资源简介 八年级下 第1章 电与磁 分节知识点总结第1节 指南针为什么能指方向1、磁性:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质,磁铁的这种性质叫做磁性。2、磁体:具有磁性的物质叫做磁体。3、磁极;磁体各部分的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部分叫做磁极,它的位置在磁体的两端。可以自由转动的磁体,静止后恒指南北。为了区别这两个磁极,我们就把指南的磁极叫南极,或称S极;另一个指北的磁极叫北极,或称N极。4、磁极间的相互作用是:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。5、磁体可分为天然磁体和人造磁体,通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体,它们都能长期保持磁性,通称为永磁体。6、磁化:使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。铁棒被磁化后,磁性容易消失,称为软磁体。钢被磁化后,磁性能够长期保持,称为硬磁体或永磁体,钢是制造永磁体的好材料。人造磁体就是永磁体。7、磁场:磁场的基本性质:它对放入其中的磁体产生磁力的作用,磁体间的相互作用是通过磁场而发生的。磁场的方向:在磁场中某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。8、磁感线:为了形象地描述磁体周围的磁场,英国物理学家法拉第引入了磁感线:依照铁屑排列情况,画出一些带箭头的曲线。方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致,这些曲线叫磁感应线、简称磁感线。9、磁感线的特点:(1)在磁体外部,磁感线由磁体的北极(N极)到磁体的南极(S极)。(2)磁感线的方向就是该点小磁针北极受力的方向,也就是小磁针静止后北极所指的方向。(3)磁感线密的地方表示该点磁场强,即磁感线的疏密表示磁场的强弱。(4)在空间每一点只有一个磁场方向,所以磁感线不相交。10、地磁场地磁场:地球产生的磁场。地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。地球南北极与地磁的南北极并不重合,它们之间存在的一个50夹角,叫磁偏角。小磁针的南极始终指向地理南极的原因就是:在地理南极附近,存在着地磁场的 北 极或 N极。第2节 电生磁1、奥斯特实验现象:导线通电,周围小磁针发生偏转;通电电流方向改变,小磁针偏转方向相反.结论:通电导线周围存在磁场;磁场方向与电流方向有关.2、直线电流的磁场直线电流的磁场的分布规律:以导线上各点为圆心的一个个同心圆,离直线电流越近,磁性越强,反之越弱。3、安培定则(一)用右手握住导线,让大拇指所指的方向跟电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁力线环绕方向。4、通电螺线管的磁场通电螺线管周围能产生磁场,并与条形磁铁的磁很相似。改变了电流方向,螺线管的磁极也发生了变化。5、通电螺线管的极性和电流关系——安培定则(二)(右手螺旋定则)用右手握螺线管,让四指弯向螺线管电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极.实战应用:仔细观察下图,然后回答下列问题:标出甲图中通电螺线管的N、S极。标出乙图中通电螺线管以及小磁针的N、S极。③标出丙图中通电螺线管的电流方向或电源的正负极。④画出丁图中通电螺线管的导线绕法。6、通电螺线管的磁性强弱由什么因素决定?电磁线圈的匝数越多,通过线圈的电流越大,线圈的磁性越强;插入铁芯,线圈的磁性大大增强。第3节 电磁铁的应用1、电磁铁――带铁芯的通电螺线管。电磁铁与普通磁铁相比,电磁铁容易控制,它的磁性有无可以由通断电控制,它的磁性强弱可以由电流的大小控制,它的磁极的方向可以由变换通电方向来控制.电磁铁的应用 电铃 电磁起重机 电磁继电器 磁悬浮列车2、电磁继电器:由电磁铁控制的自动开关,分为控制电路和工作电路可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流3、磁悬浮列车:同名磁极互相排斥。第4节 电动机1、通电直导线在磁场中的受力实验。⑴通电导体在磁场中受到力(安培力)的作用.⑵磁场对通电导体作用力的方向跟电流方向和磁场方向有关.= 3 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑶当只改变电流方向或只改变磁场方向时,通电导体受到的磁场的力方向发生改变.⑷同时改变电流方向和磁场方向时,通电导体受到的磁场的力的方向不变⑸通电导体在磁场中会受到力的大小与磁场强弱、电流大小、导体长短有关。2、左手定则(了解)通电导体在磁场中受到力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关,三者之间的关系,可用左手定则来判定.伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,使四个手指所指的方向为电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导体受力的方向.22、通电线圈在磁场中受到力的作用(1)通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动,但不能持续。(2)通电线圈在磁场中受到力的作用方向与电流方向和磁场方向有关。(3)通电线圈所在的平面与磁场方向垂直时线圈受到一对平衡力的作用,线圈的这一位置叫平衡位置。(4)通电导体在磁场中会受到力的作用,是电能转化为机械能的结果。当磁场方向与电流方向一致或反向时,受到的作用力为零。当磁场方向与电流方向垂直作用时,受到的作用力最大。(5)通电线圈转到平衡位置时,不立即停下来,而是在位置附近摆地动几下才停下来3、直流电动机通过改变电流方向来改变通电线圈的受力方向,从而使之沿同一方向连续转动。换向器的作用:当线圈刚转过平衡位置时,换向器能自动改变线圈中电流的方向,从而改变线圈受力方向,使线圈连续转动。直流电动机工作原理:电能转化为机械能。直流电动机制作原理;通电线圈在磁场中受力转动;当线圈转过平衡位置时,通过换向器改变电流方向,从而改变线圈的受力方向,以保证线圈沿同一方向持续转动。直流电动机的构造; 磁极、线圈、换向器、电刷。(定子,转子)4、交流电动机也是依靠通电导体在磁场中所受的力来运转的。第5节 磁生电1、磁生电--电磁感应⑴电磁感应--闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应。产生的电流叫感应电流。也叫感生电流⑵电路不闭合,当导体做切割磁感线运动时,没有感应电流,但是导体中却有感应电压。⑶产生感应电流的条件:电路闭合且一部分导体作切割磁感线运动。⑷感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关;改变其中的一个,电流方改变;若同时改变这两个方向,电流方向不变。⑸在电磁感应中,机械能转变成了电能。2、感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场的方向有关。这三个方向可用右手定则来判定。右手四指与大拇指垂直并在同一平面内,手心对着N极(让磁感线垂直穿过手心),大拇指指向导体切割磁感线的运动方向, 则四指所指示的方向就是导体中感应电流的方向.3、影响感应电流大小的因素是导线切割的速度大小、 永磁体的强度、切割导线的条数、切割导线的有效长度。而与导线切割的速度方向无关。交流电跟我们从电池得到的电流有所不同,从电池得到的电流的方向不变,通常叫做直流电。我国交流电的周期是0、02秒,频率为50赫兹,即发电机线圈转一周用0.02秒,即1秒内线圈转50周,每秒出现50个周期,方向改变100次。发电机由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动、磁极旋转的方法来发电。还用电磁体代替永磁体。5、发电机和电动机的结构本质上是一样的。因此电动机也可以做发电机。 交流发电机发电时,线圈内是交流电,对外供应也是交流电;直流发电机发电时,线圈内是交流电,对外部供电是直流电。第6节 家庭用电1、家庭电路的组成:进户线(零线,火线)、电能表、总开关、保险盒、插座、开关、用电器。开关与电灯串联;插座与电灯及各用电器之间是并联;电能表串联在干路,保险丝也是串联的。2、认识火线和零线及它们之间的电压(220V)。3、测电笔的结构、正确作用方法、 ――判别零线和火线。5、电能表的作用,认识讨论“220V 5A”表示的意思。 220V表是额定电压,5A表示允许通过的最大电流,5、熔断器:分为封闭管式和敞开插入式材料特点:保险丝是用电阻率大、熔点高的铅锑合金做成。作用:当电路中电流增大而超过线路设计的允许电流值时,能自动切断电路,起到保护电路作用。6、断路器――用来代替闸刀开关和熔断器,起到电路过载或短路的保护作用结合课本图1-65分析断路器的工作原理。7、介绍二脚和三脚插座和插头,说明接地的必要性和原理8、开关必须接在火线上第7节 电的安全使用1、安全电流和电压触电:通过人体的电流达到一定值时对人体的伤害事故。安全电流:在30毫安以下。 超过30毫安,人会感到剧痛,神经麻木,呼吸困难,有生命危险。安全电压:在36伏以下的电压是安全的。 在潮湿的环境中,安全电压可以是24伏或12伏以下。2、触电事故家庭电路电压是220伏,动力电路的电压是380伏。触电大多是人直接接触火线造成的。高压触电只要靠近它就会触电。3、安全用电常识 原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体第二章 微粒的模型与符号知识点1节 模型、符号的建立与作用一、模型1、模型常常可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的或复杂的事物。2、一个模型可以是某种物体放大或缩小的复制品。一幅图。一张表计算机图像。一个复杂过程的示意如公式,化学方程式。一个复杂的对象的示意。