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1、化学基础知识 泰安汉威化工有限公司 2012.01.04,目 录 课题1 物质的变化和性质 课题2 空气与氧气 课题3 水 课题4 分子和原子 课题5 元素 课题6 离子,课题7 化学式与化合价 课题8 质量守恒定律与化学方程式 课题9 燃烧与灭火 课题10 溶液 课题11 酸、碱、盐 课题12 无机化合物与有机化合物,课题1 物质的变化和性质,没有生成其他物质的变化称为物理变化，如：日常生活中汽油的挥发、蜡烛受热融化、水的蒸发、铁水铸成锅等都属于物理变化。能生成其他物质的变化称为化学变化，又称化学反应。如：日常看到的木柴的燃烧、铁的生锈等。,一、化学的研究对象,化学是一门以实验为基础，研究物
2、质的组成、结构、性质及其变化规律的科学。,二、物理变化与化学变化,物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。例如：在生活中，铁能在潮湿的空气中生成铁锈，铜能在潮湿的空气中生成铜绿，煤和木材中的碳可以在空气中燃烧生成CO2并发光、放热等。,大气压强是由于大气受到重力作用而产生的，离地面越高的地方大气越稀薄，那里的大气压强就越小。由于大气压强不是固定不变的，人们把101KPa的压强规定为标准大气压强。,三、物理性质与化学性质,密度的单位可以用千克每立方米或者克每立方厘米（Kg/m3或g/cm3）表示；气体的密度常用克每升或克每毫升（g/L或g/mL）表示。,3、燃点（着火点）气体、液体和固体可燃
3、物与空气共存，当达到一定温度时，与火源接触即自行燃烧。火源移走后，仍能继续燃烧的最低温度，成为该物质的燃点或称着火点。,4、闪点在规定的条件下，加热试样，当试样达到某温度时，试样的蒸汽和周围空气的混合气，一旦与火焰接触，即发生闪燃现象，发生闪燃时试样的最低温度，称为闪点。 闪点是可燃性液体贮存、运输和使用的一个安全指标，同时也是可燃性液体的挥发性指标。闪点低的可燃性液体，挥发性高，容易着火，安全性较差。,说明：是指物质在溶剂里溶解能力的大小。 溶解性是物理性质，溶解是物理变化。（也有化学变化） 溶解性是由20时某物质的溶解度决定的。（固体） 难溶 (不溶) 微溶 可溶 易溶 （20） 10g
4、利用溶解性的应用： a、判断气体收集方法 可溶（易溶）于水的气体不能用排水取气法。 b、判断混合物分离方法 两种物质在水中溶解性明显不同时，可用过滤法分离。,5、溶解性（单位: g/100g水） 达到（化学）平衡的溶液便不能容纳更多的溶质（当然，其他溶质仍能溶解），我们称之为饱和溶液。如果不指明溶剂，通常意味着溶剂为水 。,6、爆炸极限 可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限，这两者有时亦称为着火下限和着火
5、上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上限同样不燃不爆。这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。,课 题 2 空气与氧气,人类每时每刻都离不开空气，没有空气就没有生命，也就没有生机勃勃的地球。空气是一种重要的自然资源。,一、空气是由什么组成的,稀有气体：氦He 氖Ne 氩Ar 氪Kr 氙Xe 氡Rn,二、氧气的性质,在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大。氧气不易溶于水，在室温下，1L水中只能溶解约30mL氧气。在压强为101KPa，氧气在-183时变为淡蓝色液体，在-2
6、18 时变成淡蓝色雪花状的固体。工业生产的氧气，一般加压贮存在钢瓶中。氧气的化学性质比较活泼，能支持燃烧，能与很多物质发生反应，如与硫反应生成带有刺激性气味的二氧化硫；与磷反应生成五氧化二磷；与铁反应生成四氧化三铁；与木炭反应生成水和二氧化碳等。通过氧气与硫、磷、铁的反应，发现：他们都是由两种物质起反应，生成另一种物质。我们把由两种或两种以上物质反应生成另一种物质的反应，叫做化合反应。,三、氧气的制取,1、实验室制法在实验室里，常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。,二氧化锰作为反应的催化剂。在化学反应里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
7、没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。观察发现以上反应均是一种物质反应生成两种或两种以上的其他物质，将此种反应称为分解反应。,2、工业制法,（1）液化空气的方法：在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发。液态氮的沸点是-196，液态氧的沸点是-183，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用，通常把氧气加压到1.5104 KPa，并贮存在漆成蓝色的钢瓶中。 （2）膜分离技术：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离，可以得到含90%以上氧气的富氧空
8、气。,课 题 3 水,水的组成,在很长的一段时间内，水曾经被看作是由一种元素组成的。直到18世纪末，在前人探索的基础上拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究，确认水是由氧元素和氢元素两种元素组成的。,氢气是一种无色、难溶于水的气体，密度比空气的小。氢气在空气中燃烧时，产生淡蓝色的火焰；混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。点燃气体时，发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯，声音很小则表示氢气较纯。使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。,从上面的实验和发生的化学反应可以说明，水中含有氢（H）、氧（O）两种元素。这种组成中含有不同中元素的纯净物叫做化合物，如二氧化碳（CO2）、氧化
