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1、物质科学 物质科学主题1 常见的物质（一）物质的性质1.物理变化和化学变化物理变化：指物质的状态虽然发生了变化，但一般说来物质本身的组成成分却没有改变。例如：位置、体积、形状、温度、压强的变化，以及气态、液态、固态间相互转化等。还有物质与电磁场的相互作用，光与物质的相互作用，以及微观粒子（电子、原子核、基本粒子等）间的相互作用与转化，都是物理变化。化学变化：化学变化是指相互接触的分子间发生原子或电子的转换或转移，生成新的分子并伴有能量的变化的过程。化学变化过程中总伴随着物理变化。在化学变化过程中通常有发光、放热、也有吸热现象等。区别物质的物理变化和化学变化：物理变化是不产生新物质的变化，化学变

2、化是产生新物质的变化；二者的本质区别是有无新物质生成物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质，化学性质是在化学变化中表现出来的性质，二者的本质区别是否需要发生化学变化才能表现出来2.物理性质和化学性质物理性质：一是指物质不需要经过化学变化就表现出来的性质， 二是指物质没有发生化学反应就表现出来的性质。化学性质：是物质在化学变化中表现出来的性质。如所属物质类别的化学通性：酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性，如氧气这一物质，具有助燃性为其化学性质；同时氧气能与氢气发生化学反应产生水，为其化学性质。任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化

3、学变化，才区别于其它物质；化学性质是物质的相对静止性，化学变化是物质的相对运动性。举例说明外界条件（如温度、压力等）能影响物质的性质 如下表可得温度和压强能影响物质的某些性质。一个标准大气压时CO2在某些溶剂中的溶解度（单位：mL/g）温度/溶解度溶剂-60-40-2002030甲醇6624.511.46.34.13.6丙酮1275024138.26.6甲苯8.74.44.03.53.02.8CO2在水中的溶解度（单位：mL/g）压强/大气压温度/025507510011.790.7520.4230.3070.2311015.927.144.0952.992.282529.3016.209.7

4、16.825.733.物质的密度知道物体有质量物体所含物质的多少叫质量概述物质密度的含义单位体积的某种物质的质量，叫做这种物质的密度。概述密度所反映的物质属性密度是物质的一种特性，与质量的多少、体积 的大小无关，但当温度、状态等发生改变时，物质的密度也将发生改变。同种物质的密度相等，可以根据密度来鉴别物质，并可用于计算物质的质量或体积。应用公式 进行简单的计算。（1）密度公式（2）密度的单位有g/cm，kg/m，1g/cm=1000kg/m（3）1.利用公式计算某种物质的密度或鉴别物质。2.利用公式m=V计算体积为V的某种物质的质量。3.利用公式V=m/计算质量为m的某种物质的体积。使用天平、

5、量筒、刻度尺等常用工具测定固体或液体的密度（1）主要仪器：天平、量筒或量杯。（2）固体密度的测量：用天平称出物体的质量m，用量筒（或量杯）测出物体的体积v（形状规则的物体，可直接用刻度尺测量后计算出体积；不规则的物体通常用排水法），然后运用公式计算出物体的密度。（3）液体密度的测定：用天平测出空的烧杯的质量m1，用量筒量取适量的待测液体的体积V，将液体倒入烧杯中，称出烧杯和液体的总重量m2，则待测液体的密度为=（m2-m1）/V4.熔化和凝固识别熔化和凝固（1）熔化：熔化是指对物质进行加热，使物质从固态变成液态的过程。它是物态变化中比较常见的类型。熔化需要吸收热量，是吸热过程。晶体有一定的熔化

6、温度，叫做熔点。非晶体没有一定的熔化温度。（2）凝固：凝固是指在温度降低时，物质由液态变为固态的过程，物质凝固时的温度称为凝固点。目前已知的液体几乎都可以在低温时凝固成为固体，氦是唯一的例外，常压下在绝对零度时仍为液体（液态氦），需加压才能凝固为固体绘制晶体熔化图线注意晶体有一定熔点，非晶体则无一定的熔点即可。描绘晶体熔化和凝固过程中的特点：晶体熔化时要吸收热量，但温度保持不变 晶体凝固时要放出热量，但温度保持不变。知道熔化和凝固过程伴随吸热和放热5.汽化和液化知道蒸发、沸腾的概念蒸发和沸腾都是汽化现象，是汽化的两种不同方式。（1）蒸发是在液体表面发生的汽化过程，沸腾是在液体内部和表面上同时发

