第2章 浩瀚的大气-【知识清单】-九年级化学同步必备单元知识清单（沪教版·上海）

第2章 浩瀚的大气 知识清单

考点1  认识空气

1.拉瓦锡研究空气成分

用定量的方法实验，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。

（1）实验1：把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，反应文字表达式汞＋氧气  氧化汞

（2）实验2：把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，反应文字表达式  氧化汞汞＋氧气

（3）实验结论：空气由氧气和氮气组成，氧气占体积1/5

2.空气中氧气含量的测定实验

（1）装置图

（2）实验原理  红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使得密闭空间中压强减小，打开弹簧夹，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（白磷和红磷燃烧的反应原理和现象相同）

（3）实验现象

①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟

②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。（烟：固体的小颗粒；雾：液体的小液滴）

（4）实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。

（5）反应原理:文字表达式：磷 + 氧气       五氧化二磷  符号表达式：P + O2       P2O5

（6）注意事项

①红磷必须足量。[如果红磷过少则氧气没有全部消耗完,测量结果偏小]

②集气瓶冷却到室温后才能打开弹簧夹。[否则瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少。测量结果偏小]

③装置的气密性要好。[漏气会使集气瓶外面空气进入，测量结果偏小]

④要先夹紧橡皮管，然后再点红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。[红磷伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出，或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大]

（7）误差分析

实际测得的结果比真实值小，其原因可能是：A红磷量不足；B装置气密性差；C未冷却至室温就打开弹簧夹

（8）集气瓶中水的作用：（1）主要是吸收有毒的五氧化二磷（固体）。（2）还可以吸热加快降温，和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。

（9）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）

（10）燃烧过程中的集气瓶压强变化：

红磷燃烧开始，消耗氧气使得压强减小，但同时燃烧放出的大量热使瓶内的剩余气体受热迅速膨胀，压强增大，燃烧放热引起的压强增大大于消耗氧气的压强减小，所以总的效果是压强增大。待燃烧结束后，剩余气体慢慢冷却，压强减小，减小到比初始压强更小（减少的部分就是被消耗的氧气体现的压强）。打开弹簧夹后，水流入集气瓶，瓶内压强迅速恢复到和大气压相同。

（11）装置改进

教材装置的缺点：①在空气中点燃红磷，会造成空气污染；②燃着的红磷伸入集气瓶时，瓶内气体温度升高，部分气体逸出

  改进方案：

3.空气成分

4.空气各成分用途

（1）氧气的用途：供给呼吸，支持燃烧，钢铁冶炼，金属焊接等。

（2）氮气的性质：物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。

化学性质不支持燃烧，化学性质不活泼。

用途：氮气 工业生产硝酸和氮肥，食品防腐，液态氮气用作制冷剂；

（3）稀有气体，化学性质很不活泼，用作保护气；制作多用途电光源；氦可用于制造低温环境。

5.空气污染

（1）空气中的有害物：细颗粒物、SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物；

（2）空气污染指数越高，污染越严重；

（3）CO2不属于空气污染物，但含量增多会引起温室效应。

考点2  构成物质的微粒

1.构成物质的微粒：分子、原子、离子

大多数物质由分子构成，少数物质(金属、稀有气体、部分非金属固体如金刚石、石墨、硅)由原子构成，一些物质是由离子构成的。如：水由水分子构成，铁由铁原子构成，氯化钠由氯离子和钠离子构成。离子是化学变化中原子得失电子后形成的带电粒子，分为阴离子和阳离子。