3、什么是模型方法科学研究中,人们通过一定的科学方法,建立一个适当的模型来代替和反映客观对象,并通过研究这个模型来揭示客观对象的形态、特征、本质,这样的方法就是模型方法。建立一个适当模型的过程,通常称 建模过程。4、模型方法的作用(1)能简化和理想化。(2)能发挥想象、抽象和推理能力。(3)能突破难以用语言描述的限制。(4)模型方法也有一定缺陷性。二、符号1、符号有标识符号,电学元件符号,字母,文字,语言,标点符号,数学符号,化学符号,交通标志等。2、符号的作用(1)用符号能简单明了地表示事物。(2)用符号可避免由于外形不同引起的混乱。(3)用符号可避免表达的文字语言不同而引起的混乱。第2节 物质的微观粒子模型1、物质是有分子、原子和离子构成的。 物质通常是由分子构成的,如水、氧气、氢气、蔗糖、甲烷、二氧化碳、氮气等很多种;原子构成的物质有:金属、稀有气体、金刚石、石墨、硅等。2、分子、原子概念分子:是构成物质并保持物质化学性质的一种粒子。原子:是化学变化中的最小粒子。3、金刚石和石墨原子排列不同,性质不同。区别 金刚石 石墨外观 无色透明正八面体晶体 深灰色有金属光泽细鳞片状晶体硬度 最硬 较软导电性 无 良好导热性 无 良好用途 钻探机钻头、刻刀、装饰品(钻石) 电极、铅笔芯、润滑剂等4、归纳分子的种类由原子种类和数量决定构成分子的原子可以是同种原子,也可以是不同种原子。同种原子构成不同物质时结构是不同的。5、这一模型说明:分子由原子构成;水电解是一个化学变化;在化学变化过程中分子可以分成比分子更小的原子,原子再重新组合成新的分子;在化学变化过程中原子不能再分,原子是化学变化中的最小粒子;水电解变成氢气、氧气后,水分子不再保持水的化学性质。水电解过程中物质种类和分子种类发生了改变,原子种类和数目不变。化学变化的实质:在化学变化中分子分裂成原子,原子再重新组合成新的分子。6、分子原子比较分 子 原 子相异点 保持物质化学性质的一种粒子。在化学反应中分裂,重新组成新物质的分子。 化学变化中的最小粒子。在化学反应中不可再分,化学反应后没有变成其他原子。相似点 质甚微,体甚小,有间隙,永恒运动,同种性质相同,不同种性质不同。相关关系 分子分裂成原子,原子组成分子(分子由原子构成),都可以构成物质。注意 分子比构成分子本身的原子大,但不能说原子一定比分子小。根本区别 在化学变化中是否可分7、化学变化和物理变化的实质化学变化的实质是变化中分子分裂成原子,原子重新组合成新的分子;物理变化只是分 子间的距离发生了改变,没有生成新的分子。二、粒子的大小与质量1、原子半径一般在10-10米数量级。2、原子质量在 10-26 千克的数量级。3、不同种类的分子和原子,质量不同,体积也不相同。第3节 原子结构的模型一、原子结构模型的发展史1、道尔顿原子模型(1803年):实心球模型原子是组成物质的基本粒子,它们是坚实的、不可再分的实心球。2.汤姆生原子模型(1904年):枣糕或西瓜模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。3.卢瑟福原子模型(1911年):行星绕太阳模型(核式结构模型)原子中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就象行星环绕太阳运转一样。4.玻尔原子模型(1913年)分层模型电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。5.电子云模型(1927年—1935年)电子云是电子在核外空间各处出现概率大小的形象化描述。二、原子的内部结构1、原子呈电中性:原子有带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成。原子是呈电中性是因为原子核带正电荷,核外电子带负电荷。两者所带的电量大小相等,电性相反,因而原子呈电中性。2、原子核的结构原子核在原子中所占的体积极小,核外电子在核外空间做高速运动。原子核的半径大约是原子半径的十万分之一。原子核的体积虽然很小,但原子核几乎集中了原子的全部质量,电子的质量相对要微小得多。原子核是由质子(带正电)和中子(不带电)成的3、核电荷数:科学上把原子核所带的电荷数称为核电荷数。4、在原子中核电荷数=质子数=核外电子数5、在原子中质子数与中子数不一定相等。如:铁原子。6、并不是所有原子都有中子。如:氢原子。7、原子种类不同质子数也不同。8、原子的结构核外电子 带负电荷 9.1176×10-31千克原子 质子 带正电荷 1.6726×10-27千克呈电中性 原子核中子 不带电 1.6748×10-27千克三、构成物质的微粒——离子1、氯化钠的生成(1)取一瓶氯气,观察它的颜色为黄绿色。(2)用镊子在放有煤油的试剂瓶中夹取一块钠,用刀切割成一小块,观察到钠是一种质软、带银白色光泽的金属固体。(3)点燃钠,将燃烧匙伸入氯气瓶中,反应结束后观察瓶内的物质为白色固体。(4)实验现象:剧烈燃烧,产生黄色火焰,产生大量白烟。生成白色固体物质。(5)实验结论:钠+氯气→氯化钠钠原子失去一个电子成为一个带正电的微粒叫钠离子Na+氯原子得到一个电子成为一个带负电的微粒叫氯离子 Cl—。2、离子——带电的原子(1)我们把带电的原子(或原子团)叫离子。阳离子:带正电的原子或原子团。例:钠离子 Na+,NH4+阴离子:带负电的原子或原子团。例:氯离子 Cl- ,SO42-(2)离子也是构成物质的一种微粒。(3)构成物质微粒有分子、原子、离子。四、同位素——原子的“孪生兄弟”1、元素:把具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子总称为元素。2、同位素:我们把原子中核内质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素原子。元素是同位素原子的总称,同位素原子是一种元素的不同种原子。大多数元素都有同位素原子。3、同位素原子的应用(1)工业方面 核电站(2)农业方面 喂食含有同位素的饲料,跟踪牛的消化吸收情况(3)医疗方面 利用放射性同位素射线对一些脏器进行扫描,诊断肿瘤等疾病。(4)国防方面 利用同位素的裂变与聚变反应释放的能量,如核动力潜艇,原子弹。(5)考古测年代 根据放射性同位素的半衰期,进行古董鉴定。五、原子与离子的比较原子 离子概念 化学变化中的最小微粒 带电的原子或原子团区别 不带电荷,呈电中性 带电荷,可分阳离子和阴离子联系 核电荷数相同的原子和离子属于同一种元素;离子和原子互相可以通过得失电子转化。六、元素与原子的比较元 素 原子概念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 化学变化中的最小微粒区别 只讲种类,不讲个数。 即讲种类,又讲个数范围 描述物质的宏观组成 描述物质的微观结构第4节 组成物质的元素一、元素的种类1、元素的种类数量:目前人类已知的元素有110多种。其中有些是人造元素如:Rf Db2、从宏观角度分析,物质是由元素组成。从微观角度分析物质是有分子,原子,离子构成的。3、元素与原子的区别和联系元素 原子定义 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称为元素。 化学变化中的最小微粒区别 只讲种类,不讲个数。 既讲种类,又讲个数。联系 用于描述物质的宏观组成。例如:水是由氢元素和氧元素组成的.但不能说“水是由二个氢元素和一个氧元素组成” 用于描述物质的微观结构。例如一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的.但不能说“一个水分子是由氢元素和氧元组成的”4、元素分类金属元素: 占大多数。如:铁、镁、铝、锌、铜元素种类 非金属元素:如:氧、氢、碳、氮、硫(稀有元素):也属于非金属元素。氦、氖、氩、氪、氙、氡性质非常稳定,含量稀少。5、元素名称:不同元素都有不同的名称。汉语中元素的名称都用一个汉字来表述。有的是原有汉字:例如:金、铜、铁;有的是原有汉字加偏旁:例如:碳、磷;有的是会意字:例如:氧、氢;有的是译音:例如:钠、锰。金属元素:带有“金”字偏旁。(汞因为液态除外)非金属元素:常温下是固态的,带有“石”字偏旁。常温下是液态的,带有“氵”字偏旁。常温下是气态的,带有“气”字偏旁6、 元素组成物质:世界上大部分物质只是由几十种常见元素组成。二氧化碳和一氧化碳都是由氧和碳两种元素组成的。仅碳、氢、氧三种元素就能构成许许多多种物质!二、物质的分类1、混合物:由不同种物质组成的物质叫混合物。纯净物:由一种物质组成的物质叫纯净物。单质:由同种元素组成的纯净物。有的由分子构成:氯气Cl2 碘I2 有的由原子构成:铜Cu 铁Fe化合物:由不同种元素组成的纯净物。氧化物:由两种元素组成的,其中一种是氧元素的化合物。混合物 如空气、溶液金属单质:Fe物质单质 非金属单质:O2纯净物 稀有气体:Ne氧化物:CO2无机化合物:化合物 酸 碱 盐:有机化合物:CH42、金属与非金属的区别金属 非金属颜色 有光泽,一般为银白色或灰色。 无光泽,外表暗淡。状态 常温下一般为固体(汞为液体) 常温下一般为气体或固体(溴为液体)性质 有良好的导电性、导热性、延展性。 导电性、导热性较差,无延展性。3、单质和化合物的异同点单 质 化合物定义 由同种元素组成的纯净物。 由不同种元素组成的纯净物。宏观区别 由一种元素组成 由多种元素组成微观区别 同种原子或由同种原子构成的同种分子 不同种原子构成的同种分子相同点 都是纯净物三、元素的分布1、地壳中元素:O Si Al Fe2、人体中元素:O C H3、海水中元素:O H Al Na Mg4、有机物中元素:C H O5、人造元素:是通过核反应制得的。6、放射性元素:对人体有害,但利用放射性可以检查和治疗一些疾病。第5节 表示元素的符号一、元素符号1、元素符号:国际上统一采用的表示各种元素的符号。2、元素符号的写法A、通常用该元素拉丁文的第一个字母的大写来表示。B、当两种元素的第一个字母相同时,可写上该元素名称的第二个字母(小写)以示区别。3、元素符号的读法由于元素符号与汉字不是同一种文字,在我国习惯上书写化学元素符号时常是默念字母名称,读音时常是直读元素的汉语名称。4、元素符号的意义(1)表示一种元素(宏观)。(2)表示这种元素的1个原子(微观)。(3)由原子直接构成的物质,还可以表示这种物质(宏观)。例1:符号Cu的意义有哪些?