一、元素及元素符號
1.物質是由元素組成的
元素是同一類原子的總稱,常用元素來表示物質組成。
2.常見元素
地殼中含量前四位的元素:O、Si、Al、Fe
空氣中含量前二位的元素:N、O
人體中主要元素含量:非金屬元素前四位 O、C、H、N,金屬元素含量最高的為 Ca。
3.元素的分類:元素分為金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素三種。
4.元素與原子的比較
二、原子與分子
1.原子與分子的比較
2.原子、分子、物質的關系圖:
說明:由原子直接構成的物質有金屬、稀有氣體和某些固態非金屬(金剛石、石墨、硅等)。
三、物質的分類
1.純凈物與混合物
2.單質與化合物
單質:由同種(或一種)元素組成的純凈物,元素以游離態存在。
化合物:由不同種(兩種或兩種以上)元素組成的純凈物,元素以化合態存在。
說明:含有碳元素的化合物稱為有機化合物,除碳的氧化物、碳酸及碳酸鹽外。常見的有機化合物有甲烷CH4、酒精 CH3CH2OH、葡萄糖 C6H12O6、蔗糖C12H22O11、淀粉(C6H10O5)n等。
3.同素異形現象和同素異形體
同種元素形成兩種或兩種以上單質的現象,稱為同素異形現象。同種元素形成的多種單質之間互稱同素異形體。同素異形體之間 原子種類相同,但是所含原子的個數及排列方式不同,導致他們之間的性質不同。
如氧氣 O2和臭氧 O3,紅磷和白磷,金剛石、石墨和 C60。
四、化學用語
1.元素符號的含義:表示一種元素,表示一個原子,表示由原子直接構成的一種物質。
2.化學式
(1)化學式的概念 化學式就是用元素符號和數字的組合來表示純凈物組成的式子。
(2)化學式所表示的含義
3.常見的原子團
原子團是不同原子的集合體,起的作用等同于一個原子。
4.化合價
(1)元素的化合價
鈉鉀銀氫正一價,鈣鎂鋅鋇正二價,
氟氯溴碘負一價,通常氧是負二價,
銅正一正二鋁正三,鐵有正二和正三,
三五氮磷四七錳,二四六硫二四碳,
金正非負單質零,正負總價和為零。
說明:氮的化合物有NH3、N2、N2O、NO、NO2(N2O4)、N2O3、N2O5
其中 N 的化合價依次是:-3,0,+1,+2,+3,+4,+5。
(2)常見原子團的化合價
(3)化合價的一般規律
A.在化合物里,金屬元素通常顯正價(氫顯+1 價),非金屬元素通常顯負價(氧顯-2 價)
B.在化合物里,各元素正負化合價的代數和等于零
C.在單質分子里,元素的化合價為零
(4)化合價的表示方法
化合價用+1、+2、+3、-1、-2……表示,標在元素符號或原子團的正上方。
5.化學式的書寫
(1)單質化學式的書寫:
由原子直接構成的單質:用元素符號表示,如金屬、稀有氣體和某些固態非金屬(C、Si、P、S)
由分子構成的單質:用元素符號與右下角的原子個數表示,如H2、N2、O2、O3、Cl2。
(2)化合物化學式的書寫:
原則:在化合物里,各元素正負化合價的代數和等于零。
步驟:
正價元素寫左邊,負價元素寫右邊;
標示相應元素的化合價,求出絕對值的最小公倍數;
求出相應原子的個數,將原子個數比化成最簡比寫在元素符號的右下角。
兩種元素組成的化合物的命名:先寫后讀,后寫先讀(“1”不讀)。“某化某”或“幾某化幾某”。
物質變化與質量守恒定律
一、化學學科研究對象
1.物質的運動和變化
(1)我們生活在物質世界里,這些物質無時無刻不處于運動之中。
(2)物理、化學、生物等都是以不同方式來描述和研究物質運動的自然科學。
2.化學研究什么
