氢气:
氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下，氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。氢气主要用作还原剂。

氢气的性质:
1、氢气的物理性质
在通常状况下，氢气是一种无色、无味的气体。氢气难溶于水。氢气是所有气体中密度最小的一种气体。标准状况下，氢气的密度是0.0899克/升。在101kPa下，温度为-252.87℃时，氢气可转变为无色的液体；-259.1℃时变为雪状固体。

2、氢气的化学性质（可燃性）
①纯净的氢气在空气中可以安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，罩在火馅上方的干冷烧杯壁上有水雾出现，接触烧怀的手感到发烫，说明该反应生成水，并放出大量热。
反应的化学方程式为2H₂+O₂2H₂O
②不纯的氧气(混有空气或氧气)点燃时极易爆炸，因此使用氢气时一定要注意安全，点燃前一定要先检验氢气的纯度
氢气和氧气的比较：

类别	氢气	氧气
物理性质	无色、无味、气体 比空气小，氢气是最轻的气体 难溶于水	无色、无味、气体 比空气略大 不易溶于水
检验	点然时，发出淡蓝色火焰，罩在火焰上方的干冷烧杯内壁上出现水珠	用带火星的木条检验，木条复燃
化学性质	①常温下性质稳定 ②可燃性：在点燃条件下燃烧，但不能支持燃烧	①化学性质比较活泼 ②助燃性：支持燃烧，但其本身无可燃性 ③氧化性：在氧化反应中提供氧

概述：
    金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。

金属物理性质的共性：
大多数金属在常温下是固体，具有金属光泽，是电和热的良导体，具有良好的延展性，密度较大，熔沸点较高。

金属物理性质的特性：
  不同的金属有其各自的特性。如铁、铝等大多数金属都呈银白色，但铜呈红色，金呈黄色;常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是固体，但汞是液体；不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大，见下表。

物理性质	物理性质比较
导电性
密度
熔点
硬度

用途：
钛和钛的合金：可用于制造喷气发动机，轮船外壳，反应器和电信器材。
锌：锌镀在铁的表面，以防止铁被腐蚀；锌还常用于电镀、制造铜合金和干电池。
铜：制造电线、电缆和各种电器。
铝：来冶炼高熔点金属；导电性仅次于银和铜，常用于制造电线和电缆。

物质的性质和用途的关系：
①物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但实际运用时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。

②应用举例
a.日常生活中菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制，这是因为铁的硬度比铅大，并且铅对人体有害。
b.虽然银的导电性比铜好，但由于银的价格比铜高得多，所以电线一般用铜制而不用银制。
c.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，这是因为钨是熔点最高的金属，高温时钨丝不易熔化；而锡的熔点最低 (只有232℃)，如果用锡制灯丝，只要一开灯，灯丝就会断开，灯泡不能发光。 d.铁制水龙头要镀铬，这是因为镀铬既美观，又耐腐蚀，可延长水龙头的使用寿命。
e.在日常生活中我们还经常用到其他金属，如温度计中的液态金属汞、干电池的锌皮、热水瓶内胆上镀的金属银等。

金属的化学性质：
常见金属能与氧气反应，也能与盐酸，硫酸及盐溶液反应。

常见金属的化学性质：
1.金属和氧气的反应

金属	在空气中	在氧气中	方程式
镁	常温下表面逐渐变暗。点燃 剧烈燃烧，发出耀眼的白光， 生成白色固体	点燃，剧烈燃烧，发出耀 眼的白光，生成白色固体	2Mg+O22MgO
铝	常温下，铝表而变暗，生成一 层致密氧化膜，保护铝不再被腐蚀	点燃。剧烈燃烧，火星四射， 放出大量的热，生成白色固体	4Al+3O22Al2O3
铁	持续加热发红，离火变冷	火星四射，放出大量的热， 生成黑色固体	3Fe+2O2Fe3O4
铜	加热，生成黑色物质，在潮湿的 空气中，生成铜绿而被腐蚀	加热，生成黑色固体	2Cu+O22CuO
金	即使在高温也不和氧气反应		——
结论	大多数金属都能喝氧气反应，但反应的难易程度和剧烈程度不同