7、生的剧烈的汽化现象。溶液的蒸发通常是指通过加热使溶液中一部分溶剂汽化，以提高溶液中非挥发性组分的浓度(浓缩)或使溶质从溶液中析出结晶的过程。通常，温度越高、液面暴露面积越大，蒸发速率越快；溶液表面的压强越低，蒸发速率越快。（2）沸腾是在一定温度下，液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象。液体沸腾时需要吸热（沸腾时的温度叫做沸点，在标准大气压下，水的沸点是100）。 沸腾与蒸发在相变上并无根本区别。沸点随外界压力的增大而升高。知道影响蒸发快慢的因素和蒸发的制冷作用液体表面积越大，温度越高，液体表面空气流动越快，液体蒸发就越快。蒸发吸收热量，有制冷作用。描述液体沸腾过程中的特点液体表面及内部都在发生

8、运动 ，会产生气泡，气泡从小变大直到破裂知道液化的概念和方法物质由气态变为液态的过程叫液化，液化过程要放热。使气体液化的方法有两种：（1）降低温度；（2）在一定温度下压缩体积能用物质粒子模型简要解释汽化和液化现象6.饱和溶液与不饱和溶液、溶解度区别饱和溶液和不饱和溶液在一定温度下，某溶液不能再溶解某种溶质了，则这种溶液就称为该溶质在这一温度下的饱和溶液，否则，就不是饱和溶液。由于将要达饱和溶液时，溶质的溶解速度较慢，在鉴定是否为饱和溶液时可这样做：加入一定量的溶质后，在不断搅拌的情况下加热溶液使固体溶解后，再降温至设定温度，若有沉淀析出，表明为饱和溶液，否则就是不饱和溶液。当然，这种方法将溶液

9、加热时溶质不能有化学反应发生。列举影响物质溶解性的一些因素内因：物质本身的属性外因：（1）溶剂-极性溶剂,非极性溶剂.物质在不同溶剂里的溶解度不同（2）温度-大部分物质温度越高,溶解度越大；少数与此相反（3）气体物质-温度越高,溶解度越小；压强越大,溶解度越大读出物质的溶解度的含义（不要求溶解度的计算）1.在一定温度下，某固态物质在100g溶剂中达到饱和状态时所溶解的溶质的质量，叫做这种物质在这种溶剂中的溶解度。物质的溶解度属于物理性质。2气体的溶解度通常指的是该气体（其压强为1标准大气压）在一定温度时溶解在1体积水里的体积数。也常用“g/100g溶剂”作单位（自然也可用体积）。3在一定的温度

10、和压力下，物质在一定量的溶剂中溶解的最高量。一般以 100克溶剂中能溶解物质的克数来表示。一种物质在某种溶剂中的溶解度主要决定于溶剂和溶质的性质。（二）水1.水的组成和主要性质知道水电解后的产物，描述水的组成水电解后产生了氢气和氧气水的电解电极气体的量检验方法及现象结论正极气体体积是负极的1/2气体能是带火星的木条复燃正极产生的气体是氧气负极气体体积是正极极的2倍气体能在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰负极产生的气体是氢气实验结论: 水 通直流电氢气+氧气，说明水是由氢和氧组成的(水的电解是化学变化)描述水的主要物理性质和化学性质水的物理性质：纯净的水是一种无色、无臭、无味、透明的液体。纯净的水不易

11、导电。在常压下，水的凝固点（冰点）是0，沸点是100，在4时，1立方厘米的水的质量为1克，此时密度最大。将水冷却到0，可以结成冰而体积增加，它的体积为原来的1.09倍；如果加热到100，使水变成水蒸气，体积增加1600多倍。水对很多物质的溶解能力很强。水中含有溶解的空气，水中生物的生活就是依靠溶解在水中的氧气。化学性质1.稳定性：水很稳定，在1000以上才开始分解2.氧化性：水跟较活泼金属或碳反应时，表现氧化性，氢被还原成氢气3.还原性：最活泼的非金属氟可将水中负二价氧，氧化成氧气，水表现还原性 4.电解性：水在电流作用下，分解生成氢气和氧气，为增强导电性，需加硫酸或KOH，工业上用此法制纯氢

