定义:
氧气,空气主要组分之一,比空气重,标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升。无色、无臭、无味。在水中溶解度很小。压强为101kPa时,氧气在约-183摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。
氧气的性质:
1.氧气的物理性质:
(1)无色无味,标况下,氧气的密度为1.429g/L,密度比空气大,难溶于水,1L水中只能溶解约30ml的氧气。
(2)三态变化:氧气(无色气体)
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130627/20130627171737755810.png)
液氮(淡蓝色液体)
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130627/20130627171737857762.png)
固态氮(淡蓝色雪花状)
(3)工业产生的氧气,一般加压贮存在蓝色的钢瓶中。
2.氧气的化学性质:(1)化学性质较活泼,在一定条件下,可以和多种物质发生化学反应,同时放出热量;具有助燃性和氧化性,在化学反应中提供氧,是一种常用的氧化剂。
(2)助燃性,氧化性
①与金属的反应:
2Mg+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
2MgO
3Fe+2O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
Fe
3O
4②与非金属的反应:
C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
CO
2(O
2充分)
2C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
2CO(O
2不充分)
③与化合物的反应:
2CO+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
2CO
2CH
4+2O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
CO
2+2H
2O
C
2H
5OH+3O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702091404210776.png)
2CO
2+3H
2O
易错点:
(1)误认为氧气具有可燃性,可以做燃料
氧气可以帮助可燃物燃烧,具有助燃性,它本身不能燃烧,不能做可燃物。
(2)误认为氧气的化学性质非常活泼,能与所有物质发生反应
氧气是一种化学性质非常活泼的气体,在一定条件下能与许多物质发生化学反应,但不是与所有物质都能发生化学反应。
(3)误认为燃烧都需要氧气
燃烧有广义和狭义之分,通常所说的燃烧是指可燃物与氧气发生的一种发光,放热的剧烈的氧化反应。燃烧的条件之一是需要氧气。但有一些燃烧不需要氧气,如镁在二氧化碳中也能燃烧。
(4)误认为物质与氧气的反应叫氧化反应
氧化反应是物质与氧发生的反应,其中包括物质与氧气中的氧元素发生的反应,也包括物质与其他含氧物质中的氧元素发生的反应。如氢气与氧气反应生成水是氧化反应,氢气与氧化铜反应生成铜和水也是氧化反应。
(5)误认为氧气与液氧性质不行
物质的性质包括物理性质和化学性质,氧气与液氧物理性质不同,但化学性质是相同的,因为它们二者的分子构成相同,都是由氧分子构成的。
(6)误认为含氧的物质都能制取氧气。
制取氧气需要含氧的物质,但不是所有的含氧物质都能用来制取氧气。
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2H
2+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702110220696773.png)
2H
2O
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 |
概念:由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。
特征:单质+化合物→新单质+新化合物
表达式:A+BC=B+AC
置换反应的规律和发生条件:
规律 |
发生条件 |
实例 |
H2+金属氧化物→金属+水 |
①加热 ②K、Ca、Na、Mg、Al等的氧化物除外 |
H2+CuO Cu+H2O 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O |
碳+金属氧化物→金属+CO2 |
①高温 ②K、Ca、Na、Mg、Al等的氧化物除外 |
C+2CuO 2Cu+CO2↑ 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑ |
金属+酸→盐+氢气 |
①浓硫酸,硝酸具有氧化性,和金属反应不生成氢气; ②在金属活动性顺序中排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢 |
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4(稀)==Al2(SO4)3+3H2↑ |
金属+盐→新盐+新金属 |
①盐必须能溶于水 ②在金属活动性顺序表中,排在前面的金属才能置换出后面的金属 ③钾、钙、钠很活泼,与盐溶液反应不能置换出金属 |
Cu+Hg(NO3)2==Hg+Cu(NO3)2 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu |
概述: 碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成,从“炭”字音。碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳的存在形式: 碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。
碳的化学性质:1.稳定性:在常温下碳的化学性质稳定,点燃或高温的条件下能发生化学反应
2.可燃性:
氧气充足的条件下:C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322181325.png)
CO
2 氧气不充分的条件下:2C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322207325.png)
2CO
3.还原性:
木炭还原氧化铜:C+2CuO
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322243325.png)
2Cu+CO
2↑
焦炭还原氧化铁:3C+2Fe
2O
3![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322271325.png)
4Fe+3CO
2↑
焦炭还原四氧化三铁:2C+Fe
3O
4![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322296325.png)
3Fe+2CO
2↑
木炭与二氧化碳的反应:C+CO
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322322325.png)
CO
碳”与“炭”的区别:“碳”是一种核电荷数为6的非金属元素,而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物,如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时,用“碳”表示,如碳单质、二氧化碳、碳酸等;在说明含石墨的无定形碳时,用“炭”表示,如木炭、焦炭等。
碳燃烧生成物的判断:氧气量充足时,碳充分燃烧:C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702165054223773.png)
CO
2 氧气量不充足时,碳不充分燃烧:2C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702165054298773.png)
2CO
mg碳与ng氧气反应:
①
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/201307021650543671929.png)
时,生成物只有CO,且O
2有剩余;
②
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/201307021650544652027.png)
时,恰好完全反应生成CO
2;
③
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/201307021650545332820.png)
时,生成物既有CO
2,也有CO;
④
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/201307021650546051888.png)
时,恰好完全反应生成CO;
⑤
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/201307021650546741881.png)
时,生成物只有CO,且C有剩余。
碳单质及其化合物间的转化:![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/2013070216545114530780.png)
(1)C+2CuO
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829131930571372.png)
2Cu+CO
2↑
(2)C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702163404259780.png)
CO
2(3)3C+2Fe
2O
3![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120830/20120830095121462321.png)
4Fe+3CO
2↑
(4)2C+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829152322207325.png)
2CO
(5)CO
2 + H
2O===H
2CO
3(6)H
2CO
3==CO
2 + H
2O
(7)2CO + O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20110413/20110413160546001.gif)
2CO
2 (8)C+CO
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702163404325637.png)
2CO
(9)3CO + Fe
2O
3![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20110412/20110412141402001.gif)
2Fe + 3CO
2 (10)CO+ 2CuO
![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20110412/20110412141044001.gif)
2Cu + CO
2 (11)Ca(OH)
2 + CO
2====CaCO
3↓+ H
2O
(12)CaCO
3+2HCl==CaCl
2+CO
2↑+H
2O
(13)CaCO
3![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20120829/20120829151845298366.png)
CaO+CO
2
(14)CaO+H
2O==Ca(OH)
2(15)C
2H
5OH+3O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702170543498726.png)
2CO
2+3H
2O
(16)CH
4+O
2![](http://static.haoskill.com/upload/zsd/20130702/20130702170543561726.png)
CO
2+2H
2O