2.金属与酸的反应

	盐酸	稀硫酸	反应现象（两种酸中相同）
镁	Mg+2HCl==MgCl2+H2↑	Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑	反应比较剧烈，产生大量 气泡，溶液仍为无色，生成 的气体能够燃烧，并且产 生淡蓝色火焰
铝	2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑	2Al+3H2SO4==Al2(SO4)+3H2↑
锌	Zn+2HCl==H2↑+ZnCl2	Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑	反应缓慢，有气泡产生，溶 液由无色逐渐变为浅绿色， 生成的气体能够燃烧，并且 产生淡蓝色火焰
铁	Fe+2HCl==FeCl2+H2↑	Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
铜	不反应	不反应	无

3.金属与盐的反应
将锌片、铁丝、铜丝三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液中，观察现象

	CuSO4溶液	AgNO3溶液	NaCl溶液
锌	锌表面有一层红色金属析出，溶液由蓝色变为无色 Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu	锌表面有一层银白色金属析出 Zn+2AgNO3==Zn(NO3)2+2Ag	无变化，不反应
铁	铁表面有一层红色金属析出，溶液由蓝色变为浅绿色 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu	铁表面有一层银白色金属析出，溶液由无色变为浅绿色 Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag	无变化，不反应
铜	无变化，不反应	铜表面有一层银白色金属析出，溶液由无色变为蓝色 Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag	无变化，不反应

易错点：
一、（1）一般在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属(也叫活泼金属)能置换出酸中的氢;排在氢后面的金属则不能，如铜、银与盐酸、稀硫酸都不反应。
（2）浓硫酸和硝酸与金属反应不生成氢气，因为它们有很强的氧化性，与金属反应不生成氢气。
（3）在金属活动性顺序表中排在最前面的金属如K、 Na活泼性太强，放入酸溶液中首先跟酸发生置换反应，过M的金属会继续跟水发生剧烈的反应。
（4）铁与非氧化性酸反应时，始终生成亚铁盐 (Fe²⁺)。
（5）金属与酸反应后溶液的质量增大。

二、
（1）在金属活动性顺序表中，位于前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,Ca,Na除外)。相隔越远，反应越容易发生。
（2）金属与盐溶液的反应，盐必须能溶于水，不溶性的盐与金属不反应，如AgCl难溶于水，Fe和AgCl不反应。
（3）不能用活泼的金属K,Ca,Na，与盐溶液反应，因为K,Ca,Na。会先与H₂O发生置换反应生成碱和氢气。

金属与酸的反应不一定属于置换反应：
置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。一般情况下，较活泼的金属跟酸发生的化学反应属于置换反应。但由于浓硫酸(或硝酸)具有强氧化性，金属与浓硫酸(或硝酸)反应时，生成物相对比较复杂。这类反应不属于置换反应。


铝和锌的抗腐蚀性：
1.铝制品具有很好的抗腐蚀性，是因为铝与空气中的氧气反应表面生成一种致密的氧化铝薄膜，对铝起防护作用。

2.锌与铝的抗腐蚀性相似，也是在金属表面会生成一层致密的氧化锌保护膜。

氮气：
    氮气，常况下是一种无色无味无臭的气体，且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%（体积分数），是空气的主要成份。常温下为气体，在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。
物理性质：
（1）无色无味的气体
（2）不易溶于水
（3）在标准状况下密度为1.251g/L，密度比空气略小 

化学性质：
化学性质不活泼，一般情况下不能燃烧，也不支持燃烧；在常温下难与其他物质发生反应，但在高温下也能与一些物质发生化学反应。

用途：
(1)焊接金属时做保护气
(2)灯泡中填充氮气以延长灯泡的使用寿命，食品包装袋中充有氮气以防止食品腐烂变质
(3)医疗上可以在液氮冷冻麻醉的条件下做手术
(4)超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
(5)制造氮肥和硝酸
(6)有些博物馆把贵重罕见的书画，墨宝保存在充满氮气的圆筒中，既可以避免氧化变质，又可防止虫蛀霉变。
氮的化学性质:
1. 氮化物反应
氮化镁与水反应：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg(OH)₂↓+2NH₃↑
在放电条件下，氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮：N₂+O₂=放电=2NO
一氧化氮与氧气迅速化合，生成二氧化氮2NO+O₂=2NO₂
二氧化氮溶于水，生成硝酸，一氧化氮3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO
五氧化二氮溶于水，生成硝酸，N₂O₅+H₂O=2HNO₃

