化学（职业通用）全套教学课件

第一章

物质结构全套可编辑PPT课件共11章，包括物质结构、物质的量、化学反应、水和电解质溶液、常见的非金属单质及其化合物、常见的金属单质及其化合物、自然界中最简单的有机化合物——烃、烃的衍生物、生命活动所需能量的主要来源——糖类、生命活动的主要承担者——蛋白质、合成高分子材料。目录第一节原子结构第二节同位素及其应用第三节元素周期律与元素周期表第四节化学键与分子间力第五节化学实验基本操作本章导读大千世界，物质种类繁多、变化多端。我们日常看到的物质都是处于宏观状态的，本章将从微观角度研究物质的组成、结构、性质、应用等，并揭示物质的宏观现象与微观结构之间的相互关系。本章学习目标熟悉原子结构。了解同位素及其应用。掌握元素周期律与元素周期表。熟悉化学键与分子间力。掌握化学实验基本操作。原子结构01一、原子的组成原子是由居于原子中心带正电荷的原子核和在核外做高速运动的带负电荷的电子构成的。原子核由质子和中子构成，每个质子带1个单位的正电荷，中子不带电荷，所以原子核所带的正电荷数（即原子核电荷数，用符号Z表示）等于原子核内质子数。每个电子带1个单位的负电荷。原子核所带的正电荷数与原子核外电子所带的负电荷数相等，所以原子作为一个整体不显电性。一、原子的组成例如，氦（He）原子的原子核由2个质子和2个中子组成，核外有2个电子做高速运动。二、相对原子质量如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值称为质量数，用符号A表示，其中中子数用符号N表示，则如用X代表一个质量数为A、质子数为Z的原子，则可以用代表原子的组成，表示为三、原子核外电子的排布规律在具有多个电子的原子中，各个电子的能量是不同的，在离原子核较近区域运动的电子能量较低，在离原子核较远区域运动的电子能量较高。科学家把这些离原子核远近不同的区域称为电子层。原子核外电子是在不同的电子层内运动的，人们把这种现象称为原子核外电子的分层排布。电子围绕原子核做高速运动，它处在原子核的引力场中，总是从内层排起，当内层排满后再排下一层。电子层可用数字和字母表示，按从内向外的顺序表示为如下形式。数字表示法：1、2、3、4、5、6、7。字母表示法：K、L、M、N、O、P、Q。原子核外电子的排布是有一定规律的：（一）原子核外每一电子层最多容纳的电子数为2n2个，其中n代表电子层，如果n=1，则第1层（即K层）最多容纳2x12=2个。（二）最外层电子数不超过8个，K层为最外层时不超过2个。（三）次外层电子数不超过18个，倒数第3层电子数不超过32个。这些规律是相互关联的，需要综合考虑。例如，第4层最多可容纳32个电子，但第4层作为最外层时，可容纳电子数最多不能超过8个。三、原子核外电子的排布规律同位素及其应用02一、同位素元素是具有相同原子核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。同一种元素原子核中的质子数相同，但中子数不一定相同。如表所示，氢元素的3种原子的原子核内都含有1个质子，但所含的中子数不同。这三种质子数相同、中子数不同的原子互相称为同位素，即氢元素的3种同位素。很多元素都有同位素，具有广泛的应用。有些同位素能够发出肉眼看不见的射线，称为放射性同位素。放射性同位素的用途非常广泛。例如，农业上用放射性同位素放射的γ射线照射种子，使种子发生变异，经过筛选，培育出具有早熟、高产、抗病等特点的优良品种；医学上用碘的放射性同位素诊断和治疗甲状腺疾病等。二、同位素的应用元素周期律与元素周期表03一、元素周期律如表所示，人们按照原子核电荷数由小到大的顺序给元素的原子编号，这种编号称为原子序数。显然，原子序数在数值上与原子核电荷数相等。元素的原子核外电子排布、原子半径及主要化合价等都随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。元素性质是由原子结构决定的，那么元素性质也将随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这个规律称为元素周期律。二、元素周期表科学家们根据元素的原子结构和性质，把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行；把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵列，这样就得到一个元素周期表。（一）元素周期表的横行元素周期表中有7个横行，每个横行称为一个周期，所以共有7个周期。每一周期中元素原子的电子层数相同，从左到右原子序数递增，周期序数就是该周期元素原子具有的电子层数，即周期序数=电子层数。第1、2、3周期所含元素种类分别为2种、8种、8种，称为短周期；第4、5、6周期所含元素种类较多，分别为18种、18种、32种，称为长周期；第7周期目前所含元素种类为26种，还未填满，所以称为不完全周期。（二）元素周期表的纵列元素周期表中有18个纵列，除第8、9、10三个纵列为一族（称为第Ⅷ族）外，其他每个纵列各为一族，所以共有16个族。每一族中元素原子的最外层电子数相同，族序数用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、……、Ⅶ、Ⅷ表示。元素周期表中的族有主族和副族之分。二、元素周期表主族是指由短周期元素和长周期元素共同构成的族（稀有气体除外）。在元素周期表中，主族共有7个，主族序数后标A，如ⅠA、ⅡA……ⅦA，主族序数与该族元素原子的最外层电子数相等。副族是指完全由长周期元素构成的族（第Ⅷ族除外）。在元素周期表中，副族也有7个，副族序数后面标B，如ⅠB、ⅡB……ⅦB。最外层电子数为8的元素（稀有气体元素）化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，它们的化合价为0，因此称为0族。二、元素周期表三、元素周期表中元素性质的递变规律元素的金属性是指其原子失去电子形成阳离子的性质，越容易失去电子，金属性越强，反之越弱；元素的非金属性是指其原子获得电子形成阴离子的性质，越容易得到电子，非金属性越强，反之越弱。（一）同周期元素性质的递变规律在同一周期中，从左到右，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但元素的原子核电荷数逐渐增加，原子半径逐渐减小，失去电子的能力逐渐减弱，得到电子的能力逐渐增强（0族除外）。因此，同一周期元素从左到右的金属性逐渐减弱，而非金属性逐渐增强。（二）同主族元素性质的递变规律在同一主族中，自上而下，元素的原子失去电子的能力逐渐增强，得到电子的能力逐渐减弱。同一主族元素自上而下的金属性逐渐增强，而非金属性逐渐减弱。在元素周期表中有主族的金属元素和非金属元素分区。如图，虚线左侧是金属元素，虚线右侧是非金属元素，最右一个纵列是稀有气体元素。元素的金属性与非金属之间没有严格的界限，位于分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。三、元素周期表中元素性质的递变规律元素金属性、非金属性的强弱，可以通过以下化学性质来判断。（一）元素金属性的强弱，可以从它的单质跟水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它的最高价氧化物对应的水化物（即氢氧化物）的碱性强弱来判断。