宏观)表示铜元素 ②(微观)表示一个铜原子 ③(宏观)表示金属铜(这种物质)例2:H2和2H中数字“2”含义相同吗?H2中2表示一个氢分子由2个氢原子构成。2H中的2表示2个氢原子。5、元素符号周围数字的意义数字位置 数字的意义 实际例子元素符号前面 表示单独的微粒的个数 2H表示2个氢原子元素符号右下角 表示每个分子(原子团)中某原子的个数 H2中2表示一个氢分子由2个氢原子构成元素符号右上角 表示离子所带的电荷数 Ca2+中2表示钙离子带两个单位正电荷元素符号上方 表示元素的化合价 +2 -2CaO表示钙元素的化合价为+2价例1、说出下列符号表示的意义N Na 3O O3N:表示氮元素;表示1个氮原子Na:表示钠元素;表示1个钠原子;表示金属钠3O:表示3个氧原子O3:表示一个臭氧分子由3个氧原子构成二、元素周期表1、110种元素科学的排列起来的表格就是元素周期表。第一张元素周期表是俄国科学家门捷列夫排列的。2、元素周期表的特点:每一周期开头的是金属元素。每一周期靠近尾部的是非金属元素。每一周期结尾的是稀有元素。每一横行中元素原子电子层数相同。每一纵列中元素原子的最外层电子数相同。科学家为什么要把各种元素排成表格?便于研究元素的性质和用途。元素周期表是依据元素的原子结构和性质来编排的。即按元素原子的核电荷数(原子序数)有序排列。3、元素周期表排列规律①.7个横行,每一横行称一个周期,共有7个周期。从左到右元素原子的核电荷数逐渐增加。②.18个纵列,每纵行叫做族(8、9、10列合一族),共有16个族。同族各元素的化学性质相似。元素周期表中的每一格所包含的信息在元素周期表中同位素占同一个位置。4、元素周期表的作用:元素周期表是学习和研究科学的重要工具。查找:元素符号,质子数,相对原子质量。判断:元素单质的物理状态,元素分类。元素是人工合成还是自然存在的;元素是金属、非金属还是稀有气体。推测:元素的性质,新的元素等等。元素的种类由原子的质子数决定。元素的性质由原子的最外层电子数决定。第6节 表示物质的符号一、化学式1、化学式定义:用元素符号来表示物质组成的式子。2、化学式书写依据:化学式不能凭空想象。先通过实验确定物质的组成,然后按国际通用规则书写。一种物质只用一个化学式表示。3、化学式书写规则(一)、单质化学式的写法(1)先写出组成单质的元素符号,再在元素符号右下角用数字标出构成单质分子的原子个数。(2)稀有气体由原子直接构成,用元素符号表示。(3)金属、固态非金属单质碳、硫、磷、硅结构比较复杂,用元素符号直接表示。金属单质 稀有气体 非金属单质用元素符号表示 固态单质 液态单质 气态单质Fe Ne 用元素符号表示S, 碘 I2例外 溴水Br2 氧气O2(二)、化合物化学式的写法(1)先按照一定顺序,写出组成化合物的所有元素符号。(2)再在每种元素符号右下角,写出每个化合物分子中该元素的原子个数。(3)直接由离子构成的化合物,其化学式常用其离子最简单整数比表示。元素符号顺序:一般规律:氧在右;氢在左;金属元素在左边。如:二氧化碳 CO2;如:水 H2O,(CH4 、NH3除外);如:氯化铜 CuCl2。4、化学式的读法一般从右到左读 “某化某” 或 “几某化几某”如:“CuO” 读 氧化铜 ;“P2O5” 读作 五氧化二磷5、化学式的意义宏观上:1、表示一种物质 2、表示该物质的元素组成微观上:3、表示该物质的一个分子 4、表示该物质的分子构成例如CO2表示1、二氧化碳这种物质;2、由氧元素和碳元素组成;3、表示一个二氧化碳分子;4、一个二氧化碳分子由一个碳原子和二个氧原子构成。二、离子符号1、离子符号的写法(1)写出形成该离子的元素的元素符号。Na(2)用正负号把离子所带的电荷表示出来,表明离子是阴离子还是阳离子。Na+(3)用数字表明离子所带的电荷数,标在元素符号的右上角(在正负号前)。Mg2+带1个单位电荷的离子,符号中1可以省略。离子和原子有何不同?它们之间有何联系?原子:核电荷数=核外电子数 不显电性离子:核电荷数≠核外电子数 显电性离子和原子通过得失电子相互转化。2、原子团象SO42-在化学反应里作为一个整体参加,好象一个原子一样,这样的原子集团叫原子团。指出下列式子中 “2”表示的意义:Ca2+:一个钙离子带2个单位的正电荷CO32-:一个碳酸根离子带2个单位的负电荷2OH-:2个氢氧根离子H2SO4:一个硫酸分子中含有2个氢原子三、化合价1、化合价的概念:一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子化合的性质,叫做这种元素的化合价。 +3 -2 +2 -22、化合价的表示方法:标在该元素符号正上方。如Al2O3 Mg O3、化合价数值: 化合价有正价和负价4、化合价的一般规律:(1)常见的化合物中氢总是显 +1 价,氧总是显 -2 价。(2)金属元素常显 正价。(3)非金属元素跟氧化合时常显 正 价,跟氢化合时常显 负价。(4)单质中元素的化合价为 0价。(5)在化合物里,元素正负化合价的代数和为 零。(6)有些元素在不同的化合物里常显 不同的化合价。(7)化合价记忆口诀:钾钠银氢正一价, 钙镁钡锌正二价, 氟氯溴碘负一价,通常氧是负二价, 三铝四硅四七锰, 一二铜二三铁,二四六硫二四碳, 单质化合价为零, 分子式成总价零。5、化合价的应用(1)已知化合物中一种元素的化合价,求另一种元素的化合价。依据:在任何化合物中所有元素化合价的代数和为零。(4)化合价与离子符号区别和联系化合价 离子表示方法 标在元素符号(原子团)的正上方。“1”不能省略 (先正负后数目) 标在元素符号(原子团)的右上角。 “1”能省略 (先数字后正负)符号 +1 -2 +2H O Mg H1+ O2- Mg2+联系 同种元素(或原子团)的化合价与离子所带的电荷,通常数值相等,正负相同。第7节 元素符号表示的量一、相对原子质量国际上规定:采用相对原子质量来表示原子的质量关系。1、相对原子质量定义:以一种碳原子质量的1/12作为标准,其它原子质量跟它相比较所得的数值,就是该种原子的相对原子质量。简称原子量。2、计算相对原子质量步骤(1)标准:把一个C—12原子的质量分为12等份,即一份为1.661×10-27千克(2)把其他原子的质量与这个标准进行比较,所得比值就是相对原子质量。3、相对原子质量计算公式:某原子的质量相对原子质量=C-12原子的质量x1\12某原子的质量x12=C-12原子的质量m实 12m实m相= =mc mc相对原子质量单位:1 (单位1一般不写出)原子的实际质量越大,相对原子质量也越大。4、其他计算公式:原子实际质量= 相对原子质量x 标准原子实际质量标准 = = 碳原子质量的1/12相对原子质量5、相对原子质量数值(一)查阅相对原子质量的方法:(1)从相对原子质量表中查。(2)从元素周期表中查。(二)相对原子质量的近似计算公式:相对原子质量= 质子数+中子数1、质子和中子的质量大约相等,且都约等于一种碳原子的质量的1/12。2、电子的质量很小,相对质量可以忽略,原子的质量几乎集中在原子核上。八下第三章 空气与生命知识点空气与氧气一、空气的成分大量的科学实验表明:空气中各成分的体积大约是:氮气 (78%),氧气 (21%),稀有气体 (0.93%),二氧化碳 (0.04%),水蒸气等其他气体和杂质 ( 0.03%)。稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,这些气体没有颜色没有气味,化学性质稳定,故又叫惰性气体在通常情况下,空气中各成分的比例保持相对稳定。1、验证空气中有CO2用大针筒把空气压进石灰水中。石灰水变浑浊。变浑浊的速度比较慢。这说明空气中含有CO2。含量较少。2、验证空气中有O2取一瓶空气和一瓶氧气,把一根燃着的木条先后插入集气瓶中,观察木条在两个集气瓶中燃烧的剧烈程度是否相同。不相同,在氧气中燃烧的更旺。合理的解释是空气中含有氧气,但不纯。3、验证空气中有水蒸气把白色无水硫酸铜放在空气中,过一会,白色粉末变成蓝色,说明空气中有水蒸气。4、法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出了空气是有氮气和氧气组成的,其中氧气约占空气总体积1/5的结论。5、测定空气中氧气含量的实验实验原理:红磷在密闭容器内充分燃烧,消耗了空气中的氧气,生成五氧化二磷固体。容器内压强减小,大气压将烧杯中的水压入广口瓶中,水的体积正好填补消耗掉的氧气的体积,从而确定空气中氧气的体积分数。C. 实验步骤:(1)按图把装置连接,先在广口瓶内加入少量水,再把剩余的容积用记号划成5等份。(2)点燃燃烧匙内的红磷,立即塞紧瓶塞,观察现象:红磷继续燃烧,产生大量白烟。过一会儿后熄灭。(3)火焰熄灭后,振荡集气瓶,打开导管上的夹子, 出现什么现象?水从烧杯被压入广口瓶内。瓶内水位变化水位上升,水的体积约占瓶容积的1/5;消耗的气体跟余下的气体的体积比为1 : 4。D. 实验结论:空气中氧气的体积约占总体积的1/5E.思考:(1)为什么烧杯内的水会进入到集气瓶内 红磷和氧气发生反应, P2O5溶于水,使瓶内气体压强减小,打开止水夹后,大气压把水压入集气瓶中,直至内外压强相等。(2)如果用木炭代替红磷来做实验,结果如何?木炭燃烧生成的是二氧化碳气体,瓶内压强几乎不变,所以集气瓶内的水几乎不上升。(3)在这个实验中,为什么有时气体减少的体积小于1/5呢?导致结果偏低的原因可能有哪些?红磷的量不足;瓶内氧气没有耗尽;装置漏气(如塞子未塞紧、燃烧匙与橡皮塞之间有缝隙等),使外界空气进入瓶内;未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内的水的体积减少。(4)实验中有时气体减少的体积大于1/5,又是为什么呢?点燃红磷后,插入燃烧匙时,瓶塞子塞得太慢, 使得瓶中空气受热膨胀,部分空气溢出。实验开始时,没有夹或没夹紧止水夹。(5)此实验说明剩余气体有哪些性质(至少两点)。不燃烧也不支持燃烧 ②不溶于水F. 其他实验装置:二、空气的利用气体 性质 用途氧气 性质较活泼的气体。 1、供给呼吸 2、帮助燃烧 3、燃料在氧气中燃烧后产生的高温火焰可用来切割或焊接金属氮气 无色、无味、性质较不活泼的气体 1、充入灯泡中,延长灯泡的使用寿命; 2、充入食品装包袋防腐,保鲜。 3、制造化肥、炸药的重要原料。 4、用作致冷剂,医疗上常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。稀有气体 化学性质不活泼 霓虹灯内充气,稀有气体通电后能发出不同颜色的光。