2. 氮和活泼金属反应
N2与金属锂在常温下就可直接反应：6Li+N₂===2Li₃N
N2与碱土金属Mg、Ca、Sr、Ba在炽热的温度下作用：3Ca+N₂===Ca₃N₂
N2与镁条反应：3Mg+N₂=点燃=Mg₃N₂(氮化镁)

3. 氮和非金属反应
N₂与氢气反应制氨气：N₂+3H₂===（可逆符号）2NH₃
N₂与硼要在白热的温度才能反应：2B+N₂===2BN（大分子化合物）
N₂与硅和其它族元素的单质一般要在高于1473K的温度下才能反应。

氮气用途——汽车轮胎
1.提高轮胎行驶的稳定性和舒适性
氮气几乎为惰性的双原子气体，化学性质极不活泼，气体分子比氧分子大，不易热胀冷缩，变形幅度小，其渗透轮胎胎壁的速度比空气慢约30～40%，能保持稳定胎压，提高轮胎行驶的稳定性，保证驾驶的舒适性；氮气的音频传导性低，相当于普通空气的1/5，使用氮气能有效减少轮胎的噪音，提高行驶的宁静度。

2.防止爆胎和缺气碾行
爆胎是公路交通事故中的头号杀手。据统计，在高速公路上有46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的，其中爆胎一项就占轮胎事故总量的70%。汽车行驶时，轮胎温度会因与地面磨擦而升高，尤其在高速行驶及紧急刹车时，胎内气体温度会急速上升，胎压骤增，所以会有爆胎的可能。而高温导致轮胎橡胶老化，疲劳强度下降，胎面磨损剧烈，又是可能爆胎的重要因素。而与一般高压空气相比，高纯度氮气因为无氧且几乎不含水份不含油，其热膨胀系数低，热传导性低，升温慢，降低了轮胎聚热的速度，不可燃也不助燃等特性，所以可大大地减少爆胎的几率。

3.延长轮胎使用寿命
使用氮气后，胎压稳定体积变化小，大大降低了轮胎不规则磨擦的可能性，如冠磨、胎肩磨、偏磨，提高了轮胎的使用寿命；橡胶的老化是受空气中的氧分子氧化所致，老化后其强度及弹性下降，且会有龟裂现象，这时造成轮胎使用寿命缩短的原因之一。氮气分离装置能极大限度地排除空气中的氧气、硫、油、水和其它杂质，有效降低了轮胎内衬层的氧化程度和橡胶被腐蚀的现象，不会腐蚀金属轮辋，延长了轮胎的使用寿命，也极大程度减少轮辋生锈的状况。

4.减少油耗，保护环境
轮胎胎压的不足与受热后滚动阻力的增加，会造成汽车行驶时的油耗增加；而氮气除了可以维持稳定的胎压，延缓胎压降低之外，其干燥且不含油不含水，热传导性低，升温慢的特性，减低了轮胎行走时温度的升高，以及轮胎变形小抓地力提高等，降低了滚动阻力，从而达到减少油耗的目的。

概述：
    二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO?，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，与水反应生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
物理性质：
常温下，二氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。
固态的二氧化碳叫做干冰。

化学性质：
(1)一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，不供给呼吸，因此当我们进入
干枯的深井，深洞或久未开启的菜窖时，应先做一个灯火实验，以防止二氧化碳浓度
过高而造成危险
(2)二氧化碳和水反应生成碳酸，使紫色石蕊试液变红：CO₂ + H₂O===H₂CO₃，
碳酸不稳定，很容易分解成水和二氧化碳，所以红色石蕊试液又变回紫色：
H₂CO₃===H₂O + CO₂↑
(3)二氧化碳和石灰水反应：Ca(OH)₂ + CO₂====CaCO₃↓+ H₂O
(4)二氧化碳可促进植物的光合作用：6CO₂+6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂
一氧化碳和二氧化碳性质的比较：

		一氧化碳	二氧化碳
物理性质	状态	无色，无味气体	无色，无味气体
	密度	1.250g/l（略小于空气）	1.977g/l（大于空气）
	溶解性	1体积水中约溶解0.02体积	1体积中约溶解1体积
化学性质	可燃性	有可燃性 2CO+O22CO2	一般情况下，既不能燃烧，也不能支持燃烧
	还原性	有还原性： CuO+COCu+CO2	没有还原性
	跟水反应	不能	能：CO2+H2O==H2CO3
	跟澄清石灰水反应	不能	CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
毒性		有毒	无毒
主要用途		作气体燃料，用于高炉炼铁	灭火，人工降雨，干冰制冷剂等，作化工原料和温室肥料
相互转化		C+O2CO2 C+CO22CO