如果元素的单质跟水（或酸）反应置换出氢容易，而且它的氢氧化物碱性强，则这种元素的金属性就强，反之就弱。（二）元素非金属性的强弱，可以从它的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱，或跟氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。如果元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强，或者它跟氢气生成气态氢化物容易且稳定，则这种元素的非金属性就强，反之就弱。三、元素周期表中元素性质的递变规律四、元素周期表和元素周期律的实际意义元素在元素周期表中的位置，反映了元素的原子结构和性质。有了元素周期律后，我们可以根据元素在元素周期表中的位置推测其原子结构和性质，也可以根据元素的原子结构和性质推测它在元素周期表中的位置。运用元素周期表和元素周期律，我们还可以预测和发现新元素。元素周期表和元素周期律对其他与化学相关的科学技术也有指导作用。化学键与分子间力04一、化学键原子之间能自动结合是因为它们之间存在强烈的相互作用。原子之间强烈的相互作用就是化学键。化学键主要有离子键、共价键和金属键三种，本节主要介绍离子键和共价键。（一）离子键通常，位于元素周期表中左侧的活泼金属元素与位于周期表中右上方的活泼非金属元素发生化合反应时，金属元素的原子易失去电子形成阳离子，非金属元素的原子易得到电子形成阴离子，阳离子和阴离子通过静电作用结合在一起。人们把这种阴阳离子之间的相互作用称为离子键。通过离子键形成的化合物称为离子化合物。绝大多数盐类、强碱类和活泼金属氧化物都是离子化合物。例如，NaCl、KCl、NaOH、CaO等都是离子化合物。离子化合物的特点是在熔融状态能导电，易溶的离子化合物在水溶液里能导电。离子化合物的形成可以用电子式来表示，例如，氯化钠的形成过程可表示为一、化学键（二）共价键非金属元素与非金属元素发生化合反应时，由于非金属元素的原子之间不能形成得失电子的关系，它们是由两个原子各提供一定数量的电子形成共用电子对，使两个原子的最外层电子数都达到稳定结构。这种通过共用电子对形成的相互作用称为共价键。例如，Cl2的形成过程用电子式表示为一、化学键在同种元素形成的双原子单质分子（如H2、Cl2）中，由于两个原子对电子的吸引能力相同，共用电子对处于两个原子中间，成键的原子不显电性，我们称这种共价键为非极性共价键，简称非极性键。例如，Cl2的两个Cl原子之间形成的共价键就是非极性键。在不同种元素形成的化合物分子中，由于各原子对电子的吸引能力不同，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，所以吸引电子能力强的一方显负电性，吸引电子能力弱的一方显正电性，我们称这种共价键为极性共价键，简称极性键。例如，HCl中H原子和Cl原子之间形成的共价键就是极性键，用电子式表示为一、化学键分子中只有共价键的化合物称为共价化合物。例如，HCl、H2O、NH3等都是共价化合物。共价化合物的特点是在熔融状态不导电，易溶的共价化合物在水溶液里可能导电，也可能不导电。一、化学键二、分子间力分子间存在着一种相互吸引的作用，即分子间力。从能量上来看，分子间力比化学键要小得多。化学键的键能约为125.4～836kJ/mol，而分子间力的能量约为10～40kJ/mol。分子间力作用的范围较小，所以固态时分子间力较大，液态次之，而气态时分子间力很小。分子间力的大小对物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质有一定的影响。分子间力越大，物质的熔点、沸点就越高。一般地，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，其分子间力也增大，熔点、沸点也随之升高。化学实验基本操作05一、基本操作（一）药品的取用1．取用原则（1）不能用手直接接触药品，不要将鼻孔凑到容器口去闻药品（尤其气体）的气味。（2）应严格按照规定的用量取用药品；若无说明用量，一般应按最少量取用（液体取1～2mL，固体只需盖满试管底部即可）。（3）用剩的药品不能放回原瓶，也不能随意丢弃，不能带出实验室，应放入指定容器内。2．固体药品的取用1）粉末状药品取用如图所示，首先将试管横放（或倾斜），然后将盛满药品的药匙或对折的纸条平行地伸入试管约2/3处，最后将试管慢慢直立。2）块状药品取用首先将试管横放，然后把药品放在试管口，最后慢慢地竖起试管，以防试管破裂。一、基本操作3．液体药品的取用1）采用胶头滴管取用液体药品（1）用手指捏紧橡胶胶头，排出胶头滴管中的空气。（2）将胶头滴管伸入待取液体药品中，放开手指，液体药品被吸入。取出胶头滴管，将其悬空放在欲滴入的容器口上方。（3）用拇指和食指轻轻捏挤橡胶胶头，使液体药品滴入容器中。一、基本操作2）采用倾倒法取用液体药品（1）当采用倾倒法取用液体药品加入试管时，左手拿着试管倾斜，右手拿着盛装液体药品的试剂瓶，试剂瓶的瓶口紧挨试管口，让液体药品缓缓地注入试管，如图所示。（2）当采用倾倒法取用液体药品加入烧杯时，左手拿着玻璃棒使其下端轻抵烧杯内壁，试剂瓶的瓶口紧贴玻璃棒，将液体药品缓缓倒入烧杯，如图所示。一、基本操作（二）物质的加热1．酒精灯的使用在化学实验中，给物质加热时一般采用酒精灯，其构造如图所示。酒精灯的使用主要包括检、点和熄三步。（1）检：检查灯芯是否平整；检查酒精灯内是否有酒精（酒精不能超过酒精灯容积的2/3）。（2）点：用火柴点燃酒精灯，禁止用燃着的酒精灯去引燃另一盏酒精灯。一、基本操作（3）熄：用灯帽盖灭酒精灯，禁止用嘴吹灭酒精灯。一、基本操作2．给物质加热加热所用仪器：加热液体时所用仪器有试管、烧瓶、烧杯、蒸发皿等；加热固体时所用仪器有试管、蒸发皿等。其中，试管、蒸发皿可以直接加热；烧杯、烧瓶不能直接加热，需要垫石棉网。一、基本操作2．给物质加热加热操作及注意事项：（1）加热前，如果仪器外壁有水，则应先擦干再加热，以免仪器炸裂。（2）酒精灯的外焰温度最高，加热时应用外焰。（3）加热时，应先均匀加热仪器外壁，然后再集中加热，否则仪器易破裂。（4）给试管中的固体加热时，试管口必须略微向下倾斜，防止产生的水倒流，导致试管破裂，如图所示。一、基本操作（5）给试管中的液体加热时，液体不能超过试管容积的1/3，试管应倾斜，与桌面约成45°角，试管口不要对着自己或别人，如图所示。（6）加热时，仪器底部不能接触灯芯，否则仪器易破裂。（7）加热后，如果仪器温度很高，则不能立即用冷水冲洗，否则仪器可能破裂。一、基本操作（三）仪器的洗涤1．洗涤原因仪器不干净会影响实验效果，所以在使用仪器前应洗涤干净。2．洗涤方法仪器的洗涤方法主要有冲洗法、刷洗法和药剂洗涤法三种。1）冲洗法往仪器中注入少量的水（一般不超过仪器容积的1/3），振荡、倒掉，反复几次；然后将仪器口朝下，冲洗外壁；最后将仪器放于指定位置晾干，如果是试管，则应将其倒扣在试管架上。一、基本操作2）刷洗法如图所示，若仪器内壁附有不易洗掉的物质，可以往仪器里倒入少量水，然后选择合适的毛刷配合去污粉、洗涤剂，在仪器内往复转动，进行刷洗，最后用水冲洗几次。3）药剂洗涤法对于用水洗不掉的污物，可以根据污物不同的性质用药剂进行处理。一、基本操作二、化学品使用安全标识

