知识点总结-2026-2027学年九年级化学鲁教版上册
2026-10-24
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内容正文:
鲁教版初中化学九年级上册 知识点总结
第一单元 步入化学殿堂
第一节 化学真奇妙
1. 化学改变了世界:化学能创造我们所需要的物质,也能消除不需要的物质,还能实现物质与能量的相互转化;人类的衣、食、住、行都离不开化学。
2. 化学是在分子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。
3. 物质的变化:
(1)物理变化:没有生成新物质的变化(如水结成冰、冰融化成水、矿石粉碎)。
(2)化学变化(化学反应):生成新物质的变化(如镁条燃烧、铁生锈、葡萄酿酒、食物腐败)。
(3)判断依据:是否有新物质生成。化学变化常伴随发光、发热、颜色变化、产生气体、生成沉淀等现象,并伴随能量变化(热能、光能、电能的释放或吸收)。易错:产生沉淀、发光放热等现象只是判断的参考依据,不是根本依据——有这些现象的不一定是化学变化。
4. 物质的性质:
(1)物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,如颜色、气味、密度、熔点、沸点和导电性等。
(2)化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质,如镁条可以燃烧、氧气可以支持燃烧、盐酸能与锌粒反应。
5. 物质构成的奥秘:世界上的物质都是由分子、原子等微观粒子构成的;构成物质的微观粒子不同,或粒子的排列方式不同,物质表现的性质就不同(金刚石与石墨都是由碳原子构成的,但性质差异巨大)。物质的结构决定物质的性质。
6. 常用符号:氢原子 H、氧原子 O、水分子 H2O、氢分子 H2、氧分子 O2。
第二节 体验化学探究
1. 科学探究的环节:提出问题 → 形成假设(猜想)→ 设计并实施实验或调查方案 → 获取证据 → 分析解释数据 → 形成结论及建构模型 → 反思评价及表达交流。
2. 化学实验是进行科学探究的重要方式;实验观察要有目的、有计划:实验前观察反应物的颜色、状态和装置特点,实验中观察反应条件和产生的各种现象,实验后观察生成物的颜色、状态。易错:观察到“异常现象”应实事求是、认真分析原因,必要时重复实验,不能随意编造数据。
3. 探究活动结束后要完成实验探究报告(实验名称、目的、过程和现象、结论、反思),并与他人交流评价。
4. 科学探究是“动手”与“动脑”紧密结合的实践活动,也是合作与交流的过程。
第三节 走进化学实验室
1. 常用仪器:试管、烧杯、酒精灯、量筒、集气瓶、铁架台(带铁夹、铁圈)、锥形瓶、试管夹、水槽、胶头滴管、玻璃棒等。
2. 实验室安全:熟悉安全防护设施及使用方法;识别危险化学品标志(腐蚀性物质、毒性物质、易燃物质、爆炸性物质等)。意外处理:烫伤立即用冷水冲洗并涂烫伤膏;酸碱灼伤先用大量冷水冲洗(溅入眼睛切勿揉眼);台上起火迅速移开可燃物,用湿布或沙子覆盖、使用灭火器。
3. 基本实验技能:
(1)试剂取用:粉末状固体用药匙或纸槽(试管先平放后竖立);块状固体用镊子;液体倾倒时瓶塞倒放、标签朝向手心、瓶口紧靠试管口;滴加时胶头滴管垂直悬空于试管口上方。未说明用量时,液体取 1~2 mL,固体以盖满试管底部为宜。取液后的胶头滴管要保持橡胶胶帽在上,不能平放或倒置。
(2)物质的加热:酒精灯内酒精量一般控制在容积的 1/3~2/3,用温度最高的外焰加热;给试管里的液体加热时,液体不超过试管容积的 1/3,先预热再集中加热,管口不得对着自己或他人;给试管里的固体加热时,试管口应略向下倾斜。易错:不能向燃着的酒精灯内添加酒精,不能用燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯,更不能用嘴吹灭。
(3)仪器的连接与洗涤:玻璃管插入胶皮管前先用水润湿,稍稍用力转动插入。玻璃仪器洗净的标准:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下。
第二单元 认识物质的构成
第一节 原子
1. 原子结构的探索:
科学家
主要观点/贡献
原子结构模型
道尔顿
原子不可再分
实心球模型
