㈠ 原子和分子发现史
原子:
早期历史
关于物质是由离散单元组成且能够被任意分割的概念流传了上千年,但这些想法只是基于抽象的、哲学的推理,而非实验和实证观察。随着时间的推移以及文化及学派的转变,哲学上原子的性质也有着很大的改变,而这种改变往往还带有一些精神因素。尽管如此,对于原子的基本概念在数千年后仍然被化学家们采用,因为它能够很简洁地阐述一些化学界的新发现。
现存最早关于原子的概念阐述可以追溯到公元前6世纪的古印度。正理派和胜论派发展了一种完备的理论来描述原子是如何组成更加复杂的物体(首先成对,然后三对再结合)。西方的文献则要晚一个世纪,是由留基伯提出,他的学生德谟克利特总结了他的观点。大约在公元前450年,德谟克利特创造了原子这个词语,意思就是不可切割。尽管印度和希腊的原子观仅仅是基于哲学上的理解,但现代科学界仍然沿用了由德谟克利特所创造的名称[1]。前4世纪左右,中国哲学家墨翟在其著作《墨经》中也独立提出了物质有限可分的概念,并将最小的可分单位称之为“端”。
近代史
1661年,自然哲学家罗伯特·波义耳出版了《怀疑的化学家》(The Sceptical Chemist)一书,他认为物质是由不同的“微粒”或原子自由组合构成的,而并不是由诸如气、土、火、水等基本元素构成[2]。恩格斯认为,波义耳是最早把化学确立为科学的化学家[25]。
1789年,法国贵族,拉瓦锡定义了原子一词,从此,原子就用来表示化学变化中的最小的单位。
道尔顿在《化学哲学新体系》中描述的原子1803年,英语教师及自然哲学家约翰·道尔顿(John Dalton)用原子的概念解释了为什么不同元素总是呈整数倍反应,即倍比定律(law of multiple proportions);也解释了为什么某些气体比另外一些更容易溶于水。他提出每一种元素只包含唯一一种原子,而这些原子相互结合起来就形成了化合物[3]。
1827年,英国植物学家罗伯特·布朗(Botanist Robert Brown)在使用显微镜观察水面上灰尘的时候,发现它们进行着不规则运动,进一步证明了微粒学说。后来,这一现象被称为为布朗运动。
1877年,德绍尔克思(J. Desaulx)提布朗运动是由于水分子的热运动而导致的。
1897年,在关于阴极射线的工作中,物理学家约瑟夫·汤姆生(J.J.Thomsom)发现了电子以及它的亚原子特性,粉碎了一直以来认为原子不可再分的设想。汤姆生认为电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。这也叫做葡萄干布丁模型[4]。
1909年,在物理学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的指导下,菲利普·伦纳德(P.E.A.Lenard )用氦离子轰击金箔。发现有很小一部分离子的偏转角度远远大于使用汤姆生假设所预测值。卢瑟福根据这个金铂实验的结果指出:原子中大部分质量和正电荷都集中在位于原子中心的原子核当中,电子则像行星围绕太阳一样围绕着原子核。带正电的氦离子在穿越原子核附近时,就会被大角度的反射[5]。这就是原子核的核式结构。
1913年,在进行有关对放射性衰变产物的实验中,放射化学家弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)发现对于元素周期表中的每个位置,往往存在不只一种质量数的原子[6]。玛格丽特·陶德创造了同位素一词,来表示同一种元素中不同种类的原子。在进行关于离子气体的研究过程中,汤姆生发明了一种新技术,可以用来分离不同的同位素,最终导致了稳定同位素的发现[7];同年,物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)重新省视了卢瑟福的模型,并将其与普朗克及爱因斯坦的量子化思想联系起来,他认为电子应该位于原子内确定的轨道之中,并且能够在不同轨道之间跃迁,而不是像先前认为那样可以自由的向内或向外移动。电子在这些固定轨道间跃迁时,必须吸收或者释放特定的能量。这种电子跃迁的理论能够很好的解释氢原子光谱中存在的固定位置的线条[8],并将普朗克常数与氢原子光谱的里德伯常量取得了联系。
1916年,德国化学家柯塞尔(Kossel)在考察大量事实后得出结论:任何元素的原子都要使最外层满足8电子稳定结构[11]。
1919年,物理学家卢瑟福在α粒子轰击氮原子的实验中发现质子[24]。弗朗西斯·威廉·阿斯顿(Francis William Aston)使用质谱证实了同位素有着不同的质量,并且同位素间的质量差都为一个整数,这被称为整数规则。
1923年,美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯(G.N.Lewis)发展了柯赛尔的理论,提出共价键的电子对理论[11]。路易斯假设:在分子中来自于一个原子的一个电子与另一个原子的一个电子以“电子对”的形式形成原子间的化学键。这在当时是一个有悖于正统理论的假设,因为库仑定律表明,两个电子间是相互排斥的,但路易斯这种设想很快就为化学界所接受,并导致原子间电子自旋相反假设的提出[15]。
1926年,薛定谔(Erwin Schrödinger)使用路易斯·德布罗意(Louis de Broglie)于1924年提出的波粒二象性的假说,建立了一个原子的数学模型,用来将电子描述为一个三维波形。但是在数学上不能够同时得到位置和动量的精确值,
1926年,沃纳·海森堡(Werner Heisenberg)提出了著名的测不准原理。这个概念描述的是,对于测量的某个位置,只能得到一个不确定的动量范围,反之亦然。尽管这个模型很难想像,但它能够解释一些以前观测到却不能解释的原子的性质,例如比氢更大的原子的谱线。因此,人们不再使用玻尔的原子模型,而是将原子轨道视为电子高概率出现的区域(电子云)[9]。
1930年,科学家发现,α射线轰击铍-9时,会产生一种电中性,拥有极强穿透力的射线,最初,这被认为是γ射线;1932年,约里奥·居里夫妇发现,这种射线能从石蜡中打出质子;同年,卢瑟福的学生詹姆斯·查得威克(James Chadwick)认定这就是中子[1][24],而同位素则被重新定义为有着相同质子数与不同中子数的元素。
1950s,随着粒子加速器及粒子探测器的发展,科学家们可以研究高能粒子间的碰撞。他们发现中子和质子是强子的一种,又更小的夸克微粒构成。核物理的标准模型也随之发展,能够成功的在亚原子水平解释整个原子核以及亚原子粒子之间的相互作用。
1985年,朱棣文及其同事在贝尔实验室开发了一种新技术,能够使用激光来冷却原子。威廉·丹尼尔·菲利普斯团队设法将纳原子置于一个磁阱中。这两个技术加上由克洛德·科昂-唐努德日团队基于多普勒效应开发的一种方法,可以将少量的原子冷却至微开尔文的温度范围,这样就可以对原子进行很高精度的研究,为玻色-爱因斯坦凝聚的发现奠定了基础[10]。
历史上,因为单个原子过于微小,被认为不能够进行科学研究。最近,科学家已经成功使用一单个金属原子与一个有机配体连接形成一个单电子晶体管。 在一些实验中,通过激光冷却的方法将原子减速并捕获,这些实验能够带来对于物质更好的理解。
原子结构理论模型发展史
道尔顿的原子模型
英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论,提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下三点[11]:
①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成;
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同,不同元素的原子,主要表现为质量的不同;
③原子是微小的、不可再分的实心球体;
④原子是参加化学变化的最小单位,在化学反应中,原子仅仅是重新排列,而不会被创造或者消失。
虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但,道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。