三、重要的安全防范措施

（1）做有毒气体的实验时，应在通风橱中进行，并注意对尾气进行适当处理（如吸收等）。（2）烫伤宜找医生处理。（3）当浓酸撒在实验台上时，先用Na2CO3（或NaHCO3）中和，然后用水冲擦干净。当浓酸沾在皮肤上时，宜先用干抹布拭去，再用水冲洗干净。当浓酸溅在眼中时，应先用稀NaHCO3溶液淋洗，然后请医生处理。三、重要的安全防范措施

（4）当浓碱撒在实验台上时，先用稀醋酸中和，然后用水冲擦干净。当浓碱沾在皮肤上时，宜先用大量水冲洗，再涂上硼酸溶液。当浓碱溅在眼中时，用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。（5）当钠、磷等失火时，宜用沙土扑盖。（6）当酒精及其他易燃有机物小面积失火时，应迅速用湿抹布扑盖。谢谢!

第二章

物质的量目录第一节物质的量及摩尔质量第二节气体摩尔体积第三节溶液的相关运算实四验溶液的配制与稀释本章导读我们实际中看到的宏观物质都是由微观粒子组成的，它们之间在数量上存在某种联系，科学上采用“物质的量”表示这种联系，本章将对此进行具体介绍。本章学习目标熟悉物质的量及摩尔质量了解气体摩尔体积。掌握溶液的相关运算。掌握溶液的配制与稀释。物质的量及摩尔质量01一、物质的量物质的量用符号n表示，它是指含有一定数目粒子的集体，单位为摩尔，简称摩，符号为mol。物质的量n、粒子数目N与阿伏加德罗常数NA之间存在以下关系：

1mol任何粒子的集体所含粒子的数目称为阿伏加德罗常数，用符号NA表示。体所含粒子的数目称为阿伏加德罗常数，用符号NA表示。二、摩尔质量我们把1mol物质所具有的质量称为该物质的摩尔质量，用符号M表示，常用单位为g/mol和kg/mol。摩尔质量M与物质的质量m、物质的量n之间存在以下关系：三、物质的量的相关计算物质的量的相关计算一般根据下述关系式来进行：三、物质的量的相关计算例题1：3molH2O的质量为多少？含有多少个水分子？解：已知水的摩尔质量为M(H2O)=18g/mol，水的物质的量为n(H2O)=3mol，则3molH2O的质量为3molH2O含有的水分子个数为答：3molH2O的质量为54g，含有1.806×1024

个水分子。气体摩尔体积02一、气体摩尔体积的概念

1mol把温度为0℃，压强为101.325kPa时的状况称为标准状况。

在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。我们把单位物质的量（即1mol）气体的体积称为气体摩尔体积，用符号Vm表示，单位为L/mol，

在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。这个规律称为阿伏伽德罗定律。二、气体摩尔体积的相关计算气体的体积V、气体的物质的量n和气体的摩尔体积Vm之间存在以下关系：二、气体摩尔体积的相关计算例题2标准状况下，56L的H2质量是多少？解：已知标准状况下H2的体积为V(H2)=56L，气体摩尔体积为Vm(H2)=22.4L/mol，则H2的物质的量为又知H2的摩尔质量为M(H2)=2g/mol，所以H2的质量为答：标准状况下，56L的H2质量是5g。二、气体摩尔体积的相关计算例题3计算标准状况下7.1gCl2的体积。解：已知Cl2的质量为m(Cl2)=7.1g，摩尔质量为M(Cl2)=71g/mol，则Cl2的物质的量为又知标准状况下Cl2的气体摩尔体积为Vm(Cl2)22.4L/mol，所以Cl2的体积为答：标准状况下，7.1gCl2的体积是2.24L。溶液的相关

运算03我们把单位体积的溶液中所含溶质的质量，称为该溶液的质量浓度，用符号ρ表示，常用单位为g/L、mg/L或μg/L。一、质量浓度及其相关计算例题4将2g氯化钠溶于水制成400mL溶液，则该溶液的质量浓度为多少？解：已知溶质的质量为m(NaCl)=2g，溶液体积为V=400mL=0.4L，则该溶液的质量浓度为答：该溶液的质量浓度为5g/L。一、质量浓度及其相关计算我们把单位体积的溶液中所含溶质的物质的量，称为该溶液的物质的量浓度，用符号c表示，常用单位为mol/L、mmol/L。二、物质的量浓度及其相关计算例题5将11.7g氯化钠溶于水中，制成400mL溶液，则该溶液的物质的量浓度为多少？解：已知溶质的质量为m(NaCl)=11.7g，溶质的摩尔质量为M(NaCl)=58.8g/mol，则溶质的物质的量为已知溶液的体积为V=400mL=0.4L，则溶液的物质的量浓度为答：该溶液的物质的量浓度为0.5mol/L。二、物质的量浓度及其相关计算例题8将98gH2SO4完全中和，需要NaOH的物质的量是多少？三、物质的量应用于化学方程式的相关计算解：已知H2SO4的质量为m(H2SO4)=98g，摩尔质量为M(H2SO4)=98g/mol，则根据H2SO4与NaOH反应的化学方程式及各物质的数量关系，即

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得实验：溶液的配制与稀释041．实验内容配制浓度为0.5mol/L的NaCl溶液250mL。2．实验用品1）实验仪器烧杯（150mL）、容量瓶（250mL）、胶头滴管、量筒（50mL）、玻璃棒、药匙、托盘天平。2）实验药品NaCl固体、蒸馏水。（一）溶液的配制3．实验步骤1）计算配制浓度为0.5mol/L的NaCl溶液250mL，所需NaCl固体的质量为

g。2）称量根据计算结果，用托盘天平称量所需的NaCl固体，如图2-7所示。（一）溶液的配制图2-7称量3）溶解把称好的NaCl固体放入烧杯中，再向烧杯中加入10mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使NaCl固体完全溶解。4）转移将烧杯中的溶液沿玻璃棒转移到容量瓶中，用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部转移到容量瓶中，轻轻振荡容量瓶，使溶液混合均匀。（一）溶液的配制5）定容继续向容量瓶中加入蒸馏水，当液面到达容量瓶刻度线以下1～2cm时，改用胶头滴管逐滴加水，使溶液凹面的最低处正好与刻度线相切6）摇匀盖好容量瓶瓶塞，反复颠倒、摇匀，如图2-11所示。7）装液贴签将容量瓶中的液体倒入试剂瓶中，贴好标签。（一）溶液的配制1．实验内容配制浓度为1mol/L的H2SO4溶液100mL。2．实验用品1）实验仪器烧杯（100mL）、容量瓶（100mL）、胶头滴管、量筒（20mL）、玻璃棒。2）实验药品浓度为6mol/L的H2SO4、蒸馏水。（二）溶液的稀释3．实验步骤1）计算根据稀释公式计算，配制浓度为1mol/L的H2SO4溶液100mL，所需浓度为6mol/L的H2SO4的体积为

mL。2）量取根据计算结果，用量筒量取所需浓度为6mol/L的H2SO4。3）稀释将量取的H2SO4慢慢地沿着烧杯内壁倒入盛有50mL蒸馏水的烧杯中，边倒、边搅拌、边冷却。（二）溶液的稀释4）转移将烧杯中的溶液沿玻璃棒转移到容量瓶中，用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部转移到容量瓶中。5）定容继续向容量瓶中加入蒸馏水，当液面到达容量瓶刻度线以下1～2cm时，改用胶头滴管逐滴加水，使溶液凹面的最低处正好与刻度线相切。6）摇匀盖好容量瓶瓶塞，反复颠倒、摇匀。7）装液贴签将容量瓶中的液体倒入试剂瓶中，贴好标签。（二）溶液的稀释谢谢!

