3.相对原子质量的概念

国际上以一种________为标准,其他原子的质量跟它相比较所得的比值。

由于电子的质量很小,只相当于质子或中子质量的1/1 836,所以原子的质量主要集中在________上,也就是集中在________和________上。质子和中子跟相对原子质量的标准相比较,均约等于,所以相对原子质量约等于________和________之和。

答案:碳原子质量的1/12  原子核  质子  中子  1  质子数  中子数

疑难突破

怎样理解原子的定义和性质?

剖析:由前面学习的分子、原子知识可知:分子在化学变化中是可以再分的,如当氧化汞在加热时,氧化汞的分子被破坏变成组成氧化汞分子的汞的粒子和氧的粒子,这种在化学变化中不能再分的粒子就是原子。原子也可以直接构成物质,如汞、铁等。原子的定义:原子是化学变化中的最小粒子(由化学方法不能再分)。

原子和分子一样也是体积很小、质量很小,且也处在不断运动中。

问题探究

   问题  α粒子是带两个单位正电荷的氦原子。1911年,科学家用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔(金原子,核电荷数为79,相对原子质量为197)探究原子结构,请模仿科学家进行实验探究。

探究:发生三种实验现象:

(1)有一小部分α粒子改变了原来的运动路径。原因是α粒子途经金原子核附近时,受到斥力而稍微改变了运动方向。

(2)大多数α粒子不会改变原来的运动方向,原因是α粒子通过时,原子内、原子间有空隙。

(3)极少数α粒子被弹回来,原因是α粒子撞击了金原子核而被弹回或撞击了带正电荷、质量大、体积小的金原子核而被弹回。

典题精讲

   例1  下列关于原子核的叙述正确的是(   )

A.任何原子核都由质子和中子构成

B.质子数等于中子数

C.原子的质量主要集中在原子核上

D.原子核的体积占整个原子的大部分

思路解析:本题考查原子的内部结构知识。氢原子核没有中子,A是错的;质子数并不一定等于中子数,B也是错的;原子核的体积很小,但原子的质量却集中在原子核上,D是错的。

答案:C

   例2  1992年,我国科学家首次发现了汞元素的一种新原子。这种汞原子的相对原子质量为208,核电荷数为80,这种汞原子的核外电子数为(   )

A.80       B.128       C.208        D.288

思路解析:在原子中,整个原子是不显电性的,因为核电荷数(即质子数)与电子数所带电荷量相等,电性相反。

答案:B

知识导学

原子尽管很小,用化学方法不能再分,但用其他方法可以再分,因为原子也有一定的构成。

理解原子结构的方法:

可以用形象化的比喻来认识原子内的粒子间的比例。在头脑中初步建立起一个原子模型,需要充分发挥想象力。

就目前的实验手段来说,很难看到原子的内部结构。

原子中各种粒子数之间的关系:

①不同原子,原子核所带的电荷数即核电荷数不同,同种原子核电荷数相同,质子数等于核外电子数,但质子数不一定等于中子数。

②在原子中,质子数与中子数不一定相同;并不是所有的原子中都含有中子。

电子的质量在一定程度上可以忽略不计,一个质子和一个中子的质量大约相等,都约等于一个碳原子质量的1/12。

疑难导析

要说明原子是化学变化中的最小粒子,离开了化学变化,它是否可以再分。原子的性质与分子的性质是否相同。如说明原子的质量和体积如何;原子是否在不断地运动;原子间是否有间隔;由原子直接构成的物质,原子是否也保持着该物质的化学性质。

问题导思

要弄清用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔(金原子,核电荷数为79,相对原子质量为197),如果一小部分α粒子改变了原来的运动路径,是否可说明原子有原子核;大多数α粒子不会改变原来的运动方向,是否可说明原子内、原子间有空隙,原子内有相对较大的空间;极少数α粒子被弹回来,是否可说明原子核带正电荷、质量大、体积小。

典题导考

绿色通道

要对构成物质的粒子的性质以及各粒子之间的关系真正理解。因此解题的关键是熟记和理解各理论知识,并学会知识间的融会贯通。在这里要明确物质的质量与构成该物质的粒子之间的关系。物质的质量等于构成该物质的粒子乘以物质中所含有的粒子的个数。

