人类需要的营养素:
人类为了维持生命和健康,必须摄取食物。食物的成分主要有蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水六大类,通常称为六大基本营养素。
六大营养素的特性:1.蛋白质
蛋白质是构成细胞的基本物质,是机体生长及修补受损组织的主要原料。
(1)蛋白质的多样性:蛋白质是由多种氨基酸构成的极为复杂的有机化合物,相对分子质量很大,从几万到几百万。构成氨基酸的基本元素有氢、氧、碳、氮,但不同种类的蛋白质中可能含有其他元素,如血红蛋白。
(2)蛋白质的存在:主要存在于动物肌肉、皮肤、毛发、蹄、角、血液和各种酶中,许多植物(如大豆、花生) 的种子里也含有丰富的蛋白质。
(3)氨基酸在人体内的转化:人体通过食物获得的蛋白质在胃肠道里与水发生反应,生成氨基酸。氨基酸通过肠壁进入血液循环,一部分氨基酸被氧化,生成尿素、二氧化碳和水等排出体外,同时放出热量供人体活动的需要。每克蛋白质完全氧化放出约18kJ的能量。另一部分氨基酸再重新形成人体所需要的各种蛋白质,维持人体的生长发育和组织更新。
(4)蛋白质的功能:
a. 血红蛋白的作用:人体内氧气的传输者,起载体作用。正常呼吸时,在肺部,血红蛋白中血红素的Fe
2+与氧结合成为氧合血红蛋白,随着血液流到机体的各个组织和器官,放出氧气,供体内氧化用。同时血红蛋白结合血液中的二氧化碳,携带到肺部呼出。人的呼吸作用就是这样反复进行的过程。血红蛋白+O
2→氧合血红蛋白血红蛋白也能与一氧化碳结合,而且结合能力很强,大约是氧气的200~300倍。结合了一氧化碳的血红蛋白很难再与氧气结合,人就会因缺氧而中毒,甚至窒息死亡。
b. 酶的作用:酶是一类重要的蛋白质,是生物催化剂,能催化生物体内的反应。一种酶只能催化一类反应,而且反应一般是在体温和接近中性的条件下进行的。酶的催化具有专一性、高效性的特点。
(5)蛋白质的变性当蛋白质分子受到某些物理因素(如高温、紫外线、超声波、高电压等)和化学因素(如酸、碱、有机溶剂、重金属盐等)的影响时,其结构会被破坏,导致其失去生理活性(称为蛋白质的变性)。如甲醛(防腐剂福尔马林的主要成分)会与蛋白质中反应,使蛋白质分子结构发生变化,从而失去生理活性并发生凝固。
(6)蛋白质与健康
a.蛋白质缺乏成年人:肌肉消瘦、机体免疫力下降、贫血,严重者将发生水肿。成人每天需从食物中摄取60.70g的蛋白质。未成年人:生长发育停滞、贫血、智力发育差、视觉差。。青少年每天需从食物中摄取75—90g的蛋白质。
b.蛋白质过量蛋白质在体内不能储存,多了机体无法吸收,过量摄入蛋白质,将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至死亡。
2.糖类
(1)糖类的组成糖类是人类食物的重要成分,由C、H、O三种元素组成,又称碳水化合物。
(2)糖类的生理功能为机体活动提供能量,糖类所提供的能量占人类食物所提供的总能量的60%~70%;构成机体的重要物质;调节食品风味;维持大脑功能必需的能量;调节脂肪代谢;提供膳食纤维。
(3)食物中的糖类分成两类:人可以吸收利用的有效糖类如单糖,多糖,双糖和人不能消化的无效糖类如纤维素。
(4)常见的糖类物质
a. 淀粉:它是绿色植物光合作用的产物,化学式为(C6H10O5)n。
存在 |
植物种子或块茎中,如水稻,小麦,马铃薯等 |
消化 |
食物淀粉在人体内经酶的作用,与水作用最终变成葡萄糖,然后再被人体吸收
|
检验 |
淀粉遇到碘单质(常用碘水或碘酒做试验)会变蓝色,以此检验淀粉的存在 |
b.葡萄糖
葡萄糖的化学式为C
6H
12O
5。葡萄糖经过肠壁吸收进入血液成为血液,输送到人体的各个组织和器官,为人体组织提能量.又在酶的作用下,转变为糖原贮藏在肝脏和肌肉中。在人体组织里,葡萄糖在酶的作用下经缓慢氧化转变成二氧化碳和水,同时放出能量,机体活动和维持恒定体温的需耍。
注意:葡萄糖与新制Cu(OH)
2悬浊液反应生成红色氧化亚铜沉淀.医疗上用此反应原理检验血糖。
c.蔗糖
存在 |
贮藏在某些植物(如甘蔗、甜菜等)中,化学式为C12H22O11 |
用途 |
日常生活中常用的白糖、冰糖和红糖的主要成分就是蔗糖,它是食品中常用的甜味剂 |
(5)糖类与健康
人体中缺乏糖类会导敛全身无力、头帚、心悸、脑功能障碍等,低血糖严重者会导致昏迷。因为葡萄糖不经过转化即可为人体吸收,所以低血糖患者可利用静脉注射葡萄糖溶液的方法迅速补允营养,时间允许时可以服用蔗糖水临水临时代替。当糖类过多时,人体组织吸收不了,就会转化成脂肪储存于体内,使人过于肥胖而诱发各种疾病,如高血脂、冠心病等。
3.油脂
(1)油脂的分布在常温下,植物油脂呈液态,如花生油、豆油等;动物油脂呈固态,如牛油等。
(2)功能:油脂是重要的供能物质,每克油脂在人体内完全氧化时放出约39kJ的能量,比糖类多一倍以上,因此它是重要的供能物质。在正常情况下,每人每日需摄人50~60g油脂,它供给人体每日所需能量的 20%~25%。
(3)油脂与健康
一般成人体内贮存的脂肪约占人体质量的10%~20%,它是维持生命活动的备用能源。当人进食量小、摄入食物的能量小足以支付机体消牦的能量时,就要消耗自身的脂肪来满足机体的需要,此时人就会消瘦。但是过多地摄入油脂容易诱发心脑血管疾病、肥胖症,还会诱发高血压、糖尿病等。
4. 维生素
种类 |
维生素有20多种,多数在人体内小能合成,需要从食物中摄取 |
存在 |
水果、蔬菜、种了食物、动物肝脏、鱼类、鱼肝油、蛋类、牛奶等均含丰富的维生素 |
功能 |
调节新陈代谢,预防疾病,维持身体健康。如维生素C有防癌作用,它能促进人体生长发育,增强对疾病的抵抗力 |
缺乏的后果 |
缺乏某种维生素会使人患病。如:缺乏维生素A,会引起夜盲症;缺乏维生素C,会引起坏血病;缺乏维生素B,会引起皮炎、贫血、肌肉萎缩等;缺乏维生素D,会使青少年发育不良而得佝偻病,老年人会发生骨质疏松 |
注意:维生素并非“多多益姜”
维牛素A超量摄入的副作用:导致中毒,急性中毒表现为头晕、嗜睡、头痛、呕叶、腹泻等症状。超量服用维生素B。在200mg以上,将会产生药物依赖,严重者能出现步态不稳、手足麻木等。
维生素C如果每次服用超过1g时,就可能为病毒提供养料,可谓得不偿失,还可能导致腹痛、腹泻、尿频,影响儿童生长发育、影响孕妇的胎儿发育,甚至患先天性坏血病等。
维生素D长期超量服用在1800mg后,就会出现生长停滞,影响儿童生长发育。
维生素E每日用量400~800mg后,可引起视力模糊,乳腺肿大,头痛,头晕,恶心等。长期服用超过800mg,将改变分泌代谢,免疫功能下降等。
5.无机盐
(1)人体内无机盐的作用无机盐是人体内的营养元素之一,含量虽少但对正常生理活动有重要影响。主要有以下作用:为构成人体组织的重要成分;维持机体的渗透压和体液酸碱平衡;维持神经细胞兴奋性;构成酶的成分或激活酶的活性;参与体内物质代谢等。
(2)人体内无机盐的获取及缺乏症机体在新陈代谢过程中,随时都有一定量的矿物质以不同的途径排出体外,如汗液、尿液,因此必须及时适量补充。矿物质在食物和水中广泛存在,一般不易引起缺乏。不同的生理状况和不同的地理环境或其他特殊件会引起某些元素的缺乏或过量,导致诸如克山病、骨节病等地方病的发生。
6.水
(1)水在人体内的作用水在人体中的功能是维持细胞状态,增强代谢能,调节血液的正常循环,溶解营养素,使之易于吸收和运输;水还能帮助机体排泄废弃物,散发热量,调节体温,并使血液保持酸碱平衡;水在食物消化、促进血液循环、润滑关节和各内脏器官保持它们正常的生理机能中起着重要作用;人体内的水还能使体内器官减缓震荡。
(2)人体内水的流失和获取途径
a.人体内水的流失途径:排尿、呼吸、体表排汗排粪。
b.人体内水的获取途径:饮水、食物、体内物代谢。
c.如果身体摄入水分不足,开始时人体可通过节机体减少水分的排出量,保持机体水平衡,但严重不足时,自身就无法控制了。当体内水分减少达体重的2%时,身体可因脱水而造成代谢障碍;减少7%—14% 时,出现严重的脱水症状;减少15%以上,即有生命危险。
知识点拨:
1. 纤维和纤维素:
很多学生常常存在一个认识上的误区,认为“纤维:纤维素”,其实这是两个不同的概念。纤维素是指一种特定的化学物质。纤维素通常为白色、无臭、无味、不溶于水,也不溶于一般的有机溶剂,其化学式为 (C
6H
10O
5)n,属于多糖物质。纤维素广泛存在于自然界的植物体中,木材中有一半是纤维素,棉花是自然界中较纯粹的纤维素,脱脂棉和滤纸差不多是纯粹的纤维素纤维是指细而柔软的一类物质,分为天然纤维和化学纤维:天然纤维有植物纤维、动物纤维和矿物纤维化学纤维分为人造纤维和合成纤维。人造纤维是指利用含有纤维素的原料经化学处理和机械加工而制成的纤维。合成纤维是指利用石油、灭然气、煤为原料制成单体,再经聚合反应而生成的高分子化合物最后经拉丝工艺获得的纤维。
2. 人不能消化纤维素的原因
纤维素[(C
6H
10O
5)
n]也属于糖类,主要存存于植物体内.如树木的茎主要成分是纤维素,棉花的主要成分也是纤维素。同样是糖类,人可以从食物中摄食淀粉,并在体内将淀粉最终消化成葡萄糖加以吸收利用,但人不能消化纤维素,原因在于人体内没有纤维素酶,不能使纤维素在人体内水解。
3. 几种维生素的生理功能及来源
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维生素A (视黄醇) |
促进人体的生长发育和防止角膜炎、夜盲症等疾病 |
鱼肝油、绿色蔬菜 |
维生素B1 (硫胺素) |
促进人体发育,帮助消化,防止脚气病、神经炎,可治疗皮肤病 |
酵母、谷类、肝、豆类、瘦肉 |
维生索B2 (核黄索) |
可防治口角炎、皮肤炎、舌炎等,能参与体内生物氧化作用 |
酵母、肝、蛋、蔬菜 |
维生素C (抗坏血酸) |
降低毛细血管的脆性,促进外伤的愈合,并能增强机体的抵抗力,促进胆固醇代谢 |
新鲜蔬菜和水果 |
维生素D (抗佝偻病) |
可预防佝偻病、软骨病和小儿出齿迟,牙齿不健全等疾病,能调节Ca、P 代谢 |
鱼肝油、蛋黄、乳类、酵母 |
维生素E (生育酚) |
对防止记忆力减退、抗机体早衰、预防不育症和习惯。降流产有一定作用 |
鸡蛋、肉、肝、鱼、植物油 |
知识拓展:1. 食品添加剂:
(1)食品添加剂的界定根据1962年FAO/WHO食品法典委员会(CA 对食品添加剂的定义,食品添加剂是指:有意识地一以少量添加于食品,以改善食品的外观、风味和组织构或贮存性质的非营养物质。
(2)分类根据我国的《食品添加剂使用卫生标准》将其为:防腐剂、抗氧化剂、发色剂、漂白剂、酸味剂、凝剂、疏松剂、增稠剂、消泡剂、甜味剂、着色剂、乳化剂品质改良剂、抗结剂、增昧剂、酶制剂、被膜剂、发泡剂保鲜剂、香料、营养强化剂以及其他添加剂。
2. 认识服装的标签
当你买衣服时,怎样知道服装面料的种类呢?看服装上的标签。服装标签一般包括服装的型号、面料的纤维种类及含量、洗涤熨烫说明等内容。如果服装面料是由一种纤维材料制成的,则用“纯×”或“100% x”来表示,如“纯棉…‘纯毛”或“100%毛”;如果服装是由两种或两种以上的纤维制成的,标签上应注明每种纤维的含量,如“涤纶20%、棉80%”等。
3. 各种纤维素的燃烧鉴别法
织物 |
现象 |
尼龙 |
易燃,燃烧时有臭味,有火焰,余烬为灰褐色 |
涤纶 |
近火焰即熔缩,燃烧时边熔化边冒黑烟,燃烧后呈黑褐色块状.可压碎 |
腈纶 |
近火时先收缩,后燃烧,冒黑烟,有臭味,余烬呈黑色圆球 |
棉布 |
易燃烧,燃烧时无异味,余烬呈灰白色 |
羊毛 |
燃烧时发泡,有火焰,有烧焦羽毛的气味,余烬呈黑褐色 |
丝绸 |
燃烧缓慢,有臭味,余烬为黑色小球,容易压碎 |
在人体中元素的存在形式:
①碳、氢、氧、氮主要以水、糖类、蛋白质、维生素和脂肪的形式存在。
②其他的元素主要以无机盐的形式存在于水溶液中。
③钙元素主要以羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2] 晶体的形式存在。
常量元素:
常量元素人体中含量较多的元素有11种,它们约占人体质量的99.95%。在人体中含量超过0.01%的元素,称为常量元素。
①人体中的常量元素
元素名称 |
元素符号 |
质量分数% |
氧 |
O |
65.0 |
碳 |
C |
18.0 |
氢 |
H |
10.0 |
氮 |
N |
3.0 |
钙 |
Ca |
2.0 |
磷 |
P |
1.0 |
钾 |
K |
0.35 |
硫 |
S |
0.25 |
钠 |
Na |
0.15 |
氯 |
Cl |
0.15 |
镁 |
Mg |
0.05 |
②一些常量元素在人体中的作用及每天适宜摄入量
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钙 |
使骨骼和牙街具有坚硬的结构支架 |
800—1200mg |
缺钙主要影响骨骼的发育和结构,临床症状表现为青少年的佝偻病和成年人的骨质软化症及老年人的骨质疏松症。钙是无毒的元素,但摄入过量会导致高血钙,从而引起消化系统、泌尿系统等的疾病 |
海产品、豆类、奶类、各种绿叶蔬菜等 |
其中99%存在于骨骼和牙齿中,主要以羟基磷酸钙 [Ca10(PO4)6(OH)2晶体的形式存在 |
钠 |
细胞外液和细胞内液中的Na+和K+各自保持一定的浓度,维持人体内的水分和体液恒定的pH |
2000—2500mg |
缺钠会引起肌肉痉挛、头痛等;过量会引起水肿、高血压、贫血等 |
食盐 |
其中一半以Na+的形式存在于细胞外液中 |
钾 |
1850—5600mg |
缺钾会引起肌肉不发达、心律小齐等;过量会导致恶心、腹泻等 |
香蕉、柑橘、橙子、山楂、蘑菇、豆炎及其制品等 |
主要以K+的形式萍在干细胞内液中 |
镁 |
促进骨骼发育、细胞遗传物质合成等 |
300—400mg |
缺镁会引起肌肉不发达、抽搐、痉挛、心律不齐等;过量会引起神经系统紊乱、肾病等 |
坚果、大豆、牛奶等 |
70%的镁以磷酸盐和碳酸盐形式参与骨骼和牙齿的组成,25%的镁存在于软组织中 |
微量元素:在人体中含量在0.01%以下的元素。
①一些人体必需的微量元素
元素名称 |
元素符号 |
铁 |
Fe |
钴 |
Co |
铜 |
Cu |
锌 |
Zn |
铬 |
Cr |
锰 |
Mn |
钼 |
Mo |
氟 |
F |
碘 |
I |
硒 |
Se |
②一些必需微量元素对人体的作用及14—18岁人群每天的适宜摄入量
元素 |
人体内的含量 |
对人体的作用 |
适宜摄入量(每天) |
摄入量过高,过低对人体健康的影响 |
铁 |
4—5g |
是血红蛋白的成分,能帮助氧气的运输 |
20—50mg |
缺铁会引起贫血 |
锌 |
2.5g |
影响人体发育 |
15.5—19mg |
缺锌会引起食欲不振,生长迟缓,发育不良 |
硒 |
14—21mg |
有防癌、抗癌作用 |
50μg |
缺硒可能引起表皮角质化和癌症。如摄入量过高,会使人中毒 |
碘 |
25—50mg |
是甲状腺激素的重要成分 |
150μg |
缺碘会引起甲状腺肿大,幼儿缺碘会影响生长发育,造成思维迟钝。过量也会引起甲状腺肿大 |
氟 |
2.6g |
能防治龋齿 |
1.5mg |
缺氟易产生龋齿,过量会引起氟斑牙和氟骨病 |
知识拓展:
如果人体所需的元素仅从食物中摄取还不足时,可通过食品添加剂和保健药剂来予以补充。
如在食品巾添加含钙、锌、硒、锗的化合物,或制成补钙、补锌等的保健药剂或制成加碘食盐,来增加对这些元素的摄人量。但要注意即使是人体必需的元素,也要注意适宜的摄入量,摄人量过高和过低对人体健康都有不良的影响。
粗盐提纯:
粗盐中含有泥沙等不溶性杂质,以及可溶性杂质如:Ca2+,Mg2+,SO42-等。不溶性杂质可以用过滤的方法除去,可溶性杂质中的Ca2+,Mg2+,SO42-则可通过加入BaCl2、NaOH和Na2CO3溶液,生成沉淀而除去,也可加入BaCO3固体和NaOH溶液来除去。然后蒸发水分得到较纯净的精盐。
粗盐提纯实验:
1. 实验过程:
(1)溶解
(2)在天平上称量剩下的粗盐,计算在10毫升水中大约溶解了多少克粗盐。
(3)加入过量BaCl2(去除硫酸根离子)BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl
(4)加入过量NaOH(去除镁离子)MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl
(5)加入过量Na2CO3(去除钙离子及BaCl2中的钡离子)Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl
(6)Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl
(注:3,4两步可互换。)
(7)过滤
向滤液中加入适量HCl(除去过量NaOH,Na2CO3,可选择用pH试纸控制加入的量,或是直接蒸发)
(8)蒸发结晶
2. 实验步骤:
(1)溶解:
用托盘天平称取5克粗盐(精确到0.1克),用量筒量取10毫升水倒入烧杯里,
用药匙取一匙粗盐加入水中,观察发生的现象,用玻璃棒搅拌,并观察发生的现象。
接着再加入粗盐,边加边用玻璃棒搅拌,一直加到粗盐不再溶解时为止,观察溶液是否浑浊。
(2)过滤:
将滤纸折叠后用水润湿使其紧贴漏斗内壁并使滤纸上沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上沿,
倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒,玻璃棒的末端紧靠有三层滤纸的一边,漏斗末端紧靠承接
滤液的烧杯的内壁。慢慢倾倒液体,待滤纸内无水时,仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色,
滤液仍浑浊时,应该再过滤一次。
(3)蒸发:
把得到的澄清滤液倒入蒸发皿,把蒸发皿放在铁架台的铁圈上,用酒精灯加热同时用玻璃棒
不断搅拌滤液,等到蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
(4)用玻璃棒把固体转移到纸上,称量后,回收到教师指定的容器,比较提纯前后食盐的状态
并计算精盐的产率。
(5)去除可溶性杂质:溶解,依次加入过BaCl2,NaOH,Na2CO3过滤。向滤液中加入适量HCl,
蒸发,结晶。
产率计算:
将提纯后的氯化钠与粗盐作比较,计算精盐的产率。
(误差分析:明显偏低:A.溶解时将粗盐一次全部倒入水中,立即过滤B.蒸发时,有一些液体、固体溅出。
偏高:提纯后的精盐尚未完全干燥就称其质量.粗盐中含有其他可溶性固体。)
元素变化:
反应前:NaCl、MgCl2、CaCl2、Na2SO4
加入BaCl2(过量)产生BaSO4沉淀溶液内还剩:NaCl、MgCl2、CaCl2、BaCl2
加入Na2CO3(过量)产生CaCO3沉淀和BaCO3沉淀溶液内还剩:NaCl、MgCl2、Na2CO3
加入NaOH(过量)产生Mg(OH)2沉淀溶液内还剩:NaCl、Na2CO3、NaOH
加入HCl(过量)产生CO2、H2O溶液内还剩:HCl、NaCl
蒸发后:NaCl
实验现象:
溶解:粗盐固体为灰色,加入水中所得液体呈浑浊状。
过滤:滤液是无色透明液体,滤纸上的残留物呈黑色。
蒸发:随着加热,蒸发皿中液体的量减少;当蒸发到一定程度时,蒸发皿底部有固体析出。蒸发得到的固体为白色。
过程中玻璃棒的作用:
(1)溶解时:搅拌,加速溶解
(2)过滤时:引流
(3)蒸发时:搅拌,使液体均匀受热,防止液体飞溅
化学方程式的书写原则遵循两个原则:一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应;
二是遵循质量守恒定律,即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。
书写化学方程式的具体步骤:(1)写:根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左,生成物在右,中间用横线连接,如: H
2+O
2——H
2O,H
2O——H
2+O
2。
(2)配:根据反应前后原子的种类和数目不变的原则,在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数,使各种元素的原子个数在反应前后相等,然后将横线变成等号。配平后,化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,如:2H
2+O
2=2H
2O,2H
2O= 2H
2+O
2。
(3)注:注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H
2+O
22H
2O,2H
2O
2H
2↑+O
2↑。
化学计量数:化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中,各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,计数量为1时,一般不写出。
书学化学方程式的常见错误:
常见错误 |
违背规律 |
写错物质的化学式 |
客观事实 |
臆造生成物或事实上不存在的化学反应 |
写错或漏泄反应条件 |
化学方程式没有配平 |
质量守恒 |
漏标多标“↑”、“↓”符号 |
—— |
书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:(1).“△”的使用
①“△”是表示加热的符号,它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生,书写化学方程式时就用“△”,如:2KMnO
4 K
2MnO
4+MnO
2+O
2↑。
③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度,一般用“高温”表示;如:CaCO
3CaO+ CO
2↑
(2)“↑”的使用
①“↑”表示生成物是气态,只能出现在等号的右边。
②当反应物为固体、液体,且生成的气体能从反应体系中逸出来,气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl
2+H
2↑。
③当反应物是溶液时,生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来,则不用“↑”,如:H
2SO
4+ BaCl
2==FeCl
2+2HCl
④只有生成物在该反应的温度下为气态,才能使用“↑”。
⑤若反应物中有气态物质,则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O
2CO
2 (3)“↓”使用
①“↓”表示难溶性固体生成物,只能出现在等号的右边
②当反应在溶液中进行,有沉淀生成时,用 “↓”,如:AgNO
3+HCl==AgCl↓+HNO
3③当反应不在溶液中进行,尽管生成物有不溶性固体,也不用标“↓”,如:2Cu+O
22CuO
④反应在溶液中进行,若反应物中有难溶性物质,生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO
4==FeSO
4+Cu.
化学方程式中“↑”和“↓”的应用:①“↑”或“↓”是生成物状态符号,无论反应物是气体还是固体,都不能标“↑”或“↓”;
②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀,则使用“↓”;若不在溶液中进行,无论生成物中是否有固体或难溶物,都不使用“↓”;
③常温下,若反应物中无气体,生成物中有气体.
提取信息书写化学方程式的方法: 书写信息型化学方程式是中考热点,题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域,充分体现了化学学科的重要性,并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤,可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式,并注明反应条件及生成物状态;第二步就是化学方程式的配平。
概念:用文字表示化学反应的式子
文字表达式的书写步骤:
(1)写:根据反应事实写出反应物和生成物
(2)注:注明反应条件:[点燃,加热,光照,通电等]
分子结构图:由分子构成的物质:
物质是由粒子构成的,构成物质的粒子有多种,分子是其中的一种。世界上许多物质是由分子构成的,分子可以构成单质,也可以构成化合物。如:氧气、氢气、C60等单质是由分子构成的;水、二氧化碳等化合物也是由分子构成的。
分子的定义:分子是保持物质化学性质的最小粒子。
概念的理解:
①分子是保持物质化学性质的“最小粒子”、不是“唯一粒子”。
②“保持”的含义是指构成该物质的每一个分子与该物质的化学性质是一致的。
③分子只能保持物质的化学物质,而物质的物理性质(如:颜色、状态等)需要大量的集合体一起来共同体现,单个分子无法体现物质的物理性质。
④“最小”不是绝对意义上的最小,而是”保持物质化学性质的最小”。如果不是在“保持物质化学性质” 这层含义上,分子还可以分成更小的粒子。
用分子的观点解释问题:
物理变化和化学变化的区别
由分子构成的物质,发生物理变化时分子本身未变,分子的运动状态、分子间的间隔发生了改变;发生化学变化时分子本身发生了变化,分子分成原子,原子重新组合变成了共他物质的分子。如:水变成水蒸气,水分子本身没有变,只是分子间的问隔变大,这是物理变化;水通直流电.水分子发生了变化,生成了氢原子和氧原子,氢.原子构成氢分子,氧原子构成氧分子,这是化学变化。
分子的表示方法:
分子可用化学式表示:如O:既可表示氧气,也可表示1个氧分子。
分子的构成:
原子结构示意图: 由原子构成的物质:绝大多数的单质是由原子构成的,如金属单质、稀有气体均是由原子直接构成的,碳、硫、磷等大多数的非金属单质也是由原子直接构成的。
原子的定义:原子是化学变化中最小的粒子。例如,化学变化中,发生变化的是分子,原子的种类和数目都未发生变化。
对原子的概念可从以下三个方面理解:
①原子是构成物质的基本粒子之一。
②原了也可以保持物质的化学性质,如由原子直接构成的物质的化学性质就由原子保持。
③原子在化学变化中不能再分,是“化学变化中最小的粒子”,脱离化学变化这一条件,原子仍可再分。
原子的性质: ①原子的质量、体积都很小;
②原子在不停地运动;
③原子之间有一定的间隔;
④原子可以构成分子,如一个氧分子是由两个氧原子构成的;也可以直接构成物质,如稀有气体、铁、汞等都是由原子直接构成的;
⑤化学反应中原子不可再分。
原子的表示方法—元素符号:原子可用元索符号表示:如O既可表示氧元素,也可表示1个氧原子。
分子和原子的联系与区别:
项目 |
分子 |
原子 |
不同点 |
本质区别 |
在化学反应中可以分成原子 |
在化学反应中不能再分 |
构成物质情况 |
大多数物质由分子构成 |
原子也能直接构成物质,但分子是由原子构成的 |
相同点 |
①质量和体积都很小 ②都在不停地运动 ③粒子间有间隔 ④都是构成物质的粒子 ⑤同种粒子性质相同,不同种粒子性质不同 |
注意事项 |
①分子是保持物质化学性质的最小粒子 ②原子是化学变化中的最小粒子 ③分子是由原子构成的 ④对于由原子直接构成的物质,原子是保持其化学性质的最小粒子 |
联系 |
分子是由原子构成的,分子,原子都是构成物质的粒子,它们的关系是
|
道尔顿的原子模型: 英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论,提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下四点:
①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同,不同元素的原子,主要表现为质量的不同
③原子是微小的、不可再分的实心球体
④原子是参加化学变化的最小单位,在化学反应中,原子仅仅是重新排列,而不会被创造或者消失。 虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。
概念:用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子,叫做化学式。如可用O2,H2O,MgO分别表示氧气、水、氧化镁的化学式。
对概念的理解: (1)混合物不能用化学式表示,只有纯净物才能用化学式表示。
(2)每一种纯净物只有一个化学式,但一个化学式有可能用来表示不同的物质。如氧气的化学式是O
2,没有别的式子再能表示氧气;P既是红磷的化学式,也是白磷的化学式。
(3)纯净物的化学式不能臆造,化学式可通过以下途径确定:
①科学家通过进行精确的定量实验,测定纯净物中各元素的质量比,再经计算得出。
②已经确定存在的物质可根据化合价写出。
书写规则: 1.单质化学式的写法:
首先写出组成单质的元素符号,再在元素符号右下角用数字写出构成一个单质分子的原子个数。稀有气体是由原子直接构成的,通常就用元素符号来表示它们的化学式。金属单质和固态非金属单质的结构比较复杂,习惯上也用元素符号来表示它们的化学式。
2.化合物化学式的写法:
首先按正前负后的顺序写出组成化合物的所有元素符号,然后在每种元素符号的右下角用数字写出每个化合物分子中该元素的原子个数。一定顺序通常是指:氧元素与另一元素组成的化合物,一般要把氧元素符号写在右边;氢元素与另一元素组成的化合物,一般要把氢元素符号写在左边;金属元素、氢元素与非金属元素组成的化合物,一般要把非金属元素符号写在右边。直接由离子构成的化合物,其化学式常用其离子最简单整数比表示。
化学式的读法:一般是从右向左叫做“某化某”,如“CuO”叫氧化铜。当一个分子中原子个数不止一个时,还要指出一个分子里元素的原子个数,如“P
2O
5”叫五氧化二磷。有带酸的原子团要读成“某酸某”如“CuSO
4”叫硫酸铜,还有的要读“氢氧化某”,如“NaOH”叫氢氧化钠。“氢氧化某”是碱类物质,电离出来的负电荷只有氢氧根离子。
化学式的意义:(1)
由分子构成的物质
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化学式的含义 |
以H2O为例 |
质的含义 |
宏观 |
①表示一种物质 ②表示物质的元素组成 |
①表示水 ②表示水是由氢、氧两种元素组成的 |
微观 |
①表示物质的一个分子 ②表示组成物质每个分子的原子种类和数目 ③表示物质的一个分子中的原子总数 |
①表示一个水分子 ②表示一个水分子是由两个氧原子和一个氧原子构成的 ③表示一个水分子中含有三个原子 |
量的含义 |
①表示物质的相对分子质量 ②表示组成物质的各元素的质量比 ③表示物质中各元素的质量分数 |
①H2O的相对分子质R =18 ②H2O中氢元素和氧元素质量比为1:8 ③H2O中氢元素的质量分数=100%=11.1% |
(2)
由原子构成的物质(以Cu为例) 宏观:
表示该物质:铜
表示该物质由什么元素组成:铜由铜元素组成
微观:表示该物质的一个原子—一个铜原子。
化学式和化合价的关系:
(1)根据化学式求化合价
①已知物质的化学式,根据化合价中各元素的正负化合价代数和为0的原则确定元素的化合价。
标出已知、未知化合价:
列出式子求解:(+1)×2+x×1+(-2)×3=0 x=+4
②根据化合价原则,判断化学式的正误,如判断化学式KCO3是否正确
标出元素或原子团的化合价
计算正负化合价代数和是否为0:(+1)×1+(-2)×1=-1≠0,所以给出的化学式是错误的,正确的为K2CO3。
③根据化合价原则,计算原子团中某元素的化合价,如计算NH4+中氮元素的化合价和H2PO4-(磷酸二氢根)中磷元素的化合价。
由于NH4+带一个单位的正电荷,不是电中性的,因此各元素的化合价代数和不为多,而是等于+1. 设氮元素的化合价为x
x+(+1)×4=+1 x=-3
所以在NH4+中,氮元素的化合价为-3. 同理H2PO4-带一个单位的负电荷、不是电中性的、因此各元素的化合价代数和不为零,而是-1.
设磷元素的化合价为y
(+1)×2+y+(-2)×4=-1 y=+5 所以在H2PO4-中磷元素的化合价为+5.
④根据化合价原则,确定物质按化合价的排序。如H2S,S,SO2,H2SO4四种物质中均含有硫元素,并且硫元素的化合价在四种物质中分别为:-2,0, +4,+6,故这四种物质是按硫元素的化合价由低到高的顺序排列的。
(2)根据化合价写化学式
根据化合物中化合价的代数和等于0的原则,已知元素的化合价可以推求实际存在物质的化学式,主要方法有两种:
①最小公倍数法
|
步骤 |
举例 |
写 |
一般把正价元素的符号(或原子团)写在左边,负价元素的符号(或原子团)写在右边,并把化合价写在元素符号(或原子团)的正上方 |
、 |
求 |
求出两种元素化合价绝对位的最小公倍数,然后求出每种元素的原子个数= |
因为|-2|×|+3|=6,所以Al原子个数为6/3=2,O原子个数=6/2=3 |
标 |
将原子个数写在相应元素符号的正下角 |
Al2O3 |
验 |
检验各种元素正负化合价的代数和是否为0,确定化学式的正确性 |
(+3)×2+(-2)×3=0,所以该化学式正确。 |
②交叉法
|
步骤 |
例1 硫酸铜 |
例2 氧化钙 |
排列 |
分析名称,确定元素符号(或原子团)的顺序 |
铝 硫酸根 Al SO4 |
钙 氧 Ca O |
标价 |
标上化合价 |
、 |
、 |
约简 |
将化合价的绝对值约成最简整数比 |
、 |
、 |
交叉 |
将整数交叉写在元素符号(或原子团)的右下角 |
|
|
检验 |
根据正负化合价代数和是否为0,检验正误 |
(+3)×2+(-2)×3=0 |
(+2)+(-2)=0 |
确定化学式的几种方法:1. 根据化合价规则确定化学式
例1:若A元素的化合价为+m,B元素的化合价为-n,已知m与n都为质数,求A,B两元素化合后的物质的化学式。
解析:由题意知正、负化合价的最小公倍数为m ·n,A的原子个数为(m·n)/m=n,B的原子个数为 (m·n)/n=m
答案:所求化学式为AnBm.
2. 根据质量守恒定律确定化学式
例2:根据反应方程式2XY+Y2==2Z,确定Z 的化学式
解析:根据质量守恒定律,反应前后原子种类不变,原子数目没有增减,反应前有两个X原子,四个Y原子,则两个Z分子含有两个X原子和四个Y原子。
答案:z的化学式为XY2
3. 利用原子结构特征确定化学式
例3:X元素的原子核外有17个电子,Y元素的原子最外层有2个电子,求X、Y两元素所形成的化合物的化学式。
解析:X元素的原子核外有17个电子,Y元素的原子最外层有2个电子,X原子易得1个电子,Y原子易失2个电子,根据电子得失相等可求化合物的化学式为YX2
4.利用元素质量比确定化学式:
例4:有一氮的氧化物,氮、氧两元素的质量比为7: 4,求此氧化物的化学式。
解析:设此氧化物的化学式为NxOy,根据xN:yO =7:4 得14x:16y=7:4,即x:y=2:1。
答案:所求氧化物的化学式为N2O。
5. 利用化学式中所含原子数、电子数确定化学式
例5:某氮氧化合物分子中含有3个原子,23个电子,求此化合物的化学式。
解析:设此化合物的化学式为NxOy,则
x+y=3
7x+8y=23
解得x=1,y=2
答案:所求化学式NO
2。
利用化学式的变形比较元素的原子个数:例:质量相等的SO
2和SO
3分子中,所含氧原子的个数比为?
解析:SO
2的相对分子质量为64,SO
3的相对分子质量为80,二者的最小公倍数是320,二者相对分子质量相等时物质的质量相同,转化为分子个数SO
2 为320/64=5,SO
3为320/80=4,即5SO
2与4SO
3质量相同,所以含氧原子的个数比为(5×2):(4×3)=10:12=5:6。
四、利用守恒法进行化学式计算:
例:由Na2S、Na2SO3、Na2SO4三种物质构成的混合物中,硫元素的质量分数为32%,则混合物中氧元素的质量分数为?
解析:在Na2S,Na2SO3,Na2SO4中,钠原子与硫原子的个数比是恒定的,都是2:1,因而混合物中钠、硫元素的质量比(或质量分数比)也是恒定的。设混合物中钠元素的质量分数为x,可建立如下关系式。
Na ——S
46 32
x 32%
46/32=x/32%
解得x=46%
混合物中氧元素的质量分数为1-32%-46%=22%。
利用平均值法判断混合物的组成找出混合物中各组分的平均值(包括平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等),再根据数学上的平均值原理,此平均值总是介于组成中对应值的最大值与最小值之间,由此对混合物的组分进行推理判断。
例:某气休可能由初中化学中常见的一种或多种气体组成,经测定其中只含C,O两种元素,其质量比为3:8,则该气体可能是?
解析:由题给条件知,该气体只含C,O两种元素,而这两种元素组成的气体可能是CO2、CO,O2。CO2中C,O两种元素的质量比是3:8,CO中C,O两种元素的质量比是3:4,O2中C,O两种元素的质量比是0 (因C的质量为0)。题中给出该气体中C,O两种元素的质量比是3:8,故符合题意的气体组成为:CO2或 CO,O2或CO,O2,CO2。
利用关系式法解题技巧:
关系式法是根据化学式所包含的各种比例关系,找出已知量之间的比例关系,直接列比例式进行计算的方法。
例: 多少克(NH4)2SO4与42.4g尿素CO(NH2)2所含的氮元素质量相等?
设与42.4g尿素中所含氮元素质量相等的(NH4)2SO4的质量为x
(NH4)2SO4——2N——CO(NH2)2
132 60
x 42.4g
132/x=60/42.4g
x=93.28
化学式前和化学式中数字的含义:①化学式前面的数字表示粒子(原子、分子)数目;
②离子符号前的数字表示离子的数目;
③化学式石一下角的数字表示该粒子中对应原子或原子团的数目;
④离子符号右上角的数字表示该离子所带电荷数。
概念:元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。
对元素概念的理解: ①元素是以核电荷数(即核内质子数)为标准对原子进行分类。只讲种类,不讲个数。
②质子数是划分元素种类的标准。质子数相同的原子和单核离子都属于同一种元素。如Na+与Na都属于钠元素,但Na
+与NH
4+不属于同一种元素。
③同种元素可以有不同的存在状态。如游离态和化合态。
④同种元素的离子因带电荷数不同,性质也不同。如Fe
2+与Fe
3+。
⑤同种元素的原子可以是不同种原子。如碳元素有三种不同中子数的碳原子:
612C、
613C、
614C.
