图 2-4 地壳里所含各种元素的质量分数 表示元素的符号——元素符号


　　为了书写的方便，国际上统一规定用各元素的拉丁文名称的第一个大写 字母，作为这种元素的符号。例如，氧元素的拉丁文名称的第一个字母是“O”， 所以就用“O”来表示氧元素；碳元素的拉丁文名称的第一个字母是“C”， 所以就用“C”来表示碳元素；等等。如果几种元素的拉丁文名称的第一个字 母相同时，就附加一个小写字母来区别。例如，用“Ca”来表示钙元素，用 “Cu”来表示铜元素。这种用来表示元素的符号叫做元素符号。一些常见的 元素的名称和元素符号见下表。
　　
表 2—2 一些常见元素的名称*和元素符号




元素名称 钠 镁 铝 钾 钙 锰 铁 铜 锌 钡 银 汞 元素符号 Na Mg Al K Ca Mn Fe Cu Zn Ba Ag Hg
元素符号不仅表示一种元素，而且还能表示这种
　　元素的一个原子。例如，“O”既能表示氧元素，也能表示一个氧原子。 书写元素符号时应该注意，只有 1 个字母的必须大写；有 2 个字母的， 第一个字母必须大写，第二个字母则必须小写。否则，就容易出现混乱，例
如，Co 表示钻元素，如果写成 CO 就表示一氧化碳了。
　　【练一练】写出下列各元素的元素符号：氢、氮、氧、氯、碳、硫、钠、 镁、汞、铁、铜。


元素的含义 元素符号的含义
常见元素的名称及元素符号

习 题

1.填写下表空白：

元素名称 硫 镁 氧 氩
元素符号 Cl Fe P Al



2.下列符号各表示什么意义？ (1)H (2)Hg (3)2N
3. 下列说法有无错误？若有错误请加以改正。
氧气是由氧原子直接构成的。
(2)二氧化碳是由 2 个氧元素和 1 个碳元素组成的。 (3)氮气是由氮元素组成的。
4.下表中元素的名称或符号可能是错误的，请将错误改正过来。

元素名称 钠 炭 镁 汞
元素符号 NA C mg hG 氯
cl 锰 锌
mn ZN 铜
CU 改正
第四节 离子


　　前面我们已经学习了有关分子和原子的知识，知道了有些物质是由分子 构成的，有些物质是由原子直接构成的。现在我们再来研究构成物质的另一 种微粒——离子。要想知道什么是离子，首先必须了解原子中电子的运动状 况。
　　　　　　　　　　核外电子的分层排布 在含有多个电子的原子里，这些电子的能量并不是相同的。通常情况下，
能量低的电子，在离核较近的区域运动；能量高的电子，在离核较远的区域
运动。我们把这种原子核外电子运动的不同区域称为电子层。能量最低、离 核最近的电子层叫第一层，也叫 K 层；能量稍高、离核稍远的电子层叫第二 层，又叫 L 层；依次向外叫第三、四、五、六、七层，或叫 M、N、O、P、Q 层。核外电子的这种分层运动，又叫做核外电子的分层排布。科学研究证明， 核电荷数 1～18 的元素原子的核外电子层排布情况如表 2—3 所示。
表 2—3 部分元素原子的电子层排布


核电荷数 元素名称 元素符号

各电子层的电子数
K L M


1 氢 H 1
2 氦 He 2
3 锂 Li 2 1
4 铍 Be 2 2
5 硼 B 2 3
6 碳 C 2 4
7 氮 N 2 5
8 氧 o 2 6
9 氟 F 2 7
10 氖 Ne 2 8
11 钠 Na 2 8 1
12 镁 Mg 2 8 2
13 铝 Al 2 8 3
14 硅 Si 2 8 4
15 磷 P 2 8 5
16 硫 S 2 8 6
17 氯 Cl 2 8 7
18 氩 Ar 2 8 8