典题变式

下列原子各1×1021个,总质量最大的是(   )

A.氧原子            B.铁原子

C.氢原子            D.氯原子

答案:B

绿色通道

记住原子中的两个相等关系:核电荷数=质子数=核外电子数,相对原子质量=质子数+中子数。

典题变式

原子R核外有26个电子,核内有30个中子,它的质子数为_______,相对原子质量约为_______。

答案:26  56

3.比较表示铁在氧气中燃烧的三种方式,指出化学方程式与其他两种方式相比,它的优点是:____________________________________。

铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁:

铁+氧气四氧化三铁

3Fe+2O2Fe3O4

答案:不仅能反映出反应物、生成物和反应条件,还能体现出各物质之间的质量关系

疑难突破

怎样选择化学方程式的配平方法?

剖析:(1)若方程式中反应物和生成物比较简单,用“观察法”。

(2)若一种元素在方程式两边只出现了一次,原子个数不相等且差别较大,求出不相等原子个数的最小公倍数,用“最小公倍数法”。

(3)若左右两边出现次数较多的某种元素的原子一边为奇数,一边为偶数,则用“奇数配偶法”。

问题探究

   问题  在我们的日常生活和化学实验中,经常使用酒精为燃料来对物质进行加热。酒精的成分是乙醇(化学式为C2H6O),在空气或氧气中燃烧后都生成水和二氧化碳,同时放出大量热。

(1)如果想知道酒精的组成,你应该如何设计实验方案?

(2)你的实验方案还有哪些问题不能解决?

   探究:(1)点燃酒精,在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯,烧杯内壁上有水雾生成,说明产物有水,生成水则说明酒精中含氢元素。将烧杯迅速倒转过来,向烧杯中倒入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,说明产物有二氧化碳,生成二氧化碳则说明酒精中含碳元素。

(2)因酒精燃烧是与氧气发生了反应,产物水和二氧化碳中的氧元素究竟来自于氧气还是酒精不能确定,该实验还不能确定酒精中是否含有氧元素。

典题精讲

   例1  下列化学方程式书写完全正确的是(   )

A.Mg+O2====MgO2            B.C+O2====CO2

C.S+O2SO2↑           D.4P+5O22P2O5

思路解析:判断一个化学方程式是否正确,首先看是否符合客观事实,再看是否配平,最后观察反应条件是否齐全和是否多标或漏标“↑”或“↓”。本题选项A中方程式没有配平,选项B没有标反应条件(点燃),选项C中反应物中有氧气,SO2则不能标“↑”。

答案:D

   例2  一般化学方程式可用最小公倍数法来配平,但这种方法对有些化学方程式却很难行得通。

CO+______Fe2O3______Fe+______CO2

思路解析:这个化学反应中氧原子存在于多种物质中,用最小公倍数法来配平就有点顾此失彼,不过仔细观察分析、比较,不难看出:1个一氧化碳分子要从Fe2O3中夺1个氧原子变成1个二氧化碳分子,而Fe2O3要失去全部氧原子,也就是着眼于C、O两种元素为一个整体。因此氧化铁分子的3个氧原子需3个一氧化碳分子结合走,同时生成3个二氧化碳分子,即CO和CO2前面的化学计量数都为3。

答案:3CO+Fe2O32Fe+3CO2

知识导学

   化学方程式的书写要领歌诀:

左写反应物,右写生成物;

写对化学式,系数来配平;

中间连符号,条件要注清;

生成沉淀气,箭头(↓↑)来标明。

书写化学方程式时要注意:

“↑”或“↓”在两种情况下不能标:一是不能在反应物的气体或固体中标,二是反应物中有气体或固体时,在生成物的气体或固体右边标“↑”或“↓”。

书写化学方程式最常见的错误:

写错化学式,忘记配平,漏注反应条件,标错“↑”或“↓”。

利用观察法配平可归纳为以下韵语:

有氢以氢作标准,

无氢以氧为准线;

氢氧全无找一价,

变单成双求配平;

调整只能改系数,

原子各等即为平;