激光技术,制造低温环境(氦气)用于医疗麻醉(氙气)等。空气是一种重要的天然资源三、氧气的性质1、氧气化学式:O22、分类:非金属单质3、结构:是由大量氧分子构成的,每个氧分子是由两个氧原子构成的。4、物理性质:氧气是一种无色无味的气体溶解性:不易溶解于水。常温下 1升水中大约能溶解 30毫升的氧气。密度:比空气密度(1.293克/升)略大。在标准状况下氧气的密度为1.429克/升。熔点:-218℃。此温度下凝固成雪花状的蓝色固体沸点:-183℃。(在1.01×105帕下)此温度下液化成淡蓝色的液体。5、氧气的化学性质氧气是一种化学性质比较活泼的气体。氧气能与许多物质(非金属、金属单质等)发生反应。(1)检验(鉴别)氧气:用带火星的木条检验氧气的存在。使带火星的木条复燃的气体是氧气。检验瓶里的气体是氧气:将一根带火星的木条伸入充满氧气的集气瓶里,观察产生的现象,带火星的木条复燃则气体是氧气。检验氧气收集满了:将一根带火星的木条放在集气瓶口,观察产生的现象。带火星的木条复燃则氧气已集满。(2)硫和氧气反应硫是一种黄色固体。在铺有细砂(放细砂的目的:吸热,避免燃烧匙过热融化)的燃烧匙里放入少量的硫磺,在酒精灯火焰上加热,直至燃烧,看到硫在空气中燃烧:发出微弱的淡蓝色火焰,生成一种有刺激性气味的气体,同时放出热。然后把燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶里,观察硫在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体,手摸集气瓶外壁的感觉是热的,说明硫燃烧能放热。结论解释:硫+氧气→二氧化硫(S)(O2) (SO2)(3)铁丝和氧气反应铁丝是一种银白色的金属。铁丝在空气中不能燃烧。取一根光亮(目的:生锈的铁丝不能在氧气里点燃)的细铁丝绕成螺旋状(目的:减少散热),一端系上一根火柴(目的:引燃),另一端系在一根粗铁丝上,点燃火柴,待火柴将要烧完时(目的:避免火柴梗太长,消耗过多氧气),立即伸进盛有氧气、瓶底预先装有少量水或铺上一层细沙(目的:防止溅落的融化物使瓶底炸裂)的集气瓶里,观察到铁丝在纯氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体。结论解释:铁+氧气→四氧化三铁(Fe)(O2) (Fe3O4)6、氧化物:是指由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。SO2,Fe3O4都是氧化物。四、氧气的制取1、氧气的工业制法(1)空气冷冻分离法:空气多次压缩降温,变成液态空气,-196℃低温蒸发,氮气(沸点-196℃)溢出,留下液氧(沸点-183℃)。空气冷冻分离法原理:利用氧气与氮气的沸点不同。(2)膜分离技术分离法空气在一定压力下通过有富集氧功能的薄膜富集氧气。(3)上述两种工业制氧过程,是属于物理变化过程。2、氧气的实验室制法(1)制取原理:分解含氧化合物 高锰酸钾 (KMnO4)紫黑色颗粒氯酸钾 (KClO3)白色粉末过氧化氢 (H2O2)无色液体(2)催化剂:概念:起改变反应速度的作用,本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变这种物质叫做催化剂。工业上又叫做触媒。氯酸钾 (KClO3)和过氧化氢 (H2O2)制取氧气时用到的二氧化锰(MnO2)在这两个实验中就是催化剂。几点说明:A. 催化剂不一定加快反应速率,也有减慢反应速率。B. 催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变C. 催化剂在反应中可以参与反应而发生变化,但反应结束时又能转化回原来的物质。D. 催化剂只影响反应速率,不影响最终产量。E. 催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。(3)制取方法一:原理:eq \o\ac(○,2)反应装置:发生装置 收集装置eq \o\ac(○,3)连接顺序:从左到右,从下到上。氧气收集方法:排水法(因为氧气不易溶解于水)向上排空气法(瓶口向上)(因为氧气密度比空气略大)盛有氧气的集气瓶,要正放。eq \o\ac(○,5)固体加热型实验装置易错处:A. 试管口应略向下B. 导管应稍露出橡皮塞C. 酒精灯应用外焰加热D. 铁夹应夹在离试管口1/3处E. 火焰应加热在试管底部F. 酒精量不少于1/4,不多于2/3G. 排水收集时导管不能太长检查装置的气密性A. 手捂(加热)法将导管的出口浸入水中,手握试管等容器,如果有气泡从导管口逸出,放手后导管末端回流一段水柱,表明装置不漏气。B. 液差(注水)法从漏斗注入一定量的水,使漏斗下端浸没,塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,继续加水,使漏斗管内的液面高于瓶内液面,停止加水观察。液面差不变,表明装置不漏气。实验步骤:A. 检查装置的气密性。 注意安装顺序:先从下到上,后从左到右。B. 在试管中装入高锰酸钾,并把一团棉花放在试管口,用带导管的橡皮塞塞紧管口,使试管口略向下倾斜。C.将试管固定在铁架台上。C. 点燃酒精灯加热:先均匀加热,后固定在药品的底部加热;D. 当气泡连续、均匀地放出后,用排水法收集氧气E. 收集氧气结束后,将导管撤离水槽F. 熄灭酒精灯。步骤简记: “查-装-定-点-收-离-熄”谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”几个注意点:A. 为什么在试管口要放一团棉花?防止高锰酸钾粉末进入导管。B. 为什么试管口要略向下倾斜?防止试管口的冷凝水倒流入试管底而使试管破裂。C. 为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀?防止试管受热不均而破裂。D.为什么刚出现气泡时不能立即收集?为了排尽试管内的空气,防止收集的氧气不纯EE. 什么时候才可以开始收集气体?气泡连续、均匀地放出。F. 集满氧气后,为什么要先从水槽中移出导管,再熄灭酒精灯?防止水槽中的水倒吸入试管而使试管破裂。G. 为什么导管不能伸入试管太长?有利于试管内空气排出。H. 为什么加热前,试管外壁要保持干燥。加热时,用酒精灯的外焰加热,灯芯不能 碰到试管。结束时,热的试管不能立即用冷水冲洗 防止试管破裂。(4)制取方法二原理:反应装置:(5)制取方法三eq \o\ac(○,1)原理:eq \o\ac(○,2)反应装置:二氧化锰(MnO2)在反应中起何作用?催化作用实验步骤:A. 在分液漏斗中加入20~50毫升15%的H2O2,在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2B. 转动分液漏斗的活塞,滴加过氧化氢,待装置中排净空气后,用排水法收集气体并验证 收集的是氧气。(6)氧气收集及检验收集方法 气体性质 优 点 缺 点排水法 不易溶于水 较纯净 含较多的水蒸气向上排空气法 密度比空气大 较干燥 不够纯净向下排空气法 密度比空气小用排水法和向上排空气法收集氧气。向上排空气法收集氧气,你如何知道氧气收集满了?用一根带火星的木条放于集气瓶口,看木条是否复燃。验证方法:带火星的木条伸入瓶中,如果复燃,证明是氧气验满方法:带火星的木条伸到瓶口,如果复燃,说明已满3、氧气性质研究(1)用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上烧至发红。然后将木炭插入盛满氧气的集气瓶内,观察到木炭在氧气中燃烧更旺,发出白光,放出热量。反应完后,向集气瓶内加入澄清石灰水,振荡后,观察到瓶内出现白色浑浊。注意:木炭燃烧不管是在空气中还是在氧气中都没有火焰。原理: 点燃碳+氧气 → 二氧化碳C O2 CO2(2)把2厘米x5厘米铝箔片的一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。点燃火柴,待火柴燃烧尽时,立即把铝箔伸入留有水、充满氧气的集气瓶中,观察到的现象是发出耀眼的强光,放出大量的热,生成一种灰色固体。原理: 点燃铝+氧气 → 氧化铝Al O2 Al2O3五、化合反应和分解反应(1)化合反应:把由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。如(2)分解反应:由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫做分解反应。如第2节 氧化和燃烧一、氧化反应1、定义:物质跟氧发生的化学反应。在氧化反应中,氧气提供氧,氧气具有氧化性。2、分类:(1)剧烈氧化:变化剧烈、容易觉察。既发热、又发光。例:燃烧、爆炸……(2)缓慢氧化:变化缓慢、短期内不易觉察只放出少量热、不发光。例:动植物呼吸、食物腐败塑料和橡胶制品的老化、金属生锈、酒的酿造…(一)燃烧1、定义:燃烧是可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。2、着火点:物质燃烧所需到达的最低温度叫着火点。不同物质的着火点是不同的。着火点越低的物质,越容易着火燃烧。3、燃烧的必要条件(燃烧三要素):缺一不可(1)有可燃物;(2)要有助燃剂,常用的助燃剂为氧气;(3)温度达到该可燃物的着火点。4、影响燃烧的因素(1)可燃物不同,性质不同,燃烧现象不同。(2)氧气浓度越大,燃烧越剧烈。(3)可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈。(二)爆炸1、定义:可燃物在有限的空间里发生剧烈的燃烧现象。(三)自燃:1、定义:缓慢氧化而引起的自发燃烧。例如:粮食、麦秆、煤炭、擦拭机器的棉纱等,如果堆放不合理,缓慢氧化产生热量,空气不流通就会引起自燃。2、自燃条件:氧化产生的热量能否散逸进行缓慢氧化的物质的着火点高低3、燃烧、爆炸、自燃、缓慢氧化的区别和联系项目 燃烧 爆炸 自燃 缓慢氧化区别 反应条件 跟氧气接触,温度达到着火点 在有限的空间里急速燃烧,热量来不及散失。 跟氧气接触,热量不散失,温度逐渐达到着火点。 跟氧气接触,温度没有达到着火点。反应程度 剧烈 异常剧烈 由缓慢转化剧烈 缓慢反应现象 发热、发光 发热、发光 由不明显到发热发光 发热联系 本质都是氧化反应,都会放出热量。