原子核外电子分层排布的情况，可用原子结构示意图形象地表示出来。 例如，氢、钠的原子结构示意图可表示如下：
　　
　　图中圆圈表示原子核；圆圈内的“+”表示原子核带正电荷，阿拉伯数字 表示核电荷数(质子数)；弧线表示电子层，由里向外依次是 K 层、L 层、M 层??弧线上面的数字表示该电子层上的电子数。
　　【议一议】通过对表 2—3 的分析对比，可看出稀有气体元素、金属元 素、非金属元素的原子最外层的电子数各有什么特点？
稀有气体元素 稀有气体元素的原子最外电子层上一般有 8 个电子(氦原 子只有 1 个电子层，该层上有 2 个电子)。这种结构是一种相对稳定的结构， 通常情况下，稀有气体的化学性质稳定，不易跟其它物质发生化学反应。例 如，氦、氖、氩是稀有气体元素、氦、氩的原子结构示意图为：





金属元素金属元素原子的最外电子层上的电子数一般少于 4 个，在化学 反应中它们容易失去这些电子，使次外层(由外向里的第二层)变成最外层， 从而达到 8 个电子的稳定结构。例如，钠、镁、铝是金属元素，镁、铝的原 子结构示意图为：




非金属元素非金属元素原子的最外电子层上的电子数一般多于 4 个，在 化学反应中它们比较容易得到电子，从而使最外层电子数达到 8 个电子的稳 定结构。例如，氧、硫、氯是非金属元素，氧、氯的原子结构示意图为：




　　可见，元素的性质跟它们的原子的最外电子层上的电子数目有着密切的 关系。
【练一练】已知下列原子结构示意图，你能说出哪些是金属元素、非金
属元素或稀有气体元素的原子吗？




什么是离子


　　［实验 2—3］用镊子取一块黄豆粒大小的金属钠，观察它的颜色，用滤 纸吸去表面的煤油，放在石棉网上，加热使钠熔化，迅速将盛有氯气的集气 瓶倒盖在熔化的钠上(图 2—5)。观察发生的现象。
　　

图 2-5 钠与氯气的反应
　　钠在氯气中剧烈反应，图 2—5 钠与氯气的反应生成白色固体氯化钠(食 盐)，此反应可表示如下：
钠+氯气→氯化钠
(Na)(C12) (NaCl)
　　【议一议】钠原子最外电子层上有 1 个电子，氯原子最外电子层上有 7 个电子。根据实验结果，试分析在上述反应中钠原子和氯原子的最外电子层 上的电子会发生怎样的变化？
　　在上述反应中，钠原子(Na)失去最外层的 1 个电子，形成了带 1 个单位 正电荷的微粒，记作 Na+；氯原子( Cl)得到 1 个电子，形成了带 1 个单位负 电荷的微粒，记为 Cl-，从而使两个原子的最外电子层都达到稳定结构(图 2
—6)。

　　　　　　　　　图 2-6 氯化钠的形成示意图 这种带电荷的原子叫做离子。其中，带正电荷的离子叫做阳离子，如钠
离子(Na+)；带负电荷的离子叫做阴离子，如氯离子(Cl-)。带正电荷的钠离
子和带负电荷的氯离子之间有静电引力，互相接近；同时离子的核与核之间 和它们的电子与电子之间又有斥力。当引力和斥力达到平衡时，就形成了新 的物质——氯化钠。
离子也是构成物质的一种微粒。例如，氯化钠是由钠离子和氯离子构成
的；氯化钾(KCl)是由钾离子( K+)和氯离子构成的；氟化钙( CaF2)是由钙离
子(Ca2+)和氟离子(F-)构成的。氯化钠、氯化钾、氟化钙等物质虽然都是由 带电荷的离子构成的，但由于阴、阳离子所带的电荷总数都是相等的且电性 相反，所以，这些物质整体上都不显电性。
　　【议一议】以钠原子和钠离子、氯原子和氟离子为例，说明原子和离子 之间的关系。

核外电子排布的初步知识

原子结构示意图的含义 元素的性质和原子最外层电子数的关系 离子的初步概念

习题


1.某元素的原子结构示意图为，该原子的核电荷数为 ，质子数
为 ，核外有 个电子层，最外层上有 个电子。第二电子层上的电子的能
量 第一电子层上的电子的能量。在化学反应中，这种原子容易 电子，形
成 离子。
2.选择： (1)下列结构示意图表示的微粒是阳离子的是( )。