配平系数有分数,

全式乘2被平整。

利用奇数配偶法配平可归纳为以下韵语:

奇数入手,左右开弓;

跟踪追击,单质告终。

疑难导析

正确书写化学方程式的前提是先清楚每一步的含义,然后才能写出具体的化学方程式。配平方程式时,没必要特别注意运用什么方法,配平是我们的最终目的,往往一个化学方程式的配平需要我们对几种方法进行糅合。

问题导思

   题目提供的信息是:酒精在空气或氧气中燃烧后都生成水和二氧化碳。信息目的是告诉我们:根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类是否变化。生成水,说明酒精中应含哪些元素;生成二氧化碳说明酒精中应含什么元素;因酒精燃烧是与氧气发生了反应,产物水和二氧化碳中的氧元素究竟来自于氧气还是酒精不能确定。

原理既然如此,设计实验证明酒精的组成,我们只需用实验证明水和二氧化碳的生成就可以了:证明水的生成应在酒精火焰的上方罩一冷而干燥的烧杯,看是否出现水雾;证明二氧化碳的生成应用澄清的石灰水,看石灰水是否变浑浊,这两条是同学们普遍知道的规律。

再根据质量守恒定律,乙醇中的什么元素参加反应,为什么不能确定酒精中是否含有氧元素。

典题导考

黑色陷阱

书写化学方程式时常会发生以下错误:①写错反应物或生成物的化学式,不会配平。②未写或写错反应条件、生成物的状态符号(“↑”或“↓”)及位置。③“↑”或“↓”应标在生成物中,且只有反应物中没有气体,而生成物中有气体时用“↑”,反应物中没有固体,而生成物中有固体时用“↓”。

典题变式

下列化学方程式书写正确的是(   )

A.H2O2====H2↑+O2↑             B.Fe+O2Fe3O4

C.H2+O2H2O              D. S+O2SO2

答案:D

绿色通道

化学方程式的配平是指根据质量守恒定律,在化学式前面配上适当的化学计量数,使式子左、右两边的每种元素的原子数目相等。常见的化学方程式的配平方法有三种,即观察法、最小公倍数法和奇数配偶法。

典题变式

   配平下列化学方程式:

(1) Fe+Cl2FeCl3

(2)FeS2+O2Fe2O3+ SO2

答案:(1)2Fe+3Cl22FeCl3

(2)4FeS2+ 11O22Fe2O3+ 8SO2

3.化合反应与氧化反应

由两种或两种以上的物质生成__________的化学反应,叫做化合反应。如硫、铝在氧气中燃烧就属于化合反应。

物质跟__________发生的反应叫氧化反应。氧化反应是指物质跟氧发生的化学反应,而不是专指物质跟氧气发生的化学反应。物质跟氧气发生的化学反应只是氧化反应的一种形式。

答案:另一种物质  氧

疑难突破

利用高锰酸钾制氧气时怎样检查装置的气密性?

剖析:先把导气管的一端放入水里,然后两手紧贴容器外壁,如果装置不漏气,里面的空气受热膨胀,导管口有气泡冒出。松开两手,使它冷却,导管中就会形成一段水柱。

问题探究

   问题  有四个集气瓶,分别充满了空气、氮气、二氧化碳和氧气,试用简单的方法加以鉴别。

探究:把燃着的木条分别伸入四个集气瓶中,木条正常燃烧的原气体是空气;木条燃烧更旺的原气体是氧气;木条火焰熄灭的原气体是氮气和二氧化碳。再向使火焰熄灭的两个集气瓶中加入适量的澄清石灰水并振荡,使澄清石灰水变浑浊的原气体是二氧化碳,没有变化的原气体是氮气。

典题精讲

   例1  下列有关氧气实验现象的描述正确的是(   )

A.硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰        B.磷在氧气中燃烧产生白色烟雾

C.碳在氧气中燃烧发出白光           D.碳在氧气中燃烧生成二氧化碳

思路解析:硫在空气中和在氧气中燃烧的火焰颜色是不同的,在空气中呈淡蓝色,在氧气中呈蓝紫色。磷在氧气中燃烧产生白烟,因为生成物五氧化二磷是白色固体。“碳在氧气中燃烧生成二氧化碳”不是对实验现象的描述。

