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第二章　空气、物质的构成
2.1
空气的成分
第1课时　空气有哪些成分
一、拉瓦锡测定空气成分的实验
二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
二、测定空气中氧气含量的实验
【实验原理】
红磷＋氧气五氧化二磷
【实验装置】如图所示。
【实验步骤】
①连接装置，并检查装置的气密性；
②止水夹关闭。集气瓶内加入少量水，液面以上五等分，并做上记号。
③点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧胶塞；
④待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。
【实验现象】
①红磷燃烧，产生大量白烟；
②放热；
③冷却后打开止水夹，水沿着玻璃管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。
【实验结论】
①红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；
②空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
【注意事项】
①红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。
②装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。
③玻璃管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在玻璃管中，导致测量结果偏小。
④冷却后再打开止水夹，否则测量结果偏小。
⑤如果止水夹未夹紧，或者塞胶塞的动作太慢，测量结果会偏大。
⑥在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。
⑦不要用木炭或硫代替红磷！
原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面高度不会有变化。
⑧如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。
⑨不要用镁代替红磷！
原因：镁在空气中燃烧时能与氧气、氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。
三、空气的成分
气体
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
第2课时　氮气和稀有气体有用吗　怎样区分混合物和纯净物
一、氮气和稀有气体
1．氮气
物理性质：无色、无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。
化学性质：化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。
用途：①制硝酸和化肥的重要原料(这一点可以证明空气中含有氮气)；②用作保护气(焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐)；③医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术。
2．稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气的总称)
物理性质：没有颜色、没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。
化学性质：化学性质很不活泼，所以稀有气体又叫做惰性气体。
用途：①用作保护气；②用作光源；③用于激光技术；④氦气用于填充探空气球；⑤氙气可作麻醉剂。
二、混合物和纯净物
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成
由两种或两种以上物质组成
区别
物质种类
只有一种
至少有两种
组成特点
固定
不固定
性质
有固定的物理和化学性质
无固定的物理性质，各物质都保持各自的化学性质
表达式
能用一个化学式表示
不能用一个化学式完整表示
举例
氧气、二氧化碳、水、铁等
空气、海水、土壤等
联系
纯净物混合物
第3课时　我们的呼吸作用　空气的污染与保护
一、对人体吸入的空气和呼出的气体的探究实验
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一：将燃着的小木条分别插入一瓶空气和一瓶呼出的气体中，进行比较
小木条在空气中继续燃烧，在呼出气体中火焰变暗，木条很快熄灭
吸入的空气中氧气含量大于呼出气体中氧气的含量
步骤二：向一瓶空气和一瓶呼出的气体中各滴入少量澄清石灰水，振荡
盛呼出气体的集气瓶内澄清石灰水变浑浊，盛空气的集气瓶内无明显浑浊
呼出气体中二氧化碳的含量大于吸入空气中二氧化碳的含量
步骤三：对着一块干燥的玻璃片呼气后，与另一块放在空气中的玻璃片比较
被呼气的玻璃片上有一层水雾，而后者没有
呼出气体中水蒸气的含量大于吸入空气中水蒸气的含量
　　总结归纳：跟空气相比，人呼出的气体中氧气含量减少，二氧化碳和水蒸气的含量增多。
二、空气污染和防治
1．造成空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染物包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳(三大有害气体)，还包括工业废气等。
2．计入空气质量监测标准的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、细颗粒物和臭氧等。不包括二氧化碳。
3．根据检测结果确定空气质量指数，空气质量指数级别划分为6级，级别越高，空气质量越差。
4．空气污染的危害：造成世界三大环境问题(温室效应、臭氧层破坏、酸雨)、损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡等。
5．防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。
2.
