同学们大家好! 首先,恭喜你升入高中,成为一名高中生!
“化学”是您将要学习的课程。 此前,你在初中的《科学》课程中已经学到了很多化学知识。 学好这些化学知识,培养相应的能力,对于学好高中化学是非常必要的。 相对而言,初中的化学知识比较分散,记忆较多,基础不牢,缺乏系统性。 高中《化学》课程是一门子学科课程,知识逻辑性、系统性强,教学量大,进度快,知识点多,学科内综合性强。 特别是化学知识的掌握和对教学内容的理解难度有了很大的提高。 更重要的是硫的相对原子质量,对学习能力、理解问题的视角、对学科思维和方法的理解要求都比较高。 因此,如何做好初中和高中化学的衔接,让你进入高中后能够尽快适应高中的学习,并在原有的知识水平上稳步迈向新的台阶,你需要有效总结初中所学的化学基础知识。 ,有序组织、存储,合理构建知识网络。
第一讲:化学改变世界
1.奇妙的化学反应
我们身边的衣食住行各个方面都涉及到各种各样的物质。 这些物质的成分、结构和性质是什么? 物质变化的规律是什么? 化学是研究这些问题的科学。 化学可以帮助我们正确认识物质,指导人类合理利用资源,促进科学技术的发展。 是化学让世界更加丰富多彩、更加迷人!
知识结构:
2. 物质的组成
(1) 要素
元素是具有相同核电荷(即质子数)的同一类型原子的总称。
1、物质是由元素组成的,各种化学元素组成了各种物质世界。 每种元素可以单独形成一种或几种不同的元素(同素异形体),也可以按一定的化合价与其他元素形成化合物。 而且,相同种类和数量的元素可以形成不同化学式的化合物。 具有相同化学式的化合物(异构体)。 由于它们可以按照一定的规则以不同的方式组合,110多种元素组成了各种各样的物质。
2.记住一些常见元素的符号和名称,以及它们在自然界中(地壳中和空气中)的分布。 1、元素符号、常用元素符号:
(1)书写规则:国际通用的符号用元素拉丁字符的第一个大写字母表示。
例如:氧,表示为O 氢,表示为H。当第一个字母与其他元素重复时,可以写元素名的第二个字母以示区别,并用小写表示,如Na、Ca、Cu , ETC。 。
(2)元素符号的含义:①代表元素。 ② 该元素的原子。
以N(氮)为例说明:可以表示为氮元素,也可以表示为氮元素的氮原子。
思考:2H是什么意思? (因为元素只讲类型不讲数量,所以在H前面加一个任意系数2,即2H和H的含义不同。2H只表示为2个氢原子,注意不能是据说可以表示为两个氢元素)
3、元素是代表物质宏观组成的概念。 它是同一类型原子的总称。 因此,元素没有数量的概念。 我们只讨论类型,不讨论数字。
4、质子数是划分元素种类的标准。 质子的数量决定了元素的类型。 具有相同质子数的原子和简单离子应包含在同一元素中。
5. 元素是物质的基本组成部分。 元素只能存在于特定的物质(单质或化合物)中。 没有具体的物质,抽象元素就不存在。 物质中元素的存在状态有两种:一种是自由态,元素以单质形式存在的状态称为自由态;另一种是自由态。 另一种是化合物状态,元素以化合物形式存在的状态称为化合状态。
6. 元素分布
(1)地壳中的元素:氧>硅>铝>铁
(2)海水中的元素:水除由氢、氧元素组成外,还含有氯、钠等。
(3)有机化合物主要由碳、氢、氧三种元素组成。
(4)人体内元素:含量最多的元素是碳、氢、氧、氮。
7.“化合价”是元素形成化合物时显示的性质。 化合物有正价和负价。 例如,在H2O中,氧元素的化合价为-2,氢元素的化合价为+1。 这里不能说氧原子的价数为-2,氢原子的价数为+1。 在化合物中,正价和负价的代数和等于0; 在元素分子中,元素的化合价为零。 某些原子团还显示出某些化合价,例如 OH- 表示 -1 价,SO42- 表示 -2 价。 有些元素在不同的反应条件下还表现出不同的化合价,称为变化合价。 例如,铁的化合价为+2或+3。 记住一些常见元素的化合价。
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小贴士:记住一价钾、钠、氯化物、氢、银、二价钙、钡、镁、锌、三铝、四硅、五价磷、二、四、六硫,不要忘记元素含量始终是零。
7.元素周期表简介
目前已知元素有110多种。 为了研究元素的性质和用途,寻找元素之间的内在联系和规律,科学家们将元素按照核电荷数从小到大的顺序从左到大进行排序。 右边将它们按从上到下的顺序排列,即可得到元素周期表。
元素周期表的内容非常丰富。 表中的每个元素都有一个包含七个水平行(即七个句点)的网格。 同一周期的元素具有相同数量的电子层。 纵向共18行,分为7个主族、7个副族、1个零族、1个VIII族(包括第7、8、9行)。 同一主族或副族的元素最外层电子数相同,零族为稀有气体元素。 同一族的元素具有相似的化学性质。
(2) 构成物质的三种粒子─分子、原子、离子
物质是由粒子组成的,不同的物质又是由不同的粒子组成的。 分子、原子和离子是构成物质的三种粒子。 有些物质是由分子组成的,有些物质是由原子组成的,有些物质是由离子组成的。
1、分子分子是一种保持物质化学性质的粒子(这里强调的是保持物质的化学性质),
它可以独立存在。 分子是由原子组成的。 在化学反应过程中,分子可以分裂成原子,原子又可以重新组合形成新的分子。 分子有一定的大小和质量。 同一种分子具有相同的性质,不同种类的分子具有不同的性质。分子不断变化
运动(蒸发、溶解、扩散等现象都是分子运动的例子),分子之间有一定的距离(物质的三态变化是分子间距离变化的结果)。 分子是构成物质的粒子。 一些非金属元素(如O2、H2、Cl2、S、P等)、气态化合物(如HCl、H2S、SO2等)、酸和有机化合物都是由分子组成的。
2、原子是化学变化中最小的粒子(原子的化学变化中,原子核保持不变,只有原子核外的电子发生变化。在原子物理学中,原子一旦发生核裂变或核聚变,就称为原子核)反应。这种变化不是化学反应)。 原子不能在化学反应中分离,也不能变成其他原子。 原子是构成分子和离子的基本粒子。 原子可以先形成分子,然后再形成物质; 原子也可以直接形成物质(如金刚石、石墨和稀有气体等)。 直接由原子组成的物质中的原子保留了原有物质的化学性质。 原子在类型和数量上都是特定的微观粒子。 当我们描述物质的宏观成分时,我们应该说它是由什么元素组成的; 当我们描述物质的微观组成时,我们应该说出它是由什么粒子(包括原子、分子和离子)组成的,并指定粒子的数量。 例如:水是由氢和氧组成的; 水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。
原子也有大小和质量,并且也在不断运动。 。 在科学中,一般不直接使用原子的实际质量,而是用相对原子质量来表示。 按照国际规定,以C-12原子质量的1/12(约1.66×10 kg)为标准。 其他原子的质量与它的比值就是该原子的相对原子质量。 相对原子质量的单位为1,一般不表示。
3. 离子 离子是带电的原子或原子团。 (所谓原子团是指由多个原子组成的原子团,参与化学反应时,通常很难分开,就像一个原子一样。) 带正电荷的称为阳离子,带正电荷的称为阳离子。负电荷称为阴离子。 离子与原子的本质区别在于:①原子(及原子团)不带电,而离子带电(电性质不同); ②同一元素的原子和离子具有不同的外围电子层结构和不同的半径(不同的结构)。 ③性质不同(如钠原子、钠晶体,银白色金属光泽,化学性质活泼,与水剧烈反应放出氢气,有强还原性;钠离子无色,性质稳定,不与水或酸反应,仅具有弱氧化性)。 同一元素的原子和离子具有几乎相同的质量,并且可以相互转化。 由离子组成的物质包括大多数盐类、强碱和低价金属氧化物。 由离子组成的物质只能形成化合物。 例如,活性金属(钾、钠、钙、镁等)与活性非金属(如氯等)化合时,生成的物质由离子组成。 氯化钠由钠离子和氯离子组成。
4.探索原子的组成
① 原子结构
原子由原子中心带正电的原子核和原子核外带负电的电子组成。 电子绕原子核高速运动。 1个电子携带1个单位的负电荷。 原子核由质子和中子组成。 一个质子携带一单位正电荷,中子不带电荷。 因此,原子核带有正电荷(原子核所带的电荷称为核电荷)。 原子核所带的正电荷 电荷等于原子核外电子所带负电荷的总数。 由于电荷相等,电性相反,所以整个原子呈电中性。
对于原子来说,核电荷数=质子数=核外电子数
原子中电子的质量占整个原子质量的比例很小,约为质子质量的1/1836,可以忽略不计。 因此,原子的质量主要集中在原子核上。
科学家还研究了质子和中子的组成,发现质子和中子是由更小的粒子夸克组成的。
②同位素:原子核中质子数相同、中子数不同的同一类型的原子统称为同位素。
(2)材料成分的表示方法
1.化学式相对分子质量
(一)化学式的含义
用元素符号表示物质组成的公式称为化学式。 在宏观层面上,化学式代表一种物质及其由哪些元素组成。 微观上,它代表物质的分子和分子中所含原子的数量。 例如,H2O,宏观上代表水,表明水是由氢和氧元素组成的。 微观上,它代表一个水分子,由两个氢原子和一个氧原子组成。
化学式中元素符号周围数字的含义:前面的系数表示分子的数量,下标数字表示分子中原子的数量。 例如,3H2O代表三个水分子。 一个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。
另一个例子是硫酸根离子,
(2)化学式的书写方法
各种物质的化学式是通过实验方法确定的。
⑴如何写简单物质的化学式
金属元素、非金属单质固体和稀有气体均用元素符号表示,如铁(Fe)、硫(S)、氦(He)等。 氧气、氢气和氮气等常见气体元素是双原子分子硫的相对原子质量,化学式为 O2、H2 和 N2。
⑵ 化合物的化学式怎么写
① 书写氧化物的化学式时,氧元素在右边,其他元素在左边。 如SO2。
② 如何写出金属和非金属元素组成的化合物的化学式,左边是金属,右边是非金属。 如氯化钠。
③根据“化合物中各元素正负价态的代数和为零”的原理,根据该物质的化学式可以计算出该元素的化合价。 用化合价写出已知物质的化学式。
实施例1 已知钾元素的价态为+1,氧元素的价态为-2。 计算高锰酸钾中锰元素的化合价。
高锰酸钾的化学式是KMnO4。
根据化合价原理:
(+1)×1+锰价数×1+(-2)×4=0
例2 已知硫具有一定的氧化物,其中硫元素的化合价分别为+4和+6。 写出这种硫氧化物的化学式。
①首先写出组成该化合物的元素的符号。 一般将正价元素的符号写在左边,负价元素的符号写在右边。 在元素符号上方标出相应的化合价。
②求两个元素化合价绝对值的最小公倍数:4。
③求各元素的原子数:最小公倍数/正价(或负价)的绝对值=原子数
④ 将原子序数填在相应元素符号的右下角(原子数为1时不标),即可得到+4价硫氧化物的化学式。
⑤检查各元素正负价数的代数和是否为零。 如果不为零,则化学式不正确。
(+4)×1+(-2)×2=4-4=0
(3)如何读化学式
由两种元素组成的化合物通常从右到左读为“某种化学物质”。 例如,P2O5 发音为五氧化二磷。
(4) 相对分子质量
①相对分子质量:分子中原子的相对原子质量之和就是该分子的相对分子质量。
3. 物质的分类
为了更好地认识物质,人们常常根据物质的组成、状态、性质等对物质进行分类。例如,根据物质存在的状态,将物质分为气态物质、液态物质和固态物质;根据物质存在的状态,将物质分为气态物质、液态物质和固态物质; 根据物质的导电性,将物质分为导体、半导体和绝缘体; 根据物质在水中的溶解度,物质分为可溶性物质、微溶性物质
性物质和难溶性物质。
科学家根据物质的成分对物质进行分类:
(1)物质分类的相关概念
1、混合物:由不同分子组成的物质。 如:空气、溶液等。
2、纯物质:由同种分子组成的物质。 如:氧气(O2)、氯化钠(NaCl)等。
混合物与纯物质的区别与联系
注意:
由相同元素组成的物质不一定是纯物质(如O2、O3); 组成相同(如最简单的分子式和分子式相同)的物质不一定是纯净的物质。 必须充分考虑是否存在同素异形体或异构体。
3、元素:由相同元素组成的纯净物质。 例如:金属元素[铝(Al)、铁(Fe)等]、非金属元素[硫(S)、碳(C)等]。
4、化合物:由不同元素组成的纯物质。
(1)氧化物:由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧。 根据是否能与酸或碱反应生成盐和水,可分为成盐氧化物(指正常情况下能通过直接化学反应形成盐的氧化物。大多数氧化物属于成盐氧氧化物质); 非成盐氧化物(不能与酸、碱反应生成相应价态的盐和水氧化物,如一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)等)。
①酸性氧化物(又称酸酐):能与碱反应生成盐和水的氧化物。 如:二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)等。
②碱性氧化物:能与酸反应生成盐和水的氧化物。 如:氧化钠(Na2O)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等。
③两性氧化物:既能与酸、碱反应生成盐和水的氧化物。 如氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)等。
注意:
①碱性氧化物一定是金属氧化物,但并非所有金属氧化物都是碱性氧化物。 一些高价金属氧化物如Mn2O7、Cr2O3等也是酸性氧化物。
②酸性氧化物不一定是非金属氧化物,非金属氧化物也不一定是酸性氧化物。 有些非金属氧化物如CO、NO等不易形成盐,不是酸性氧化物。
③有些非金属氧化物虽然能与水反应生成酸,也能与碱反应生成盐,但它们不是NO2等酸性氧化物。
④酸酐不一定都是氧化物。 例如,一些有机酸酐,例如乙酸酐(CH3CO)2O,不一定直接与水反应形成酸,例如SiO2。
(2)酸:电离时产生的阳离子全部为氢离子的化合物。 如一元酸[盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)等]、二元酸[硫酸(H2SO4)、碳酸(H2CO3)等]、多元酸[磷酸(H3PO4)等] .]。 又如含氧酸[硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等]、厌氧酸[盐酸(HCl)、硫酸氢(H2S)等]。
注意:
①常用酸的酸度顺序为:HClO4(最强)>HI、HNO3>HBr>HCl>H2SO4>H2SO3>H3PO4>HF>>H2CO3>H2S>HClO>(难溶)。
②其他提酸方式:
难熔酸(高沸点酸):浓硫酸、浓磷酸。
挥发性酸(低沸点酸):HCl、HNO3、HBr、HI、HF。
易分解酸(不稳定酸):HClO、H2CO3、H2SO3、HNO3。
强氧化性酸:浓H2SO4、HNO3、HMnO4、HClO。 (指成酸元素的氧化性)
弱氧化酸:稀HCl、稀H2SO4。
还原酸:H2S、浓HCl、HBr、HI、H2SO3。
(3)碱:电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。 如一元碱[氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等]、二元碱[氢氧化钡(Ba(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)等]、多元碱[氢氧化铁(Fe(OH)3)等]。