答案:C

   例2  下列性质属于化学性质的是(   )

A.氧气不易溶于水            B.氮气是没有颜色、没有气味的气体

C.镁带能在空气中燃烧          D.汽油易挥发

思路解析:发生化学变化才能表现出来的性质是化学性质。C项是因“镁在空气中燃烧生成了新物质氧化镁”才表现出的性质,所以是化学性质。

答案:C

知识导学

   学习氧气时注意:

①由于氧气的密度比空气大,所以氧气在收集时可用向上排空气法;又由于氧气不易溶于水,所以氧气可用排水法收集。

②水中的生物是依靠溶解在水中的氧气生存的。

③氧气在气态时是无色的,在固态和液态时是淡蓝色。

   描述物质在氧气中燃烧现象的方法:

重点是描述木炭、硫、铝、磷、铁等在氧气中燃烧的实验现象,描述物质在氧气中燃烧的现象时,一般从四方面来描述:①物质原来的颜色;②对产生的光(火焰或火星)加以描述;③放出热量;④对生成物加以描述。

进行实验时要注意的问题:

①夹木炭的坩埚钳由上而下慢慢伸入瓶中,如果很早伸入集气瓶的底部,瓶中的氧气被热的气体赶出来,木炭燃烧会不旺。

②硫的用量不能过多,防止对空气造成污染,实验时应在通风橱中进行。

③光一般指固体燃烧产生的现象,如镁条燃烧、木炭燃烧等只产生光,不产生火焰;火焰是指气体燃烧或固体或液体的蒸气燃烧产生的现象。

④五氧化二磷是固体,现象应描述为产生白烟。烟是指固体小颗粒,雾是指液体小液滴。

⑤细铁丝绕成螺旋状;铁丝一段系一根火柴;集气瓶内预先装少量水或铺一层细砂。

⑥蜡烛燃烧时盛氧气的集气瓶要干燥,可观察到水雾。

   理解缓慢氧化要注意:

缓慢氧化是指进行很缓慢的氧化反应,也要放出热量。如果放出的热量使温度达到可燃物的着火点,就可以引起自发燃烧,也就是自燃。缓慢氧化也可以向剧烈氧化反应转化。

供给呼吸氧主要用于:医疗、登山、潜水、宇航;支持燃烧氧主要用于:炔焰用于焊接和切割,炼钢,作火箭助燃剂。

化合反应特征的记忆方法:

可概括为:“多变一”,可用通式A+B+……→AB……来表示。

学习化合反应与氧化反应时易出现的认知误区:

化合反应不一定是氧化反应,氧化反应也不一定是化合反应,两者没有必然的联系。

疑难导析

   要说明检查装置的气密性关键是先后顺序一定不能颠倒;然后说明怎样连接仪器,如何操作;最后说明要注意什么问题,否则会造成怎样的结果。

问题导思

   此题属于物质的鉴别题,做鉴别题的原则是:?①找出题目中所给物质中有特性的物质,依据特性作为解题的突破口,再依次鉴别;②步骤要少,现象要明显;③叙述要明朗清晰,按操作--现象--结论的程序论述,不可先说结论后说现象;④操作要简便可行。

典题导考

   对于描述物质在氧气中燃烧时的现象,应该在做试验时仔细观察现象,并对物质在空气中和在氧气中燃烧的现象作出比较,熟练记忆。

典题变式

下列实验现象的描述正确的是(   )

A.铁丝在氧气中燃烧时,火星四射,生成黑色固体

B.红磷在空气中燃烧时,产生大量的白雾

C.木炭在氧气中燃烧时,发出白色火焰

D. 硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰

答案:A

绿色通道

   判断物质的性质是物理性质还是化学性质,关键看是否发生化学变化并通过化学变化表现出来。

典题变式

下列物质的用途,主要利用化学性质的是(   )