2　构成物质的微粒(Ⅰ)——分子
一、认识分子
1．利用实验法研究分子的存在及其变化。
2．实验
(1)香水的扩散：该实验在远处就可以闻到香水的气味，说明许多物质是由分子构成的，这些分子在不断地运动着，它是看不见、摸不着而真实存在的微粒。香水扩散属于物理变化，该过程中分子本身不变。
(2)玻璃管两端分别放蘸有浓氨水和浓盐酸的棉花实验：观察到玻璃管中产生白烟，该过程属于化学变化，变化中分子本身发生改变。
3．结论：
分子是构成物质的一种微粒，不同分子一定构成不同的物质；由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒。注意：分子只保持物质的化学性质，不保持物质的物理性质。
二、分子的特性
1．分子总是在不断地运动。
湿的衣服经过晾晒会变干，这是由于构成水的微粒(分子)在风吹日晒下扩散到空气中去了。糖块在水中溶解，同时水有了甜味，是由于糖的微粒(分子)扩散到水中去了。分子的运动与温度有关，温度高时分子运动得快，温度低时分子运动得慢。
2．分子间有间隔。
物质的三态变化就是分子间的间隔不同的缘故。物质的热胀冷缩现象就是物质分子间的间隔受热时增大，遇冷时缩小的缘故。气态物质的分子间的间隔很大，而液态和固态物质的分子间的间隔很小，故气态物质易压缩，而液态和固态物质难压缩。不同液体混合后总体积小于原体积的和，说明粒子间是有间隔的。
3．分子的质量和体积都很小。
1个水分子质量约为3×10－26kg；1滴水(以20滴水为1
mL计)中大约有1.67×1021个水分子，分子是肉眼看不见的微观粒子。
4．同种分子，化学性质相同；不同种分子，化学性质不相同。
三、从微观角度解释问题
1．用分子观点解释由分子构成的物质的物理变化和化学变化。
物理变化：
没有新分子生成的变化(水蒸发时水分子的间隔变大，但水分子本身没有变化，故为物理变化)。
化学变化：
分子本身发生变化，有新分子生成的变化(电解水时水分子发生了改变，变成了新物质的分子，故为化学变化)。
2．纯净物和混合物(由分子构成的物质)的区别：纯净物由同种分子构成，混合物由不同种分子构成。
2.
3　构成物质的微粒(Ⅱ)——原子和离子
第1课时　原子是什么
一、原子
1．原子是构成物质的另一种微粒，金属、稀有气体和部分固态非金属都是由原子直接构成的，如汞是由汞原子构成的，氦气由氦原子构成，石墨由碳原子构成等。
2．分子是由原子构成的，如氧化汞分子是由氧原子和汞原子构成的。
3．化学变化的实质：
在化学变化中，分子本身发生变化，而原子本身没有根本变化，只是重新组合成新分子，构成新物质。所以，原子是化学变化中的最小微粒。
二、分子和原子的区别与联系
联系：
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分子、原子的质量和体积都很小，都在不断地运动，都有间隔。
区别：
在化学变化中，分子可以再分，而原子不可以再分。
第2课时　原子内部有何奥秘　原子的质量有多大
一、原子的构成
1．原子的构成
注意：原子一般是由质子、中子和电子构成的，但有的原子不一定有中子，质子数也不一定等于中子数。
2．原子的质量主要集中在原子核上，原子核所占体积极小，电子在核外较大空间作高速运动。
3．原子所带正电荷数称为核电荷数，原子的种类由核电荷数(或质子数)决定。
二、构成原子的各种粒子间的关系
质子数＝核电荷数＝核外电子数
由于原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷的电量相等，电性相反，所以原子整体不显电性。
三、相对原子质量
以一种碳原子(C－12)质量的1/12(1.661×10－27kg)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。相对原子质量是通过比较得出的比值，单位为“1”。
相对原子质量＝原子中质子和中子的质量接近一个C－12原子质量的1/12，而电子的质量约为质子质量的1/1
836，可以忽略不计，所以原子的质量集中在原子核上，即相对原子质量≈质子数＋中子数。
第3课时　原子核外电子的排布　离子怎样形成
一、原子核外电子的排布
在含有很多电子的原子里，电子的能量并不相同，能量高的电子通常在离核较远的区域运动，能量低的电子通常在离核较近的区域运动，就像分了层一样。这样的运动，我们称为分层运动或分层排布。
现在发现的元素，原子核外电子最少的有1层，最多的有7层。电子层序数越大，层内电子的能量越大，离原子核距离越远。离核最近的内层为第一层，稍远的为第二层，依此类推；离核最远的也叫最外层。
二、原子结构示意图