二、灭火与火灾自救1、灭火的措施(1)隔离法:移走(或隔离)可燃物。(2)窒息法:隔绝氧气(或空气)(3)冷却法:将外界的温度降到可燃物着火点以下。2、灭火器的使用(1)灭火器的类型泡沫灭火器:扑灭木材、棉布失火。干粉灭火器:扑灭一般固体、油气失火。二氧化碳灭火器:扑灭图书档案、贵重设备,精密仪器。(2)灭火器的使用方法:①拔开保险鞘 ②手握住软管 ③控制好距离 ④对准火根部 ⑤压下手柄喷3、火灾自救(1)发生火灾时,要保持镇定,先了解火源的正确位置,然后拨打“119”报警求助。(2)如果火势扩散,应尽快通知其他人设法离开现场。(3)沿途要关上防火门,以减低火势及烟雾蔓延的速度。(4)逃生走安全通道,切勿乘电梯或升降机,以免停电被困。(5)室内浓烟密布时,应俯伏在地上爬行,用湿毛巾掩盖口鼻。(6)被困室内时,用湿毛巾等物品塞住门和窗户的缝隙,以免浓烟渗入。(7)打开窗户,在窗前呼救。4、拓展(1)水是否在任何情况下都能用来灭火?水能灭火,但也不是万能的,用水灭火也有一定范围。以下四种火灾不能用水灭火。比水轻的易燃液体火灾,如汽油、煤油。容易被损坏的物体,如图书、精密仪器。与水起化学反应,分解出可燃气体或产生大量热能的物质,如、钾钙钠金属和电石。对于高压电器火灾。(2)油库着火应怎样灭火?油库着火不能用水灭火,因为油的密度比水小。不太严重可用干粉灭火器或沙子来灭火。严重的请消防队进行扑救。(3)当电器或电线燃烧着火时,应当如何灭火?应先切断电源,再用干粉灭火器或沙子来灭火,不能用水。三、化学反应中能量的变化1、放热反应:在反应过程中放出热量的化学反应。如:燃烧、爆炸、缓慢氧化,金属与酸反应等……(化学能转化为热能)2、吸热反应:在反应过程中吸收热量的化学反应。如:氯酸钾、高锰酸钾加热分解,氢氧化钡与氯化铵反应等……(热能转化为化学能)3、不同的化学反应能量变化的大小是不同的。4、化学反应中的能量通常表现为热、光、电等5、拓展蓄电池放电:化学能转化为电能蓄电池充电:电能转化为化学能第3节 化学方程式一、质量守恒定律1、定义: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。2、一切化学变化都遵循质量守恒定律3、把握质量守恒定律应注意几点:只有化学变化才遵守质量守恒定律,物理变化不用质量守恒定律解释!质量守恒定律研究的仅是指“质量”,不能任意扩展到其它物理量;守恒的是“总质量”,即“参加反应的各反应物的总质量”和“生成物的总质量”。如沉淀、气体等都应考虑进去。“参加”,意味着没有参加反应(剩余)的物质的质量不能算在内。4、质量守恒定律微观解释反应前后原子的种类和数目没有改变,所以,化学反应前后各物质的质量总和必然相等。宏观 微观不变 元素种类 原子种类元素质量 原子数目物质的总质量 原子质量改变 物质的种类 分子的种类可能改变 / 分子的数目二、化学方程式1、定义:用化学式来表示化学反应的式子叫化学方程式。例: 点燃碳+氧气 → 二氧化碳化学方程式的意义:质的方面:1)表示什么物质在参加了反应,结果生成了什么物质。如:碳和氧气中点燃发生反应,生成了二氧化碳.2)表示什么物质在什么条件下参加反应,结果生成了什么物质。如:碳和氧气在点燃的条件下发生反应,生成二氧化碳.量的方面:3)表示各种物质间原子和分子的个数比.如:碳和氧气发生反应,生成二氧化碳参加反应的碳原子:氧分子:二氧化碳分子的个数比为 1:1:1.4)表示反应物和生成物各种物质间质量比.如:碳和氧气发生反应,生成二氧化碳参加反应的碳:氧气:二氧化碳的质量比为 3:8:11.4、化学方程式的读法:例:(1)宏观读作:碳和氧气在点燃条件下,反应生成二氧化碳。(2)微观读法:1个碳原子和1个氧分子在点燃的条件下生成1个二氧化碳分子(3)质量读法:12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃的条件下反应生成44份质量的二氧化碳5、化学方程式书写(1)书写原则A、以客观事实为依据;反应是真实存在的,不能凭空臆造)B、符合质量守恒定律。(反应前后两边各元素 的原子个数必须相等)(2)书写步骤写出反应物和生成物的正确化学式。根据反应事实,在式子左边写出反应物的化学式,右边写出生成物的化学式,中间连一条短线。如果反应物或生成物不止一种,就分别用“+”号(不读“加”、读“跟” “和”)连接。以双氧水制取氧气为例:H2O2 —— H2O+O2配平化学方程式。在式子左、右两边每一种元素的原子数目必须相等。配平后,把短线改成等号。(等号不读“等于”、读作“生成”)(为什么要配平化学方程式?因为化学反应要遵循质量守恒定律。)如:2H2O2 =2 H2O+O2注明反应条件及生成物的状态。如果反应需点燃、加热(用△)、高温、通电、催化剂等,必须把条件写在等号的上方或下方。如: MnO2如果反应物中没有气体,而生成物中有气体产生,则在气体的化学式旁边用“↑”表示。如果是溶液中发生的反应,反应物中无固体,而生成物中有固体产生的,则在固体的化学式旁边用“↓”表示。如:CO2+Ca(OH)2 =CaCO3↓+H2O书写化学方程式口诀左边反应物,右边生成物 写完化学式,系数要配平 中间连等号,条件应注明生成气体、沉淀,箭头来表明。简称:一式二配三等四注反应条件常见的有:点燃、加热(△)、高温、催化剂等。6、化学方程式的意义(1)反应条件:表示反应在什么条件下进行。(2)宏观意义:表示什么物质参加反应,结果生成了什么物质。(3)微观意义:表示各物质间微粒的个数比。(原子与分子)(4)量的意义:表示反应物、生成物各物质间的质量比。三、依据化学方程式进行计算1、计算依据依据化学方程式进行计算是定量研究化学反应的一种方法。(1)在化学反应中,反应物与生成物之间的质量比是成正比例关系(2)质量守恒定律2、计算步骤例题:实验室里用分解过氧化氢的方法制取氧气。现要制得2克氧气,需要多少克过氧化氢?A、先审题(1)题目已知什么?制得2克氧气 分解过氧化氢的方法制取氧气(2)求什么?需要多少克过氧化氢?(3)已知和求之间有什么联系?3、解题过程注意点(1)解题格式的规范化(设、解、答)(2)正确写出反应物生成物的化学式。(3)配平好化学方程式。(4)正确计算物质的相对分子质量(5)列出正确的比例式。(6)反应物、生成物使用相同的单位。(7)用纯净物质量的数据进行计算。第4节 二氧化碳一、自然界中的二氧化碳1、二氧化碳结构二氧化碳是由大量二氧化碳分子聚集而成,每个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成。CO2分子结构模型2、二氧化碳在大气里的含量:体积分数约占 0.04%,3、二氧化碳对人体健康的影响空气中CO2的体积分数 对人体的影响1% 感到气闷、头晕、心悸4%~5% 感到气闷、头痛、眩晕10%以上 使人神志不清、呼吸停止,以致死亡二、二氧化碳的性质1、二氧化碳的物理性质:①.二氧化碳是一种无色无味的气体。②.能溶于水,通常 1体积水中能溶解1体积的 CO2③.密度比空气大。④.低温下可液化成无色液体,也可凝固成雪状固体。(“干冰”)2、二氧化碳的化学性质①. 一般情况下,二氧化碳不能支持燃烧,也不能燃烧。②. 不能供给呼吸。③. CO2 能与石灰水Ca(OH)2发生反应。CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O④. CO2 能与H2O发生反应。CO2+H2O=H2CO3 碳酸能使紫色石蕊试液变成红色(碳酸不稳定)H2CO3 = CO2↑+H2O3、几个实验(1)向烧杯里倾倒二氧化碳。注意观察蜡烛火焰的变化现象。从现象中,你能得出什么结论?现象:蜡烛从下至上熄灭结论:二氧化碳不能支持燃烧,也不能燃烧。密度比空气大。(2)取 2支试管,分别加入少量蒸馏水及书中图3-54中被压扁的瓶中液体。然后,分别滴加少量紫色石蕊试液,观察 2支试管中液体颜色的变化。蒸馏水 变扁的瓶中液体颜色变化 紫色 变红色结论:二氧化碳溶解在水里时,生成能使紫色石蕊试液变成红色的酸性物质。解释:CO2+H2O=H2CO3用酒精灯加热颜色呈红色的那支试管,颜色如何变化?现象:红色的溶液又变成了紫色解释:碳酸很不稳定,很容易分解。H2CO3 = CO2↑+H2O(3)现象:澄清的石灰水变浑浊。解释:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O三、二氧化碳的用途1、二氧化碳用于灭火由于二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧,密度比空气大。因此,它可用于灭火。简易酸碱灭火器工作原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2ONa2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O2、二氧化碳作气肥,用于光合作用植物的光合作用需要大量的二氧化碳,因此可把二氧化碳作为气体肥料,提高光合作用的强度和效率。3、二氧化碳也是一种工业和食品原料。可用于制纯碱(Na2CO3)、尿素和汽水。4、制冷剂:干冰(固体二氧化碳)可用于人工降雨。四、二氧化碳的制取(一)实验室制法1、原料:大理石或石灰石(主要成分CaCO3) 稀盐酸(HCl)2、原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑4、步骤:①. 检查装置的气密性;②. 锥形瓶中加入大理石;③. 连接好装置,导管口接近瓶底处;④. 长颈漏斗中加入稀盐酸;⑤. 用向上排空气法收集气体;⑥. 用燃着的木条放在集气瓶口验满。⑦. 收满盖好毛玻璃片,将集气瓶口向上放置。5、实验注意点:(1)为什么长颈漏斗下端要伸入液面以下?防止生成的气体从漏斗中逸出。(2)集气瓶中的导管为什么要接近底部?排尽空气,使收集到的二氧化碳气体较纯净。(3)伸入锥形瓶中的导管为什么要短些?使锥形瓶中原有空气排尽,提高气体纯度。(4)实验室制二氧化碳时,能否用硫酸或浓盐酸来代替稀盐酸?为什么?用硫酸:生成微溶的硫酸钙,很容易沉淀下来,将大理石包裹住,使反应很快停止!浓盐酸:具有挥发性,使制得的二氧化碳气体不纯。(含有大量的氯化氢气体)(5)实验室制二氧化碳时,能否用碳酸钠来代替石灰石?