汤姆森
发现电子
枣糕模型
卢瑟福
发现原子核
核式结构模型
2. α 粒子轰击金箔实验:绝大多数 α 粒子运动方向不变(原子内有广大的空间);极少数 α 粒子被反弹回来(撞击到质量大、体积小的原子核);少数 α 粒子改变了原来的方向(原子核带正电)。结论:原子由原子核和核外电子构成,电子在原子核外的空间高速运动。
3. 原子的结构:
(1)原子(不显电性)由居于中心、带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成;原子核由带正电荷的质子和不带电的中子构成,原子核所带电荷数叫核电荷数。
(2)在原子中:核电荷数 = 质子数 = 核外电子数。原子不显电性,是因为质子所带电荷与电子所带电荷数量相等、电性相反。
(3)原子的质量几乎全部集中在原子核上(1 个质子的质量约为 1 个电子的 1836 倍)。
(4)核外电子分层排布;原子结构示意图中,圆圈及圈内数字表示原子核和核内质子数,弧线表示电子层,弧线上数字表示该层电子数。
(5)质子数决定原子的种类;质子数不一定等于中子数,普通氢原子核内没有中子。
4. 相对原子质量:
(1)定义:某原子的实际质量与一个碳-12 原子质量的 1/12 的比值。
(2)相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数。
(3)易错:相对原子质量是比值,单位为“1”,一般省略不写;两种原子的相对原子质量之比等于它们的实际质量之比。
5. 原子与离子、分子:
(1)核外电子对原子的化学性质有很大影响:金属原子最外层电子数一般小于 4,化学反应中容易失去电子;非金属原子最外层电子数一般大于 4,容易得到电子。
(2)离子:带电的原子或原子团。原子失去电子变成带正电荷的阳离子,得到电子变成带负电荷的阴离子。
(3)离子判断:原子中质子数 = 核外电子数;阳离子中质子数 > 核外电子数;阴离子中质子数 < 核外电子数。
(4)常见离子符号:
阳离子
氢离子 H+、钠离子 Na+、镁离子 Mg2+、铝离子 Al3+、钾离子 K+、钙离子 Ca2+、亚铁离子 Fe2+、铁离子 Fe3+、铜离子 Cu2+、铵根离子 NH4+
阴离子
氧离子 O2−、氟离子 F−、硫离子 S2−、氯离子 Cl−、氢氧根离子 OH−、硝酸根离子 NO3−、碳酸根离子 CO32−、硫酸根离子 SO42−
(5)离子符号中数字在前、正负号在后,数字 1 省略不写(如 Na+、Mg2+、SO42−);如 3Mg2+ 中“3”表示 3 个镁离子,“2+”表示 1 个镁离子带 2 个单位正电荷。
(6)原子可以先结合成分子,再由分子构成物质(如 1 个氢原子与 1 个氯原子结合成 1 个氯化氢分子 HCl;1 个氧原子与 2 个氢原子结合成 1 个水分子 H2O)。原子、分子、离子都是构成物质的微观粒子。
(7)由原子直接构成的物质:金属单质(铜、铁、金、汞等)、稀有气体(氦气、氖气、氩气等)和部分固态非金属单质(金刚石、石墨等)。
第二节 元素
1. 元素:具有相同质子数的一类原子的总称(质子数决定元素的种类)。
2. 注意:①元素是宏观概念,只讲种类,不讲个数;②化学变化中原子的种类不变,元素的种类也不会改变;③原子与它得失电子后形成的离子属于同种元素(钠原子与钠离子都属于钠元素);易错:质子数相同的微粒不一定是同种元素——1 个水分子和 1 个氖原子的质子数都是 10,但它们不是同种元素。
3. 元素用于描述物质的组成,如水由氢元素和氧元素组成。
4. 元素符号的含义(以 Cu 为例):表示铜元素;表示 1 个铜原子;表示铜这种物质。易错:元素符号前面有数字时,只能表示几个原子(3Fe 表示 3 个铁原子),不再表示元素和物质。
5. 单质与化合物:由同种元素组成的纯净物叫单质(如氢气、氧气、金刚石、铁);由两种或两种以上元素组成的纯净物叫化合物(如水、二氧化碳、氯化钠)。易错:同种元素组成的物质不一定是单质——氧气与臭氧混合后只含氧元素,但属于混合物。
6. 元素在自然界中的分布:按质量计算,地壳中含量前五位依次是氧、硅、铝、铁、钙;含量最多的非金属元素是氧元素,含量最多的金属元素是铝元素。
7. 元素周期表:
(1)1869 年门捷列夫在前人研究的基础上编制出第一张元素周期表。