A.铜制作导线

B.活性炭吸附冰箱中的异味

C.氧气供给呼吸

D.稀有气体作为霓虹灯的填充气

答案:CD

1.认识氧气的性质

(1)氧气的物理性质

通常状况下,氧气是一种__________、__________的气体,密度稍__________空气,氧气__________溶于水,通常状况下,1 L水中能溶解30 mL氧气。

氧气有三态变化,在加压降温时,氧气可变成__________色的液体,甚至可变成雪花状__________色的固体。

   (2)氧气的化学性质

反应物
在氧气中的燃烧现象
反应表达式
木炭(灰黑色固体)
①在空气中燃烧发出红光。②在氧气中燃烧发出________。③放出________。④生成的气体能使________
碳+氧气________
C+O2CO2
硫(淡黄色固体)
①在空气中燃烧发出________。②在氧气中燃烧发出明亮的________。③放出________。④生成有________气味的气体
硫+氧气________
S+O2________SO2
磷(暗红色)
①红磷燃烧产生浓厚________。②在空气中燃烧产生黄色光。③在氧气中燃烧发出耀眼的________。④放出________
磷+氧气P+O2P2O5
铁(银白色)
①剧烈燃烧。②________。③放出________。④生成________
铁+氧气________
Fe+O2Fe3O4
蜡烛(白色固体)
①火焰明亮,发出________。②放出________。③瓶壁上有________出现。④生成能使________的气体
石蜡+氧气
________+________

小结:氧气是一种化学性质比较__________的气体,许多物质可与氧气发生反应。在某些条件下,物质与氧气的反应比较剧烈;而在另一些条件下,物质与氧气发生缓慢的氧化反应,如动植物的新陈代谢、金属器皿的锈蚀、食物的腐烂、有机肥的腐熟等变化过程都包含有__________作用。

答案:(1)无色  无味  大于  不易  淡蓝  淡蓝

(2)白光  热量  澄清石灰水变浑浊  二氧化碳

微弱的淡蓝色火焰  蓝色火焰  热量  刺激性  二氧化硫

白烟  白光  热量  五氧化二磷

白光  热量  白色固体  三氧化二铝(氧化铝)

火星四射  热量  黑色固体  四氧化三铁

明亮白光  热量  水珠  澄清石灰水变浑浊  二氧化碳  水

活泼  缓慢氧化

2.为什么烧水的水壶内时间长了会有水垢?

剖析:因为水中含有可溶性的钙、镁化合物,在烧水的过程中,温度升高,发生化学变化,形成不溶性的物质,即形成了水垢。

问题探究

   问题1  家中的水壶使用较长一段时间后,在壶底会结上一层厚厚的水垢(它的主要成分是碳酸钙与氢氧化镁,能溶于酸)。试利用家中现有的物质和用品设计一个实验来除去铝壶中的水垢。

探究:水垢能溶于酸,家中常见的酸,就是醋酸。先用机械刮擦的方法除去壶帮和壶嘴里比较松软的水垢,这样可以减少食醋的用量,然后把食醋倒入壶里。为了加快反应,还应该把水壶加热,温度维持在60-70℃。这样,水垢就可以慢慢变得疏松,容易去除。

问题2  设计实验区分蒸馏水和自来水。

探究:取这两种水各少许放于两个烧杯中,加热蒸发至完全没有,观察烧杯底部,如果出现少量的固体物质则是自来水,另一种水则为蒸馏水。

典题精讲

   例1  在日常生活中,有人喜欢喝纯净水,市售纯净水中有一些是蒸馏水,有关这类纯净水的下列说法中,正确的是(   )

A.它是纯天然饮品,不含任何化学物质

B.它是一种硬水

C.它在通电条件下不能分解成氢气和氧气

D.它纯净、清洁,但不宜长期饮用

思路解析:蒸馏水是纯水,不含矿物离子和微量元素,不适合饮用;但它是化合物,本身就是化学物质,不能说不含化学物质;通电时能够电解,生成氢气和氧气,但电解很慢;它洁净,是纯水,但不适合做饮用水水源。

答案:D

   例2  通电分解水的简易装置如图3-11所示。

图3-11

(1)在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是为了_______________________________。