元素与原子的比较
|
元素 |
原子 |
概念 |
具有相同核电荷数〔即核内质子数)的一类原子的总称 |
化学变化中的最小粒子 |
区分 |
只讲种类,不讲个数 |
既讲种类,又讲个数 |
使用范围 |
用于描述物质的宏观组成 |
用于描述物质的微观构成 |
举例 |
水由氢元素和氧元素组成,或说水中含有氢元素和氧元素 |
每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成 |
联系 |
元素和原子是总体和个体的关系,原子是元素的个体,是构成并体现元素性质的最小微粒;元素是一类原子的总称一种元素可以包含几种原子 |
元素、原子、分子与物质间的关系:
物质的组成可以从宏观和微观两个方面进行描述,其中元素是从宏观上对物质组成的描述,分子、原子是从微观上对物质构成的描述。其关系如下图;
在讨论物质的组成和结构时,应注意规范地运用这些概念,现举例如下:
(1)由分子构成的物质,有三种说法(以二氧化碳为例):
①二氧化碳是由氧元素和碳元素组成的。
②二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。
③每个二氧化碳分子是由2个氧原子和I个碳原子构成的。
(2)由原子(或离子)直接构成的物质(如汞、食盐),有两种说法:
①汞是由汞元素组成的;食盐是由钠元素和氯元素组成的。
②汞是由汞原子构成的;食盐是由钠离子和氯离子构成的。
同位素: 同位素指具有相同的质子数,但中子数不同的同一元素的不同原子,如氢有3种同位素,分别称为氕(H)、氘(D)、氚T),即原子核内质子数均为1,但中子数分别为0,1,2的氢原子。同位素有天然存在的,也有人工合成的。同一元素的同位素虽然中子数不同,但它们的化学性质基本相同。
溶液的酸碱度及表示方法
1. 溶液的酸碱性:溶液呈酸性、碱性或中性,通常用指示剂来测定。
2. 溶液的酸碱度:指溶液酸碱性的强弱程度,即酸碱度是定量表示溶液酸碱性强弱的一种方法.溶液的酸碱度通常用pH表示。
3. pH的范围:0—14
溶液酸碱度和pH值的关系
溶液的pH值 |
溶液的酸碱度 |
<7 |
酸性溶液(pH越小,酸性越强) |
=7 |
中性溶液 |
>7 |
碱性溶液(pH越大,碱性越大) |
(1)呈酸性的溶液不一定是酸溶液,如NaHSO
4溶液呈酸性,但属于盐溶液;呈碱性的溶液不一定是碱溶液,如Na
2CO
3溶液呈碱性,但它也是盐溶液。
(2)粗略测定溶液的酸碱度常用pH试纸。
pH的测定方法:测定溶液pH通常用pH试纸和pH计。其中用pH试纸测定溶液pH的具体操作为:测定时,将pH试纸放在表面皿上,用干净的玻璃棒蘸取被测溶液并滴在pH试纸上,半分钟后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读出溶液的pH,简记为:“一放、二蘸、三滴、四比”。
改变溶液pH的方法:溶液的pH实质是溶液中H
+浓度或OH
-浓度大小的外在表现。改变溶液中H
+浓度或OH
-浓度,溶液的pH就会发生改变。
方法一加水:只能改变溶液的酸碱度,不能改变溶液的酸碱性,即溶液的pH只能无限地接近于7。
①向酸性溶液中加水,pH由小变大并接近7,但不会等于7,更不会大于7(如下图所示)。
②向碱性溶液中加水,pH由大变小并接近于7,但不会等于7,更不会小于7(如下图所示)。
方法二加酸碱性相同,pH不同的溶液:原溶液酸碱性不会发生变化,但混合后溶液的pH介于两种溶液之间:
方法三加酸碱性相反的溶液:混合后发生中和反应,溶液的pH可能等于7,若加入的溶液过量,原溶液的酸碱性就会与原来相反(如下图所示)。
pH值测定时的注意事项:①不能直接把pH试纸浸入待测的溶液中,以免带入杂质,同时还可能溶解pH试纸上的一部分指示剂,致使比色时产生较大误差。
②不能先用水将pH试纸润湿再进行测定。因为将待测溶液滴到用水润湿后的pH试纸上,其溶质质量分数将变小。
③用pH试纸测得溶液的pH一般为整数。
了解溶液的酸碱度的重要意义: ①化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行;
②在农业生产中.农作物一般适宜在pH为7或接近于7的土壤中生长;
③测定雨水的pH(因溶解有二氧化碳,正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6),可以了解空气的污染情况;
④测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况。
身边一些物质的pH:
常见盐的用途:
1. 氯化钠(NaCl):作调味品和防腐剂,医疗上配置生理盐水。重要的化工原料碳酸钠(Na2CO3):制烧碱,广泛用于玻璃、纺织、造纸等
2. 碳酸氧钠(NaHCO3):工业焙制糕点的发酵粉的主要成分,医疗上治疗胃酸过多
3. 碳酸钙(CaCO3):实验室制取CO2,重要的建筑材料,制补钙剂
4. 硫酸铜(CuSO4): 农业上配制波尔多液,实验室中用作水的检验试剂,精炼铜
5. 高锰酸钾(KMnO4):常作消毒剂