(2)原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数。
(3)元素周期表把目前已发现并被正式命名的元素按照原子核内质子数由小到大的顺序排列,共有 7 行、18 列:每一行叫作一个周期,每一列叫作一个族(第 8、9、10 三列共同组成一个族)。
(4)每一周期元素的原子的电子层数相同(原子核外有几个电子层,该元素就在第几周期);每一族元素原子的最外层电子数相同,化学性质相似。
第三节 物质组成的表示
1. 化学式:用元素符号和数字表示物质组成的式子。任何纯净物都有固定的组成,都可以用化学式表示。
2. 化学式的意义(以 CH4 为例):
宏观
表示甲烷这种物质;表示甲烷由碳元素和氢元素组成
微观
表示 1 个甲烷分子;表示 1 个甲烷分子由 1 个碳原子和 4 个氢原子构成
3. 化学符号中数字的含义:
(1)化学式前面的数字表示微粒个数:3O2 中“3”表示 3 个氧分子;3Fe 中“3”表示 3 个铁原子。
(2)右下角的数字表示一个分子中原子的个数:CO2 中“2”表示 1 个二氧化碳分子中含有 2 个氧原子。
(3)右上角的数字和符号表示一个离子所带的电荷:Fe2+ 中“2+”表示 1 个亚铁离子带 2 个单位正电荷;SO42− 中“2−”表示 1 个硫酸根离子带 2 个单位负电荷。
(4)正上方的符号和数字表示该元素或原子团的化合价。易错:化合价标在元素符号正上方(正负号在前、数字在后,数字 1 不省略);离子电荷标在右上角(数字在前、正负号在后,数字 1 省略不写)——两者位置、顺序、“1”的省略规则正好相反。
4. 化合价:
(1)化合价决定于该元素的一个原子得失电子的数目或形成共用电子对的数目;元素形成化合物时表现出来的化合价,决定了各原子化合时的数量关系。
(2)规律:①单质中元素的化合价为 0;②化合物中各元素的正负化合价代数和为 0;③化合物中氢元素通常显 +1 价,氧元素通常显 −2 价;④同种元素可能显示多种化合价(碳元素在 CO2、CO、CH4 中分别显 +4、+2、−4 价);⑤化合物中金属元素都显正价,非金属元素既有正价又有负价;⑥带电原子团(根)也有化合价。
(3)助记口诀:一价氢氯钾钠银;二价氧钙钡镁锌;三铝四硅五价磷;二三铁;铜汞二价最常见;单质为零永不变。
(4)原子团化合价助记口诀:负一氢氧硝酸根;负二硫酸碳酸根;负三记住磷酸根;正一价的是铵根。
(5)计算化合物中某元素化合价的方法:设未知元素化合价为 x,标出其他元素的化合价,根据化合物中各元素正负化合价代数和为 0 列式求解。例:求 KMnO4 中锰元素的化合价:(+1) + x + (−2)×4 = 0,解得 x = +7。
5. 化学式的书写必须依据客观事实,不能凭空写出实际上不存在的物质。
6. 化学式量与有关计算:
(1)化学式中各原子的相对原子质量的总和就是该物质的化学式量;对由分子构成的物质,其化学式量也叫相对分子质量。如 H2O 的相对分子质量 = 1×2 + 16×1 = 18。
(2)物质组成元素的质量比 = 各元素的相对原子质量与原子个数乘积之比。如水中 m(H)∶m(O) = (1×2)∶(16×1) = 1∶8。
(3)物质中某元素的质量分数 =(该元素的相对原子质量×原子个数)/ 相对分子质量 × 100%。
(4)变形公式:物质中某元素的质量 = 该物质的质量 × 该元素的质量分数。例:尿素 CO(NH2)2 的相对分子质量为 60,氮元素的质量分数为 14×2/60×100% ≈ 46.7%;12 kg 该尿素中含氮元素 12 kg × 46.7% ≈ 5.6 kg。
第三单元 探秘水世界
第一节 运动的水分子
1. 水的三态变化:水在固态、液态、气态之间转化时,水分子的数目和大小不变,变化的是水分子之间的间隔和排列方式,属于物理变化。
2. 蒸发与冷凝:蒸发时水分子获得能量,运动加快,克服水分子之间的相互作用离开液体表面;冷凝时水分子失去能量,运动减慢,彼此靠近聚集。
3. 分子的基本性质:分子的质量和体积都很小;分子相互之间有间隔;分子之间存在相互作用;分子总是在不断地运动。
4. 水的天然循环:通过水的三态变化实现;太阳为水分子提供能量;水的天然循环既实现了水的自身净化,又完成了水资源的重新分配。