第三章

化学反应目录第一节氧化还原反应第二节化学反应速率第三节化学平衡本章导读化学反应在生活、生产中无处不在，本章将要介绍的化学反应速率和化学平衡问题，在介绍这些问题前，先介绍氧化还原反应的相关知识。本章学习目标熟悉氧化还原反应的相关知识。掌握化学反应速率的相关知识。掌握化学平衡的相关知识。氧化还原反应01一、氧化还原反应的概念在一个化学反应中，如果发生了还原反应，就会发生氧化反应，这两个过程是同时进行的，这样的反应称为氧化还原反应。例如，氧化铜（CuO）与氢气（H2）发生的化学反应，即一、氧化还原反应的概念凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应，其中，元素化合价升高的化学反应为氧化反应，元素化合价降低的化学反应为还原反应。一、氧化还原反应的概念在该化学反应中，钠原子失去一个电子，元素化合价升高，被氧化，发生了氧化反应；氯原子得到一个电子，元素化合价降低，被还原，发生了还原反应，如图3-4所示。图3-4钠与氯气的氧化还原反应一、氧化还原反应的概念凡是有电子转移的反应，称为氧化还原反应，失去电子或共用电子对偏离的反应称为氧化反应，得到电子或共用电子对偏向的反应称为还原反应。化合反应：是指两种或两种以上物质生成一种新物质的化学反应，简记为还原反应。化合反应：指两种或两种以上物质生成一种新物质的化学反应，简记为A+B=C。分解反应：指一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，简记为A=B+C。置换反应：指一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，简记为A+BC=B+AC。复分解反应：指一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，简记为AB+CD=AD+CB。二、氧化剂和还原剂（一）氧化剂和还原剂的概念在氧化还原反应中，失去电子（或共用电子对偏离），化合价升高的物质称为还原剂；得到电子（或共用电子对偏向），化合价降低的物质称为氧化剂，如图3-5所示。图3-5氧化剂和还原剂二、氧化剂和还原剂（二）常见的氧化剂和还原剂具有中间价态的一些化合物既可做氧化剂，也可做还原剂，如SO2、FeSO4（硫酸亚铁）等。在有些氧化还原反应中，氧化剂和还原剂是同一种物质。例如，氯酸钾的分解反应，即化学反应速率02一、化学反应速率的概念及表示方法在一定条件下，用于衡量化学反应进行快慢程度的物理量，称为化学反应速率。

在同一化学反应中，用不同的反应物和生成物表示的化学反应速率不相等，但它们的数值之比恰好等于化学反应方程式中各物质的系数之比，所以化学反应速率可以用任一反应物或生成物来表示。二、影响化学反应速率的条件（一）浓度对化学反应速率的影响我们先看一个实验现象：硫在空气中燃烧时产生微弱的淡蓝色火焰，如图3-10所示；而在纯氧中燃烧时则发出明亮的蓝紫色火焰，如图3-11所示。

图3-10硫在空气中燃烧图3-11硫在纯氧中燃烧二、影响化学反应速率的条件（二）压强对化学反应速率的影响

在密闭容器中，一定温度下，压强越大，一定质量的气体体积就越小，单位体积内的气体分子数就越多，气体浓度越大。

压强越小，一定质量的气体体积就越大，单位体积内的气体分子数就越少，气体浓度越小。二、影响化学反应速率的条件（三）温度对化学反应速率的影响温度对化学反应速率的影响特别显著。例如，氢气和氧气发生的化学反应，在常温下进行得非常缓慢，但是在600℃下，该化学反应会立即发生并出现剧烈爆炸。

当其他条件相同时，升高温度，可加快化学反应速率；降低温度，可减慢化学反应速率。二、影响化学反应速率的条件（四）催化剂对化学反应速率的影响

在化学反应中，可以改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量、化学组成和性质保持不变的物质，称为催化剂。

有催化剂参加的化学反应称为催化反应。催化剂改变化学反应速率的现象称为催化作用。二、影响化学反应速率的条件（四）催化剂对化学反应速率的影响

正催化剂能加快化学反应速率。例如，实验室用氯酸钾分解制取氧气时，会在反应中加入二氧化锰催化剂，以加快化学反应速率。

负催化剂能减慢化学反应速率。例如，合成橡胶中的防老剂就是负催化剂。化学平衡03一、可逆反应与化学平衡（一）可逆反应在不同的化学反应中，反应进行的程度会有些不同。在有些化学反应中，反应物能够全部转化为生成物，即反应能够进行到底。

这种只能向一个方向进行并且能进行到底的化学反应称为不可逆反应。一、可逆反应与化学平衡

在相同条件下，能够同时向两个相反方向进行的化学反应称为可逆反应。

化学方程式中从左向右进行的化学反应称为正反应；化学方程式中从右向左进行的化学反应称为逆反应。一、可逆反应与化学平衡（二）化学平衡1．化学平衡的概念在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中各物质的浓度保持不变，这种状态称为化学平衡状态。

图3-12可逆反应中正、逆反应速率的变化一、可逆反应与化学平衡2．化学平衡的特征化学平衡主要具有以下两个特征。

（1）化学平衡是一种动态平衡，即当化学反应达到平衡时，化学反应并没有停止，只是处于的动态平衡。

（2）当条件不变时，反应体系中各物质的浓度不再发生变化。一、可逆反应与化学平衡3．化学平衡的移动当条件发生改变时，化学平衡会遭到破坏，各物质的浓度会发生变化，当正、逆反应速率再次相等时，化学反应会达到新的平衡。这种旧化学平衡被破坏，新化学平衡被建立的过程称为化学平衡的移动。二、影响化学平衡的条件（一）浓度对化学平衡的影响上述实验的体系中存在如下化学反应，化学方程式下面标记了对应物质溶液的颜色。

加入FeCl3，红色加深，Fe(SCN)3变多，化学平衡向正反应方向移动；加入KCl，红色变淡，Fe(SCN)3变少，化学平衡向逆反应方向移动。二、影响化学平衡的条件（二）压强对化学平衡的影响

增大压强，气体颜色变浅，化学平衡向生成，N2O4的方向移动，化学平衡向气体体积减小的方向移动；

减小压强，气体颜色变深，化学平衡向生成，NO2的方向移动，化学平衡向气体体积增大的方向移动。二、影响化学平衡的条件（三）温度对化学平衡的影响

化学反应总是伴随热量的变化。放出热量的化学反应称为放热反应。

吸收热量的反应称为吸热反应。二、影响化学平衡的条件（三）温度对化学平衡的影响

升高温度，气体颜色变深，化学平衡向生成NO2的方向移动，化学平衡向吸热反应方向移动。

降低温度，气体颜色变浅，化学平衡向生成N2O4的方向移动，化学平衡向放热反应方向移动。谢谢!