　　(2)带 2 个单位正电荷的阳离子的核外共有 10 个电子，其核内质子数为 ()。
A.10 B.8 C.14 D.12
3.下列叙述是否正确？为什么？
(1)最外层有 8 个电子的微粒，都是稀有气体元素的原子。 (2)原子核外电子总数相等的微粒，一定属于同种元素。 (3)由于氯化钠是由带电的 Na+和 Cl-构成的，所以氯化钠带有电性。
4.简答：
(1)根据下列原子和离子得失电子的关系回答：
阳离子原子阴离子
①1 个镁原子失去 2 个电子后变成什么微粒？
②1 个硫原子得到 2 个电子后变成什么微粒？ (2)根据微粒结构示意图，比较钠原子(Na)和钠离子(Na+)在结构上的相
同点和不同点。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本章小结

一、构成物质的微粒
　　1.分子、原子、离子是构成物质的三种基本微粒。有些物质是由分子构 成的，如氧气、水等；有些物质是由原子直接构成的，如金刚石、石墨、铝 等；有些物质是由离子构成的，如氯化钠、氟化钙等。
　　2.分子是保持物质化学性质的一种微粒。在化学反应中分子可以分为原 子。
3.原子是化学变化中的最小微粒。在化学反应中，原子不能再分。
　　4.带电荷的原子是离子。其中，带正电荷的是阳离子，带负电荷的是阴 离子。
二、原子的组成
? ?质子：1个质子带1个单位的正电荷
1. 原子?原子核?中子：不带电荷
电子：1个电子带1个单位的负电荷
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
　　2.原子核外电子的排布原子核外电子是分层排布的，其排布情况可以用 原子结构示意图表示。
三、元素
　　1.元素的含义具有相同的核电荷数(即质子数)的同一类原子总称为元 素。
2.元素符号用来表示元素的符号叫做元素符号。
　　3.元素性质与原子核外电子排布的关系元素的性质，跟它的原子的最外 层电子数目有着密切的关系。稀有气体元素原子的最外电子层上有 8 个电子 (氦是 2 个)，是一种稳定结构。金属元素的原子最外电子层上电子数比较少， 在化学反应中，通常容易失去最外层上的电子，达到 8 个电子的稳定结构； 非金属元素的原子最外层上的电子数比较多，在化学反应中，通常容易获得 电子，也达到 8 个电子的稳定结构。

复习题


1.下列变化哪些是物理变化？哪些是化学变化？ (1)碘在酒精里的溶解 (2)加热氧化汞得到汞和氧气
(3)钠与氯气的反应 (4)水的蒸发
2.选择： (1)下列操作所得到的物质，属于混合物的是( )。 A.将冰投入水里
B.将两瓶二氧化碳气体混合 C.将石蕊加入水中 D.使钠与氯气反应
(2)原子中的下列微粒数，对原子所属元素种类起决定作用的是( )。 A.中子数

B.质子数 C.核外电子数 D.最外层电子数
(3)分子和原子的主要区别是( )。 A.分子是构成物质的一种微粒，原子不能直接构成物质 B.分子能保持物质的各种性质，原子不能保持物质的各种性质 C.分子在化学反应中可以再分，原子在化学反应中不可再分 D.分子之间有间隔，原子之间没有间隔 (4)有两个核内质子数不等、核外电子数相等的微粒，这两个微粒可能是
( )。 A.不同元素的原子
B.同一种元素的离子 C.一种元素的原子和另一种元素的离子 D.同一种元素的原子和离子
3.填空： (1)按下列要求各举一例，填在横线上。
①由分子构成的纯净物，例如 。
②由原子直接构成的纯净物，例如 。
③由离子构成的纯净物，例如 。
　　(2)Na+、F-、Ne 三种微粒的核内质子数分别是 、 、 ，这三种微粒 在结构上的相似点是 。
4.填写下表空白(类别指金属、非金属和稀有气体)：