5. 天然水的人工净化:吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法。易错:过滤只能除去不溶性杂质,得到的水仍是混合物;蒸馏得到的蒸馏水可看作纯净物。
6. 水资源:地球上的水约 97.5% 集中在海洋和咸水湖里,淡水约占总水量的 2.5%,可供人类直接利用的江河水、湖泊淡水以及浅层地下水很少,要珍惜和保护水资源。
第二节 水分子的变化
1. 水的分解——电解水实验:
(1)现象:水电解器的两个电极上都有气体产生;与电源正极相连的一端产生氧气(体积较小,能使带火星的木条复燃),与负极相连的一端产生氢气(体积较大,能被点燃),二者的体积比约为 1∶2。实验中常加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸以增强水的导电性。
通电
水 → 氢气 + 氧气
通电
H2O → H2 + O2
(2)分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
2. 水的合成——氢气燃烧:纯净的氢气在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色,烧杯内壁凝结有水雾,放出热量。
点燃
氢气 + 氧气 → 水
点燃
H2 + O2 → H2O
(2)化合反应:由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
(3)易错:点燃氢气前一定要检验氢气的纯度,防止发生爆炸。
3. 化学变化的微观本质:由分子构成的物质发生化学变化时,分子改变了,而原子没有改变(原子的种类、数目、质量都不变)。
第三节 物质在水中的溶解
1. 溶解:在溶剂分子的作用下,溶质分子或离子均匀分散到溶剂中的过程。如氯化钠在水分子的作用下解离成钠离子和氯离子,扩散到水中形成氯化钠溶液。
2. 溶解过程的能量变化:扩散过程吸收热量,溶质与水分子作用生成水合分子(或水合离子)的过程放出热量。氢氧化钠固体溶于水放热、溶液温度升高,硝酸铵固体溶于水吸热、溶液温度降低。
3. 溶液:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成的均一、稳定的混合物。被溶解的物质叫溶质,起溶解作用的物质叫溶剂;水是最常用的溶剂,不特别说明时,溶液都指水溶液。
4. 饱和溶液与不饱和溶液:一定温度下、一定量的水中不能继续溶解某种溶质的溶液,叫这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解的,叫不饱和溶液。转化:增加溶剂、减少溶质、改变温度可使饱和溶液变为不饱和溶液;增加溶质、减少溶剂、改变温度可使不饱和溶液变为饱和溶液。
5. 易错:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;溶液的浓稀与是否饱和没有必然联系。
6. 溶质的质量分数:
(1)溶质质量分数 = 溶质的质量 / 溶液的质量 × 100%;溶液的质量 = 溶质的质量 + 溶剂的质量。
(2)溶液稀释计算依据:稀释前后溶质的质量不变。例:将 100 g 25% 的硝酸钾溶液稀释为 10% 的溶液,设稀释后溶液质量为 x,则 100 g × 25% = x × 10%,x = 250 g,需加水 250 g − 100 g = 150 g。
7. 配制一定溶质质量分数的溶液:步骤为计算、称量(量取)、溶解、装瓶存放(贴标签,注明药品名称和溶质质量分数)。例:配制 50 g 16% 的氯化钠溶液,需氯化钠 50 g × 16% = 8 g,需水 42 g(约 42 mL)。
跨学科实践活动 1 自制简易净水器
综合运用化学、技术、工程知识,设计并制作简易净水器(利用沉降、过滤、吸附等原理),加深对净化天然水方法的理解。
第四单元 我们周围的空气
第一节 空气的组成
1. 干燥洁净的空气是混合物,主要由氮气、氧气和稀有气体(主要为氩气,还有氦、氖等气体)组成,还含有少量的二氧化碳和极少量的其他气体。按体积分数:氮气约 78%、氧气约 21%、氩气约 0.934%、二氧化碳约 0.038%、其他气体约 0.002%。
2. 空气中氧气含量的测定:
(1)拉瓦锡实验:将液态汞放在密闭容器里连续加热 12 天,一部分汞变成红色粉末(氧化汞),容器里空气的体积差不多减少了约 16%,剩余气体不能供给呼吸、也不能支持燃烧;再把氧化汞加热又得到汞和氧气,氧气的体积恰好等于减少的体积。拉瓦锡首次测定出空气中氧气和氮气的大致含量。
(2)铜粉法实验原理:利用化学反应,在不引入新的气态杂质的前提下,将氧气转化为固态物质,从而达到测定空气中氧气含量的目的。加热时铜与氧气反应:
加热
铜 + 氧气 → 氧化铜
加热
Cu + O2 → CuO
3. 空气是一种重要的资源:工业上采用分离液态空气的方法制取氧气、氮气等(利用液氮沸点 −196 ℃、液氧沸点 −183 ℃、液氩沸点 −186 ℃的差异)。氧气能供给呼吸、支持燃烧,用于钢铁冶炼和金属焊接;氮气是工业上生产氨气、硝酸和氮肥的重要原料,可作保护气、制冷剂;稀有气体可作保护气、制电光源。
4. 空气质量报告:空气质量指数(AQI)将几种空气污染物的含量处理成 0~500 之间的数字,定量描述空气质量状况。计入评价的主要污染物:二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)。
第二节 氧气的性质
1. 物理性质:标准状况下,氧气是一种无色、无味的气体,密度比空气略大(1.429 g/L),不易溶于水;压强为 1.01×105 Pa 时,氧气在 −183 ℃变为淡蓝色液体,在 −218 ℃变为淡蓝色雪花状固体。
2. 化学性质:氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与大多数金属、非金属单质及化合物发生化学反应;氧气浓度越大,反应越剧烈。
(1)木炭在氧气中燃烧比在空气中更旺,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体:
点燃
碳 + 氧气 → 二氧化碳
点燃
C + O2 → CO2
(2)硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的气体:
点燃
硫 + 氧气 → 二氧化硫
点燃
S + O2 → SO2
(3)红磷燃烧产生大量白烟:
点燃
磷 + 氧气 → 五氧化二磷
点燃
P + O2 → P2O5
(4)铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,瓶底要预先放少量水或铺一层细沙:
点燃
铁 + 氧气 → 四氧化三铁
点燃
Fe + O2 → Fe3O4
(5)铜在空气中加热,表面变黑:
加热
铜 + 氧气 → 氧化铜
加热
Cu + O2 → CuO
3. 氧化反应:物质与氧气发生的反应(物质得到氧元素的过程叫氧化)。上述与氧气发生的燃烧都属于氧化反应。
4. 氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物(如 H2O、CO2、Fe3O4、SO2、MgO)。易错:含氧元素的化合物不一定是氧化物,如 KMnO4 含氧但不是氧化物。
5. 氧循环与缓慢氧化:自然界通过氧循环维持相对恒定的大气含氧量;有些氧化反应进行得很缓慢,甚至不容易被察觉,叫缓慢氧化(如金属的锈蚀、动植物体的腐烂、塑料的老化)。
第三节 氧气的实验室制取
1. 分解过氧化氢制取氧气:
二氧化锰
过氧化氢 → 水 + 氧气
MnO2
H2O2 → H2O + O2
2. 加热高锰酸钾制取氧气:
加热
高锰酸钾 → 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
加热
KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
(2)易错:用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
3. 催化剂: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(起催化作用)。易错:催化剂的“不变”指反应前后,不是反应过程中不参与。
4. 实验装置的选择:气体发生装置依据反应物的状态和反应条件选择;收集装置依据气体的密度和在水中的溶解情况选择——难溶或不易溶于水且不与水反应的气体用排水法;密度与空气相差较大且不与空气反应的气体用排空气法(密度比空气大用向上排空气法,反之用向下排空气法)。