不能,反应太快,来不及收集(二)工业制法1、原料:石灰石(主要成分CaCO3)高温2、原理:CaCO3 = CaO+CO2↑3、设备:石灰窑第5节 生物的呼吸和呼吸作用一、人体呼吸系统1、什么是呼吸人体与外界环境进行气体交换的整个过程称为呼吸。由呼吸系统来完成。2、呼吸系统组成(1)呼吸道:包括鼻、咽、喉、气管、支气管。是气体进出肺的通道。(2)肺:气体交换的场所。3、呼吸器官的结构功能(一)鼻分为鼻孔和鼻腔。鼻腔里有鼻毛和黏膜,鼻毛的作用是阻挡空气中的灰尘和细菌。黏膜的作用是温暖、湿润空气,感受气味的刺激。(二)咽前后略扁的管道,是空气和食物的共同通道。呼吸时,会厌软骨抬起,空气畅通无阻;吞咽时,会厌软骨盖住喉口,以免食物进入气管。(三)喉是气体的通道和发音器官。由软骨做支架,可以保持气体进出畅通。(四)气管由C形软骨环做支架的环状结构。(五)支气管管壁覆盖着有纤毛的黏膜,能分泌黏液,粘住灰尘和细菌。纤毛:不断地向喉部方向摆动,将粘着细菌的黏液推向喉头,经咳嗽咳出体外,这就是痰。(六)肺肺是气体交换的器官,是呼吸系统最重要的部分。肺的基本结构为肺泡,它仅由一层上皮细胞构成,外布满毛细血管和弹性纤维,有利于气体交换和使肺具有良好的弹性。4、空气进入体内的路线空气→鼻→咽→喉→气管→支气管→肺二、人体的气体交换(一)外界与肺(泡)的气体交换1、呼吸运动:包括吸气和呼气两个过程。吸气:胸廓扩大→胸腔内气压减小→空气进入肺呼气:胸廓缩小→胸腔内气压增大→肺内气排出2、呼吸运动实现了肺与外界的气体交换3、气体交换原理是肺内气压与大气压的气压差膈肌 横膈 肋间外肌 肋间内肌 肋骨 胸腔体积 肺内气压 气体吸气 收缩 变得扁平 收缩 舒张 向上向外 增大 减小 进入呼气 舒张 恢复拱形 舒张 收缩 向下向内 减小 增大 离开(二)肺泡内的气体交换(肺泡与血液中的气体交换)1、肺泡的结构特点(有利于气体交换)①肺泡数目多②肺泡壁很薄,一层上皮细胞构成。③肺泡外面布满毛细血管。④弹性纤维使肺具有良好的弹性。2、肺泡与血液中的气体交换:肺泡中的氧气进入血液,血液中的二氧化碳进入肺泡。气体交换原理是:扩散作用(高浓度向低浓度)二、呼吸作用1、什么是呼吸作用细胞内的有机物与氧反应,最终产生二氧化碳和水或其他产物,同时释放能量的过程。这是一个复杂的、多步骤的过程。是一种缓慢进行的氧化反应。2、呼吸作用表达式酶葡萄糖+氧气 → 二氧化碳+水+能量酶C6H12O6+6O2 = 6CO2+6H2O3、呼吸作用能量转化(贮藏在有机物中的)化学能→热能、生物能呼吸作用释放的能量提供给人体生命活动所需4、呼吸作用的实质分解有机物,释放能量。5、呼吸作用的意义呼吸作用在活细胞中进行,呼吸作用一旦停止,生物体就迅速死亡。6、食物燃烧和呼吸作用的不同点食物燃烧 呼吸作用不同点 剧烈氧化条件是点燃场所在空气中进行 缓慢氧化靠酶的催化在细胞中进行7、呼吸和呼吸作用的联系和区别呼吸 呼吸作用区别 ① 呼吸仅仅是肺与外界进行气体交换, 是一个物理变化;②呼吸场所在肺泡; ① 而呼吸作用是有 机物与氧气的反应, 是一个化学变化;②呼吸作用的场所在细胞内。联系 呼吸运动为呼吸作用提供了氧气,而呼吸作用产生的二氧化碳需要通过呼吸运动排出体外;② 呼吸作用释放的能量保证了呼吸运动的进行。三、动物的呼吸作用参照图 3-71所示的装置进行实验。(碱石灰是由固体氢氧化钠(NaOH)和生石灰(CaO)组成的混合物,可以吸收二氧化碳)1. 思考:试管 B 的设置有 对照 的作用。3. 分析:10分钟后试管 A 中,指标位置的改变是因为A试管中小动物吸收了氧气,呼出的二氧化碳被碱石灰吸收。体积减少,指标向左移动。4. 结论:实验证明动物也在不停地进行呼吸。四、植物的呼吸作用如图 3-72所示的装置进行对比试验。几天后,观察到的实验现象是A中的石灰水变浑浊。在图3-72的实验中,种子“已浸水”和“已煮熟”意味着什么?种子为什么要消毒?“已煮熟”意味着种子没有生命力,不能进行呼吸作用。种子消毒是为了排除细菌呼吸作用的影响。从实验中你得到的结论是:萌发的种子能进行呼吸作用,产生二氧化碳。1.把数棵新鲜菠菜装入塑料袋中,扎紧袋口静置一个晚上。2.松开袋口,插入导管,让塑料袋中的空气通入澄清石灰水中,观察石灰水的变化。石灰水变浑浊3.取一只大口瓶重新做上面的实验,第2天在瓶子中放入点燃的蜡烛,观察火焰有什么变化?为什么?蜡烛熄灭了。菠菜在夜晚只进行呼吸作用。吸收氧气,放出二氧化碳,使瓶内的氧气消耗了,二氧化碳增加了。4.用新鲜菠菜用开水烫2—3分钟,重复上述1~3步骤。 会有什么现象产生?它说明了什么?不会出现以上实验观察到的现象。呼吸作用在活细胞中进行。5.实验结论:与大部分动物不一样,植物没有明显的呼气和吸气过程,但植物和空气之间也会通过扩散作用进行气体交换。6.植物的各个部分的每一个活细胞每时每刻都在进行呼吸作用(吸收氧气,放出二氧化碳)。7.拓展小明想晚上睡觉时卧室内的氧气含量增加,把阳台上的几盆花移到室内,这样做是否科学?为什么?不科学。植物在夜晚不会进行光合作用制造氧气,但呼吸作用吸收氧气,放出二氧化碳依然进行着,使房间内的氧气加速消耗。为什么粮食要晒干了后贮存?晒干了后,体内水份减少,呼吸作用减弱。动植物都要进行呼吸作用,那么微生物等其他生物是否也要呼吸作用呢?微生物等其他生物也有呼吸作用。8. 呼吸运动和呼吸作用比较比较 呼 吸 运 动 呼 吸 作 用场所 呼吸道和肺 体内的每个细胞实质 呼气和吸气 缓 慢 氧 化意义 与外界气体交换吸入O2 ,排出CO2 将有机物中的化学能释放出来,供生命活动所需。联系 呼吸运动为呼吸作用提供物质 呼吸作用为呼吸运动提供能量第6节 光合作用一、光合作用的原理1、光合作用的概念光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放氧气的过程。2、光合作用的表达式光二氧化碳+水 有机物+氧气叶绿体3、光合作用的实质① 物质的转化:把简单的无机物制成了复杂的有机物,并放出氧气。能量的转化:把光能变成储存在有机物里的化学能。4、光合作用的意义光合作用是一切生物和人类有机物的来源。光合作用是一切生物和人类的能量来源光合作用又是生物和人类获得氧气的一个来源二、光合作用的条件和产物(1)条件:在光照下进行;在叶绿体中进行;(2)产物:有机物;氧气;在叶绿体内合成(葡萄糖)淀粉等有机物。碘能使淀粉变成蓝色。碘液试验可以用来鉴定淀粉的存在。(3)植物制造淀粉的实验实验步骤天竺葵暗处放置24小时选叶用两张黑纸上下面夹住遮光放在强光下照射4~5小时将叶片摘下,去掉黑纸片叶片放在酒精中隔水加热叶片褪成黄白色时,取出后用清水洗净,滴上碘液,观察。关于实验操作的几个疑问为什么实验前要将绿叶放在黑暗处一昼夜?利用呼吸作用消耗原有的有机物,排除原来淀粉的干扰。为什么要对一片完整的叶部分遮光?为了设置对比。将遮光部分和未遮光部分对比。证明绿叶光合作用需要光。把叶片放在酒精的小烧杯中,水浴加热,这样做的目的是什么?使叶片中的叶绿素褪去,防止绿色对实验的干扰(影响观察淀粉变蓝)。为什么用酒精而不是水煮叶片来脱色呢?叶绿素有机物只溶于酒精而不溶于水。为什么隔水加热酒精而不用火直接加热酒精?酒精是易燃、易挥发的物质,燃点低,隔水加热可预防烧杯中酒精燃烧,以免出现危险。实验现象脱色叶片遇碘后颜色有什么变化?叶片的见光部分遇碘变蓝,叶片的遮光部分遇碘没有变蓝实验分析叶片部分用铝箔纸盖严,其余部分未盖铝箔纸,此处的变量是:光照。盖严遮光,不盖光照。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色,而覆盖铝箔纸处未变蓝色,这说明叶片的见光部分产生了 淀粉(有机物)实验结论:说明光合作用需要光照。拓展在绿色植物中,只有叶片才能进行光合作用吗?有叶绿体就可以进行光合作用。幼嫩的茎也可以进行光合作用。其他绿色部分也可以。(4)收集光合作用产生氧气的实验实验步骤在一只烧杯中放入清水,将金鱼藻(或其他水生绿色植物)放于水中,将漏斗盖于金鱼藻上。在漏斗上面罩上盛满清水的试管。将整个装置放在阳光下。注意观察金鱼藻有无气泡产生。这些气泡中的气体会收集在试管中。当试管中充满气体时,用大拇指在水中盖住试管口,将试管取出。将点燃的卫生香放入试管,观察卫生香燃烧的情况。实验现象光合作用产生的气体能使带火星的卫生香立即猛烈地燃烧起来。实验结论说明光合作用能够产生氧气。(5)验证光合作用需要CO2的实验设计实验此项探究中,设计改变的因素是CO2最后观察植物有误无淀粉生成。此项探究需对照实验吗?怎样来设置对照组?取两个透明塑料袋,一个装入少量氢氧化钠溶液,另一个装少量清水,分别套在叶片上。氢氧化钠(NaOH)溶液能吸收二氧化碳气体,可除去二氧化碳气体。氢氧化钠具有腐蚀性。如何防止植物吸入空气中二氧化碳?塑料袋口应扎紧,用胶带密封,内有氢氧化钠溶液,能吸收二氧化碳。怎样的实验现象可证明植物的光合作用需要二氧化碳?进行淀粉试验,装清水的塑料袋内的叶片能变蓝色,而装氢氧化钠溶液的塑料袋的叶片不变蓝色。说明植物的光合作用需要二氧化碳。进行实验选择一株生长健康的天竺葵,放在黑暗的地方一昼夜。在植物上选定两片叶子,按确定的方案控制变量,然后放到阳光下照射4小时。叶片放在酒精中隔水加热 ,褪成黄白色时取出,滴上碘液,观察现象。记录观察到的现象。实验分析观察到的现象是:装清水的塑料袋内的叶片能变蓝色,装氢氧化钠溶液的塑料袋的叶片不变蓝色。产生这种现象的原因:氢氧化钠溶液吸收了CO2实验结论:植物光合作用需要CO2(6)验证光合作用需要水的实验设计实验设计改变的因素是 水将天竺葵暗处理1昼夜(耗近叶片中的淀粉)设置对照实验:A叶片将其主脉切断,(将水分供应阻断);B叶片不做任何处理。在相同条件下光照4小时左右。叶片放在酒精中隔水加热 ,褪成黄白色时取出,滴上碘液,观察现象。实验现象发现A叶片不变蓝色,B叶片变蓝色。则证明光合作用需要水。四、光合作用和呼吸作用的相互关系1、光合作用和呼吸作用是相互依存的。(1)光合作用是呼吸作用的基础。呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物,所放出的能量是光合作用储存有机物中的能量。(2)光合作用也离不开呼吸作用。光合作用对原料的吸收利用和对产物输导,所需要的能量来自呼吸作用所释放的能量。2、光合作用和呼吸作用又是相互对立的。光合作用 呼吸作用二氧化碳(吸收/放出) 吸收 放出氧气(吸收/放出) 放出 吸收有机物(制造/分解) 制造 分解能量(贮藏/释放) 贮藏 释放是否需要叶绿体 需要 不需要是否需要光照 需要 不需要3、拓展(1)植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用吗植物在光照条件下进行光合作用的同时,也在进行呼吸作用,在无光条件下,只进行呼吸作用。