化學是一門研究物質的組成、結構、性質以及變化規律的自然科學。
二、物質變化和性質
1.物質的變化
說明:
(1)爆炸:可能是物理變化(氣球爆炸,輪胎爆炸等);也可能是化學變化(煤氣爆炸,火藥爆炸)。
(2)現象只是判斷的依據,不是根本依據。有發光、放熱、生成氣體現象的并非一定是化學變化。
2.物質的性質
三、質量守恒定律
1.概念:參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。
2.化學變化的實質:分子分解為原子(或原子團),原子(或原子團)又重新組合成新的分子。
3.原理:微觀角度,一變三不變,化學變化前后,分子的種類改變,原子的種類、數目、質量不變;宏觀角度,一變二不變,化學變化前后,物質的種類改變,元素種類、質量不變。
4.應用:
①書寫化學反應方程式;
②推斷某反應物或生成物的未知的化學式;
③推斷反應過程中某反應物或生成物的質量或物質的量。
5.注意事項:
(1)質量守恒定律的適用范圍是化學變化,不適用于物理變化。
(2)“參加反應”的各物質的質量總和,不參加反應的物質質量不能計算在內。
(3)無論是參加反應的物質,還是反應后生成的物質,計算時不能漏掉任何一項。
四、化學方程式
1.定義:用化學式來表示化學反應的式子。
2.意義:
①表示化學反應中的反應物和生成物;
②表示反應物和生成物各物質之間量的關系,即各物質之間的物質的量之比 (或質量 比)。
3.讀法:根據化學方程式的意義,對應的讀法有
①水在通電的條件下發生反應,生成氫氣和氧 4 氣;
②每 1 mol (或 18g)水在通電的條件下發生反應,生成 1 mol (或 2g)氫氣和 0.5 mol (或 16g)氧氣;
③每 2 個水分子在通電的條 件下發生反應,生成 2 個氫氣分子和 1 個氧氣分子。
4.書寫
原則:遵循質量守恒定律,尊重客觀事實
步驟:
寫:寫反應物、生成物的化學式。
配:配平依據——質量守恒定律,反應前后原子的種類、數目、質量均不變,系數應為最簡整數比。 注:標注條件、生成物狀態。
反應物無氣體,生成物有氣體用↑;溶液中反應,反應物無固體,生成物有難溶固體用↓。
五、化學反應的類型
1.四種基本反應類型
中和反應:酸跟堿反應生成鹽和水的反應,中和反應屬于復分解反應。酸和堿相遇,會迅速反應生成鹽和水,同時放出熱量。
2.氧化還原反應
(1)氧化反應與還原反應
物質跟氧發生的反應,叫做氧化反應。含氧化合物里的氧被奪去的反應,叫做還原反應。在某反應中有一種物質得到氧,必定有 一種物質失去氧,因此氧化反應和還原反應一定同時發生。
(2)氧化劑與還原劑
氧化劑——失氧——發生還原反應——具有氧化性
還原劑——得氧——發生氧化反應——具有還原性
說明:也可以用元素化合價的升降來判斷氧化劑與還原劑。物質中有元素化合價降低的,該物質為氧化劑;物質中有元素化合價升高的,該物質為還原劑。
(3)常見的還原劑:H2、CO、C
水和溶液的基本概念
一、水
1.天然水和自來水:
含有雜質的天然水經受熱蒸發、揮發、過濾、氧化等物理和生化過程而得到凈化,所以古時候人們可直接飲河水、井水等凈化后 的天然水。
嚴重污染的水要進行人工凈化:揮發→沉淀→過濾→吸附(凈水劑:明礬KAl(SO4)2?12H2O)→消毒(消毒劑:氯氣 Cl2)
2.水的組成:(水是式量最小的氧化物)
電解水的實驗分解實驗
(1)裝置:如圖
(2)電源種類:直流電
(3)加入硫酸或氫氧化鈉的目的:增強水的導電性
(4)化學反應:
反應現象:電極上有氣泡產生,玻璃管中的液體下降。
氣體產生位置 負極 :正極
(H2):(O2)
物質的量比 2 :1
體積比 2 :1
質量比 1 :8
(5)檢驗:O2:出氣口置一根帶火星的木條,木條復燃。
H2:出氣口置一根燃著的木條,氣體燃燒,產生淡藍色的火焰。
(6)結論:
①水是由氫、氧元素組成的。
②每個水分子是由 2 個氫原子和 1 個氧原子構成的。
③化學變化中,分子可分,原子不可分。
(7)氫氣和氧氣點燃后生成水也可以證明水是由氫元素和氧元素組成的
實驗現象:
①“純凈”的氫氣(純度大于 75.6%)和氧氣點燃,發出淡藍色火焰;②不純凈的氫氣(純度大于 4%,小于 75.6%)和氧氣點燃,爆炸。③純度小于 4%的氫氣點燃后,無現象。
3.水的性質
結晶水:許多物質從水溶液里析出晶體時,晶體里常含有一定數目的水分子,這樣的水分子叫做結晶水。
自然條件下失去部分或全部結晶水叫風化,加熱條件下失去全部結晶水叫失水。
結晶水合物:含有結晶水的晶體,是純凈物。如:膽礬CuSO4?5H2O
(藍色)、碳酸鈉晶體(石堿)Na2CO3?10H2O
二、溶液
1.分散體系
(1)溶液:一種或幾種物質分散到另一種物質里形成的均一的、穩定的混合物,叫做溶液。
(2)懸濁液:固體小顆粒懸浮于液體里形成的混合物叫懸濁液。懸濁液不穩定,放置久后會分層。如泥土水等。
(3)乳濁液:由兩種不相溶的液體所組成的分散系,即一種液體以小液滴的形式分散在另外一種液體之中。
2.溶液的組成
(1)溶質:被溶解的物質。(固態、液態、氣體物質都可作溶質);
溶劑:能溶解其他物質的物質。(水是常用的溶劑,酒精也常作溶劑)。
溶液的質量 = 溶質的質量 + 溶劑的質量
溶液的體積 ≠ 溶質的體積 + 溶劑的體積
(2)溶液的基本特征:均一性、穩定性
均一性:各單位體積的濃度相同。
穩定性:外界條件不變,溶質溶劑長期不分離。
(3)溶液中溶質、溶劑的判斷:
①固體或氣體溶于液體物質中,固體、氣體物質一般是溶質,液體是溶劑。
例如:生理鹽水(0.9%的氯化鈉溶液)中,氯化鈉是溶質,水是溶劑
鹽酸(氯化氫溶于水的溶液)中,氯化氫氣體是溶質,水是溶劑。
②當兩種液體互相溶解時,通常把量少者叫溶質,量多者叫溶劑。
例如:少量植物油溶于汽油中,植物油為溶質,汽油為溶劑。
若少量的汽油溶于多量的植物油中,則汽油為溶質,植物油為溶劑。
③當液體與水相互溶解時,一般情況下,不論液體含量多少,通常把水看作溶劑。而另一種液體看作溶質。
例如:95%的酒精溶液,其中水只有 5%,則水仍是溶劑,而酒精是溶質。
④根據溶液的命名來判斷溶質和溶劑。
××的××溶液,一般情況下前面的“××”是溶質,“的”后面的“××”為溶劑。
例如:白磷的二硫化碳溶液,白磷是溶質,二硫化碳為溶劑。
3.物質的溶解性
是一種物質在另一種物質里的溶解能力,它和物質本身的性質、溶劑的性質以及溫度有關。
4.飽和溶液、不飽和溶液
(1)概念:在一定的條件下,一定量的溶劑里不能再溶解某種溶質的溶液稱為這種溶劑里的飽和溶液,能再溶解某種溶質的溶液稱為這 種溶劑里的不飽和溶液。
(2)判斷方法:繼續加入該溶質,看能否溶解
(3)飽和溶液和不飽和溶液之間的轉化
注意:
①Ca(OH)2和氣體等除外,它的溶解度隨溫度升高而降低
②食鹽的溶解度隨溫度升高或降低基本不變
③最可靠的方法是加溶質,其次是蒸發溶劑。
(4)濃、稀溶液與飽和不飽和溶液之間的關系
①飽和溶液不一定是濃溶液,如飽和的石灰水溶液就是稀溶液