5. 实验操作要点:按自下而上、从左到右的顺序安装装置,先检查装置的气密性;用排水法收集时,待导管口产生连续、均匀的气泡时再开始收集,集满后在水面下用玻璃片盖住瓶口,正放在实验台上。易错:实验结束时要先把导管移出水面,再停止加热,防止水倒吸炸裂试管。
6. 氧气的检验:将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,证明是氧气。
跨学科实践活动 2 基于特定需求设计和制作简易供氧器
综合运用物质制取、化学反应调控等知识,根据特定需求设计并制作简易供氧装置。
第五单元 定量研究化学反应
第一节 化学反应中的质量守恒
1. 质量守恒定律:化学反应后生成的各物质的质量总和,等于参加化学反应的各物质的质量总和。
2. 微观本质:化学反应的过程是原子重新组合的过程;反应前后原子的种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量没有变化,所以反应前后物质的总质量相等。
3. 科学史:1673 年波义耳将金属汞放在密闭容器里煅烧后,打开容器盖称量,发现固体质量增加(未考虑空气中的氧气参加了反应);1756 年罗蒙诺索夫把金属锡放在密闭容器里煅烧,发现反应前后物质的总质量不变;1777 年拉瓦锡借鉴上述实验,在密闭容器里进行大量煅烧实验,得出化学反应中物质的总质量在反应前后保持不变的结论。该定律使化学研究由定性走向定量。
4. 易错:质量守恒定律只适用于化学变化,不能用来解释物理变化(如冰融化成水质量不变是物理变化,不是质量守恒定律)。
第二节 化学反应的表示
1. 化学方程式:用化学式表示化学反应的式子。如:
通电
2H2O = 2H2↑ + O2↑
通电
2. 化学方程式的意义(以 2H2 + O2 = 2H2O 为例):
(1)表明反应物、生成物和反应条件;
(2)表示反应体系中微观粒子的数量关系:每 2 个氢分子与 1 个氧分子反应生成 2 个水分子;
(3)表示各物质之间的质量关系:H2、O2、H2O 的质量比为 (2×2)∶(1×32)∶(2×18) = 4∶32∶36 = 1∶8∶9。
3. 书写原则:一是必须以客观事实为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应;二是必须遵循质量守恒定律,使反应前后各原子的种类与数目不变。
4. 书写步骤:①写出反应物和生成物的化学式,短线连接,注明反应条件;②配平(在化学式前配上适当的数字即化学计量数,使两边各元素原子数目相等);③把短线改成等号,注明生成物状态(↑、↓)。
5. 配平:易错:配平时只能改变化学式前面的系数,绝不能改动化学式中元素符号右下角的数字。常用最小公倍数法。例:4Al + 3O2 = 2Al2O3。
6. 反应条件与状态符号:条件(点燃、加热、通电、催化剂等)写在等号上方;加热用“△”表示;生成气体标“↑”,生成沉淀标“↓”。易错:若反应物和生成物中都有气体,气体生成物不标“↑”;溶液中的反应若反应物和生成物中都有固体,固体生成物不标“↓”。
7. 常见反应的化学方程式:
反应
化学方程式
电解水
通电
2H2O === 2H2↑ + O2↑
氢气燃烧
点燃
2H2 + O2 === 2H2O
过氧化氢分解
二氧化锰
2H2O2 ==== 2H2O + O2↑
高锰酸钾受热分解
△
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
碳燃烧
点燃
C + O2 === CO2
甲烷燃烧
点燃
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
二氧化碳制取
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
易错:甲烷燃烧的化学方程式中,反应物有氧气(气体)、生成物有二氧化碳(气体),故 CO2 不标“↑”。
第三节 化学反应中的有关计算
1. 依据:化学方程式中物质的质量之比等于相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数乘积之比。