葡萄干布丁模型
葡萄干布丁模型由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。
汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型,汤姆生认为[11]:
①正电荷像流体一样均匀分布在原子中,电子就像葡萄干一样散布在正电荷中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消;
②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。
汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了葡萄干布丁模型的正确性。
土星模型
在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年,日本科学家提出了土星模型,认为电子并不是均匀分布,而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上[16]。
行星模型
行星模型由卢瑟福在提出,以经典电磁学为理论基础,主要内容有[11]:
①原子的大部分体积是空的;
②在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核;
③原子的全部正电荷在原子核内,且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行高速的绕核运动。
随着科学的进步,氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的。
玻尔的原子模型
为了解释氢原子线状光谱这一事实,卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是[12]:
①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道(orbit)上绕原子核运动,不辐射能量
②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E),且能量是量子化的,轨道能量值依n(1,2,3,...)的增大而升高,n称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K(n=1)、L(n=2)、N(n=3)、O(n=4)、P(n=5)。
③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。
玻尔的原子模型很好的解释了氢原子的线状光谱,但对于更加复杂的光谱现象却无能为力。
现代量子力学模型
物理学家德布罗意、薛定谔和海森堡等人,经过13年的艰苦论证,在现代量子力学模型在玻尔原子模型的基础上很好地解释了许多复杂的光谱现象,其核心是波动力学。在玻尔原子模型里,轨道只有一个量子数(主量子数),现代量子力学模型则引入了更多的量子数(quantum number)[11][12]。
①主量子数(principal quantum number),主量子数决定不同的电子层,命名为K、L、M、N、O、P、Q
②角量子数(angular quantum number),角量子数决定不同的能级,符号“l”共n个值(1,2,3,...n-1),符号用s、p、d、f,表示对多电子原子来说,电子的运动状态与l有关。
③磁量子数(magnetic quantum number)磁量子数决定不同能级的轨道,符号“m”(见下文“磁矩”)。仅在外加磁场时有用。“n”“l”“m”三个量确定一个原子的运动状态。
④ 自旋磁量子数(spin m.q.n.)处于同一轨道的电子有两种自旋,即“↑↓”目前,自旋现象的实质还在探讨当中。
分子:
概述
分子结构,或称分子立体结构、分子形状、分子几何,建立在光谱学数据之上,用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。
分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定,因为随着温度升高,分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状,固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在,势能面中这些构象之间的能垒较高。
分子结构涉及[1]原子在空间中的位置,与键结的化学键种类有关,包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。
原子在分子中的成键情形与空间排列。分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子,1克氢包含1023个以上的氢分子。水分子中2个氢原子都连接到一个中心氧原子上,所成键角是104.5°。分子中原子的空间关系不是固定的,除了分子本身在气体和液体中的平动外,分子结构中的各部分也都处于连续的运动中。因此分子结构与温度有关。分子所处的状态(固态、液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上)不同,分子的精确尺寸也不同。
因尚无真正适用的分子结构理论,复杂分子的细致结构不能预言,只能从实验测得。量子力学认为,原子中的轨道电子具有波动性,用数学方法处理电子驻波(原子轨道)就能确定原子间或原子团间键的形成方式。原子中的电子轨道在空间重叠愈多,形成的键愈稳定。量子力学方法是建立在实验数据和近似的数学运算(由高速电子计算机进行运算)相结合的基础上的,对简单的体系才是精确的,例如对水分子形状的预言。另一种理论是把分子看成一个静电平衡体系:电子和原子核的引力倾向于最大,电子间的斥力倾向于最小,各原子核和相邻原子中电子的引力也是很重要的。为了使负电中心的斥力减至最小,体系尽可能对称的排列,所以当体系有2个电子对时,它们呈线型排列(180°);有3个电子对时呈三角平面排列,键角120°。
分子的键有三种极限类型,即[2]离子键、共价键和金属键。定位于2个原子之间的键称为定域键。由多个原子的共有电子形成的多中心键称为离域键。此外还有过渡类型的键:键电子偏向一方的共价键称为极性键,由一方提供成键电子的键称为配位键。通过这些类型的键把原子按一定的空间排列结合成分子,形成分子的构型和构象。例如碳是共享电子对键(共价键)的基本参加者,碳和氢2 种元素的原子可形成烃类化合物,正四面体构的CH4是其中最简单的烃,还可形成环状化合物,例如环己烷;硅和氧是矿物质的基本元素,云母和石英都含有硅氧单元 。金属原子被夹在烃环平面中间构成夹心化合物。蛋白质的基本成分是一端接碱性基,一端接酸性基的二官能分子α-氨基酸。化学组成和分子量相同但分子结构不同的物质互称为异构体。当2 种异构体其他性质相同,只是旋光方向相反,这一类异构体称作旋光异构体。可用X射线等衍射法、各种光谱、波谱、能谱和质谱法等测定或推测分子的结构。
表示有理数全集时,为了简便表达无限循环小数引入分数概念进行组合表达,分子作被除数,分母作除数,运算结果对应全部有理数。
同理,可以用根数的开方形式表示(代数数)实数,循环开方数(级数)形式表示(超越数)实数;维度排列组合数列表示复数等等……
㈡ 谁能把九年级上的化学实验步骤现象结论给我归纳出来
化学知识总纲
第一单元 走进化学世界
1、化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础科学。
2、我国劳动人民商代会制造青铜器,春秋战国时会炼铁、炼钢。
3、绿色化学-----环境友好化学 (化合反应符合绿色化学反应)。
①四特点P6(原料、条件、零排放、产品)
②核心:利用化学原理从源头消除污染
4、蜡烛燃烧实验(描述现象时不可出现产物名称)
(1)火焰:焰心、内焰(最明亮)、外焰(温度最高)
(2)比较各火焰层温度:用一火柴梗平放入火焰中。现象:两端先碳化;
结论:外焰温度最高
(3)检验产物 H2O:用干冷烧杯罩火焰上方,烧杯内有水雾
CO2:取下烧杯,倒入澄清石灰水,振荡,变浑浊
(4)熄灭后:有白烟(为石蜡蒸气),点燃白烟,蜡烛复燃
5、吸入空气与呼出气体的比较
结论:与吸入空气相比,呼出气体中O2的量减少,CO2和H2O的量增多
(吸入空气与呼出气体成分是相同的)
6、学习化学的重要途径——科学探究
一般步骤:提出问题→猜想与假设→设计实验→实验验证→记录与结论→反思与评价
化学学习的特点:关注物质的性质、变化、变化过程(规律)及其现象;
7、化学实验(化学是一门以实验为基础的科学)
一、常用仪器及使用方法
(一)用于加热的仪器--试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿、锥形瓶
可以直接加热的仪器是--试管、蒸发皿、燃烧匙
只能间接加热的仪器是--烧杯、烧瓶、锥形瓶(垫石棉网—受热均匀)
可用于固体加热的仪器是--试管、蒸发皿
可用于液体加热的仪器是--试管、烧杯、蒸发皿、烧瓶、锥形瓶
不可加热的仪器——量筒、漏斗、集气瓶
(二)测容器--量筒
量取液体体积时,量筒必须放平稳。视线与刻度线及量筒内液体凹液面的最低点保持水平。
量筒不能用来加热,不能用作反应容器。量程为10毫升的量筒,一般只能读到0.1毫升。
(三)称量器--托盘天平 (用于粗略的称量,一般能精确到0.1克。)
注意点:(1)先调整零点 。(2)称量物和砝码的位置为“左物右码”。
(3)称量物不能直接放在托盘上。
一般药品称量时,在两边托盘中各放一张大小、质量相同的纸,在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),放在加盖的玻璃器皿(如小烧杯、表面皿)中称量。
(4)砝码用镊子夹取。添加砝码时,先加质量大的砝码,后加质量小的砝码(先大后小)。(5)称量结束后,应使游码归零。砝码放回砝码盒。
(四)加热仪器--酒精灯
(1)酒精灯的使用要注意“三不”:①不可向燃着的酒精灯内添加酒精;②用火柴从侧面点燃酒精灯,不可用燃着的酒精灯直接点燃另一盏酒精灯;③熄灭酒精灯应用灯帽盖熄,不可吹熄。
(2)酒精灯内的酒精量不可超过酒精灯容积的2/3也不应少于1/4。
(3)酒精灯的火焰分为三层,外焰、内焰、焰心。用酒精灯的外焰加热物体。
(4)如果酒精灯在燃烧时不慎翻倒,酒精在实验台上燃烧时,应及时用沙子盖灭或用湿抹布扑灭火焰,不能用水冲。
(五)夹持器--铁夹、试管夹。夹持试管的位置应在试管口近1/3处。用手拿试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上。试管夹夹持试管时,应将试管夹从试管底部往上套;夹持部位在距试管口近1/3处。
(六)分离物质及加液的仪器--漏斗、长颈漏斗
过滤时,应使漏斗下端管口与承接烧杯内壁紧靠,以免滤液飞溅。长颈漏斗的下端管口要插入液面以下,以防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。
二、化学实验基本操作
(一)药品的取用
1、药品的存放:
一般固体药品放在广口瓶中,液体药品放在细口瓶中(少量的液体药品可放在滴瓶中),金属钠存放在煤油中,白磷存放在水中。
2、药品取用的总原则
①取用量:按实验所需取用药品。如没有说明用量,应取最少量,固体以盖满试管底部为宜,液体以1~2mL为宜。
多取的试剂不可放回原瓶,不可乱丢,更不能带出实验室,应放在另一洁净的指定的容器内。
②“三不”:任何药品不能用手拿、舌尝、或直接用鼻闻试剂(如需嗅闻气体的气味,应用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量的气体进入鼻孔)
3、固体药品的取用
①粉末状及小粒状药品:用药匙或V形纸槽,②块状及条状药品:用镊子夹取。
4、液体药品的取用
①液体试剂的倾注法: 取下瓶盖,倒放在桌上,(以免药品被污染)。标签应向着手心,(以免残留液流下而腐蚀标签)。拿起试剂瓶,将瓶口紧靠试管口边缘,缓缓地注入试剂,倾注完毕,盖上瓶盖,标签向外,放回原处。
②液体试剂的滴加法:
滴管的使用:a、先赶出滴管中的空气,后吸取试剂
b、滴入试剂时,滴管要保持垂直悬于容器口上方滴加
c、使用过程中,始终保持橡胶乳头在上,以免被试剂腐蚀
d、滴管用毕,立即用水洗涤干净(滴瓶上的滴管除外)
e、胶头滴管使用时千万不能伸入容器中或与器壁接触,否则会造成试剂污染
(二)连接仪器装置及装置气密性检查
装置气密性检查: 先将导管的一端浸入水中,用手紧贴容器外壁,稍停片刻,若导管口有气泡冒出,松开手掌,导管口部有水柱上升,稍停片刻,水柱并不回落,就说明装置不漏气。
(三)物质的加热
(1)加热固体时,试管口应略下倾斜,试管受热时先均匀受热,再集中加热。
(2)加热液体时,液体体积不超过试管容积的1/3,加热时使试管与桌面约成450角,受热时,先使试管均匀受热,然后给试管里的液体的中下部加热,并且不时地上下移动试管,为了避免伤人,加热时切不可将试管口对着自己或他人。
(四)过滤 :操作注意事项:“一贴二低三靠”
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁
“二低”:(1)滤纸的边缘低于漏斗口 (2)漏斗内的液面低于滤纸的边缘
“三靠”:(1)漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁
(2)用玻璃棒引流时,玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边
(3)用玻璃棒引流时,烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部
过滤后,滤液仍然浑浊的可能原因有:
①承接滤液的烧杯不干净 ②倾倒液体时液面高于滤纸边缘 ③滤纸破损
玻璃棒的作用:引流。
(五)蒸发 :注意点:(1)在加热过程中,用玻璃棒不断搅拌
(玻璃棒的作用:加快蒸发,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。)
(2)当液体接近蒸干(或出现较多量固体)时停止加热,利用余热将剩余水分蒸发掉,以避免固体因受热而迸溅出来。
(3)热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,热的蒸发皿如需立即放在实验台上,要垫上石棉网。
(六)仪器的洗涤:
(1)废渣、废液倒入废物缸中,有用的物质倒入指定的容器中
(2)玻璃仪器洗涤干净的标准:玻璃仪器上附着的水,既不聚成水滴,也不成股流下
(3)玻璃仪器中附有油脂:先用热的纯碱(Na2CO3)溶液或洗衣粉洗涤,再用水冲洗。
(4)玻璃仪器中有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐:先用稀盐酸溶解,再用水冲洗。
(5)仪器洗干净后,不能乱放,试管洗涤干净后,要倒插在试管架上晾干。
第二单元《我们周围的空气》知识点
1、第一个对空气组成进行探究的化学家:拉瓦锡(第一个用天平进行定量分析)。
2、空气的成分和组成
空气成分 O2 N2 CO2 稀有气体 其它气体和杂质
体积分数 21% 78% 0.03% 0.94% 0.03%
(1)空气中氧气含量的测定
a、可燃物要求:足量且产物是固体
b、装置要求:气密性良好
c、现象:有大量白烟产生,广口瓶内液面上升约1/5体积
d、结论:空气是混合物; O2约占1/5,可支持燃烧;
N2约占4/5,不支持燃烧,也不能燃烧,难溶于水
e、探究: ①液面上升小于1/5原因:装置漏气,红磷量不足,未冷却完全
②液面上升大于1/5原因:燃烧匙伸入集气瓶太慢,造成瓶内气体损失,止水夹不紧,燃烧过程漏气。
③能否用铁、铝代替红磷?不能 原因:铁、铝不能在空气中燃烧
能否用碳、硫代替红磷?不能 原因:产物是气体,不能产生压强差
(2)空气的污染及防治:对空气造成污染的主要是有害气体(CO、SO2、氮的氧化物)和烟尘等。
目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
(3)空气污染的危害、保护:
危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡.全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等。
保护:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经
处理过后才能排放,积极植树、造林、种草等。
(4)目前环境污染问题:
臭氧层破坏(氟里昂、氮的氧化物等) 温室效应(CO2、CH4等)
酸雨(NO2、SO2等) 白色污染(塑料垃圾等)
6.氧气
(1)氧气的化学性质:特有的性质:支持燃烧,供给呼吸。
(2)氧气与下列物质反应现象
物质 现象
碳 在空气中保持红热,在氧气中发出白光,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
磷 产生大量白烟
硫 在空气中发出微弱的淡蓝色火焰,而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰,
产生有刺激性气味的气体
镁 发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
铝
铁 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体(Fe3O4)
石蜡 在氧气中燃烧发出白光,瓶壁上有水珠生成,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
*铁、铝燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的:防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底(保护集气瓶)
*铁、铝在空气中不可燃烧。
(3)氧气的制备:
工业制氧气——分离液态空气法(原理:氮气和氧气的沸点不同 物理变化)实验室制氧气原理 2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑
2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3MnO22KCl+3O2↑
(4)气体制取与收集装置的选择 △
发生装置:固固加热型、固液不加热型
收集装置:根据物质的密度、溶解性
(5)制取氧气的操作步骤和注意点(以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例)
a、步骤:连—查—装—固—点—收—移—熄
b、注意点
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂
②药品平铺在试管的底部:均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时收集(刚开始排出的是试管中的空气)
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂
⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部
(6)氧气的验满:用带火星的木条放在集气瓶口
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内
7、催化剂(触媒):在化学反应中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没有发生变化的物质。(一变两不变)
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
8、常见气体的用途:
①氧气: 供呼吸 (如潜水、医疗急救)
支持燃烧 (如燃料燃烧、炼钢、气焊)
②氮气:惰性保护气(化性不活泼)、重要原料(硝酸、化肥)、液氮冷冻
③稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称):
保护气、电光源(通电发不同颜色的光)、激光技术
9、常见气体的检验方法
①氧气:带火星的木条
②二氧化碳:澄清的石灰水
③氢气:将气体点燃,用干冷的烧杯罩在火焰上方;
或者,先通过灼热的氧化铜,再通过无水硫酸铜
9、氧化反应:物质与氧(氧元素)发生的反应。
剧烈氧化:燃烧
缓慢氧化:铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
第三单元《自然界的水》知识点
一、水
1、水的组成:
(1)电解水的实验A.装置―――水电解器。B.电源种类---直流电
C.加入硫酸或氢氧化钠的目的----------增强水的导电性
D.化学反应:2H2O 通电 H2↑+ O2↑
产生位置 负极 正极
体积比 2 : 1
质量比 1 : 8
F.检验:O2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃
H2---出气口置一根燃着的木条------气体燃烧,产生淡蓝色的火焰
(2)结论: ①水是由氢、氧元素组成的。
②一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。
③化学变化中,分子可分而原子不可分。
例:根据水的化学式H2O,你能读到的信息
化学式的含义 H2O
①表示一种物质 水这种物质
②表示这种物质的组成 水是由氢元素和氧元素组成的
③表示这种物质的一个分子 一个水分子
④表示这种物质的一个分子的构成 一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的
2、水的化学性质
(1)通电分解 2H2O === 2H2↑+O2↑
(2)水可遇碱性氧化物反应生成碱(可溶性碱),例如:H2O + CaO==Ca(OH)2
(3)水可遇酸性氧化物反应生成酸,例如:H2O + CO2==H2CO3
3、水的污染:
(1)水资源
A.地球表面71%被水覆盖,但供人类利用的淡水小于 1%
B.海洋是地球上最大的储水库。海水中含有80多种元素。海水中含量最多的物质是 H2O ,最多的金属元素是 Na ,最多的元素是 O 。
C.我国水资源的状况分布不均,人均量少 。
(2)水污染
A、水污染物:工业“三废”(废渣、废液、废气);农药、化肥的不合理施用
生活污水的任意排放
B、防止水污染:工业三废要经处理达标排放、提倡零排放;生活污水要集中处理达标排放、提倡零排放;合理施用农药、化肥,提倡使用农家肥;加强水质监测。
(3)爱护水资源:节约用水,防止水体污染
4、水的净化
(1)水的净化效果由低到高的是 静置、吸附、过滤、蒸馏(均为 物理 方法),其中净化效果最好的操作是蒸馏;既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
(2)硬水与软水 A.定义 硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水;
软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
B.鉴别方法:用肥皂水,有浮渣产生或泡沫较少的是硬水,泡沫较多的是软水
C.硬水软化的方法:蒸馏、煮沸
D.长期使用硬水的坏处:浪费肥皂,洗不干净衣服;锅炉容易结成水垢,不仅浪费燃料,还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
5、其他
(1) 水是最常见的一种溶剂,是相对分子质量最小的氧化物。
(2) 水的检验:用无水硫酸铜,若由白色变为蓝色,说明有水存在; CuSO4+5H2O = CuSO4•5H2O
水的吸收:常用浓硫酸、生石灰。
二、氢气 H2
1、物理性质:密度最小的气体(向下排空气法);难溶于水(排水法)
2、化学性质:
(1) 可燃性(用途高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属)
2H2+O2====2H2O 点燃前,要验纯(方法?)
现象:发出淡蓝色火焰,放出热量,有水珠产生
(2) 还原性(用途:冶炼金属)
H2 + CuO === Cu + H2O 氢气“早出晚归”
现象:黑色粉末变红色,试管口有水珠生成
(小结:既有可燃性,又有还原性的物质 H2、C、CO)
3、氢气的实验室制法原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2↑
不可用浓盐酸的原因: 浓盐酸有强挥发性 ;
不可用浓硫酸或硝酸的原因 :浓硫酸和硝酸有强氧化性 。
4、氢能源 三大优点:无污染、放热量高、来源广。
三、分子与原子
分子 原子
定义 分子是保持物质化学性质最小的微粒 原子是化学变化中的最小微粒。
性质 体积小、质量小;不断运动;有间隙
联系 分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。
区别 化学变化中,分子可分,原子不可分。
化学反应的实质:在化学反应中分子分裂为原子,原子重新组合成新的分子。
㈢ 人类不能肉眼观察分子和原子,那用什么设备观察
原子分子不可能被看到,只能被科学实验证实。早期是比较间接的证实方式。近代有些更加直观的证实方式了,比如说单晶衍射、隧道扫描显微镜等,虽然声称直接观察到原子,但是也是间接的成像技术,给我们看到的图片实际上也是通过实验数据重新处理之后间接做出来的图。想带儿子做实验,那就看你够不够土豪了,自己家整一台隧道扫描,学IBM的原子拼字。原子光谱给出了原子中的能级分布,能级间的跃迁几率大小的信息,是原子结构的反映,是由结构决定的。光谱与结构之间存在着一一对应的内在联系。原子光谱是研究原子结构的重要方法,也可用来进行定性、定量分析。通过观察样本表面,原子的电子是空心圆形的波,原子核像实心球。
㈣ 求 初三人教版化学 自然界的水,知识点,重要点,和易错点
(一)、水的组成和性质
1、水的电解实验
(1)实验装置:水的电解装置如图所示。
(2)实验现象:
通电后,电极上有气泡产生,通电一段时间后,两个玻璃管内汇集了一些气体,与正极相连的玻璃管内的气体体积小,与负极相连的玻璃管内的气体体积大,体积比约为1:2。
检验气体:体积小的气体能使带火星的木条复燃,证明是氧气;体积大的气体燃烧能产生淡蓝色火焰,证明是氢气。
实验结论:水是由氢元素和氧元素组成的。水在通电条件下,发生分解反应,产生氢气和氧气。
化学方程式为:
3、水的物理性质
水是无色、无味的液体。在4℃时,水的密度最大为1g/cm3。在101kPa下,水的凝固点为0℃(结冰),沸点是100℃。冰的密度比水的密度小。水的导电能力较弱。
4、水的化学性质稳定:在高温条件下也不易分解,难以用水作原料直接制取氢气。水的pH为7。
(二)、分子和原子
1、分子
(1)分子的概念
分子是保持物质的化学性质的一种粒子。同种物质的分子化学性质相同,例如:空气中的氧气和实验室制取的氧气都是由氧分子构成的,它们的化学性质相同。
注意:
①分子不能保持物质的物理性质。例如:水和冰都是由水分子构成的,化学性质相同,但物理性质不相同,水是液态,冰是固态。
②物质的物理性质,如颜色、状态、密度、熔点、沸点等是该物质大量分子聚集所表现的属性,是宏观的,单个分子不能表现出来。
③分子是保持物质化学性质的“最小”粒子,不是“唯一粒子”。因为构成物质的基本粒子有三种(分子、原子、离子),该物质由什么粒子构成,就由什么粒子保持它的化学性质。例如:保持氧气的化学性质的最小粒子是氧分子;保持铁的化学性质的最小粒子是铁原子;保持氯化钠的化学性质的最小粒子是钠离子和氯离子。
(2)分子的性质(原子的性也是这些)
2、原子
(1)原子的概念和性质
原子的概念:原子是化学变化中的最小粒子。
①原子的概念可以理解为“原子在化学反应中不能再分裂”。在化学反应中原子是最小的粒子,在反应中原子的种类不变,原子的数目和质量不变。
②原子是化学反应中的最小粒子,但原子还可以再分(如原子由原子核和核外电子构成)。
原子的性质:原子的体积和质量都很小;原子也是在不停地运动;原子间也有间隔;原子也可直接构成物质;原子不显电性。
(三)、水的净化
1、纯水与天然水
纯水是无色、无味、无臭、清澈透明的液体,属于纯净物,天然水(河水、湖水、井水、海水等)里含有许多可溶性和不溶性杂质常呈浑浊,属于混合物。
2、天然水通过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等不同途径可以得到不同程度的净化;
(1)静置:有时又叫沉降或沉淀,用来除去水中较大颗粒不溶于水的杂质。
(2)过滤:除去不溶于水的杂质的方法。
(3)吸附:利用明矾或活性炭吸附水中悬浮杂质而沉降。
(4)蒸馏:除去溶于水的杂质的方法,相对净化程度较高。
(5)杀菌:利用氯气、漂白粉等杀菌剂,消灭水中的细菌、病毒。这是一个化学变化的过程。
3、常见的净水操作有哪几种方法?单一操作,净化程度由低到高的顺序是
答: 静置沉淀、 吸附沉淀、 过滤、 蒸馏。
3、硬水和软水
①含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水;不含或少含可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
②可用肥皂水来区分硬水和软水。取等量的软水和硬水,分别滴加等量的肥皂水,振荡,出现较多泡沫的是软水,很少泡沫但起很多浮渣的是硬水。
③使用硬水的危害:衣服洗不干净、变硬,锅炉浪费燃料、引起锅炉爆炸,长期饮用对身体不利。
④硬水的软化方法:a、生活中通常用煮沸法b、实验室用蒸馏法c、工业常用离子交换法和药剂软化法
4、过滤的操作技巧
过滤适用于液体和固体混合物的分离。操作要点:“ 一贴、二低、三靠 ” 。
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁。
二低:①滤纸边缘要低于漏斗的边缘;②待过滤的液体要低于滤纸的边缘。
三靠:①倾倒液体的烧杯紧靠引流的玻璃棒;②玻璃棒下端要紧靠三层滤纸处;③漏斗的下端要紧靠烧杯内壁。
备注:
滤纸紧贴漏斗内壁。-----为了加快过滤速度。
滤纸边缘要低于漏斗的边缘------防止滤纸被水润湿后破损
液体面要低于滤纸的边缘。------防止液体从滤纸与漏斗间流下,使过滤不充分
倾倒液体的烧杯紧靠引流的玻璃棒------防止液体溅出
玻璃棒下端要紧靠三层滤纸处-------防止玻璃棒戳穿滤纸
漏斗的下端要紧靠烧杯内壁。-------防止液体溅出
过滤后仍然浑浊的原因:A、滤纸破损 B、液面高出滤纸边缘 C、承接滤液的烧杯水不干净
5、蒸馏操作技巧
①在加热时,烧瓶中应放入几粒沸石(碎瓷片),防止暴沸;
②刚开始蒸馏出的液体不能要,因为有些杂质混在水中,蒸馏开始会先蒸馏出来;
③注意温度要指在100℃。
④温度计的水银泡要在蒸馏瓶的支管处;
⑤冷凝管内的水流从下往上。
6、爱护水资源
(1)地球上的水储量是丰富的,但可利用的淡水资源是有限的;
(2)节约用水,防止水体污染(从工业、农业、生活三方面考虑)。
(3)新千年节水标志及含义“国家节水标志”由水滴、手掌和地球变形而成。绿色的圆形代表地球,象征节约用水是保护地球生态的重要措施。标志留白部分像一只手托起一滴水,手是拼音字母JS的变形,寓意节水,表示节水需要公众参与,鼓励人们从我做起,人人动手节约每一滴水,手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。
(四)、氢气的制法、性质和用途
1、氢气的实验室制法
(1)反应原理:锌和稀硫酸反应产生氢气。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(2)实验室制取氢气的装置
实验室制取氢气的反应是块状固体和液体之间的反应,不需要加热。有关装置如图所示。
(3)操作步骤:①按要求装配好仪器;②检查装置气密性;③装药品;④验纯;⑤收集气体。
(4)收集方法:①向下排气法;②排水法。
(5)验纯:用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火,听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,声音较小,表明氢气较纯。
(6)放置:倒放在桌面上,因为氢气的密度比空气小。
(五)物质的分类
化合物:由不同种元素组成的纯净物叫化合物。
单质:由同种元素组成的纯净物叫单质。
氧化物:由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素的叫做氧化物
㈤ 化学中的分子、原子、离子是怎么发现的,做什么实验能看到它们
1、最先是从哲学角度提出的理论模型
2、然后在实验中得到证实并不断完善
3、最后通过高倍显微镜看到图像
4、人们对微观粒子的认识是逐步推进的,有无数的科学家为此做出过贡献
5、其中最突出的是道尔顿和阿伏加德罗
㈥ 《物质构成的奥秘》(分子、原子、离子)答案
1.用微粒的观点解释下列事实.
(1)相同质量的液态水和气态水所占体积不同.(2012大连中考题)
(2)水中加入少量蔗糖,静置一段时间,最终形成均一、稳定的混合物.(2012大连中考题)
2. 用微粒的观点解释下列事实
(1)向气象气球中充入氢气,随着气球的上升,其体积逐渐变大。
(2)贮存气体的容器必须具备的条件之一就是不渗漏,而贮存氢气的容器要达到这一条件却非常困难。
3. 请用微粒的观点解释:
(1)酒香不怕巷子深
(2)一氧化碳和二氧化碳中均含有氧元素,氧气可供人呼吸,但一氧化碳却有毒,说明 ;
(3)水通电后生成氢气和氧气 .
4.用微粒的观点解释下列现象:
(1)将密封有乙醇(酒精)的透明塑料袋放入85℃以上的热水里,看到塑料袋逐渐鼓起,最后液体乙醇消失,塑料袋中看不到任何物质(注:乙醇的沸点为78℃)。
(2)酒中含有乙醇(C2H5OH),过量饮酒有害于身体健康。人过量饮酒会麻醉神经而神志不清,乙醇在体内与氧气发生一系列化学反应最终生成二氧化碳和水后,人才能重新清醒过来。
5. (3分)用右图实验装置进行氯化氢气体与氨气的反应。甲、乙两烧杯里分别盛放浓盐酸和浓氨水,可看到容器中有白烟产生。
(1)产生白烟的化学方程式 。
(2)盛有浓盐酸的滴管附近白烟更浓,解释产生这一现象的原因:
6.如果不小心打破水银(汞)温度计,散落的水银会在空气中慢慢挥发,汞蒸气会侵害人体。处理措施之一是迅速在水银上撒硫粉,使汞与硫(S8分子)反应生成硫化汞分子,以消除对环境的污染。
7.用分子和原子观点解释用体温计测量体温时汞柱上升的原因。
8.从冰箱冷藏室中刚取出的果酱瓶,要立即拧开感觉很费力。要想轻松拧开,可以采用什么办法?
9伟大的科学家瓦特从看到用水壶烧水时,水烧开了会把壶盖顶起的现象受到时启发,后来他发明了蒸汽机。请你从微观角度解释水加热到时沸腾会把壶盖顶起的原因。
10用微粒的观点回答下列问题:
(1) 1滴水中大约 有1.67×1021个水分子,是因为分子 ;
(2)双氧水与二氧化锰混合分解过程中,不变的微粒是 ;
(3)用湿抹布擦过的桌面,一段时间后变干的原因是 ;
(4)一定质量的水蒸气冷凝成水时,其体积变小的原因是 。
11.请用分子、原子、离子、元素的相关知识解释下列问题:
(1)化学反应前后物质总质量不变。
_______________________________________________________________
(2)分别加热高锰酸钾、氯酸钾或电解水,都能生成氧气。
_______________________________________________________________
(3)金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质,但物理性质有很大的差异。
_______________________________________________________________
(4)钠原子和钠离子属于同种元素。
12.下列现象或事实说明了分子的哪些性质:
(1)100ml的水和100ml的酒精混合后,体积小于200ml ;
(2)打气筒能将空气压入足球内 ;
(3)水在通电的条件下能分解成氢气和氧气 ;
(4)加热过氧化氢能制取氧气,加热水则不能
13.用微粒的观点解释下列事实。
(1)空气是一种混合物。(2013大连中考题)
(2)取一个透明的玻璃杯,先倒入半杯水,再放入一大块冰糖,立即在玻璃杯外壁液面位置做上记号,冰糖完全溶解后液面低于记号。(2013大连中考题)
14.(1)家用液化石油气(主要成分是丙烷等物质)往往加入少量有特殊气味的物质(如二硫醇),请用分子观点解释下列问题:
①25m3的石油气可以装入0.024m3的钢瓶中。
②液化石油气泄漏时,能嗅到特殊的气味。
③液化石油气燃烧时,生成了水和二氧化碳
15由分子的角度研究发现,苍蝇体内能产生抗细菌感染的过氧化氢(H2O2)。试比较过氧化氢与水的元素组成和分子构成,并说明它们化学性质不同的原因。
16.举例说明分子是保持物质化学性质的最小粒子。(稍难)
17.在2400多年前,古希腊哲学家德谟克利特在一首诗中表达了物质不灭的观点:“无中不能生有,任何存在的东西也不会消灭。看起来万物是死了,但是实则犹生:正如一场春雨落地,霎时失去踪影;可是草木把它吸收,长成花叶果实,依然欣欣向荣。请你从分子和原子的点,说明物质不灭的原因。
18.加油站里的汽油已放人贮气罐中贮存好了,但为什么在离油罐一定距离内,仍要“严禁烟火”?
19.运用分子的观点解释,为什么人们常把湿衣服要晾在太阳晒着的地方?
20.试用分子的观点解释酒精溶液加热挥发成酒精蒸气,酒精燃烧生成二氧化碳和水这两个不同变化的实质
21 请你设计一个实验,来证明温度的高低对微粒间的间隔有何影响。 请你设计一个实验,来证明温度的高低对微粒运动的影响。
22.微粒间为什么不是紧密地靠在一起,而是存在着一定的间隔?
23.长期堆放煤球的地面泥土为什么会变成黑色?
24酒精擦在手臂上,感觉十分凉爽,试解释其中的原因。
25.请用分子、原子的观点解释下列问题:
(1)氢气球升空到一定高度会爆炸,火药在一定条件下也会爆炸,他们有什么不同?
(2)打开酒精瓶,会嗅到一股特殊的气味,为什么?
(3)有时向冷的玻璃杯中倒开水,玻璃杯会破碎,为什么?
(4)白糖放到水中后逐渐会消失,为什么?
26(1)列举生活中的一些例子,说明构成物质的微粒间有空隙。(举三例)(3分)
(2)用微粒的观点解释:物质固、液、气三态的密度不同。(3分)
27.盛有冷水的烧杯中放入少量品红,一段时间后,烧杯中的水逐渐变为红色,而在盛有热水的烧杯中则迅速变红,这是因为 。
28.用微观的眼光看世界”,是我们学习化学的重要思想方法。试根据以下材料,结合你所学知识,简要回答问题:
材料一 一滴水里大约有15万亿亿个水分子,如果10亿人来数一滴水里的水分子, 每人每分钟数100个,日夜不停,需要数3万多年才能完成。
材料二 大多数物质都有热胀冷缩的现象。
⑴材料一说明________________________________________________。
⑵材料二说明________________________________________________。
⑶请谈谈你对“分子是保持物质的化学性质的最小粒子”这句话的认识
29.流感发生时,可用醋对室内空气进行消毒,为了迅速增加室内空气中醋的含量,常采用给醋加热的方法。
(1)通过对上述事例的分析,关于温度与分子运动速率的关系你能得出什么结论?
(2)请你从生活或生产实际中,再举出一个符合上述结论的事例。
30.酒精是纯净物,白酒是混合物(2014普兰店期末)
31.水的蒸发和水的通电分解本质上有何不同?(酒精挥发和酒精燃烧本质上为什么不同?)
32.以前中医“拔火罐”时,是将点燃的酒精棉深入玻璃罐内又迅速拿出,立即将罐口扣到皮肤上,玻璃罐被紧紧吸住罐内的皮肤凸起,(2014大连一模)
33、在大连的冬季,一些铁质的管道有时会发生断裂现象,请用微粒的观点解释
34、(1)少量白磷(由P4分子构成)露置在空气中很快自燃并冒白烟(由P2O5分子构成)。
(2)在空气中打开装有干冰的容器,容器口有大量白雾产生。
35、贮存和运输氧气时,要在高压下将氧气变成液体装入蓝色钢瓶中
36、(1)现在服装干洗剂的主要成分是四氯乙烯(C2C14 ,它是一种极易挥发,可致癌的有毒物质),干洗后的衣服刚取回时需要挂在室外通风处一段时间,请用微粒的观点解释这样做的原因。
(2)有些干洗店用装有活性炭的新型干洗机取代旧款的干洗机可将有毒物质大约降到原来的三十分之一,这一做法是利用了活性炭的 性
37、(1)向容积为250mL的细颈玻璃仪器A中加水至虚线处,再滴几滴红墨水,一段时间后,A中的现象是 ,说明
(2)继续向体A中加酒精至凹液面最低处正好与刻线相切。塞紧玻璃塞,将A中液体倒转摇匀,重复2次。静置一段时间后,A中的现象为____ ,说明 。仪器A细颈部分的作用是____
38、实验室在制取气体时,必须首先检查装置的气密性,如图所示.如果装置不漏气导管口就会有气泡冒出.用分子观点解释产生上述现象的原因.
39、气密性良好的大小相同的医用注射器两只,将栓塞向外拉,分别吸入等体积的空气和水,用手指顶住针孔末端的小孔,将栓慢慢推入(如图所示),哪一只针筒里的物质______(填空气或水)容易被压缩.原因是______ .