第四章

水和电解质溶液目录第一节水第二节溶液第三节电解质第四节水的离子积和溶液的pH第五节离子反应和离子反应方程式目录第六节盐的水解第七节原电池实验溶液pH的测定本章导读将一种或一种以上的物质，以分子或离子状态均匀地分散在另一种物质中，得到的均匀、稳定的物质称为溶液。其中，被溶解的物质称为溶质，溶解其他物质的物质称为溶剂。在实际生产和实验室中，很多化学反应都是在溶液中进行的，溶液的溶质往往为电解质，溶剂为水。本章将介绍水和电解质溶液的相关知识。本章学习目标了解水的相关知识。了解溶液的相关知识。掌握强电解质与弱电解质的相关知识。熟悉水的离子积和溶液的pH。掌握离子反应与离子方程式。理解盐的水解。了解原电池。水01一、水的分子结构水是由氢元素和氧元素组成的。经过精确的实验测定发现，水分子是由2个氢原子（H）和1个氧原子（O）组成的，可表示为H2O。水分子的三个原子间形成104.5°的角，氧原子居于中心，两个氢原子位于两侧，形状略呈“V”字形。每个氢原子和氧原子之间以共价键连接，且共用电子对在氧原子周围运动，从而使氧原子带负电，氢原子带正电。水的分子结构图二、水的基本性质（1）在常温下，水是无色、无味的透明液体。（2）在标准大气压下，纯水的沸点为100℃，凝固点为0℃。纯水在4℃时的密度为1.00g/cm3。（3）水有多种形态，固态的水就是我们熟知的冰，气态的水就是我们所说的水蒸气，而我们常说的水指的是液态的水。（4）水有很强的溶解能力，可以溶解许多物质，包括固体、液体、气体等。（5）导热性能较小、表面张力大、压缩率小。三、硬水和软水对于自来水来说，含有较多可溶性的钙、镁化合物的水称为硬水；不含或含较少可溶性的钙、镁化合物的水称为软水，常见的有蒸馏水。软水有很多益处。例如，使用软水可以减少洗涤剂的使用量，减少热水器、洗衣机等的维修问题，增加衣物洗后的柔软程度等。硬水不会对健康造成直接危害，但是会给生活和生产带来很多不便。例如，硬水不能使肥皂产生泡沫，还会在所洗涤的衣物上沉淀水垢，或者使衣物产生锈斑；硬水烧开后会在壶底渐渐结上一层坚硬的白色水垢；如果将这种硬水用在锅炉上，会使锅炉底部和管道壁上形成“硬垢”，进而使管壁过热变形，严重时导致锅炉和管道发生爆炸。水是地球上最常见的物质之一，它是一切生命之源。在自然界中，水主要起到调节气候、美化环境的作用；在生活上，水主要起到饮用、洗涤等作用；在工业生产中，水主要起到溶解、加热、冷却等作用；在农业上，水主要起到灌溉、养殖等作用。此外，水在航运、发电等方面也发挥着重要作用。四、水的用途水力发电溶液02一、溶液的概念将一种或一种以上的物质，以分子或离子状态均匀地分散在另一种物质中，得到的均匀、稳定的物质称为溶液。其中，被溶解的物质称为溶质，溶解其他物质的物质称为溶剂。溶液一般具有以下性质：均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全相同。稳定性：外界条件不变时，即使溶液长时间放置，溶质和溶剂也不会分离。一种物质的分子或离子均匀地分散在另一种物质中的过程称为溶解。影响溶解的因素主要有温度、物质颗粒的大小及搅拌或震荡程度。一般情况下，温度越高、物质颗粒越小、搅拌或震荡程度越大，物质越容易溶解；反之越不容易溶解。一种物质在溶剂中溶解力的大小称为溶解性。不同物质在同一种溶剂中的溶解性不同；同一种物质在不同溶剂中的溶解性也不同。二、溶解、溶解性和溶解度碘溶于水，溶于汽油吗？高锰酸钾（KMnO4）溶于汽油，溶于水吗？在一定温度和压强下，物质在一定量溶剂中溶解的最大限度称为溶解度。如果一种物质能够很好地溶解在溶剂里，我们就称这种物质是可溶的；如果一种物质在溶剂中的溶解程度不大，我们就称这种物质是微溶的；如果一种物质在溶剂中几乎不溶解，我们就称这种物质是不溶或难溶的。二、溶解、溶解性和溶解度在一定温度和压强下，物质在一定量溶剂中溶解的最大限度称为溶解度。如果一种物质能够很好地溶解在溶剂里，我们就称这种物质是可溶的；如果一种物质在溶剂中的溶解程度不大，我们就称这种物质是微溶的；如果一种物质在溶剂中几乎不溶解，我们就称这种物质是不溶或难溶的。二、溶解、溶解性和溶解度饱和溶液是指在一定温度、一定量的溶剂中，溶质不能继续被溶解的溶液。不饱和溶液是指在一定温度、一定量的溶剂中，溶质可以继续被溶解的溶液。一般情况下，饱和溶液与不饱和溶液间可以互相转化，具体方法如下。（1）不饱和溶液可通过以下方式转化为饱和溶液：增加溶质（对一切溶液适用）、降低温度（对溶质的溶解度随温度升高而升高的溶液适用，反之则需要升高温度，如石灰水）、蒸发溶剂（对溶剂是液体的溶液适用）。（2）饱和溶液可通过以下方式转化为不饱和溶液：增加溶剂（对一切溶液适用）、升高温度（对溶质的溶解度随温度升高而升高的溶液适用，反之则需要降低温度，如石灰水）等。三、饱和溶液和不饱和溶液电解质03一、电解质及其解离在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质。在水溶液中或熔融状态下不能导电的化合物称为非电解质。电解质在水溶液中或熔融状态下形成自由移动离子的过程称为解离。酸、碱和盐都是电解质，它们在水溶液中能形成自由移动的离子，这些离子在外电场作用下会产生定向移动，所以能导电。大多数有机化合物，如酒精、蔗糖等都是非电解质，因为它们以分子形式存在，无法解离出离子。二、强电解质和弱电解质相同条件下，不同电解质在水溶液中的解离程度是不同的。根据在水溶液中解离程度的不同，电解质可分为强电解质和弱电解质两种。（一）强电解质在水溶液中能够完全解离成离子的电解质称为强电解质。强电解质包括强酸、强碱和大多数盐等。常见的强酸有HCl、H2SO4、HNO3等，常见的强碱有NaOH、KOH等，常见的强电解质盐有NaCl、Na2CO3、NH4Cl等。强电解质在水溶液中完全以离子形式存在。例如，KOH在水溶液中的解离方程式可表示为二、强电解质和弱电解质（二）弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子的电解质称为弱电解质。弱电解质包括弱酸、弱碱和水。常见的弱酸有CH3COOH、H2CO3、HF、H2S、H2SO3、H3PO4等，常见的弱碱有、、、、、等。弱电解质在水溶液中只有少部分解离成离子，大部分仍然以分子形式存在。在解离方程式中，弱电解质的解离用“”连接，表示部分解离。多元弱酸需要分步解离，以第一步解离为主；多元弱碱不需要分步解离。例如（一）概念弱电解质的解离是一个可逆的过程。弱电解质溶于水时，其中一部分分子解离成带有相反电荷的阴、阳离子，溶液中的阴、阳离子在相互碰撞时又相互吸引，重新结合成分子。例如，醋酸在水溶液中的解离可表示为在一定条件下，当弱电解质的分子解离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，分子和离子间就建立起动态平衡，我们把这种动态平衡称为弱电解质的解离平衡。三、弱电解质的解离平衡（二）特点弱电解质的解离平衡的特点可以概括为“逆、动、等、变、定”五个字。逆：解离是可逆的。动：解离平衡是一种动态平衡。等：达到解离平衡时，弱电解质的分子解离成离子的速率等于离子结合成分子的速率。变：当外界条件发生变化时，解离平衡会发生变化。定：达到解离平衡时，溶液中离子的浓度和分子的浓度是定值，保持不变。三、弱电解质的解离平衡（三）影响因素1．温度解离过程属于吸热过程。升高温度，解离平衡正向移动，解离程度变大；降低温度，解离平衡逆向移动，解离程度变小。2．相关离子当加入与弱电解质解离成的离子相同或者发生反应的相关离子时，解离平衡也会发生变化。3．浓度溶液浓度越小，解离程度越大。当弱电解质的解离达到解离平衡时，加水稀释会促进解离，使解离平衡正向移动。三、弱电解质的解离平衡水的离子积和

溶液的pH04一、水的离子积水是一种极弱的电解质，能发生微弱的解离，产生极少量的和。水的解离方程式为在一定温度下，纯水中的物质的量浓度与的物质的量浓度的乘积是个常数，这个常数称为水的离子积常数，简称为水的离子积，用符号表示。实验测得，在25℃下，纯水中，所以会随着温度的升高而增大，但在常温范围内变化不大，一般认为常温下水的离子积常数不仅在纯水中成立，而且在酸、碱、盐的稀溶液中也同样成立。也就是说，不论是酸性、碱性或中性溶液，与的乘积始终为。溶液的酸碱性取决于溶液中和的相对大小，一般如下。酸性溶液：中性溶液：碱性溶液：二、溶液的pH（一）c(H+)、pH和溶液酸碱性之间的关系在实际生活中，仅仅知道某种溶液是酸性还是碱性是不够的，有时还需要知道溶液酸性、碱性的强弱程度，即溶液的酸碱度。溶液的酸碱度通常采用的负对数来表示，这个负对数称为溶液的pH，即三、弱电解质的解离平衡c(H+)、pH和溶液酸碱性之间的关系（二）溶液pH的计算三、弱电解质的解离平衡（三）溶液pH的测定方法1．采用pH试纸测定pH试纸在不同酸碱度的溶液里会显示不同的颜色。测定时，把待测溶液滴在pH试纸（见图4-16）上，然后把pH试纸显示的颜色与标准比色卡（见图4-17）对照，便可知该溶液的近似pH。三、弱电解质的解离平衡图4-16pH试纸