圈内数字表示质子数(或核电荷数)，“＋”表示原子核带正电荷，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。如镁原子结构示意图：
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三、原子结构与化学性质的关系
原子的化学性质与原子的最外层电子数关系密切。
(1)最外层电子数相同，其化学性质相似；
(2)最外层电子数为8(若只有1个电子层，其电子数为2)，其化学性质相对稳定。
(3)原子都有形成稳定结构的趋势，有的是通过得电子形成稳定结构，有的是通过失电子形成稳定结构。
四、离子
离子的概念：带电的原子或原子团叫做离子。
带正电荷的原子或原子团叫做阳离子，带负电荷的原子或原子团叫做阴离子。阴、阳离子由于静电作用互相吸引，结合形成稳定的、不显电性的化合物。
五、离子符号
1．离子用离子符号表示：在原子团或元素符号的右上角标出离子所带的电荷的多少及电荷的正负(数字在前，正负号在后)，当离子所带电荷数为1时，1要省略不写。如Na＋(钠离子)、Ca2＋(钙离子)、Cl－(氯离子)、OH－(氢氧根离子)等。
2．离子符号表示的意义：Mg2＋表示1个镁离子带2个单位的正电荷。2O2－表示2个氧离子。
六、原子与离子的比较
粒子种类
原子
离子
阳离子
阴离子
区别
粒子结构
质子数＝核外电子数
质子数>核外电子数
质子数<核外电子数
电性
不显电性
带正电荷
带负电荷
符号举例
Na、Cl
Na＋
Cl－
联系
2.4　辨别物质的元素组成)
第1课时　什么是元素　怎样表示元素的名称和符号
一、元素
1．定义：
元素就是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。
2．元素之最
地壳中含量(质量分数)排在前五位的元素：氧、硅、铝、铁、钙。
地壳中含量最多的金属元素：铝。
地壳中含量最多的非金属元素：氧。
生物细胞中含量最多的元素：氧。
人体中含量最多的金属元素：钙。
二、元素的种类
1．金属元素：
原子的最外层电子数一般少于4个(是不稳定结构)，在化学变化中易失去最外层电子，而使次外层成为最外层，形成稳定结构。这种性质叫做金属性。
2．非金属元素：
原子的最外层电子数一般多于或等于4个(是不稳定结构)，在化学变化中易获得电子，而使最外层达到8电子的稳定结构。这种性质叫做非金属性。
稀有气体元素原子的最外层有8个电子(He为2个)，为相对稳定结构。
三、元素符号
1．元素符号：
元素用元素符号表示。元素符号是用元素拉丁文名称的第一个大写字母表示的，如果几种元素第一个字母相同，则再附加第二个乃至第三个小写字母加以区别。
2．元素符号的意义：
元素符号不仅表示一种元素(宏观)，还表示这种元素的一个原子(微观)。如果物质由原子构成，元素符号还可以表示一种物质。
四、元素、分子、原子、离子间的比较
元素
分子
原子
离子
表示具有相同核电荷数的一类原子的总称
能独立存在，且是保持物质化学性质的一种粒子
能独立存在，是化学变化中的最小粒子
带电的原子或原子团
用元素符号表示
用化学式表示。如：O2、H2O等
用元素符号表示。如：Fe、Mg、Al等
用离子符号表示。如：Ca2＋、OH－等
只讲种类，不讲个数，是宏观概念
都能构成物质；都具有微观意义；都可以既讲种类，又讲个数
化学变化中元素种类不变，但存在形式可能变化
在化学变化中，分子可分
在化学变化中，原子不可分
在化学变化中，离子有可能再分
第2课时　元素周期表　单质和化合物有何不同
一、元素周期表
1．元素周期表的每一横行叫做一个周期，共7个周期；每一纵行叫做一个族(8、9、10三个纵行共同组成一个族)，共16个族。
周期的变化规律：
同一周期，从左到右，原子序数由少变多。除第一周期以外，每一周期都是以金属元素开始，逐渐过渡到非金属元素，最后以稀有气体元素结束，从左到右金属性逐渐减弱。
2．元素周期表中一格(如图)包含的信息有：原子序数、元素符号、元素名称及相对原子质量。
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二、单质和化合物
1．单质是指由同种元素组成的纯净物。从微观上看，单质由质子数相同的原子直接构成或所有分子都由相同个数的同种原子构成。根据组成元素的种类可将单质分成金属单质(如铁)和非金属单质(如氧气)等。
2．化合物是由不同种元素组成的纯净物。如果化合物仅由两种元素组成且其中一种是氧元素，则该化合物为氧化物。
3．绝大多数纯净物是由分子构成的，少数单质(如金属和稀有气体等)和化合物(如二氧化硅)可以由原子直接构成；还有些化合物(如氯化钠、硫酸铜等)则由离子构成。
全章大归纳
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