答案:
可燃物燃烧需要氧气,温度要达到可燃物的着火点,白磷的着火点比红磷的着火点低很多(1分),在密闭容器中燃烧白磷和红磷,随着氧气的量逐渐减少,燃烧逐渐减弱,产生的热量逐渐减弱,容器内的温度更容易降到红磷的着火点以下(1分),此时红磷熄灭,白磷还在燃烧,因此,和红磷相比,白磷消耗氧气多一些(1分)
1、(1)分子之间有间隔,质量一定时,虽然液态水和气态水分子个数相同但分子间隔不同,所以体积不同。(2)分子在不断运动,分子间有间隔(1分)蔗糖分子在水分子的作用下不断运动,均匀地分散到水分子之间(1分)
2、(1)氢分子间有间隔(1分),向气象气球中充入氢气,随着气球上升,大气压力减小,气球中的氢气分子间的间隔变大,使得氢气体积逐渐变大,所以气球变大。(1分)
(2)相比其他气体,氢分子的质量和体积均很小(1分),运动速率最快(1分),所以氢气极易通过很小的空隙逸散。
3、(1)分子在不停地运动.(2)不同的分子其组成和结构不同,性质也不相同. (3)略
4.(1)答:分子在不断运动,分子间有间隔。温度升高分子运动速率加快且间隔增大(1分)放入85℃的热水中,乙醇分子运动速率加快,分子间间隔变大,乙醇气化,袋内气体体积逐渐增大而鼓起(1分),由于乙醇分子很小,气化后形成肉眼看不到的的乙醇分子,所以塑料袋看不到任何物质(1分)。
(2)乙醇分子与氧气发生反应后,乙醇分子分解成碳原子、氢原子、氧原子,氧分子分解成氧原子,这些原子重新组合生成二氧化碳分子和水分子,乙醇分子的化学性质发生改变。
5.(1)HCl+NH3=NH4Cl 。
(2)分子在不断运动,相对分子质量越大,分子的运动速率越慢,HCl相对分子质量比NH3的相对分子质量大,运动速率慢,因此在盛有浓盐酸的滴管附近白烟更浓。
6.汞原子在不断运动,汞原子有毒。硫分子分解成硫原子,硫原子与汞原子重新组合成硫化汞分子。
7.汞是由汞原子构成,受热后,汞原子之间间隔增大,体积膨胀,汞柱上升。
8. 冰箱冷藏室中的温度低,分子运动速率减慢,气体分子间间隔缩小,瓶内压强减小,瓶外大气压使瓶塞不易打开。
9.水是由水分子构成的,分子不断运动,分子间有间隔(1分)水烧开时温度升高,水分子运动速度加快,水分子间隔变大(1分)水的体积膨胀(1分)所以把壶盖顶开。
10.(1) 很小 (2)氢原子和氧原子 (3)分子在不断运动 (4)水分子之间的间隔变小了
11. 1)在化学反应前后,原子种类不变,原子个数不变,原子质量不变(2)三种物质中都含有氧元素(3)碳原子排列方式不同(4)核内质子 数相同(或核电荷数相同)
13. ⑴ 不同种分子构成的是混合物(1分)空气中含有氮分子和氧分子等多种分子,所以是混合物(1分)⑵分子间有间隔(1分),在水分子作用下糖的 分子不断运动,彼此进入对方的间隔当中,使总体积减小,液面低于记号。
14.【解答】①由于分子间有间隔,受压时,分子之间的间隔变小,所以,25m3的石油气可以装入0.024m3的钢瓶中;②由于分子是运动的,当液化石油气泄漏时,有特殊气味的物质的分子通过运动分散到周围的空气中.所以,能闻到特殊的气味;③略
15过氧化氢与水都含有氢元素和氧元素,但由于每个过氧化氢分子是由两个氢原子和两个氧原子构成的,而每个水分子是两个氢原子和一个氧原子构成的,分子构成不同,所以它们的化学性质不同
16. 水蒸发发生物理变化时,水分子没有变成其他分子,水的化学性质没有改变(1分)水通电发生化学变化时,水分子发生了变化,生成了氢分子和氧分子,氢分子和氧分子不再保持水的化学性质,(1分)因此分子是保持物质化学性质的最小粒子。
17. (物质是由原子、分子等粒子构成的,分子是由原子构成的。在物理变化中,构成物质的原子、分子本身不变。在化学变化中,反应物的原子重新组合生成新物质,原子的种类、数目和质量都不改变。所以物质不灭)
18.因分子是不断运动的,汽油分子易扩散到空气中,且其易燃,所以要“严禁烟火”
19. 因为太阳晒着的地方,温度较高,水分子获得的能量较大,运动速率较快,分子之间的间隔也增大,水就容易变为气态而扩散到空气中,所以湿衣服在太阳晒着的地方容易干
20. 酒精加热挥发成酒精蒸气时,酒精分子运动速率加快,分子间距离变大,酒精分子未变,是物理变化;酒精燃烧时生成了水和二氧化碳,分子改变了,有新物质的分子生成,是化学变化
21. 实验操作:在室温下,用一注射器吸入5 mL的空气,封住口,对它升温至60 ℃,观察现象
实验现象:活塞的刻度向外移动,气体体积变大。结论:温度升高,微粒间的间隔也变大。答案:实验操作:分别取相同质量的80 ℃的热水和20 ℃的水,向其中同时放入相同质量的蔗糖。实验现象:在热水中,蔗糖溶解得快。结论:温度越高,微粒的运动就越快。
22. 微粒间存在着一定的吸引力和排斥力,所以微粒之间总保持一定的距离。当距离太靠近时,排斥力大于吸引力,距离变大;当距离太远时,吸引力大于排斥力,距离就变小
23. 微粒在不断运动,构成煤球的微粒扩散到了地面上,使泥土变黑
24.微粒在不断运动,酒精具有挥发性,气化的过程中需要热量,酒精由液体变为气体扩散到空气的过程中,从手臂上吸收热量,从而使人感觉到十分凉爽。
25. ⑴氢气球爆炸是因为上升至高空后,外界的大气压强减小,气体的微粒间隙逐渐增大,气体体积增大,气球最终无法承受压力而爆炸,该过程属于物理变化过程;而火药爆炸则是因为构成物质的微粒与氧分子发生了化学变化,在有限的空间内产生了大量的热和气体,该过程属于化学变化过程。
⑵微粒在不断运动,酒精易挥发,打开瓶盖后,构成酒精的微粒扩散到空气中
⑶微粒间存在间隙,温度升高,间隙增大。向冷的玻璃杯中倒开水,使玻璃的温度骤然升高,构成玻璃杯的微粒之间的间隙骤然增大而无法承受,从而使之破裂。
⑷物质都是由肉眼看不见的微粒构成的,白糖放入水中后,白糖微粒就被分散到水的间隙中。
26. (1)空气可以被压缩;物体受热时体积会膨胀,遇冷时体积会收缩;水结成冰;食盐放入水中,能逐渐溶解而消失等(合理均得分)
(2)由于在一定条件下,同一物质在固态、液态、气态情况下微粒间的距离不同,所以等质量情况下同一物质在固态、液态、气态所占有的体积也不同,因此,物质固、液、气三态的密度不同。
27. 温度越高,分子运动的速率越快
28.(1)分子很小,但真实存在。 (2)分子之间有间隔。
要点:由分子构成的物质发生物理变化时,分子本身不变;
由分子构成的物质发生化学变化时,分子本身发生了变化,生成了新的分子。)
29. (1)随着温度的升高,分子运动速率加快