图4-17标准比色卡（三）溶液pH的测定方法2．采用pH计测定pH计（也称为酸度计）可以测出溶液的精确pH，如图4-18所示。三、弱电解质的解离平衡图4-18pH计（二）pH的应用1．pH在日常生活方面的应用pH与人们的日常生活有着密切联系。例如，人体血液的pH一般会在7.35～7.45范围内保持一个稳定的状态。正常情况下，当摄入少量酸性或碱性食物后，人体能够自动调节，将多余的酸、碱排出体外。当人体某些器官发生病变或受到大量酸、碱侵袭时，血液的酸碱平衡将受到破坏，无法自我调节。在这种情况下，血液的pH便是诊断疾病的一个重要参数，而利用药物调控pH则是辅助治疗的重要手段之一。当人体血液的pH小于7.35时，医学上称为“酸中毒”；当人体血液的pH大于7.45时，医学上称为“碱中毒”。为了预防酸中毒和碱中毒，人们要注意酸性食物和碱性食物的摄入量。三、弱电解质的解离平衡（二）pH的应用2．pH在工农业生产方面的应用pH在工业生产方面有广泛的应用。例如，在处理酸性废水时，可投加碱性废渣或使其通过碱性滤料层进行中和；在处理碱性废水时，可投加酸性废渣或使其通过酸性滤料层进行中和。三、弱电解质的解离平衡（二）pH的应用2．pH在工农业生产方面的应用pH在农业生产方面也有一定的应用。例如，各种作物的生长发育对环境的pH有一定的要求（见表4-1），我们可以根据土壤的pH选择适宜的作物。三、弱电解质的解离平衡（二）pH的应用2．pH在工农业生产方面的应用pH在工业生产方面有广泛的应用。例如，在处理酸性废水时，可投加碱性废渣或使其通过碱性滤料层进行中和；在处理碱性废水时，可投加酸性废渣或使其通过酸性滤料层进行中和。三、弱电解质的解离平衡（二）pH的应用3．pH在科学研究方面的应用在科学研究方面，pH常常是影响实验结果的一个关键因素。例如，在酸碱溶液的中和滴定中，溶液pH的变化是判断滴定终点的依据。三、弱电解质的解离平衡离子反应和

离子方程式05一、离子反应电解质溶于水后，会完全或部分解离成离子，其在水溶液中发生化学反应时，是以离子的形式参加的，我们把这种有离子参加的化学反应称为离子反应。当然并不是任意两种电解质都能够发生离子反应，离子反应的发生需要满足以下条件之一。一、离子反应二、离子方程式二、离子方程式盐的水解06一、盐的水解概念与类型我们把在盐溶液中，盐解离出来的离子与水解离出来的H+或OH-作用生成弱电解质的反应，称为盐的水解。根据形成盐的酸和碱的强弱不同，盐可分为四类：强酸强碱盐、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐。强酸强碱盐不发生水解，溶液显中性；强酸弱碱盐发生水解，水解后的溶液显酸性；强碱弱酸盐发生水解，水解后的溶液显碱性；弱酸弱碱盐发生水解，水解后的溶液有的显酸性、有的显中性、有的显碱性。下面主要介绍强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解。二、强酸弱碱盐的水解三、强碱弱酸盐的水解五、影响盐水解的因素盐水解的规律主要包括以下几点。影响盐水解的因素主要有盐本身的性质、温度和浓度等。盐本身的性质：形成盐的酸或碱越弱，该盐的水解程度就越大。温度：盐的水解是吸热反应，所以升高温度，水解程度变大；降低温度，水解程度变小。反应物浓度：盐的浓度越小，水解程度越大；盐的浓度越大，水解程度越小。生成物浓度：生成物的浓度会引起水解平衡的移动，从而影响水解,程度。原电池07一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理通过以上实验可以得出，导线上有电流通过，且电流方向是从铜片到锌片。该实验的化学反应方程式为由化学反应方程式可以看出，该反应为氧化还原反应，其实质为：锌片失去电子生成锌离子而进入溶液，电子经导线流向铜片，溶液中的铜离子在铜片处得到电子生成铜单质而沉积在铜片上，溶液中离子的定向移动与外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使反应不断进行，产生有序的电子转移过程，从而形成电流，实现化学能向电能的转化。二、原电池的相关概念（一）原电池与电极像以上这种借助于氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置称为原电池。上述实验中的装置为铜锌原电池，其中铜片和锌片为电极在原电池中，电子流出的一极为负极（如锌片），用符号“”表示；电子流入的一极为正极（如铜片），用符号“”表示，电子由负极流向正极，而电流则是由正极流向负极。二、原电池的相关概念（二）半电池在原电池中，两个相对独立的电极（包括金属及其紧邻的电解质部分）可分别看成电池的一半，故称为半电池。例如，铜锌原电池就是由锌半电池（锌片和ZnSO4溶液）和铜半电池（铜片和CuSO4溶液）组成的。二、原电池的相关概念（三）电极反应与电池反应二、原电池的相关概念（四）电对二、原电池的相关概念（五）原电池符号实验08实验（一）实验内容不同酸、碱、盐溶液pH的测定。（二）实验用品1．实验仪器pH试纸、玻璃棒（或胶头滴管）。2．实验药品浓度为0.1mol/L的HCl溶液、CH3COOH溶液、溶液、NaOH溶液、NH4Cl溶液、CH3COONa溶液、NaCl溶液。实验谢谢!

第五章

常见的非金属质及其化合物目录第一节常见的非金属单质第二节常见的非金属化合物第三节常见非金属离子的检验第四节大气污染与环境保护第五节氟、碘与人体健康第六节用途广泛的无机非金属材料本章导读非金属单质及其化合物在人们的生产和生活中占据着非常重要的作用。例如，氧和氮是空气中含量最多的两种元素，它们是地球生命的重要基础元素；氟和碘是人体健康不可缺少的元素。本章主要介绍非金属单质及其化合物的基本知识，并介绍它们在日常生产和生活中的应用。本章学习目标熟悉常见的非金属单质相关知识。熟悉常见的非金属化合物相关知识。掌握常见非金属离子的检验。了解大气污染与环境保护的相关知识。了解氟、碘与人体健康的相关知识。了解用途广泛的非金属材料。常见的非金属单质01一、非金属元素在周期表中的位置及其原子结构特征（一）非金属元素在周期表中的位置在已知的所有元素中，共有16种非金属元素（不含稀有气体元素），其中绝大部分位于元素周期表的右半部分。（二）非金属元素的原子结构特征非金属元素的原子最外层电子数一般大于或等于4，主要体现为容易得到电子，有氧化性，但也会失去电子（除氟、氧外），有还原性。二、海水中富集的非金属元素——氯二、海水中富集的非金属元素——氯二、海水中富集的非金属元素——氯二、海水中富集的非金属元素——氯二、海水中富集的非金属元素——氯三、黑火药的组成成分之一——硫硫（S）是一种非常重要的非金属元素，位于第Ⅵ族，其最外层有6个电子，在化学反应中容易得到2个电子，呈现-2价，有时也能失去最外层电子，呈现+4价或+6价。（一）硫的物理性质硫是一种淡黄色的晶体，俗称“硫黄”，有特殊臭味，其难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2）。三、黑火药的组成成分之一——硫三、黑火药的组成成分之一——硫四、空气中含量最多的元素——氮氮（N）是空气中含量最多的元素，位于第Ⅴ族，其最外层有5个电子，不容易得到电子，化学性质比较稳定。由氮元素组成的单质为氮气，其化学式为N2，它是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%。（一）氮气的物理性质在通常情况下，氮气是无色、无味的气体，既不可燃，也不助燃，其难溶于水，密度比空气略小。（二）氮气的化学性质在通常情况下，氮气很难与其他物质发生反应，但在特定条件下，能与氢气、氧气和金属单质等物质反应。四、空气中含量最多的元素——氮四、空气中含量最多的元素——氮（一）碳的存在形式及结构碳（C）是位于元素周期表中第ⅣA族的元素，其在自然界分布很广，既能以单质形式存在，如金刚石、石墨等，又能以化合物形式存在，如二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠等。纯净的碳单质有三种，分别为金刚石、石墨和足球烯，它们互为同素异形体，物理性质差异较大。五、大自然中最基本的元素——碳金刚石的结构如图5-6所示，它为原子晶体，每个碳原子与另外四个碳原子以共价键紧密结合成空间网状结构，是最为坚固的一种碳结构。五、大自然中最基本的元素——碳