9、铁（Fe2O3）和高锰酸钾（KMnO4）等都是化合物。由两种元素组成的化合物中，如果其中一种元素是氧元素，这样的化合物称为氧化物，如二氧化碳（CO2）、氧化铁（Fe2O3）、五氧化二磷（P2O5）、水（H2O）等都是氧化物。由同种元素组成的纯净物叫做单质，如氢气（H2）、氮气（N2）、氧气（O2）等都是单质。,课 题 4 分 子 和 原 子,科学技术的进步证明，物质是由微小的粒子分子、原子等构成的。分子的质量和体积都很小。,水在常温下能挥发、氨等易挥发的物质能在空气中扩散、带颜色的物质在水中能扩散均说明分子总是在不断运动着。在受热的情况下，分子的能量增大，运动速率加快。分子间是有间隔的，且不同
10、状态的同一分子间的间隔也不同，因此相同质量的同一种物质在固态、液态和气态时所占的体积不同。物体热胀冷缩现象就是物质分子间的间隔受热时增大，遇冷时缩小的原因。分子是由原子构成的，如1个水分子由1个氧原子和2个氢原子构成；1个氢分子由2个氢原子构成；1个氧分子由2个氧原子构成。,一、基础知识,由分子构成的物质在发生物理变化时，物质的分子本身没有变化。例如：水变成水蒸气时，水分子本身没有变，水的化学性质也没有变。由分子构成的物质在发生化学变化时，它的分子起了变化，变成了别的物质的分子。例如：水电解时，水分子变成了氢分子和氧分子，不再保持水的化学性质；氢气在氯气中燃烧时，氢分子和氯分子都发生了变化，生
11、成了氯化氢分子，氢气和氯气的性质也不再保持。由此可见，分子是保持物质化学性质的最小粒子。,可以推论出：在化学变化中，发生变化的是分子，原子没有发生变化。因此，原子是化学变化中的最小粒子；原子可以相互结合形成分子。,二、原子的构成,三、相对原子质量,不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量不同，如1个氢原子的质量为1.6710-27Kg，1个氧原子的质量为2.65710-26Kg。由于原子的质量太小，书写和使用都不方便，所以采用相对质量。以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比值，作为这种原子的相对原子质量（符号为Ar）。根据这个标准，氢的相对原子质量
12、约为1，氧的相对原子质量约为16。跟质子、中子相比，电子质量很小，所以原子的质量主要集中在原子核上。,四、摩尔,物质之间的化学反应，都是按照一定数量的原子或分子的比例来进行的。例如：C + O2 燃烧 CO2 2H2 + O2 燃烧 2H2O1分子 1分子 1分子 2分子 1分子 2分子12克 32克 44克 4克 32克 36克一个C分子（即一个C原子）的质量为1.994*10-23克。12克C含有的C分子数为：12/1.994*10-23=6.02*1023个一个CO2分子（即一个C原子和两个O原子）的质量为1.994*10-23+2*2.657*10-23=7.308*10-23,44克
13、CO2含有CO2的分子数为：44/7.308*10-23=6.02*1023个由此可知物质间进行化学反应时，都是以6.02*1023个水分子的倍数进行反应。 将6.02*1023这个数值叫做阿佛加德罗常熟，以N表示。任何物质中，只要含有6.02*1023个微粒（分子、原子、离子、电子等），这种物质的量就叫做1摩尔。摩尔是化学上一个常用的基本物质量的单位，它是以微粒数量表示的物质的量。摩尔用mol表示。,根据摩尔的定义知道：1摩尔氢气=2克；1摩尔氧气=32克；1摩尔水=18克，1摩尔碳=12克；1摩尔二氧化碳=44克。由此可知，1摩尔分子的质量，用“克”做单位时，在数值上等于它的分子量；1摩尔
14、原子的质量，用“克”做单位时，在数值上等于它的原子量。1摩尔物质的质量叫做摩尔质量，单位为g/mol或Kg/mol。物质的摩尔数（mol）=物质的质量（g）/物质的摩尔质量（g/mol）物质的质量=物质的摩尔质量*物质的摩尔数,五、物质的量,以阿佛加德罗常数的计数单位来表示物质指定的基本单元是多少摩尔的一个物理量。nB=NB/LNB：物质B的粒子数（如分子、原子、离子等）；L：阿佛加德罗常数。,课 题 5 元 素,元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。例如：氧分子和水分子中都含有氧原子，它们的核电荷数都是8，即核内都含有8个质子，就把它们统称为氧元素。同样，把核电荷数为1的所
15、有氢原子统称为氢元素；把核电荷数为6的所有碳原子统称为碳元素，等等。,物质的种类非常多，已知的就有2000多万种。但是组成这些物质的元素并不多。到目前为止，已经发现的元素只有一百余种。（详见元元素周期表）按质量计，各种元素在地壳里的含量差别很大，如左图所示。含量排名：氧硅铝铁钙钠钾镁氢,一、元素,二、元素符号,为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各种元素。,元素周期表共有7个横行，18个纵行。每一个横行叫做一个周期，每一个纵行叫做一个族（8.9.10三个纵行共同组成一个族）。元素周期表按照原子核电荷数递增的顺序给元素编号，叫做原子序数。原子序数与元素原子核电荷数在数值上相同。,书写元素符号时应注意：1、由一个字母表示的元素符号要大写；2、由两个字母表示的元素符号，第一个字母大写，第二个字母小写。,元素符号表示一种元素，还表示这种元素的一个原子。例如。“N”既表示氮元素，又表示氮元素的一个原子。,课 题 6 离 子,跟原子、分子一样，离子也是构成物质的一种粒子。,一、核外电子的排布,核外电子的远动有自己的特点，虽没有固定的轨道，但却有经常出现的区域，科学家把这些区域成为电子层。核外电子是在不同的电子层内运动的，这种现象叫做核外电子的分层排布。,