12、和纯氧 5.水化反应：水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃 发生水化反应。知道水是良好的溶剂，并能例举其他常见溶剂常用的溶剂: 水、酒精、汽油、丙酮等2.溶液、悬浊液和乳浊液说出溶液的组成一种或一种以上的物质以分子或离子形式分散于另一种物质中形成的均一、稳定的混合物说出溶液的特点1.稳定性2.均一性3.混合物区别溶液、悬浊液和乳浊液名称特征溶液悬浊液乳浊液形成过程固、液气溶解在液体里固体颗粒分散在液体里小液滴分散在液体里稳定性稳定不稳定不稳定长期放置均一、稳定下沉上浮举例糖水、汽水、饮料等石灰水、泥水、血液等牛奶、肥皂水3.溶质的质量分数说明溶液中溶质质量分数的意义溶质

13、质量与溶液质量的比值（没有单位）应用“溶质的质量分数=溶质质量/溶液质量”进行简单计算溶液的质量 = 溶质的质量溶剂的质量溶液中溶质的质量分数m溶质/m溶液 100%溶液中溶质的质量分数S/S+100 100%按要求配置一定溶质质量分数的溶液，说明有关配置方案、步骤与操作方法A、计算（溶剂和溶质的质量或体积）B、称量(固体：用天平称取；液体：用量筒量取) C、溶解（后装瓶，并贴上标签） 4.水污染关注水体污染及防治工业产生的废气、废水、废渣及生活用水的任意排放，农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入江河中，都会使水体受到污染列举吸附、沉淀、过滤、蒸馏等净化水的常用方法（1） 沉淀法：自然沉淀法加

14、入凝固剂，如明矾、活性碳等（作用：使水中的悬浮杂质凝聚成较大的颗粒，叫做凝聚剂）（2） 过滤法：把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法操作要点：一贴二低三靠一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸低于漏斗边缘，滤液低于滤纸边缘三靠：倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒紧靠三层滤纸一侧；漏斗下端紧靠烧杯内壁（3） 蒸馏原理：利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。蒸馏装置组成：蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶实验注意 1.烧瓶底部加碎石片防止爆沸 2.冷凝水下进上出 3.装液量不超过烧瓶的1/2树立水是生命之源的观点水与生命： 一个健康成年人，平均每天需2.5升水,人体重量的2

15、/3以上是水分儿童身上4/5是水分海陆间大循环的意义：a使地球上的水、大气、岩石和生物发生密切的联系；b使海洋源源不断地向陆地供应淡水，使水资源得到再生。每年的3月22日为“世界水日”我国是一个缺水国家，且水资源地区分布不均匀，时间分配也不均匀，我国有300多个城市面临缺水危机，其中包括北京、天津、上海、等大城市。树立节约用水的意识，增强防治水污染的责任感(三)空气空气的主要成分知道大气压的概念在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。说出空气的主要成分空气成分按体积分数计算是:氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0.94%,二氧化碳(CO2)约占0.03%举例说明空

16、气在人类生活和生产的重要作用空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必须的。所有动物需要呼吸氧气。此外植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用，二氧化碳是近乎所有植物的唯一的碳的来源。2.大气压列举证明大气压存在的方法 A 马德堡半球实验 B 杯中水不倒出的实验知道标准大气压的值1标准大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01105Pa=10.336m水柱知道大气压与人类生活的关系大气压支持了人体的存在 提供了足够浓度的氧气 为生活中各项活动提供了基础，如吸管和抽水机。3.氧气、二氧化碳概述氧气的主要物理性质和化学性质氧气物理性质是无色无味,不易溶于水，密度比空气的略大。液氧、固态氧淡蓝色.化学性质

17、是支持燃烧，有助燃性。可供呼吸用，是常用的氧化剂。氧气的实验室制备及检验方法1.用高锰酸钾或氯酸钾制氧气选甲装置:固体与固体加热制气体（实验室常用说法：固固加热型）2.用过氧化氢制氧气选乙装置:液体与固体不加热制气体（实验室常用说法：固液常温型）高锰酸钾制取氧气步骤：查装定点收离熄查-检查装置的气密性装-装药品定-把试管固定到铁架台上点-点燃酒精灯加热(先预热，注意：一律先让试管均匀受热，否则会因冷热不均炸裂试管)收-收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）离-把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法，此步骤基本不需要，但是最好先取出导管在盖上玻片）熄-熄灭酒精灯高锰酸钾制取氧气实验示意图注意

