用途作用:
1. 冶炼工艺 在炼钢过程中吹以高纯度氧气，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应，这不但降低了钢的含碳量，还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度，因此，吹氧不但缩短了冶炼时间，同时提高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以降焦比，提高产量。在有色金属冶炼中，采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。

2. 化学工业
在生产合成氨时，氧气主要用于原料气的氧化，以强化工艺过程，提高化肥产量。再例如，重油的高温裂化，以及煤粉的气化等。

3. 国防工业
液氧是现代火箭最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药。

4. 医疗保健
供给呼吸：用于缺氧、低氧或无氧环境，例如：潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。

5. 其它方面
如：它本身作为助燃剂与乙炔、丙烷等可燃气体配合使用，达到焊割金属的作用，各行各业中，特别是机械企业里用途很广，作为切割之用也很方便，是首选的一种切割方法。

过度吸氧负作用:
    早在19世纪中叶，英国科学家保尔·伯特首先发现，如果让动物呼吸纯氧会引起中毒，人类也同样。氧气瓶氧气瓶人如果在大于0.05MPa（半个大气压）的纯氧环境中，对所有的细胞都有毒害作用，吸入时间过长，就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼吸功能，进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.1MPa（1个大气压）的纯氧环境中，人只能存活24小时，就会发生肺炎，最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2MPa（2个大气压）高压纯氧环境中，最多可停留1.5小时~2小时，超过了会引起脑中毒，生命节奏紊乱，精神错乱，记忆丧失。如加入0.3MPa（3个大气压）甚至更高的氧，人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死，抽搐昏迷，导致死亡。
   
      此外，过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应，可生成过氧化氢，进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质，它堆积在心肌，使心肌细胞老化，心功能减退；堆积在血管壁上，造成血管老化和硬化；堆积在肝脏，削弱肝功能；堆积在大脑，引起智力下降，记忆力衰退，人变得痴呆；堆积在皮肤上，形成老年斑。
缺氧和富氧对人体的影响：

氧气浓度(%体积)---征兆(大气压力下)
100%---致命/6分钟；
50%---致命/4-5分钟经治疗可痊愈
>23.5%---富氧，有强烈爆炸危险
20.9%---氧气浓度正常
19.5%---氧气最小允许浓度
15-19%---降低工作效率，并可导致头部、肺部和循环系统问题
10-12%---呼吸急促，判断力丧失，嘴唇发紫
8-10%---智力丧失，昏厥，无意识，脸色苍白，嘴唇发紫，恶心呕吐
6-8%---8分钟；
4-6%---40秒内抽搐，呼吸停止，死亡

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O₂，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“P₂O₅”叫五氧化二磷。有带酸的原子团要读成“某酸某”如“CuSO₄”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

		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NO₂。

利用化学式的变形比较元素的原子个数：
例：质量相等的SO₂和SO₃分子中，所含氧原子的个数比为?
解析：SO₂的相对分子质量为64，SO₃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SO₂ 为320/64=5，SO₃为320/80=4，即5SO₂与4SO₃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。

定义：
碳酸钙(CaCO₃)是一种难溶于水的白色固体。在自然界中，大理石、石灰石、方解石、白坐、蛋壳、珍珠等物质的主要成分均为碳酸钙；许多补钙药剂如钙片的主要成分也是碳酸钙。
碳酸钙的检验：
(1)碳酸钙的主要化学性质：CaCO₃＋2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑(实验室制取CO₂的原理) CaCO₃CaO+CO₂↑(工业上制CO₂)

(2)碳酸钙的检验方法：
①方法：取少量碳酸钙放入试管中，加入稀盐酸，并将产生的无色气体通入澄清石灰水中。
②现象：产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊。 
③化学方程式：CaCO₃＋2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca(OH)₂==CaCO₃↓+H₂O

溶洞的形成：
      溶洞都分布在石灰岩组成的山地中，石灰岩的主要成分是碳酸钙，当遇到溶有二氧化碳的水时，会发生反应生成溶解度较大的碳酸氢钙：CaCO₃+CO₂+H₂O==Ca(HCO₃)₂；
溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的碳酸氢钙就会分解，重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳：Ca(HCO₃)₂==CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O 洞顶的水在慢慢向下渗漏时，水中的碳酸氢钙发生上述反应，有的沉积在洞顶，有的沉积在洞底，日久天长洞顶处形成钟乳石，洞底处形成石笋，当钟乳石与石笋相连时就形成了石柱。

金刚石：
    金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具。碳可以在高温、高压下形成金刚石。


石墨：
    石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。


C60：
   C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。（C60这种物质是由C60分子组成的，而不是由原子构成的。） C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量约为720。

金刚石，石墨，碳60性质及用途比较

名称	金刚石	石墨	碳60
外观	纯净无色透明，正八 面体形状的晶体	深灰色，有金属光泽，不 透明的细鳞片状的固体， 质软，有滑腻感	分子型似足球状， 有金属光泽，其微晶 粉末呈黄色
结构模型
导电性	几乎不导电	良好	几乎不导电
硬度	天然存在的最硬物质	质软	质脆
导热性	很差	良好	很差
熔点	很高	很高	较低
用途	钻头，刻刀，装饰品	电极，铅笔芯，润滑剂	制备新材料，新配 件，医学应用
区别与联系	金刚石、石墨,C60,，的物理性质有很大差异，原因是这些单质中碳原子的排列方式不同，但由于它们都是由碳元素组成的单质，故化学性质相同。金刚石与石墨通过化学反应可以相互转变。

人造金刚石：
     20世纪80年代，人们发现人造金刚石在半导体制造行业具有广泛的应用前景。因为计算机芯片的基体材料—硅的导热性不好，这成为进一步提高芯片性能的难题。而金刚石在导热性方而远远超过硅(甚至超过铜和银)，于是它成了芯片基体材料的最佳选择。正是这种需求推动了人造金刚石的研究。

碳纤维：
     碳纤维是一种纤维状碳材料，它是将有机纤维与塑料树脂结合在一起，放在惰性气氛中，在一定压强下加强热、炭化而成的。碳纤维是一种强度比钢大，密度比铝小，比不锈钢还耐腐蚀，比耐热钢还耐高温，又能如铜那样导电，具有电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料，可以代替铝合金来制造飞机。制成的飞机，不仅轻巧，而且消耗动力少、推力大、噪音小。用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的贮存量和运算速率。用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节省大量的燃料。总之，用碳纤维或碳纤维增强的塑料、玻璃、陶瓷和金属等材料来代替钢材和合金等，在化工、机电、造船，特别是飞机制造、宇航器材等领域中有广泛的应用。