(2)植物进行光合作用与进行呼吸作用的场所相同吗?不相同。植物光合作用在叶绿体中进行,呼吸作用在活细胞中都能进行。第7节 自然界中的氧循环和碳循环一、自然界中的氧循环1、活动(1)取两个封闭的玻璃钟罩,在A中放入蜡烛;在B中放入植物和蜡烛,然后将两个钟罩放在阳光充足的地方。(2)观察A钟罩内蜡烛熄灭的时间为 ;而B钟罩内蜡烛熄灭的时间为(3)B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气来自于植物光合作用。燃烧所产生的二氧化碳被植物光合作用利用。(4)为了让 B 钟罩内蜡烛能较长时间地燃烧下去,在设置实验时,应注意什么?绿色植物生长茂盛,需绿叶较多。光线要强。蜡烛要细一些。(5)实验结论:植物的光合作用产生氧气在玻璃钟罩内存在氧循环4、思考与讨论在我国北方的冬天,许多树的叶都掉光了,光合作用的能力大大下降。北方的人会有感觉缺氧吗?即使北方的植物不进行光合作用产生了,可是地球的其他地方照样会有很多的绿色植物在进行光合作用,释放氧气,通过地球大气循环在全球进行气体环流。二、自然界中的碳循环1、碳循环大气中的二氧化碳通过植物的光合作用被消耗,又随动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及腐烂分解等过程,被重新释放出来,结果使大气中被吸收的二氧化碳的数量与重新释放出的数量大致相等。3、思考与讨论现代工业迅速发展,人类大量燃烧煤和石油等燃料。这对碳循环会带来怎样的影响?大气中的二氧化碳浓度会大幅升高,破坏自然界的碳平衡,带来温室效应等一系列巨大的自然灾害。4、碳循环和氧循环的联系在自然界中,氧循环与碳循环有着密切的联系。通过氧循环和碳循环,保持了大气中氧气和二氧化碳含量的相对恒定,维持了整个生物圈中的碳——氧平衡。三、温室效应1、活动:取 2只塑料杯,各装 1/2清水,在1只盛水的塑料杯上盖一块玻璃片。把它们同时放在太阳光下晒 1小时左右,然后分别测量水温:盖玻璃片 的杯内的水温高。你认为其中的原因是太阳光能透过玻璃,使水面温度升高,而水面的反射却很少能穿透玻璃,所以水温较高。2、温室保温原理太阳光透过温室地玻璃后,会使室内地面温度升高,而地面的辐射却很少能穿透玻璃,因此温室具有保温作用。3、大气“温室效应”大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用,对地球起着保温的作用,从而产生“温室效应”4、“温室效应”的利弊利:适度的温室效应能保证地球上的气温恒定,适于动植物生存。弊:在一定程度上导致全球性气候变暖,并引起一系列恶果。⑴海平面上升,直接淹没沿海城市和良田;⑵破坏食物和淡水资源,以各种难以预测的方式传播疾病;⑶气候反常,病虫害增加,粮食大幅度减产;⑷土地干旱,沙漠化面积增大。5、温室气体能造成“温室效应”的气体除二氧化碳(CO2)外,还包括水蒸气(H2O)、臭氧(O3 )、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4 )、氢氟氯碳化物类、全氟碳化物及六氟化硫等,统称为温室气体。对全球升温的贡献百分比来说,二氧化碳由于含量较多,所占的比例也最大,约为 55%。6、我们可以采取哪些措施来防治“温室效应”的加剧?①. 减少煤、石油、天然气等燃料的使用, 提高能源利用率。②. 积极开发新能源(如太阳能、生物能、氢 能、地热能等)以减少二氧化碳的排放。③. 保护森林、保护植被、禁止乱砍滥伐,植树造林,利用森林蓄养水源,调节气温。. 控制地球人口激增。第8节 空气污染与保护一、空气污染1、什么是空气污染当污染物进入空气中,超过了空气的自净能力,危害人体舒适和健康或危害环境时,就构成了空气污染。① 工厂排出的废气、烟尘污染空气② 燃料燃烧排放的废气和烟尘③ 汽车尾气污染空气④ 火山喷发的粉尘和气体2、空气污染的因素①.自然因素:如森林火灾、火山爆发等②.人为因素:如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、装修等3、空气污染物及来源目前,被人们注意到的空气污染物有100多种 ,二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO、NO2)、一氧化碳(CO)及可吸入颗粒物(烟尘)等是常见的空气污染物。目前,汽车尾气已成为主要的空气污染源之一。汽车尾气中含有碳氢化合物、氮氧化合物(能形成光化学烟雾)、一氧化碳、二氧化硫、碳烟和多环芳烃。可吸入颗粒物已经成为各大城市的首要污染物。通常把颗粒粒径在10微米以下称为可吸入颗粒物。(2.5微米<PM10颗粒物直径≤ 10微米)(PM2.5≤ 2.5微米的颗粒物,也称细颗粒物)4、空气污染的危害①.影响人的健康及其他生物的正常生长发育。②.破坏生态平衡,改变气象规律,造成灾害。二、防止空气污染的方法1、控制污染源、减少污染物排放量。2、改善环境状况,合理规划工业区与非工业区。3、使用清洁能源。4、加大植树造林力度。5、制定环境保护法律,加强空气质量的预报。三、空气质量指数1、空气质量指数是什么空气质量指数(简称AQI)就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成数值形式,可以直观、简明、定量地描述空气污染程度。空气质量指数范围为 0至 500,并分成 6个级别。指数越大,表征颜色越深,说明空气污染状况越严重,对人体的健康危害也就越大。2、计入空气质量指数的污染物目前计入空气污染指数的污染物有:二氧化硫、二氧化氮、颗粒物、臭氧和一氧化碳等。四、全球性大气环境问题1、①全球气候变暖、②臭氧层破坏、③酸雨危害、2、酸 雨①.什么叫酸雨pH低于5.6的酸性降水,称为酸雨。②.酸雨的形成降水过程中吸收并溶解空气中的二氧化硫、氮氧化物等污染物,形成硫酸(H2SO4 )和硝酸(HNO3 ) 有害物质。③.酸雨的危害酸雨不仅危害健康,而且使水域和土壤酸化,损害农作物和林木生长,危害渔业,腐蚀建筑物、工业设备和文化古迹。3、臭氧空洞①.臭氧臭氧是一种蓝色的、带有腥臭气味的气体。臭氧由大量臭氧分子构成,一个臭氧分子含有 3个氧原子。它是氧分子(O2)在紫外线照射下分解为氧原子,氧原子再跟氧分子结合而形成的。紫外线O2========2O O2+O=O3②.臭氧层及作用距地面 10 ~ 50千米处的大气平流层里,集中了地球上大约 90% 的臭氧,其中离地面 22 ~ 25千米处,臭氧浓度值达到最高,这一层大气称为“臭氧层”。而臭氧层则能阻挡和削弱过强的紫外线,对生物起到保护的作用。③.臭氧空洞近年来,科学家们经过大量的观测发现,大气层中的臭氧层正遭到破坏,地球南北极上空臭氧层中的臭氧浓度明显下降,相继出现了臭氧薄层(俗称“臭氧空洞”)臭氧层被破坏的危害: 首先,它会影响人类的健康。其次,它会影响农作物的生产。再次,它会影响水生生态系统。高空臭氧层是保护层,但近地低空中的臭氧却是一种污染物。破坏臭氧层的主要物质为氯氟烃,“氟利昂”就是其中一种氯氟烃。第四章 植物与土壤知识点第1节 土壤的成分一、土壤中的生命——土壤生物1、生活在土壤中的动物、植物、微生物(细菌、真菌)等称为土壤生物。2、土壤生物的分布受环境特点的影响。3、土壤环境特点主要是指:土壤的温度,疏松程度、温度、光照和植物生长状况。二、土壤中的非生命物质土壤中有水分、空气、有机物、无机盐等物质。1、土壤中含有空气、在校园中选择一块干燥的土地,取长、宽、厚分别是 5厘米的一块土壤,另取一块相同规格的铁块,分别放入 2只相同的大烧杯中。分别沿烧杯壁缓慢地向 2只烧杯内注水,开始时用量筒量取一定体积的水注入,当快要浸没土壤或铁块时,再换用滴管向烧杯内注水,直到水把土壤和铁块刚好浸没为止。记录向两个烧杯注入的水量:盛有土壤的烧杯 注入的水有 _________ 毫升;盛有铁块的烧杯注入的水有 _________ 毫升。eq \o\ac(○,4)当向盛有土壤的烧杯内加水时,会看到土壤块表面产生了许多气泡,这是因为 土壤里含有空气。同样体积的铁块和土壤,浸没时加入的水量不同的原因是铁块内部没有空气以上测量土壤中水分的体积分数是采用什么方法?替换法2、土壤中含有水分取少许土壤,放入试管中。用试管夹夹住试管,在酒精灯上加热,如图 4-4所示。观察试管壁上有没有水珠?有水珠。实验说明土壤里有植物生长所必需的水。3、思考与讨论给你 1只坩埚、1把刻度尺、1只酒精灯和 1台精确度足够的天平,你有办法测量土壤中水分所占的体积分数吗?几何体状土壤样本→测出体积及质量捣碎放在坩埚内加热→水分充分散失测质量水分质量换算成体积→计算出水分的体积分数这样的实验数据是否准确?如果加热时间不够长,水分散失不充分会怎样?如果长时间加热,部分有机物被分解,又会怎样?任何测量的准确度,因为受到各种因素的制约,总是具有局限性的,但并不妨害测量的科学价值。4、土壤中含有有机物eq \o\ac(○,1)取经充分干燥的土壤 50 ~ 100克,先用天 平称得其质量为 _____ 克,然后把它们放在细密的铁丝网上,用酒精灯加热。你观察到的现象是:有机物碳化分解等燃烧现象。充分干燥:可采用长时间日晒或恒温箱烘烤细密铁丝网:孔径要小,以免土壤颗粒漏掉2、待土壤冷却后,再用天平称得其质量为 _____ 克。你认为土壤质量发生变化的原因是有机物燃烧生成CO2。5、思考与讨论用天平称取刚挖出来的土壤50克,并放在细密的铁丝网上,用酒精灯加热,一段时间停止加热,待冷却称其质量为45.2克。你认为能否得出“土壤中含有的有机物质量为4.8克”的结论?(土壤没有通过铁丝网流失)。如果不能,那么应如何改进上述实验?不能得出这样的结论。因为刚挖出的土壤未经干燥处理,含有较多的水分,所以土壤减小的质量中含有部分水的质量。应该让土壤充分干燥:可采用长时间日晒或恒温箱烘烤的方法进行。土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体。eq \o\ac(○,3)腐殖质:这些有机物在土壤生物的作用下,可以形成腐殖质,储存在土壤中。腐殖质可以为土壤动物提供食物,也可以为绿色植物提供养分。6、土壤中还有无机盐。取新鲜的土壤样品50~100克,放入大烧杯中向大烧杯中倒入足量的蒸馏水。