2.分子

（1）分子是保持物质化学性质的一种微粒。意大利科学家阿伏伽德罗首先提出分子概念。

（2）分子的性质

①分子的质量和体积都很小。

②分子在不停地做无规则运动的运动。温度升高，分子运动速率加快。

◇实验1：高锰酸钾在水中扩散

现象：高锰酸钾颗粒变小消失，溶液变紫红

原因：高锰酸钾颗粒不断运动扩散，以肉眼看不见的微粒均匀分散在水中。

◇应用：用分子不停地运动解释闻到气味、溶解、扩散、挥发、蒸发等生活现象。用分子运动受温度的影响解释太阳下晒湿衣服比阴凉处干得快。

③分子间有间隙

◇实验2：酒精（滴有红墨水）与水混合

现象：混合后的溶液体积小于原体积之和

原因：微粒之间有间隙，水分子进入酒精分子的间隙中去了，而酒精分子也进入水分子的间隙中去了。

◇分子间间隙大小：一般情况下，气体物质分子间的间隙相对较大，固体和液体物质分子间的间隙相对较小。

A.温度升高，分子间隙增大；温度降低，分子间隙变小。

解释生活现象：物质的热胀冷缩、物质三态变化、给自行车胎打气、等体积的酒精和水混合后总体积变小。如夏天车胎、篮球等打气太满容易爆炸，酒精温度计测温度。（给自行车胎打气，分子间隙变小）

（水银是金属，由原子构成；水银温度计测温度，是因为受热汞原子间隙变大。）

B.压强增大，分子间隙减小；压强减小，分子间隙变大。

解释生活现象：加压可以让6000mL氧气装进40mL钢瓶。

（注意：分子的大小不会改变，物质体积的变化是分子间隙在改变）

（4）同种分子构成的物质化学性质相同，不同种分子构成的物质化学性质不同。

氧气具有助燃性，氧气和液氧都具有助燃性，不具有可燃性；氢气具有可燃性。

考点3  原子

1. 原子：原子是化学变化中的最小微粒。原子论是由英国科学家道尔顿首先提出。

2.单个分子只能保持物质的化学性质，不能保持物质的物理性质。物质的物理性质如颜色、状态、气味、沸点等宏观性质，是由大量分子聚集在一起表现的性质。

3.化学反应的微观实质：在化学反应中分子分裂为原子，原子重新组合成新的分子。

4..分子与原子之间的区别与联系：

5.元素和原子区别与联系

考点4  化学式

1.概念：用元素符号和数字表示物质组成的式子

2.表示的意义：

说出下列符号中2所表示的意义:

      2H：两个氢原子

      2H2：两个氢分子、一个氢分子中含有两个氢原子

      2H2O：两个水分子、一个水分子中含有两个氢原子

考点5  相对原子质量

相对原子质量（Ar）：

一种原子质量对一种碳原子质量的1/12的比值。

相对原子质量  =  —————————————

考点6  化学式计算

1.式量（相对分子质量）：化学式中所有原子的相对原子质量的总和

式量 =（Ar×原子个数）之和

Mg(OH)2的式量 =24 + (16 + 1 )×2 = 58

2.根据化学式确定组成元素的原子个数比

在化学式中，元素符号右下角的数字就是表示该元素原子的个数，因此这些数字的比值就是化合物中的原子个数比。

但注意某些物质的化学式中，同种元素并没有写在一起，这时要注意总的原子个数。

①硅酸钙CaSiO3是由三种元素组成的，其中钙原子、硅原子与氧原子的原子个数比为1:1:3

②求NH4NO3中氮、氢、氧原子个数之比2:4:3。

3.根据化学式确定组成元素的质量比

各元素的相对原子质量×原子个数之比

Fe2O3中铁元素和氧元素的质量比为7:3

4.根据化学式确定组成元素的质量分数

计算碳酸钙CaCO3中钙元素的质量分数为40%

（5）物质中元素质量的计算

某元素的质量 = 化合物的质量×化合物中该元素的质量分数

计算60g硫酸镁(MgSO4 )中氧元素的质量

考点7  氧气的性质和用途

1.物理性质：通常情况下，氧气是一种 无  色  无  味的气体，密度为1.429g/L比空气略 大  ，（因此盛满氧气的集气瓶  倒  放在桌子上）氧气 不易 溶于水；

三态变化：氧气在-183℃时变为 淡蓝  色液体，在—218℃变为 淡蓝色雪花状 固体。

工业存放：工业生成的氧气一般贮存在  蓝色 的钢瓶中，氮气贮存在黑色的钢瓶中。

2.化学性质

综上所述，氧气是一种化学性质 比较活泼 的气体，在一定条件下能跟许多物质发生化学反应，同时放出热量 ，生成新物质。

物质在空气中燃烧与在氧气中燃烧现象不同，说明了氧气的浓度越 高   ，反应越剧烈，现象越明显。

①在铁丝燃烧的实验中，为什么要用光亮的铁丝，而不用生锈的铁丝？

光亮的铁丝，铁和氧气才能直接接触，才确保实验成功。

②为什么要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中？

火柴燃烧也会消耗氧气，避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。

③硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时，为什么在集气瓶中都要装水？

在做铁丝在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底；
在做硫在氧气中燃烧实验时，在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空气.