图5-6金刚石的结构石墨的结构如图5-7所示，它是一种混合型晶体（介于原子晶体和分子晶体之间），具有层状结构，每个碳原子与其他三个碳原子以共价键结合，形成平面六角网状结构，这种网状结构又连成层状结构，层与层之间结合力较小。五、大自然中最基本的元素——碳

图5-7石墨的结构足球烯（C60）的结构如图5-8所示，它是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，具有60个顶点和32个面，其中12个面为正五边形，20个面为正六边形。五、大自然中最基本的元素——碳图5-8足球烯的结构（二）碳的物理性质1．金刚石的物理性质纯净的金刚石为无色、透明的固体，熔、沸点高，硬度大，不导电，除用于制作精美的装饰品（如钻石）外，还用于制作切割工具（如玻璃刀）等，如图5-9所示。五、大自然中最基本的元素——碳图5-9钻石和玻璃刀2．石墨的物理性质石墨是一种深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体（见图5-10），其密度比金刚石小，熔点比金刚石略低。石墨具有良好的导电性、导热性和润滑性，耐高温，质地较软，常用来制作电极、高温热电偶、坩埚、电刷、润滑剂、铅笔芯（见图5-11）等。五、大自然中最基本的元素——碳图5-10石墨图5-11铅笔芯3．足球烯的物理性质足球烯在室温下为紫红色固态分子晶体，有微弱荧光。它有许多优异性能，如超导、磁性强、耐高压、抗化学腐蚀等，在光、电、磁等领域均有潜在的应用前景。五、大自然中最基本的元素——碳五、大自然中最基本的元素——碳五、大自然中最基本的元素——碳五、大自然中最基本的元素——碳硅（Si）也是常见的一种非金属元素，它是地壳中第二丰富的元素，仅次于氧元素。硅单质有无定形硅和晶体硅两种，它们互为同素异形体。在自然界中，硅极少以单质的形式出现，多数是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。六、无机非金属材料的主角——硅（一）硅的物理性质晶体硅为灰黑色（见图5-12），硬而脆，有金属光泽，熔、沸点较高，导电性介于金属和绝缘体之间，具有半导体的性质，可用于制作半导体材料、集成电路、太阳能光伏电池板（见图5-13）、传感器等。六、无机非金属材料的主角——硅图5-12晶体硅图5-13太阳能光伏电池板六、无机非金属材料的主角——硅常见的非金属化合物02一、常见的非金属气态氢化物（一）氯化氢1．氯化氢的物理性质氯化氢（HCl）是无色、有刺激性气味的气体，其极易溶于水。在0℃时，1体积水能溶解约500体积氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性，称为盐酸，其易挥发。2．氯化氢的化学性质氯化氢一般以盐酸的形式参加化学反应。盐酸是化学工业中的三大强酸（硫酸、硝酸和盐酸）之一，具有酸的通性，能与金属单质、金属氧化物、碱、盐等反应。一、常见的非金属气态氢化物（二）硫化氢1．硫化氢的物理性质硫化氢（H2S）是一种无色的易燃气体，有臭鸡蛋气味，但当它的浓度较高时，人无法闻到其气味，因为高浓度的硫化氢可以麻痹嗅觉神经。硫化氢有剧毒，人体吸入少量高浓度硫化氢时，可在短时间内丧命；吸入低浓度硫化氢时，眼睛、呼吸系统及中枢神经都会受到影响。一、常见的非金属气态氢化物一、常见的非金属气态氢化物一、常见的非金属气态氢化物（三）氨1．氨的物理性质氨（NH3）是一种无色气体，有强烈的刺激性气味。氨非常容易液化，在常压下冷却至℃或在常温下加压至700～800kPa，氨就会液化成无色液体，同时放出大量的热。液态氨汽化时会吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，所以其常用作制冷剂。氨对人的眼、鼻、喉等黏膜有刺激作用，接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现病状，应及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。一、常见的非金属气态氢化物2．氨的化学性质1）与水反应氨极易溶于水，常温、常压下，1体积水可溶解约700体积氨，氨的水溶液称为氨水。氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合，形成一水合氨（），可以部分解离成和，所以氨水呈弱碱性。氨溶于水的过程存在着下列可逆反应不稳定，受热容易分解成NH3和H2O，反应的化学方程式为一、常见的非金属气态氢化物2）与氯化氢反应取两根分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒，并将两根玻璃棒相互靠近，可以看到有大量白烟生成。反应的化学方程式为3）与氧气反应在通常情况下，氨在氧气中不反应，但在催化剂（如铂）存在和加热的条件下，氨能与氧气反应生成一氧化氮和水，并放出热量，反应的化学方程式为这个反应称为氨的催化氧化，是工业上制硝酸的基础。常见的非金属氧化物有二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硅等。（一）二氧化硫1．二氧化硫的物理性质二氧化硫（SO2）是最常见的硫氧化物，为无色气体，有强烈的刺激性气味，有毒，容易液化，易溶于水，它是造成大气污染的主要有害物质之一。二、常见的非金属氧化物二、常见的非金属氧化物二、常见的非金属氧化物3）与氧气反应在加热且有催化剂存在的条件下，二氧化硫可被氧气氧化成三氧化硫（SO3），反应的化学方程式为4）漂白性二氧化硫具有漂白性，它能漂白某些有色物质，在工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等。二氧化硫具有漂白性是因为它可以与某些有色物质反应生成无色物质，但这种无色物质在一定条件下又容易分解成原来的物质，从而恢复原来的颜色。例如，品红溶液为红色，当通入二氧化硫时，溶液会褪色；当加热时，溶液又会变成红色。二、常见的非金属氧化物（二）三氧化硫1．三氧化硫的物理性质三氧化硫（SO3）在常温下是无色、透明的油状液体，在标准状况下是固体，具有强烈的刺激性臭味。2．三氧化硫的化学性质1）与水反应三氧化硫是酸性氧化物，能与水发生剧烈反应生成硫酸，同时放出大量的热，反应的化学方程式为二、常见的非金属氧化物二、常见的非金属氧化物二、常见的非金属氧化物二、常见的非金属氧化物（五）一氧化碳一氧化碳（CO）是无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。它具有毒性，易与人体血红细胞中的血红蛋白结合，使血红细胞失去输氧功能，从而引起中毒。一氧化碳能在空气或纯氧中燃烧，发出蓝色的火焰，并放出大量的热，生成二氧化碳，反应的化学方程式为

