O2点燃2H2O为例
①宏观意义： 表明反应物、生成物、反应条件   氢气和氧气在点燃的条件下生成水
②微观意义： 表示反应物和生成物之间分子     每2个氢分子与1个氧分子化合生成2
（或原子）个数比                 个水分子
（对气体而言，分子个数比等于体积之比）
③各物质间质量比（系数×相对分子质量之比）   每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全化合生成36份质量的水
4、化学方程式提供的信息包括
①哪些物质参加反应（反应物）；②通过什么条件反应：③反应生成了哪些物质（生成物）；④参加反应的各粒子的相对数量；⑤反应前后质量守恒，等等。
5、利用化学方程式的计算
三、化学反应类型
1、四种基本反应类型
①化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
②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
③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
④复分解反应：两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应
2、氧化还原反应
   氧化反应：物质得到氧的反应
   还原反应：物质失去氧的反应
   氧化剂：提供氧的物质
   还原剂：夺取氧的物质（常见还原剂：H2、C、CO）
3、中和反应：酸与碱作用生成盐和水的反应

第6单元   碳和碳的氧化物
一、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：碳原子的排列不同。
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.
活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
二、.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完全相同!
1、常温下的稳定性强
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成CO2 :   C+O2点燃CO2
不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO：2C+O2点燃2CO
3、还原性：C+2CuO 高温 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高温4Fe+3CO2↑
三、二氧化碳的制法
1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）
（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：
反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
   反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。
（2）收集方法：气体的密度及溶解性决定：
难溶于水用排水法收集           CO只能用排水法
密度比空气大用向上排空气法     CO2只能用向上排空气法
     密度比空气小用向下排空气法
2、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) 选用和制氢气相同的发生装置  
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。证明已集满二氧化碳气体。
3、二氧化碳的工业制法：
煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑
生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2
四、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↑   碳酸不稳定,易分解
3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应可用于检验二氧化碳!
4）与灼热的碳反应：   C+CO2高温2CO
（吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂）
3、用途：灭火（灭火器原理：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、制冷剂
         温室肥料
4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起温室效应。
五、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点燃2CO2   （可燃性气体点燃前一定要检验纯度）
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。
鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色）
（水煤气：H2与CO 的混合气体   C + H2O高温   H2 + CO）
2）还原性： CO+CuO △   Cu+CO2 （非置换反应）   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高温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（不可加盐酸）   CaCO3高温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。）
第7单元   燃烧及其利用
一、燃烧和灭火
1、燃烧的条件：（缺一不可）
（1）可燃物           （2）氧气（或空气）       （3）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）
（1）消除可燃物       （2）隔绝氧气（或空气）   （3）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
   使燃料充分燃烧的两个条件：（1）要有足够多的空气
（2）燃料与空气有足够大的接触面积。
4、爆炸：可燃物在有限的空间内急速燃烧，气体体积迅速膨胀而引起爆炸。
         一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气（或氧气）的混合物遇火种均有可能发生爆炸。
二、燃料和能量
1、三大化石燃料: 煤、石油、天然气（混合物、均为不可再生能源）
（1）煤：“工业的粮食”（主要含碳元素）；
     煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2（引起酸雨）、CO、烟尘等
（2）石油：“工业的血液”（主要含碳、氢元素）；
     汽车尾气中污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘
（3）天然气是气体矿物燃料（主要成分：甲烷），是较清洁的能源。
2、两种绿色能源：沼气、乙醇
（1）沼气的主要成分：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点燃CO2+2H2O （发出蓝色火焰）
（2）乙醇   (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH)
化学性质:     可燃性   C2H5OH+ 3O2点燃2CO2+3H2O
工业酒精中常含有有毒的甲醇CH3OH，故不能用工业酒精配制酒！
乙醇汽油：优点（1）节约石油资源 （2）减少汽车尾气
               （3）促进农业发展 （4）乙醇可以再生
3、化学反应中的能量变化
（1） 放热反应：如所有的燃烧
（2） 吸热反应：如一般条件为“高温”的反应
4、新能源：氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能
氢气是最理想的燃料：
(1)优点：资源丰富，放热量多，无污染。
（2）需解决问题：①如何大量廉价的制取氢气？   ② 如何安全地运输、贮存氢气？