2. 计算步骤与格式:①设未知量;②写出反应的化学方程式;③找出相关物质的质量关系,将已知质量和未知质量写在对应化学式下面;④列出比例式,求解;⑤检查无误后简明写出答案。
3. 例:计算 18 kg 水完全分解产生氢气的质量。
通电
2H2O = 2H2↑ + O2↑
2×18 2×2
18 kg x
解得 x = 2 kg,即 18 kg 水完全分解可产生 2 kg 氢气。
4. 易错:①列在化学式下面的质量必须是纯净物的质量,含杂质的混合物要先换算成参加反应的纯净物质量(如电解含杂质 5% 的氯化镁 1000 kg,应先算出参加反应的 MgCl2 为 950 kg);②质量单位必须上下对应、左右一致。
跨学科实践活动 3 基于绿色化学探究实验室制氧气的原理
从绿色化学视角对比过氧化氢分解、高锰酸钾分解等制氧方案,分析反应条件、产物、安全性与环保性。
第六单元 控制燃烧
第一节 燃烧与灭火
1. 燃烧:可燃物与氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应。
2. 燃烧必须同时满足三个条件:①物质本身是可燃物;②可燃物与充足的氧气(或空气)接触;③温度达到可燃物燃烧所需的最低温度(着火点)。
3. 常见可燃物的着火点:白磷 40 ℃、红磷 240 ℃、木材 250~330 ℃、木炭 320~370 ℃、无烟煤 700~750 ℃。易错:着火点是物质的固有属性,只能降低温度至着火点以下灭火,不能“降低着火点”。
4. 灭火的原理(破坏燃烧条件):①移走(清除)可燃物;②使可燃物隔绝空气(或氧气);③降低可燃物的温度至着火点以下。预防火灾也是提前破坏能引发燃烧的条件。
5. 促进燃烧的方法:增大氧气的浓度或增大可燃物与氧气的接触面积。(如工厂将煤加工成粉末状、化油器将汽油喷成雾状、鼓风机鼓风。)
6. 燃烧不充分与一氧化碳:氧气供给不足时,碳不充分燃烧生成一氧化碳。一氧化碳无色无味,与血液中的血红蛋白结合使人中毒。易错:使用煤炉、燃气热水器时要注意通风,防止一氧化碳中毒。
7. 爆炸:可燃性气体(或粉尘)与空气混合,遇明火在有限空间里急剧燃烧,气体体积急剧膨胀引起爆炸。可燃气体的浓度低到不能发生爆炸的限度叫爆炸下限,高到不能发生爆炸的限度叫爆炸上限;可燃气体与空气混合遇明火发生爆炸的浓度范围叫爆炸极限。通常状况(20 ℃、1.01×105 Pa)下:氢气 4.0%~75.0%,天然气(甲烷)5.0%~15.0%,一氧化碳 12.0%~75.0%,丁烷 1.8%~8.5%。加油站、面粉厂等场所要严禁烟火。
第二节 化石燃料的利用
1. 化石燃料:煤、石油和天然气,是不可再生的能源,都是混合物。它们由远古时代的生物体经漫长岁月形成,其主要成分都是碳氢化合物。
2. 化石燃料的燃烧:碳氢化合物在空气中燃烧时,碳转化为 CO2、氢转化为 H2O,同时以光和热的形式释放能量。燃料中还含少量硫、氮元素,燃烧时会转化为 SO2 和氮的氧化物,污染空气。
3. 甲烷:天然气、沼气的主要成分。充分燃烧时火焰呈蓝色:
点燃
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
碳的燃烧:氧气充足时充分燃烧,氧气供给不足时不充分燃烧:
点燃
C + O2 ==== CO2
点燃
2C + O2 ==== 2CO
高温下炽热的木炭能使二氧化碳转变成一氧化碳:
高温
C + CO2 ==== 2CO
4. 石油分馏:利用石油中各成分的沸点不同,分离出石油气、汽油、航空煤油、柴油、润滑油、沥青等产品,属于物理变化。石油被称为“工业的血液”,可制成塑料、合成橡胶、合成纤维等。
5. 煤的综合利用:煤的焦化、液化和气化,产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。我国能源资源“富煤、贫油、少气”。
6. 碳单质:金刚石、石墨、C60 都是由碳元素组成的单质,碳原子的排列方式不同,性质差异巨大(结构决定性质)。木炭、焦炭、活性炭的主要成分也是碳单质,因具有疏松多孔的结构而具有吸附能力。
7. 能源发展趋势:清洁化、低碳化;积极开发氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等新能源。
第三节 碳达峰与碳中和