干冰：
一定条件下，二氧化碳气体会变成固体，固体二氧化碳叫“干冰”。干冰升华时，吸收大量的热，因此可作制冷剂。如果用飞机向云层中撤干冰，由于干冰升华吸热，空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴，就可以形成降雨。 

二氧化碳不一定能灭火：
二氧化碳一般不支持燃烧，但在一定条件下，某些物质也可以在二氧化碳中燃烧，如将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁条能继续燃烧，反应的化学方程式为：2Mg+CO₂2MgO+C，所以活泼金属着火不能用二氧化碳来灭火

二氧化碳与一氧化碳的鉴别方法：
(1)澄清石灰水：将气体分别通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳。
(2)燃着的木条：将气体分别在空气中点燃，能燃烧的是一氧化碳，不能燃烧的是二氧化碳。
(3)紫色石蕊试液：将气体分别通入紫色石蕊试液中，能使石蕊试液变红的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳。
(4)还原金属氧化物：将气体分别通过灼热的氧化铜，出现黑色粉末变红这一现象的是一氧化碳，没有明显现象的是二氧化碳。

二氧化碳与一氧化碳的除杂方法：
1.CO(CO₂)(括号内的物质为杂质)：通常将气体通人过量的碱溶液(一般用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水)中，二氧化碳与碱溶液反应，从而达到除杂的目的。
2.CO₂(CO)(括号内的物质为杂质)：通常将气体通过灼热的氧化铜，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，从而达到除杂的目的。不能用点燃的方法，因为CO₂不支持燃烧，也不能燃烧。

二氧化碳与石灰石的应用：
二氧化碳与石灰水反应出现白色沉淀，反应的方程式为：CO₂+Ca(OH)₂==CaCO₃↓+H₂O。
该反应及现象有以下儿方面的应用:
(1)检验二氧化碳气体;
(2)鉴别NaOH溶液和澄清石灰水：将CO₂气体通入待测溶液中，生成白色沉淀的溶液为澄清石灰水，无明显现象的为NaOH溶液;
(3)除去某些气体中的杂质：如除去CO中的CO₂ 气体，可将混合气体通过澄清石灰水;
(4)解释澄清石灰水为什么要密封保存：敞口放置的澄清石灰水会吸收空气中的CO₂而使澄清石灰水表面生成一层白膜或变浑浊，其成分是CaCO₃;
(5)用石灰砂浆砌砖抹墙不久后变白变硬：石灰砂浆的主要成分是Ca(OH)₂，吸收空气中的CO₂发生反应Ca(OH)₂声称白色固体CaCO₃固体。
(6)保存鸡蛋：将鸡蛋浸泡在澄清石灰水中，取出来后CO₂与石灰水反应封闭鸡蛋壳上的小孔，可以延长鸡蛋的保存时间。

二氧化碳肥料：
二氧化碳是光合作用的原料之一，因而现在在温室大棚内种植蔬菜水果时，经常人为提高温室内CO₂ 浓度，以增加农作物产员，增大CO₂浓度的方法通常有以下几种：
(1)在温室内放置干冰，干冰升华增大CO₂浓度。
(2)在温室内放置通过化学反应产生CO₂气体的物质，如在塑料大棚顶部的容器内放置石灰石和稀盐酸。

灯火实验：
(1)二氧化碳本身无毒，但它不供给呼吸，当空气中二氧化碳含量超过常量时，也会对人体健康产生不良影响。

空气中二氧化碳的体积分数/%	对人体健康的影响
1	感到气闷，头昏，心悸
4—5	气喘，头痛，眩晕
10	神志不清，呼吸停止，死亡

 由于二氧化碳的密度大于空气，因而在低洼的地方浓度会增大。在进人久未开启的菜窖或干涸的深井前，应先点燃一支蜡烛用绳放到下面，观察蜡烛能否正常燃烧，若不能正常燃烧，应开启菜窖或深井一段时间后再检验，直到蜡烛能正常燃烧时，才能下去。