(2)试管甲中生成的是_______气,则B极为_______极(填“正”或“负”),甲、乙两试管内气体的质量比为_______。

(3)电解水的实验说明水是由_______组成的。这个实验还验证了在化学反应里_______,可以分成原子,而_______不能再分。

思路解析:由于纯水的导电性能很差,应该加入酸或碱增强水的导电性,使电解加快。水电解生成氢气和氧气,说明水是由氢元素和氧元素组成的。电解过程把水分子变成氢、氧原子,说明原子是化学变化中的最小粒子。

答案:(1)增强水的导电性,加快电解速度

(2)氢  正  1∶8 

(3)氢、氧  分子可以再分  原子

知识导学

在压强为101 kPa时,水加热到100 ℃就烧开了。冬天,到了0 ℃就要结冰。冰浮在水面上。

利用明矾等絮凝剂溶于水后,生成的胶状物对杂质进行吸附,使杂质沉降来达到净水的目的。

过滤时要注意:

过滤是分离混合物的一种常用的方法。若两种物质混合,需进行过滤分离,则必须符合一种可溶,一种不溶。过滤时一定严格按照“一贴”“二低”“三靠”进行操作。否则,容易导致实验失败。

几种水净化方法的比较:

水的净化方法
除去不溶性杂质
除去可溶性杂质
降低水的硬度
静置沉淀
可以

 
过滤
可以

 
吸附
可以
可以
 
蒸馏
可以
可以
可以

   蒸馏操作时要注意的要点:

①在烧瓶中加入约1/3体积的硬水,再加入少量防暴沸沸石或碎瓷片。

②蒸馏时注意保持温度缓慢上升,同时通入冷水进行冷却。

③当蒸馏烧瓶中只有少量液体或已达到规定要求时即停止蒸馏。

人们长期饮用硬水有害人体的健康。

水垢形成的原理:

人们在煮沸硬水的过程中,可以看到形成水垢,水垢的形成主要是因为原来可溶性的钙、镁化合物经过加热后,形成了不溶性的化合物。水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。

蒸馏水是净化程度较高的水。

疑难导析

需说明水中的杂质有哪些,无色透明的水是否一定不含可溶性杂质,可溶性杂质是否一定对人体健康有利。

要说明水中含有什么物质,这些物质在加热时会发生什么变化,生成什么物质。

问题导思

要先知道水垢的成分,在家中什么物质能与之反应。

为了减少酸的用量,先用什么办法除垢,要说明水中含有什么物质,这些物质在加热时会发生什么变化,对反应有何影响,生成什么物质,水垢怎样变化,是否容易除去。

先要知道蒸馏水是否是纯度较高的水,有无不溶性杂质,有无可溶性杂质。自来水中有无不溶性杂质,有无可溶性杂质,然后把水蒸发除去,可溶性杂质亦即可暴露出来。根据蒸馏水和自来水的现象不同即可判断。

典题导考

绿色通道

物质的外观与物质的本质有很大的差距,我们不能凭视觉效果判断物质的组成或推测物质的性质,必须利用实验分析物质的组成。

典题变式

下列说法正确的是(   )

A污水只是看起来脏点,其实没有害处

B.水厂的水源不需要选择

C.污水里有病菌

D.农村空气好,没有污水

答案:C

绿色通道

电解过程增强导电性的方法是加入电解质;加入的一般是硫酸或氢氧化钠。不要以为加入任意酸、碱都可以,有的酸会对电解产生影响。

典题变式

电解54 g水,可得到氢气(   )

A.6 g     B.3 g      C.1.5 g      D.8 g

答案:A

典题变式

电解水时常加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液是因为(   )

A.它们是水分解反应的催化剂

B.可以增强水的导电性

C.可以更多地生成氢气和氧气

D.可以用它们除掉水中的有害物质

答案:B

 0  2764  2772  2778  2782  2788  2790  2794  2800  2802  2808  2814  2818  2820  2824  2830  2832  2838  2842  2844  2848  2850  2854  2856  2858  2859  2860  2862  2863  2864  2866  2868  2872  2874  2878  2880  2884  2890  2892  2898  2902  2904  2908  2914  2920  2922  2928  2932  2934  2940  2944  2950  2958  447348 

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