②不飽和溶液不一定是稀溶液,如 20℃時,不飽和的硝酸銀溶液(硝酸銀 200 克,水 100 克)不是 稀溶液
③在一定溫度時,同一種溶質的飽和溶液要比它的不飽和溶液濃
5.物質的溶解度:
(1)溶解度的定義:在一定溫度下,某物質在 100g 溶劑(通常是水)里達到飽和狀態時所溶解的質量。
符號:S 單位:g/100g 水
(2)固體溶解度的影響因素:
①溶質、溶劑的性質(種類)
②溫度
大多數固體物的溶解度隨溫度升高而升高;如 KNO3
少數固體物質的溶解度受溫度的影響很小;如 NaCl
極少數物質溶解度隨溫度升高而降低。如 Ca(OH)2
(3)氣體的溶解度的影響因素:
①氣體的性質(起決定作用)
②外界因素:溫度(溫度越高,氣體溶解度越小)壓強(壓強越大,氣體溶解度越大)
(4)溶解度的計算:
①基本公式:
②相同溫度下,溶解度(S)與飽和溶液中溶質的質量分數(c %)的關系:
③溫度不變,蒸發飽和溶液中的溶劑(水),析出晶體的質量 m 的計算:
④降低熱飽和溶液的溫度,析出晶體的質量 m 的計算:
6.物質從溶液中析出
晶體:具有規則幾何形狀的固體。有些晶體帶結晶水,有些不帶結晶水。
結晶:形成晶體的過程
結晶的兩種方法:
蒸發結晶,如 NaCl(海水曬鹽)
降溫結晶(冷卻熱的飽和溶液),如 KNO3
7.溶解度曲線
(1)溶解度曲線上“點”的意義:
①溶解度曲線下方的點:表示溶液所處的狀態是不飽和狀態。
②溶解度曲線上方的點:表示溶液所處的狀態是過飽和狀態,這時溶液不僅已經達到飽和狀態,而且溶質還有多余,或者溶質會從溶 液中析出。
③溶解度曲線上的點:表示的是某溫度下某種物質的溶解度。
④兩條溶解度曲線的交點:表示在這點所對應的溫度下,兩種物質的溶解度相等,而且兩種物質飽和溶液的溶質質量分數也相等。
(2) 溶解度曲線的意義
溶解度曲線表示某物質在不同溫度下的溶解度或溶解度隨溫度的變化情況。曲線的坡度越大,說明溶解度受溫度影響越大;反之, 說明受溫度影響較小。
(3)從點、線、面三方面來分析溶解度曲線的意義與應用
①點的應用
根據已知溫度查出有關物質的溶解度;
根據物質的溶解度查出對應的溫度;
比較相同溫度下不同物質溶解度的大小或者飽和溶液中溶質的質量分數的大小。
②線的應用
根據溶解度曲線,可以看出物質的溶解度隨著溫度的變化而變化的情況;
根據溶解度曲線,比較在一定溫度范圍內的物質的溶解度大小;
根據溶解度曲線,選擇分離某些可溶性混合物的方法。
③面的應用
如果要使不飽和溶液(曲線下部的一點)變成對應溫度下的飽和溶液,方法有兩種:第一種方法是向該溶液中添加溶質使之到達曲 線上;第二種方法是蒸發一定量的溶劑。
8.溶質質量分數與溶解度計算
(1)溶液是混合物,它是由溶質和溶劑組成,所以:m(溶液)=m(溶質)+m(溶劑)
(2)溶液的濃度:一般可以理解為溶質與溶液的比,比值越大,濃度越大。常用溶質質量分數來表示。
溶質的質量百分數:溶質的質量占全部溶液質量的百分比來表示的溶液的濃度。
(3) 溶質質量分數與溶解度的關系
9.測定溶液的酸堿性:
(1)酸堿指示劑:(不能準確測定溶液酸堿度)
(2)比較溶液的酸堿性:用 pH 試紙(能測定溶液酸堿度)
pH=7 的溶液是中性溶液;
pH<7 的溶液是酸性溶液(包含酸溶液和一些鹽溶液);pH 越小,酸性越強;
pH>7 的溶液是堿性溶液(包含堿溶液和一些酸溶液);pH 越大,堿性越強。
所用儀器:玻璃棒
實驗過程:用玻璃棒蘸取試液后沾到 pH 試紙上,把試紙呈現的顏色和比色卡對照
(3)溶液的酸堿性與生活的關系
生活中的 pH:



