《浩瀚的大气》PPT课件.ppt

浩瀚的大气,浩瀚的大气,一、人类赖以生存的空气二、构成物质的微粒三、神奇的氧气四、化学变化中的质量守恒,一、人类赖以生存的空气,1、大气分层2、拉瓦锡测定空气成分的实验3、测定空气中氧气含量的实验4、空气的成分5、氮气6、稀有气体7、空气污染和防治,1、大气分层,2、拉瓦锡测定空气成分的实验,二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。,2、拉瓦锡测定空气成分的实验,二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有：,2、拉瓦锡测定空气成分的实验,二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有：,3、测定空气中氧气含量的实验,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验原理】,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验原理】【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验原理】【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。【实验步骤】连接装置，并检查装置的气密性。点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验现象】,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验现象】红磷燃烧，产生大量白烟；放热；冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验现象】红磷燃烧，产生大量白烟；放热；冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】,3、测定空气中氧气含量的实验,【实验现象】红磷燃烧，产生大量白烟；放热；冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。在集气瓶底加水的目的：,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。不要用木炭或硫代替红磷！原因：,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。不要用镁代替红磷！,3、测定空气中氧气含量的实验,【注意事项】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。,4、空气的成分,4、空气的成分,5、氮气,【物理性质】无色无味，不易溶于水，密度比空气的密度略小。【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。【用途】制硝酸和化肥的重要原料；用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；液氮用作医疗冷冻剂；超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。,6、稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）,【物理性质】无色无味，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。【用途】用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；用于激光技术；氦气可作冷却剂；氙气可作麻醉剂。,7、空气污染和防治,空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。,7、空气污染和防治,空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。,7、空气污染和防治,空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。,7、空气污染和防治,空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。防治空气污染：加强大气质量监测；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。,二、构成物质的微粒,1、原子和分子2、元素和原子3、相对原子质量&物质的式量,1、原子和分子,1、原子和分子,1、原子和分子,1、原子和分子,2、元素和原子,2、元素和原子,2、元素和原子,2、元素和原子,3、相对原子质量&物质的式量,以一种碳原子（碳12）质量的1/12（1.6610-27kg）为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，符号为Ar。相对原子质量是通过比较得出的比值，单位为“1”。,3、相对原子质量&物质的式量,以一种碳原子（碳12）质量的1/12（1.6610-27kg）为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，符号为Ar。相对原子质量是通过比较得出的比值，单位为“1”。根据相对原子质量和物质的化学式，通过加和的方法可以得到物质的式量。,常见元素的名称、符号和相对原子质量,三、神奇的氧气,1、人类离不开氧气2、氧气的性质3、氧化反应-氧化物4、氧气与常见物质发生的反应5、氧气的工业制法6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾、分解过氧化氢、加热氯酸钾7、催化剂8、气体发生装置-加热固体、固液混合常温下反应制取气体9、气体收集装置-排水法、向上向下排空气法收集气体,1、人类离不开氧气,人要靠空气中的氧气维持生命过度吸氧存在负面作用纯氧可能对所有的细胞发生毒害作用，称为氧中毒过量吸氧还会加快生命衰老臭氧是氧元素的另一种单质，化学式O3臭氧层吸收紫外线臭氧是强氧化剂，杀毒消菌臭氧含量较大，对人体细胞有毒害作用,2、氧气的性质,【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。【检验方法】,2、氧气的性质,【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。【检验方法】把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。,3、氧化反应-氧化物,物质跟氧发生的反应叫做氧化反应（oxidation reaction），由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物叫氧化物（oxide）。,3、氧化反应-氧化物,物质跟氧发生的反应叫做氧化反应（oxidation reaction），由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物叫氧化物（oxide）。根据除氧以外的另一种元素是金属元素或非金属元素可以分为金属氧化物和非金属氧化物。含氧的化合物一定是氧化物么？,3、氧化反应-氧化物,物质跟氧发生的反应叫做氧化反应（oxidation reaction），由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物叫氧化物（oxide）。根据除氧以外的另一种元素是金属元素或非金属元素可以分为金属氧化物和非金属氧化物。含氧的化合物一定是氧化物么？两种或两种以上物质生成一种新物质的反应，叫做化合反应（combination reaction）。,4、氧气与常见物质发生的反应,5、氧气的工业制法,实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。,5、氧气的工业制法,实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。空气中约含21%的氧气，是制取氧气的廉价易得的原料。,5、氧气的工业制法,实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。空气中约含21%的氧气，是制取氧气的廉价易得的原料。第一种制法（分离液态空气法）：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在-196的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。第二种制法：利用膜分离技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,反应原理：,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,反应原理：发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,反应原理：发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,反应原理：发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,实验步骤 查：装：定：点：收：移：熄：,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,查：检查装置的气密性。装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。定：将试管固定在铁架台上。点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。移：把导管移出水槽。熄：熄灭酒精灯。,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,验满：检验：,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，即氧气。,6、实验室制取氧气-加热高锰酸钾,验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，即氧气。注意事项：停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。棉花不要离高锰酸钾太近，否则会导致发生装置爆炸。,6、实验室制取氧气-分解过氧化氢,反应原理：发生装置：收集装置：,6、实验室制取氧气-分解过氧化氢,反应原理：发生装置：由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。,6、实验室制取氧气-分解过氧化氢,验满：检验：,6、实验室制取氧气-分解过氧化氢,验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。注意事项：不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气！因为加热过氧化氢溶液时，过氧化氢分解产生的氧气和水蒸气一起逸出，水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。,6、实验室制取氧气-加热氯酸钾,反应原理：发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。验满：检验：由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应，叫做分解反应。,7、催化剂,在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。（注意质量和化学性质不变，不只是质量）,7、催化剂,在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。（注意质量和化学性质不变，不只是质量）催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。生物体内的酶属于催化剂。,8、气体发生装置-加热固体制备气体,反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。（原理：气体的热胀冷缩）,8、气体发生装置-固液混合在常温下反应,反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。,8、气体发生装置-固液混合在常温下反应,装置(a)的特点：装置简单，适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方便。装置(b)的特点：便于随时添加药品。装置(c)的特点：可以控制反应速率。装置(d)的特点：可以控制反应的发生和停止。（希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管。这时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降）,9、气体收集装置-排水法收集气体,适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。注意事项：集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。气体收集完毕后，要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的气体不纯。收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密度比空气小，集气瓶口应该朝下。,9、气体收集装置-向上排空气法收集气体,适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于29），且不与空气中的成分反应。要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。注意：密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以。,9、气体收集装置-向下排空气法收集气体,适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于29），且不与空气中的成分反应。要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。注意：密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。,四、化学变化中的质量守恒,1、常见元素的主要化合价2、常见原子团（atomic group）的主要化合价3、写化学式的步骤4、化学式的意义5、物质的量&摩尔质量6、质量守恒定律（Law of conservation of mass）7、化学方程式（chemical equation）8、化学方程式的读法,1、常见元素的主要化合价,2、常见原子团（atomic group）的主要化合价,3、写化学式的步骤（以水为例）,1.写出组成水的元素，H O（正价元素写在左边，负价元素写右边）2.标出各元素的化合价，H O（化合价写在元素符号的正上方）3.标出各元素原子的个数，H2O（化合物中正价总数和负价总数的代数和为零，原子个数用阿拉伯数字写在元素符号的右下角）单质中元素的化合价为零。,+1,-2,4、化学式的意义,确定物质的元素组成确定组成元素的原子个数比，组成元素的质量比确定某元素的质量分数及式量推断元素的化合价,5、物质的量&摩尔质量,用集合的形式来表示原子或分子等微观粒子的数量，称之为物质的量，常用n表示，单位是摩尔，符号mol。1mol约含有6.021023个微粒。,5、物质的量&摩尔质量,用集合的形式来表示原子或分子等微观粒子的数量，称之为物质的量，常用n表示，单位是摩尔，符号mol。1mol约含有6.021023个微粒。1mol物质的质量叫做该物质的摩尔质量，常用M表示，单位是克/摩，g/mol，在数量值上等于该物质的式量。,5、物质的量&摩尔质量,用集合的形式来表示原子或分子等微观粒子的数量，称之为物质的量，常用n表示，单位是摩尔，符号mol。1mol约含有6.021023个微粒。1mol物质的质量叫做该物质的摩尔质量，常用M表示，单位是克/摩，g/mol，在数量值上等于该物质的式量。,（M数值上=物质的式量）无单位,6、质量守恒定律（Law of conservation of mass）,6、质量守恒定律（Law of conservation of mass）,化学变化的实质是原子的重新组合，也就是说，化学反应前后原子的种类和数目不变，原子是化学变化中的最小微粒。参加化学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，这个规律叫质量守恒定律（Law of conservation of mass）。,化学反应前后,一定不变（宏观）反应物和生成物的总质量、元素的种类和质量。一定不变（微观）原子的种类、数目、质量。一定改变（宏观）物质的种类。一定改变（微观）分子的种类。可能改变分子总数。,7、化学方程式（chemical equation）,用化学式表示化学反应的式子。书写化学方程式的注意点：1.正确书写化学式和反应条件；2.配平反应前后各元素的原子个数；（配平：在化学式前填上适当的化学计量数，使式子左、右两边的每一种元素的原子个数都相等。配平时一般从最复杂的化学式入手。）3.当生成气体和沉淀时，用“”“”表示生成的气体和沉淀。,化学方程式的意义,质的方面：表明反应物、生成物和反应条件。量的方面：各物质间反应时的微粒个数比；各物质间反应时的质量比。质量比等于化学方程式中各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比。所求质量比不用约分。,8、化学方程式的读法：以下面的方程式为例,2H2+O2 2H2O 4：32：36宏观：氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。,8、化学方程式的读法：以下面的方程式为例,2H2+O2 2H2O 4：32：36宏观：氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。微观：每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下恰好完全反应，生成2个水分子。,8、化学方程式的读法：以下面的方程式为例,2H2+O2 2H2O 4：32：36宏观：氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。微观：每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下恰好完全反应，生成2个水分子。质量：每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成36份质量的水。,