18、点试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流回试管底部炸裂试管；药品平铺在试管的底部：先预热，之后可以将酒精灯的外焰对准装有药品部位定向加热铁夹夹在离管口约1/3处；导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出（大约0.5cm）；试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管并堵塞导管，使所制得气体无法较好排出；排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气，此时收集气体不纯）；实验结束时，先移走导管，再熄灭酒精灯：防止水槽中的冷水倒吸进热的试管引起试管炸裂；用向上排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部：以便把空气排尽。过氧化氢（双氧水）制氧气步骤:查-装-收过氧化氢（双氧水）制氧气实验示意图查

19、-检查装置的气密性：用夹子把导管夹上（应使用两节导管，中间用较短橡皮管连接，便于检查），然后往长颈漏斗中加水，长颈漏斗的颈部中的水柱如不下降，说明气密性良好装-装药品，先装固体，后装液体（防止液体飞溅）收-收集气体（同上高锰酸钾收集法）注意点长颈漏斗的颈部应在液面以下（液封）：防止气体从长颈漏斗泄露，可用分液漏斗代替（可控制反应速率）；导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出。氧气检验检验方法：检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，证明是O2。验满：用带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，证明O2已满。排水法：当集气瓶瓶口冒气泡时（刚开始排出的是试管中的空气，等气泡连续均匀冒出时，才是纯

20、氧）实验室制取氧气是初级化学的一个实验，通常二氧化锰是催化剂，实验完毕后，可以用过滤法回收。向上排气法 （O2密度大于空气）文字表达实验室制取氧气方法主要有三种，其文字表达式如下：加热高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气二氧化锰氯酸钾氯化钾+氧气（二氧化锰做催化剂）加热过氧化氢+二氧化锰水+氧气（二氧化锰做催化剂）制氧口诀二氧化锰氯酸钾；混和均匀把热加。1制氧装置有特点；底高口低略倾斜。说明氧气的用途及与其性质的关系性质决定用途，用途反映性质（1）供给呼吸：医疗、登山、潜水、航空等（2）支持燃烧：炼钢、气割、气焊、宇航、液氧炸药等概述二氧化碳的主要物理性质和化学性质物理性质：二氧化碳在常温下是一种无

21、色无味的气体，密度比空气大，微溶于水，二氧化碳固体俗称干冰，可做致冷剂，用于保藏食品、人工降雨。化学性质：“三不二水”二氧化碳不能燃烧，不能助燃，也不能供呼吸。二氧化碳能与水反应生成使紫色石蕊试液变红的碳酸： CO2 + H2O = H2CO3。但碳酸不稳定，受热易分解：H2CO3= CO2 + H2O 。二氧化碳通入澄清的石灰水，能使石灰水变浑浊 ，这也是检验二氧化碳的方法。Ca(OH)2+CO2 = CaCO3 + H2O另外，二氧化碳还是光合反应的原料：6CO2 + 6H2O =叶绿体、光照=C6H12O6 + 6O2二氧化碳的实验室制备及检验方法实验室制取二氧化碳，用大理石或石灰石与稀

22、盐酸反应，它们的主要成分为碳酸钙，生成物有氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；二氧化碳能溶于水，与水反应生成碳酸，不能用排水法收集，由于密度比空气大，可用向上排空气法收集；检验二氧化碳时，利用二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀的性质，方法是把制取的气体通入澄清的石灰水，如石灰水变浑，则气体是二氧化碳说明二氧化碳的用途及与其性质的关系固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在舞台中用于制造烟雾。二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，常温下密度比空气略大，受热膨胀后则会聚集于上方。也常被用作灭火剂但Mg、Na、K等燃烧时不能

23、用CO2来灭火，因为：2Mg + CO2=点燃= 2MgO + C、4Na + CO2=点燃=2Na2O + C、4K + CO2=点燃=2K2O + C。二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作肥料。光合作用总反应：CO2+H2O 叶绿体、光照 C6H12O6 + O2注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物。4.臭氧层、温室效应描述大气层中臭氧层的作用臭氧层的作用：其一为保护作用，臭氧层能够吸收太阳光臭氧层阻挡紫外线中的波长306.3nm以 下的紫外线，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外