先用玻璃棒充分搅拌一会儿,再静置一段时间让土壤固体颗粒沉淀下来。得到的上部溶液就是土壤浸出液。取出土壤浸出液约10毫升,过滤,收集滤液,如图4-6甲所示。然后将滤液放入蒸发皿中,用酒精灯加热,使水分蒸发,如图 4-6乙所示。当水分蒸发完后,蒸发皿上有无出现残留物?有残留物出现四、从岩石到土壤最初,地球外层的地壳是由岩石组成的。(一)岩石从大到小的过程岩石→石块→石砾→砂粒1、岩石风化作用风化作用是指岩石不断碎裂的过程。风化的结果就是大块岩石不断地变成细小的矿物质颗粒。2、风化作用的因素A、物理因素① 风力 ② 流水 ③ 温度剧变B、化学因素化学物质的溶蚀作用C、生物因素植物的根、地衣植物对岩石作用,使岩石碎裂。(二)有机物在岩石颗粒的积累过程植物和动物的尸体和排泄物积累在岩石颗粒间,是土壤腐殖质和有机物的重要来源。(三)土壤的形成岩石就是在长期的风吹雨打、冷热交替和生物的作用下,逐渐风化变成了石砾和砂粒等矿物质颗粒(岩石从大变小),最后经各种生物和气候的长期作用(有机物积累)才形成了土壤。从岩石到土壤的形成,是一个长时间并经多种因素(物理、化学、生物等)共同作用的复杂过程。这个过程今天仍在不断地继续着。第2节 各种各样的土壤一、土壤中的结构和类型土壤主要是由矿物质、腐殖质、水和空气等物质以及多种生物组成的1、土壤颗粒的分类土壤主要是由矿物质颗粒构成的(占固体95%),按颗粒大小分为砂粒,粉砂粒,黏粒2、土壤的结构土壤各成分之间相互影响,使土壤形成了一定的结构。土壤中成分比例变化、土壤中矿物质颗粒大小会导致土壤的结构发生变化。3、土壤的类型土壤中一般都含有砂粒、粉砂粒和黏粒。根据它们在土壤中所占的比例不同,可将土壤分为三种。土壤名称 土壤质地砂土类土壤 砂粒多,黏粒少。土壤颗粒较粗。黏土类土壤 黏粒、粉砂多。土壤颗粒较细。壤土类土壤 砂粒、黏粒、粉砂大致等量。土壤质地较均匀。二、土壤的性状1、土壤黏性黏土类土壤黏性最强,砂土类土壤黏性最渗水性最。2、土壤渗水性砂土类土壤渗水性最强,黏土类土壤渗水性最渗水性最3、土壤保水性透水性强,保水性差 。透水性弱,保水性好。4、土壤通气性土壤通气性与土壤颗粒的空隙大小有关。空隙越大,通气性越好。5、土壤性状之间的联系黏性较差的土壤,土壤中的空隙较大,比较疏松,水易渗入或流出,通气性能较好,但保水和保肥性能较差。6、三类土壤的性状土壤名称 性 状砂土类土壤 通气、透水性能强,易干旱。保水保肥性差黏土类土壤 保水、保肥能力强,通气、透水性能差。壤土类土壤 通气、透水,能保水、保肥。 宜于耕种。三、适合植物生长的土壤1、壤土类土壤适于大部分植物生长2、为什么壤土类土壤有适合植物生长的性状呢?壤土类土壤的矿物质颗粒、空气、水和有机物等组成比例合理。黏性适度。3、砂土类土壤各成分体积分数:空气35%,水15%,矿物质45~49%,有机物1~5%。黏土类土壤各成分体积分数:空气15%,水35%,矿物质45~49%,有机物1~5%。壤土类土壤各成分体积分数:空气25%,水25%,矿物质45~49%,有机物1~5%。砂土类土壤组成 黏土类土壤组成第3节 植物的根与物质吸收(一)根的形态类型1、植物的根有主根、侧根、不定根三类。主根:有胚根发育而来的根。侧根:在主根上依次长出的根。不定根:是植物的茎或叶上长出的根。2.根系:一株植物所有的根合在一起,叫做根系。3、根系类型:根系类型 直根系 须根系根的组成 主根、侧根 不定根根的形态常见植物 大豆,花生等大多数双子叶植物 葱,小麦等大多数单子叶植物(二)根的功能1、固定:植物的根十分发达,生长范围比枝叶大,对植物起到固定作用。2、吸收:土壤中的水分和无机盐等营养物质,是通过根吸收而进入植物体体内的。(三)根的吸水和失水1、根吸水失水的部位活动:(1)培育小麦种子,直到它们长出较长的根。(2)选取4株生长旺盛、带有绿叶和根系的幼苗, 随机分为A、B两组。将A组的2株小麦植株 所有根的前端剪去 3 ~ 5毫米(即根尖), 并在切口处涂上石蜡,B组不做处理。(3)将 2组小麦幼苗分别放在土壤浸出液中培养, 观察其生长情况。(4)A组幼苗开始出现萎蔫现象。①做这个实验的目的是探究根的吸水部位②“剪去根的前端”基于的假设是根的吸水部位可能在根的前端(根尖)③“涂上石蜡”的目的是防止根的根部吸水实验结论:植物根吸收水分的主要部位是根尖思考与讨论:(1)以上证明“根的吸水部位”的实验中,选取材料要注意哪些?必须以同种植物作为实验对象;生长越旺盛,实验反差就越大,“萎蔫”现象容易观察到。(2)在农业生产中,移植作物幼苗时为什么要带土移植?根吸收水分的主要部位在根尖。带土移植可以减少对幼嫩的根尖的损伤,并使根尖在适应“新环境”以前,仍可以从被夹带的土壤中获取水分和营养物质。以提高移植的成活率。2、根尖的结构A.根尖位置:指根的顶端至着生根毛的一小段(长约5mm),是根生长、分化、吸收养料最活跃的部位。B.根尖结构:(1)根冠(2)分生区(3)伸长区(4)根毛区C.根尖结构的细胞特点及主要作用根尖结构 细胞结构特点 主要作用根 冠 细胞壁薄,外层细胞排列疏松,内部细胞小,排列紧密。 保护作用分生区 细胞壁薄,细胞核较大,细胞质浓,没有液泡,细胞排列紧密,细胞具分裂能力。 分生作用,大部分成为伸长区细胞。伸长区 停止分裂,体积增大变长,能较快生长。 使根伸长,伸向土壤深处。根毛区 细胞停止分裂生长至成熟,分化为各种组织,表皮细胞向外突起,形成不同长度的根毛。 根尖吸水、无机盐的主要部位,具吸收作用。3、根毛细胞吸水失水根毛细胞的细胞壁极薄,液泡较大,内含丰富细胞液。当根毛穿过土颗粒的空隙时,与土壤颗粒紧密地黏附在一起,以利于吸收土壤中的水分和无机盐。活动(1)选取4 株生长旺盛的同种植物(如白菜等)幼苗,随机分成2 组。(2)将两组植物的根部洗净,分别放入盛有清水和浓盐水的2只锥形瓶中。(3)过20~40分钟后观察2组植物,加以比较,并做好观察记录。实验结论:在清水中的植物正常生长,在浓盐水中的植物叶片萎蔫。4、根毛细胞吸水失水的条件A. 吸水:细胞液的浓度>土壤溶液的浓度一般情况下,根毛细胞的细胞液溶质的质量分数总是大于土壤溶液溶质的质量分数,于是,根毛细胞吸收土壤里的水分。B. 失水:细胞液的浓度<土壤溶液的浓度若土壤溶液的溶质的质量分数大于根毛细胞液溶质的质量分数时,根毛细胞就会失水。(1)思考与讨论:在日常生活中,哪些现象可以用植物吸失水原理来解释?把青菜根浸在清水中可以适当保鲜;吸水。腌制咸菜时,在短时间内会变软萎蔫;失水。(2)活动:在甲乙萝卜的洞中分别注入等量的清水和盐水,各用一个装有玻璃管的橡皮塞塞住洞口,记下玻璃管内液面的高度。一段时间后观察:①甲玻璃管液面的高度将下降②乙玻管内液面的高度将上升③用手捏萝卜甲是硬的,而乙是软的5、 水分进入根部的途径根据细胞液溶质质量分数的差异。水分→根毛细胞→皮层细胞→导管(四)根吸收植物生长所需的无机盐1. 矿质元素缺乏症的实验活动:(1)配制4 种营养液其中1 种按科学标准配制,另外3种分别缺氮、磷、钾等元素。将它们分别倒入4 只锥形瓶内,并用标签注明“正常、缺氮、缺磷、缺钾”等字样。(2)选取生长旺盛的植物幼苗(如烟草、 油菜、小麦)4 株或8 株,小心洗去其根部附着物,最后用蒸馏水将其洗净,并分别将它们“种植”在4 只锥形瓶中。(3)记录在4种培养液中植物生长的基本状况。 如果发现异常生长,在相应的培养液中分 别按标准添加含氮、磷、钾等元素的化合 物,再观察它们的生长是否恢复正常。实验现象:在按科学标准配制营养液中的植物正常生长,在其他营养液中的植物不能正常生长。添加缺少所含元素后,生长慢慢恢复正常。正常 缺氮 缺磷 缺钾叶片绿色 叶片发黄 叶片暗绿带红 叶片焦枯有褐斑实验结论:植物的生长需要无机盐。2. 不同的无机盐对植物生长会起不同的作用。不同植物对各类无机盐的需要量不同像青菜,大白菜等吃叶的蔬菜类植物多浇氮肥,像西红柿,花生等等吃果实和种子类植物多浇磷肥,像马铃薯,番薯等吃根和茎类的植物多浇钾肥。3. 植株缺少某种无机盐,出现相应的营养缺乏症营养元素 N P K作 用 促进植物生长,枝叶茂盛, 促进根系生长,影响开花结籽 茎杆粗壮,不易倒伏缺乏时的症状 植株矮小,叶片发黄。 生长缓慢, 植株暗绿带红 植株矮小,叶片上许多褐斑二、植物和土壤的相互关系1、土壤为植物生长提供水和无机盐2、植物可以帮助土壤积累有机物植物与环境的关系是相互影响的。第4节 植物的茎与物质运输一、茎的形态茎的形态 形态特点 举例自立茎 茎较坚硬,能直立 竹、松树、水杉等匍匐茎 平卧于地,四周蔓延,长不定根 草莓、番薯、地瓜攀缘茎 用卷须等攀援他物上升 爬山虎、葡萄、黄瓜缠绕茎 借茎本身缠绕他物上升 牵牛花、常春藤、菜豆二、茎的类型1、草质茎:木质部不发达,支持力弱的茎。如大多数单子叶植物茎。2、木质茎:木质部发达,支持力强的茎。如大多数双子叶植物茎。树皮三、茎的结构(一)、双子叶植物的木质茎1、实验(1) 选取一根三年生的椴树(或木槿)枝条(3 ~ 5厘米长),用刀片或解剖刀横切木槿枝条。(2)用放大镜观察,其横切面可明显分为三层。它们分别是树皮、 髓木质部和髓。(3)用解剖针轻轻扎一下树皮、木质部和髓部。你觉得质地较硬 木质部的是木质部 ,质地较软的是髓 。2、茎的结构外侧:外树皮 保护作用树皮 筛管:输导有机物内侧:韧皮部 韧皮纤维:支持作用双子叶植物 形成层 细胞能分裂增生,使茎加粗。的木质茎 导管:输导水无机盐木质部 木纤维:有很强的支持作用髓贮藏营养物质。髓 木质部树皮外树皮韧皮部形成层3、形成层的结构功能位置:在韧皮部和木质部之间(手剥开树皮的地方)组成:形成层的细胞只有2 ~ 3层,它能不断地进行细胞分裂,产生子细胞。功能:子细胞能吸收营养物质不断长大,向外形成韧皮部,向内形成木质部,使茎不断加粗。4、思考与讨论:有人用细铁丝缠紧相邻的两棵小树晒衣服,这样做会对植物生长造成伤害吗?为什么?铁丝缠紧小树,会对植物生长造成伤害。日子久了铁丝就会嵌入树皮,从而影响韧皮部中筛管对有机物的运输。如果筛管被全部切断,根就得不到营养而死亡。5、木质茎中年轮的形成植物生长一年一般形成一个年轮。当气温、水分等环境条件比较好的时候,植物生长比较快,形成的年轮较疏松,颜色较浅(如春材)。反之,年轮较密,颜色较深(如秋材)。6、思考与讨论:从木质茎的年轮中可以获取哪些信息?(1)根据年轮数可推断出树的生长年龄。(2)科学家根据年轮的宽度变化等信息推断在植物生长不同时期的气候状况等。(3)根据年轮纹路疏密判断方向。7、思考与讨论:水稻 展开更多...... 收起↑ 资源预览