1. 碳循环:CO2 的产生途径有生物的呼吸作用、生物体被微生物分解、化石燃料的燃烧、火山喷发等;吸收途径有绿色植物的光合作用、江河湖海溶解等。人类大规模开发利用化石燃料、森林过度砍伐,使碳循环失衡,大气中 CO2 含量升高,温室效应加剧。
2. 二氧化碳的性质:
(1)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气大(约为空气的 1.5 倍),能溶于水(通常 1 体积水约能溶解 1 体积 CO2);固态 CO2 叫干冰,升华时吸收大量的热,可用于人工降雨、作制冷剂。
(2)化学性质:不能燃烧,一般也不支持燃烧,可用于灭火;能与水反应生成碳酸,能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀。
CO2 + H2O = H2CO3
H2CO3 = CO2↑ + H2O
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
(3)易错:①CO2 本身没有毒性,但局部环境中浓度过高会使人缺氧窒息;②澄清石灰水变浑浊是检验 CO2 的常用方法;③碳酸能使紫色石蕊试液变红色,碳酸不稳定,加热易分解,溶液又变回紫色。
3. 实验室制取二氧化碳:用石灰石(或大理石,主要成分 CaCO3)与稀盐酸反应,固液常温型装置,向上排空气法收集,用燃着的木条放在集气瓶口验满。
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
4. 二氧化碳的用途:灭火、作保护气、光合作用的气体肥料、制碳酸饮料、制纯碱和化肥等。
5. 碳达峰与碳中和:“碳”主要指二氧化碳;我国承诺二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值(碳达峰),努力争取 2060 年前实现碳中和。实现路径:一方面从源头减少化石燃料的利用、控制 CO2 产生和排放(开发绿色能源);另一方面促进 CO2 的吸收和转化(植树造林、碳捕集利用与封存)。
跨学科实践活动 4 基于碳中和理念设计低碳行动方案
估算个人衣食住行的碳排放量(碳足迹),设计并践行个人低碳行动方案,树立人与自然和谐共生的绿色发展观。
学生实验
1. 学生实验 1 化学实验基本技能训练:练习试剂的取用、物质的加热、仪器的连接、装置气密性的检验等基本操作,学习观察、记录实验现象和处理数据。
2. 学生实验 2 水的组成及变化的探究:通过电解水(水在直流电作用下分解生成氢气和氧气)和氢气燃烧生成水的实验,依据化学变化中元素种类不变,推断水是由氢、氧两种元素组成的。
3. 学生实验 3 一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制:按计算、称量、量取、溶解、装瓶贴标签的步骤配制一定溶质质量分数的溶液;量筒读数时视线必须与凹液面的最低点保持水平。
4. 学生实验 4 氧气的实验室制取与性质:用高锰酸钾或过氧化氢溶液制取氧气;用带火星的木条检验氧气,用木炭、细铁丝等验证氧气的化学性质。
5. 学生实验 5 燃烧条件的探究:通过对比实验验证燃烧需要同时满足可燃物、氧气(或空气)、达到着火点三个条件;理解通过破坏燃烧条件可以控制燃烧。
6. 学生实验 6 二氧化碳的实验室制取与性质:用石灰石与稀盐酸反应制取 CO2,用向上排空气法收集、燃着的木条验满;探究 CO2 与石蕊试液、澄清石灰水的作用及灭火性质。
附录要点
1. 初中化学实验常用仪器(见教材附录Ⅰ):试管、烧杯、锥形瓶、集气瓶、量筒、酒精灯、铁架台、托盘天平、胶头滴管、玻璃棒、水槽等。
2. 相对原子质量(节选):下表为化学计算中常用的取整值,精确值见教材附录Ⅱ相对原子质量表。
氢 H
1
碳 C
12
氮 N
14
氧 O
16
钠 Na
23
镁 Mg
24
铝 Al
27
硅 Si
28
磷 P
31
硫 S
32
氯 Cl
35.5
钾 K
39
钙 Ca
40
锰 Mn
55
铁 Fe
56
铜 Cu
64
锌 Zn
65
银 Ag
108
钡 Ba
137
3. 化学名词索引(见教材附录Ⅲ)。
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