24、线的伤害。所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍 。其二为加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气。其三为温室气体的作用。说明温室效应的成因温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面层暖后的长短辐射却被大气层中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。因素 1.人口剧增因素 2.大气环境污染因素 3.海洋生态环境恶化因素 4.土地遭侵蚀、沙化等破坏因素 5.森林资源锐减因素 6.酸雨危害因素 7.物种加速绝灭因素 8.水污染因素 9.有毒废料污染因素 大致原因 （1）：排放温室气体 （2

25、）：工业生活度热 （3）：植被被破坏 （4）：人口巨增关注温室效应的利弊弊：地球上的病虫害增加； 2) 海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。利：:1 有利于植物的初期生长 2 .光合作用 3. 对空气净化好利 5.空气污染列举空气中污染物的主要来源导致空气质量下降的污染物很多。目前量多且危害严重的空气污染物主要有二氧化硫(SO2)、氮氧化物 (NO2)、一氧化碳(CO)和可吸入颗粒物等。如下表所示：空气污染物主要来源二氧化硫煤、石油等燃料的燃烧，生产硫酸等工厂排放的尾气一氧化碳化石燃料等不完全燃烧氮氧化物机动车辆等排放的废气可吸入颗粒物地面扬尘、燃煤排

26、放的粉尘等列举防治空气污染的方法1.改善燃料结构，尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。2.对化石燃料进行脱硫、脱氮处理，工厂的废气要经过处理再排放。3.开发新能源，如太阳能、风能、水能、地热能等。4.大力开展植树造林活动，提高环境的自我净化能力。列举空气质量指数的主要内容空气质量指数，就是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。针对单项污染物的还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二

27、氧化氮、臭氧、一氧化碳等六项。空气污染指数的取值范围定为0500，其中050、51100、101200、201300和大于300，分别对应国家空气质量标准中日均值的 I级、II级、III级、IV级和V级标准的污染物浓度限定数值，在实际应用中，又把III级和IV级分为III（1）级、III（2）级和IV（1） 级、IV（2）级。I级，空气质量评估为优，对人体健康无影响；II级，空气质量评估为良，对人体健康无显著影响；III级，为轻度污染，健康人群出现刺 激症状；IV级，中度污染，健康人群普遍出现刺激症状；V级，严重污染，健康人群出现严重刺激症状。（四）金属1.金属和非金属识别金属和非金属金属是一

28、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。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。除汞外，其他金属都是固体。铁、钴、镍等金属还具有磁性。注：金属的中文名都带金字旁。非金属的性质：非金属在通常条件下为气体或没有金属特性的脆性固体或液体。别：1.从原子结构来看，金属元素的原子最外层电子数较少，一般小于4；而非金属元素的原子最外层电子数较多，一般大于4。2.在化学反应中金属元素的原子易失电子，表现出还原性，常做还原剂。非金属元素的原子在化学反应中易得电子，表现出氧化性，常做氧化剂。列举金属和非金属主要物理性质差异，如（导电性、导热

29、性、金属光泽、延展性等）1一般说来金属单质具有金属光泽，大多数金属为银白色（铜为紫红色，金为黄色）；非金属单质一般不具有金属光泽，颜色也是多种多样。2一般说来，金属的密度较大，熔点较高；而非金属的密度较小，熔点较低。3金属除汞在常温时为液态外，其他金属单质常温时都呈固态；非金属单质在常温时多为气态，也有的呈液态或固态。4金属大都具有延展性，能够传热、导电；而非金属没有延展性，不能够传热、导电。金属之最：（1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝）2.金属活动性顺序概述金属与酸、金属与盐反应的条件金属+酸=氢气+盐位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸，它们具有氧化性）（钾钙钠除外，这三种活泼金属先与水反应生成相应的碱和氢气）金属与盐反应：金属+盐=新金属+新盐位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（钾钙钠除外，这三种活泼金属先与水反应生成碱和氢气）注：盐必须能溶解于水,如氯化银就不行.比较金属的活动性顺序在金属活动性顺序表里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，在化学反应中越容易失去电子。用金属活动性顺序说明某些现象3.金属的防腐列举金属腐蚀条件外因：金