3.氧化反应

（1）氧化反应：反应物有氧气参与的反应

（2）缓慢氧化：有些氧化反应进行得很慢无明显的发光放热现象，甚至不容易被察觉，这种氧化反应叫做缓慢氧化。举例：动植物的呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等都属于缓慢氧化。

4.氧气的用途：供给呼吸、支持燃烧

考点8  氧气的制法

1.氧气的工业制法

工业制氧气采用分离液态空气法

原理：空气中各成分沸点不同，氮气沸点低于氧气，先分离出

2.实验室加热高锰酸钾制氧气

（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）

（2）原理：文字表达式高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

符号表达式KMnO4  K2MnO4 + MnO2 + O2 

（3）装置：

（4）步骤：查、装、定、点、收、离、熄

①检查装置的气密性：连接好装置，将导管末端放入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。

②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花，用单孔塞塞紧。

③固定装置：将试管固定在铁架台上。

④点燃酒精灯加热：先使试管均匀受热，后对准药品部位加热。

⑤收集气体：

1. 若用排水集气法收集气体，当气泡连续均匀冒出时再收集（刚开始排出的是空气）；水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，正放在桌面上。
2. 用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部（排尽瓶内空气），用排水法收集时，导管放在集气瓶口。

⑥将导管移出水槽。

⑦再熄灭酒精灯。

（5）收集方法：

①排水法：氧气不易溶于水。

②向上排空法：氧气密度比空气大。

（6）检验和验满

①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气。

②验满：

1. 排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已满。
2. 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。

3.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制氧气

（1）药品：氯酸钾、二氧化锰

（2）原理：文字表达式氯酸钾氯化钾+ 氧气

符号表达式KClO3      KCl + O2

（3）装置：与高锰酸钾制氧气装置相似，区别在于试管口不用放棉花。

（4）步骤：查、装、定、点、收、离、熄（同高锰酸钾制氧气）

3. 注意事项：

①高锰酸钾制取氧气，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管，防止堵塞导管。

②试管内的导管略露出橡皮塞即可：利于产生的气体排出。

③试管口要略向下倾斜：防止冷凝水回流使试管炸裂。

④用排水集气法收集氧气时，当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的氧气中混有空气。

⑤实验结束后，先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

⑥两实验的实验用品选择上区别：高锰酸钾有棉花，氯酸钾没有

⑦试管略向下倾斜：防止冷凝水回流使试管炸裂

⑧氯酸钾制取氧气为何要提前将两种药品混合均匀再装入试管：增大反应物接触面积，提高化学反应速率，使反应更充分。

⑨先对试管进行预热，然后对准有药品的部位集中加热。否则会产生的后果受热不均导致试管炸裂。　　

4.实验室过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气

（1）药品：过氧化氢溶液、二氧化锰

（2）原理：文字表达式过氧化氢水+氧气

          符号表达式                     

（3）装置：

（4）步骤

①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。

②装入药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。

③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。

④收气体：收集气体。

5.催化剂

（1）分解过氧化氢制氧气中二氧化锰（黑色粉末）的作用

注：要确定二氧化锰是该反应的催化剂，还需要称量二氧化锰在实验前、后质量未变。

（2）催化剂

①概念：在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率，而本身的质量和化学性质, 在反应前后都没有变化的物质叫催化剂。

②特点：“一变二不变”

“一变”：改变其他物质的化学反应速率。(注意：改变:可以是加快、也可以是减慢)