二、常见的非金属氧化物二、常见的非金属氧化物（六）二氧化碳二氧化碳（CO2）是无色、无味的气体，密度比空气大，可溶于水和一些有机溶剂，容易液化。在一定压强下，将二氧化碳冷凝成液体后，再迅速凝固成固体，就可得到固态的二氧化碳，即干冰，如图5-15所示。干冰气化会吸收大量的热，因而常用作制冷剂。二氧化碳不可燃，通常也不支持燃烧。它属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，它还具有氧化性，但氧化性不强。二、常见的非金属氧化物图5-15干冰二、常见的非金属氧化物（七）二氧化硅二氧化硅（SiO2）是一种坚硬的无色透明固体，它有晶体和无定形两种形态。比较纯净的二氧化硅晶体称为石英（见图5-16），紫水晶、烟水晶、玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料等。二、常见的非金属氧化物图5-16石英二、常见的非金属氧化物常见的非金属含氧酸有硫酸、硝酸、碳酸、硅酸等。（一）硫酸硫酸（H2SO4）是无色、无味且难挥发的油状液体。硫酸溶液有浓硫酸和稀硫酸之分。常用浓硫酸的质量分数为98.3%，密度为1.84g/cm3，物质的量浓度为18.4mol/L。稀硫酸是指质量分数小于或等于70%的硫酸溶液。三、常见的非金属含氧酸1．浓硫酸的性质1）强吸水性浓硫酸具有很强的吸水性，一般在工业上和实验室中用作干燥剂，干燥一些与它不反应的气体，如氯气、氢气、二氧化碳等，但不能干燥与它反应的气体，如氨。2）强脱水性浓硫酸不仅能够吸收游离态的水，还能够按照水的组成比脱去纸屑、棉花、锯末、蔗糖等有机物中的氢、氧元素，使这些有机物发生变化，生成黑色的炭，同时放出大量的热。三、常见的非金属含氧酸三、常见的非金属含氧酸2．稀硫酸的性质稀硫酸具有酸的通性，其具有以下性质。（1）稀硫酸可使石蕊变红。（2）稀硫酸可与金属单质（如锌）反应：（3）稀硫酸可与碱（如氢氧化钡）反应：

（4）稀硫酸可与盐（如碳酸盐、碳酸氢盐、钡盐）反应。三、常见的非金属含氧酸（二）硝酸1．硝酸的物理性质纯硝酸（

）是无色、易挥发且有刺激性气味的液体，能够与水以任意比例混溶。硝酸溶液有浓硝酸和稀硝酸之分。一般，质量分数大于等于69%的硝酸溶液为浓硝酸，质量分数小于69%的硝酸溶液为稀硝酸。质量分数大于98%的浓硝酸极易挥发，会与空气中的水蒸气形成酸雾而产生“发烟”现象，称为发烟硝酸。三、常见的非金属含氧酸2．硝酸的化学性质硝酸是强酸，具有酸的通性，可以与碱、金属氧化物反应生成相应的硝酸盐和水。另外，硝酸还有以下一些特殊的性质。1）不稳定性硝酸不稳定，易分解。纯硝酸或浓硝酸在常温下见光就会分解，受热时分解更快，反应的化学方程式为

我们有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色，就是因为硝酸分解产生的NO2溶于硝酸造成的。为了防止硝酸分解，我们应把它盛放在棕色瓶里，并存放在黑暗且温度低的地方。三、常见的非金属含氧酸2）强氧化性硝酸的氧化性非常强，无论是浓硝酸还是稀硝酸都具有很强的氧化性。浓硝酸和稀硝酸都能氧化金属单质。例如，浓硝酸和稀硝酸都能氧化铜单质，前者反应激烈，并有红棕色气体NO2产生；后者反应缓慢，有无色气体NO产生，反应的化学方程式分别为三、常见的非金属含氧酸有些金属单质（如铁、铝等）在浓硝酸中也会发生“钝化”。因此，可用铁或铝制的容器来储存和运输浓硝酸。硝酸还能够与非金属单质发生氧化还原反应。例如，硝酸能与碳反应，反应的化学方程式为三、常见的非金属含氧酸（三）碳酸碳酸（H2CO3）酸性极低，有微腐蚀性，其饱和水溶液的pH约为5.6，可使石蕊变红。二氧化碳溶于水会生成碳酸，但碳酸不稳定，易分解成二氧化碳和水，反应的化学方程式为三、常见的非金属含氧酸三、常见的非金属含氧酸常见非金属离子的检验03一、氯离子的检验二、硫酸根离子的检验三、铵根离子的检验大气污染与环境保护04大气污染是指由于人类活动和自然过程使某些物质进入大气，这些物质因自身性质、浓度和在大气中持续时间的影响，而产生的危害生态环境和人体舒适、健康的现象，如图5-19所示。一、大气污染图5-19大气污染（一）粉尘粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒，它是大气中危害最严重的一种污染物，主要来自工业生产（如采矿、金属冶炼等）及人们生活中煤、石油等燃料的燃烧，如图5-20所示。一、大气污染图5-20粉尘大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬、锰、铅、汞等。当人体吸入粉尘后，其中小于的粉尘微粒，极易进入肺部，引起肺部疾病，沉积在肺部的污染物一旦被溶解，还会侵入血液，引起血液中毒。大气中的粉尘还会对金属有一定的腐蚀，当粉尘落在金属表面上时，有粉尘的地方特别容易结露，进而创造了电化学腐蚀条件，使得金属容易受到腐蚀。此外，一定浓度的小颗粒粉尘与空气混合会形成可燃的混合气体，遇明火或高温物体，极易燃烧爆炸。一、大气污染（二）光化学烟雾汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化合物（NOx）等一次污染物，在阳光的照射下发生化学反应，生成臭氧、酸等二次污染物，参与以上化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾。光化学烟雾因最早发生于洛杉矶（见图5-21），所以又称为洛杉矶烟雾。一、大气污染图5-21洛杉矶光化学烟雾事件光化学烟雾多发生在阳光强烈的夏、秋季节，它对人、牲畜、农作物、工业产品、建筑物等都有危害作用。光化学烟雾会使人的眼、鼻、气管、肺黏膜等受到反复刺激，出现流泪、红眼、气喘、咳嗽等症状，严重的还会出现呼吸困难、头晕、发烧、恶心、呕吐等症状。长期吸入光化学烟雾会引起肺机能衰退，降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。一、大气污染（三）酸雨酸雨是指pH小于5.6的雨、雪或其他形式的降水，它是雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物（如二氧化氮）等物质形成的，如图5-22所示。一、大气污染图5-22酸雨的形成酸雨对土壤的影响很大，会导致土壤酸化，土壤酸化会加速土壤中铝离子的释放，植物长期、过量地吸收铝离子会中毒，甚至死亡。酸雨的腐蚀力很强，会大大加速建筑物、金属、纺织品、皮革、纸张、油漆、橡胶等物质的腐蚀速度。酸雨对人体健康也有很大危害，特别是在酸雨形成酸雾的情况下，其微粒会侵入人体肺部，引起肺水肿、肺硬化等疾病而导致死亡。一、大气污染大气污染物绝大部分是由化石燃料燃烧和工业生产产生的，我们可通过下列措施防止或减少污染物的排放，从而来保护大气环境。（1）改善能源结构，积极开发绿色能源（如太阳能、地热能、海洋能、风能等），或采用相对低污染的能源（如天然气、沼气等），并提高能源的利用效率。（2）改进燃煤技术和能源供应办法，发展区域型集中供热、供暖。（3）加强对生产企业的管理和监督，控制生产企业污染物的排放，鼓励生产企业采用无污染或低污染的工业生产工艺。二、大气环境保护（4）及时清理和合理处置工业、生活和建筑废渣，减少地面扬尘。（5）大力发展绿化造林，这是防治大气污染的一种经济、有效的措施。因为植物有吸收各种有毒、有害气体和净化空气的功能，它是空气的天然过滤器。（6）大力发展环保科技，推动环保产业的发展，积极发展科技环保企业。（7）广泛利用宣传、教育等手段提高公民的素质和环保意识，切实增强市民的环保意识和法制观念，提高其保护环境的自觉性。二、大气环境保护氟、碘与人体健康05氟（F）是卤族元素，也是人体必需的微量元素之一，人体的正常含氟量约为