注意:
碱按性质可分为强碱(在水溶液中完全电离的碱,能溶于水,属于可溶性碱)和弱碱(在水溶液中不能完全电离的碱,氨除外)一水合物NH3·H2O,一般难以电离)易溶于水,为不溶性碱。
(4)盐:由阴离子和阳离子组成的化合物。 如正盐[碳酸钠()、硫酸钠()等]、酸式盐[碳酸氢钠()、硫酸氢钠()等]、碱式盐[碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)、 ETC。 ]。
注意:
①酸盐的水溶液不一定呈酸性。 只有强酸的酸盐才呈酸性。 酸盐的水溶液呈酸性。 弱酸等的酸盐的水溶液呈碱性。
②复盐:电离时能电离成两种以上金属阳离子和一种酸离子的盐称为复盐。 中学阶段要了解的重点有:明矾KAl(SO4)2·12H2O、硫酸亚铁铵(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O等。
③物质颜色:
固体:(请在括号内填写化学式)
黑色:氧化铜(CuO)、氧化铁(Fe3O 4 )、二氧化锰(MnO 2 )、碳粉(C);
蓝色:CuSO4.5H2O(硫酸铜晶体)、氢氧化铜Cu(OH)2;
绿色:铜绿Cu2(OH) 2CO 3 黄色:硫(S) 紫色:铜(Cu);
红棕色:氧化铁(即铁锈)(Fe2O3); 红棕色:氢氧化铁Fe(OH)3
紫黑色:高锰酸钾(KMnO4)
解决方案:
含有Cu2+的溶液呈蓝色如:CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2
含有 Fe3+ 的溶液呈黄色,如: FeCl3 Fe2(SO4)3 Fe(NO3)3
其他常见的碱、盐的固体大部分呈白色(氯化钠、硝酸钾等晶体为无色),溶液大部分为无色。
4.物质的变化和性质
物理变化:一种物质在变化过程中不产生其他物质的变化。
1.物质的变化(仅形式的变化)
化学变化:一种物质在变化过程中产生其他物质的变化。
(本质是物质结构发生了变化)
物理性质:物质在不发生化学变化的情况下所能表现出的性质(物质本身
2.物质的性质所显示的状态、颜色、气味、硬度、密度、熔点、沸点、溶解度等称为物理性质)。
化学性质:物质在化学变化过程中出现的性质。 可燃性、还原性、氧化性、稳定性、酸碱度、金属活性等。
注意以下几点
⑴了解化学变化的特点:化学变化过程中,分子发生变化,产生新的物质。 因此,化学变化是在质变中发生的。 新物质的产生是化学变化的第一个特征; 化学变化是原子的再生。 分布和组合,从原子水平来看,原子的类型、原子的数量、原子的质量在反应前后都没有变化,因此质量守恒。 这是化学变化的第二个特征; 物质的化学反应常常伴随着能量的变化,这是化学反应的第三个特征。
⑵ 水合物晶体失去结晶水的变化,或无水物形成水合物晶体的变化,都是化学变化。
⑶ 同素异形体之间的转变是化学变化。 (因为它们的结构完全改变了)
⑷物质的变化和性质是不同的概念。 例如:“氢气可以燃烧”和“氢气燃烧”。 这两种说法虽然一字不同,但含义却不同。 前者是指氢气的可燃性(化学性质); 后者是指氢发生化学变化的现象。 需要注意的是,燃烧只是一种现象,不是化学性质,两者不能混为一谈。
判断一个变化是化学变化还是物理变化,是根据是否产生新物质来判断的。 物理变化的本质是:组成物质的分子或其他粒子不发生变化,因此不会产生新的物质; 化学变化(化学反应)的本质是:物质分子被破坏,分裂成原子等粒子,原子和其他粒子重新组合,生成新物质,但原子或离子的种类、数量和质量发生变化反应前后没有变化。