“二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变。

③催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用

在上述反应中, 二氧化锰起了加速过氧化氢分解的作用所以这个反应中的二氧化锰是催化剂，是反应条件。

6.分解反应：一种物质生成两种或两种以上物质的反应。

7.化合反应：两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。

考点9  物质的量

1.物质的量——表示微粒集合体的物理量。符号：n；单位：摩尔（mol）。1mol任何物质约含有6.02X1023个微粒。

2.1mol物质（即单位物质的量的物质）的质量叫做摩尔质量。符号：M；单位：克/摩；符号 g/mol。摩尔质量在数值上=物质的式量。

摩尔质量单位：g/mol ；式量没有单位

3.摩尔质量、质量、物质的量三者关系式如何表示呢？

考点10  质量守恒定律

1.内容：参加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.内涵和外延

（1）质量守恒定律适用于一切化学反应，只适用于化学反应，不适用于解释物理变化。

（2）质量守恒定律只适用于质量守恒，不包括体积守恒、分子数守恒等。

3.从微观角度分析化学反应遵守质量守恒的原因

化学反应前后，原子种类、数目、质量都不变。故化学反应前后各物质的质量总和必然相等。

4．六不变：①宏观：物质总质量不变；元素种类不变；元素质量不变；微观：原子种类不变；原子数量不变；原子质量不变；

②两个一定变：物质的种类；分子种类；

③两个可能变：分子数目；元素化合价；

考点11  验证质量守恒定律

实验要求：必须发生化学反应且有明显现象。

装置：如有气体参加或生成，则必须在密闭容器中进行。

1．反应原理

实验1：  NaOH＋CuSO4→Na2SO4＋Cu(OH)2  

实验2：  CaCO3＋ HCl→CaCl2＋H2O＋CO2

实验3：  Na2CO3＋ HCl→NaCl＋H2O＋CO2 

2．实验装置

实验1　测定氢氧化钠和硫酸铜的反应前后质量变化    

实验2  测定双氧水的分解反应前后质量变化　

3．实验现象及解释

（1）实验现象

实验1：产生蓝色沉淀，天平不平衡。

实验2：锥形瓶中有气泡产生，实验结束后天平不平衡。

（2）解释

实验1发生了化学反应，没有气体生成，也没有气体参加反应，故实验后天平平衡；

实验2发生了化学反应，产生气体，从装置逸出，故实验结束后天平不平衡。

4．实验结论

（1）化学反应中，参加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）物质在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等，是因为在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以各物质的质量总和相等。

5.质量守恒定律的应用

（1）解释一些实验现象

依据：反应前后物质总质量不变

例如细铁丝在氧气中燃烧后的生成物的质量比原来细铁丝的质量大了。根据质量守恒定律，参加化学反应的铁和氧气的质量之和，等于反应后生成的四氧化三铁的质量；所以，生成物四氧化三铁的质量比原来细铁丝的质量大了。

（2）定性判断物质的元素组成

依据：化学反应前后，元素种类和质量不变。

注意：受热分解，氧气没参与反应，是自身发生分解反应；

      燃烧，与氧气反应，无法证明反应物一定含有氧元素。

（3）根据质量守恒定律进行简单计算

依据：化学反应前后总质量不变。

考点12  化学方程式

1.化学方程式的书写

(1)写：根据事实写出反应物和生成物的化学式，中间用短横线相连；

P + O2 — P2O5

(2)配：化学方程式，使左右两边                     必须相等。

4P + 5O2 — 2P2O5

(3)标：标明反应条件以及生成物的状态“↑”或“↓”；将短横线改为等号；

4P + 5O2 2P2O5

(4)查：检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标了、标了是否恰当。

2.化学方程式的读法和含义

（1）表明反应物、生成物和反应条件；

（2）表示反应物与生成物之间物质的量之比或反应物与生成物间的微粒数（分子数、原子数）之比，即化学式前面的系数比（计量数）；

（3）表明反应物、生成物之间的质量比（相对质量=相对分子质量乘以系数）；

读法：

宏观物质读法：碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳

微观微粒读法：每1个碳原子和1个氧分子在点燃的条件下反应生成1个二氧化碳分子

物质的量读法：每1mol碳原子和1mol 氧分子在点燃的条件下反应生成了1mol 二氧化碳分子

质量读法：每12份质量的碳和32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳

3.依据化学方程式的简单计算