　　5.已知 1 个氧分子是由 2 个氧原子构成的，参照表 2—3 回答，每个氧分 子有 个原子核、 个质子、 个电子。

▲水的组成
▲单质和化合物
▲元素的化合价
▲化学式
▲原子量式量
▲有关化学式的计算

第三章 单质和化合物化学式


　　物质是由元素组成的。根据组成物质的元素种类是否单一，可将纯净物 分为单质和化合物两大类。它们的组成可用化学式来表示。
　　
第一节 单质和化合物
　　　　　　　　　　　从水的组成谈起 我们知道，水是一种纯净物。它是由哪些元素组成的呢？电解水的实验
证明，水电解时生成氢气和氧气。氢气是由氢分子构成的，氢分子又是由氢 原子构成的，我们说氢气是由氢元素组成的；氧气是由氧分子构成的，氧分 子又是由氧原子构成的，我们说氧气是由氧元素组成的。可见，水是由氢元 素和氧元素组成的。
其它物质的组成是否也有类似情况呢？下面我们再做一个实验。
［实验 3—1］分别称量 3.5 克铁粉和 2 克硫粉，观察铁粉和硫粉的颜色。 在纸片上充分混合，观察混合物的颜色，并用磁铁试验。 取少许混合物撒入一盛水的烧杯中，观察现象。
再将余下的混合物堆放在石棉网上，用在酒精灯上灼热了的玻璃棒去触 及(图 3—1)，观察发生的现象。待反应停止并冷却后，再用磁铁试验；再投 入另一盛水的烧杯中，观察现象。







图 3-1 铁粉和硫粉的反应 铁粉呈灰黑色，能被磁铁吸引，不溶于水，沉在水底。硫粉呈淡黄色，
不能被磁铁吸引，不溶于水，细硫粉浮在水面上。铁粉和硫粉的混合物受热
时则剧烈反应，发光、放热，同时生成一种黑色固体，这种物质是硫化亚铁。 这个反应可表示如下：
铁+硫硫化亚铁 (Fe)(S) (FeS)
铁是由铁元素组成的，硫是由硫元素组成的，可见，硫化亚铁是由铁元
素和硫元素组成的。 大量的事实告诉我们，自然界里的纯净物，有的只由一种元素组成，如
氧气、氢气、铁、硫等；有的则由多种元素组成，如水、硫化亚铁等。那么
怎样根据组成物质的元素的种类是否单一，将物质进行分类呢？
单质 在以上所研究的纯净物中，氢气、氧气、铁、硫等都是由一种元素组成
的。化学上把这类由同种元素组成的纯净物叫做单质。 根据单质性质的不同，又可以把单质分为：
　　1.非金属单质 如碳、磷、氧气、氢气、稀有气体等。它们一般没有金属 光泽，不导电，不传热，不具有延展性。在通常状况下，它们绝大多数是气 体或固体。
　　2.金属单质 如铁、铜、镁、银等。它们具有特殊的金属光泽，是电和热 的良导体，富有延展性。在通常状态下，它们是固体(汞是液体)。
　　
　　金属和非金属之间没有绝对的界限，例如用做半导体材料的硅和锗，它 们既具有金属的某些性质，又具有非金属的某些性质。
【议一议】水、二氧化碳、硫化亚铁等物质是单质吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　化合物 水、二氧化碳、硫化亚铁等纯净物是由两种不同的元素组成的，化学上
把这类由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。自然界中化合物的种类远远 超过了单质的种类。
【议一议】单质和化合物有什么区别？化合物和混合物有什么区别？ 组成单质的元素没有同其它元素化合，是元素的游离态。例如，氧气中
的氧元素是游离态的氧元素，氢气中的氢元素是游离态的氢元素。组成化合 物的元素是彼此化合的，是元素的化合态。例如，水中的氧元素和氢元素分 别是化合态的氧元素和化合态的氢元素。
【练一练】根据所学知识，填写下列物质的简单分类表。
?( )
? ? ?( )
物质?( )?(单质)?( )
? ??( )



单质的概念和分类
化合物的概念 物质的简单分类


习题


1.下列说法是否正确？如有错误，应如何改正？ (1)水是由氢气和氧气组成的。 (2)空气是由多种单质组成的化合物。
2.填写下表：

物质名称
所属类别 氢气 氧气 水 汞 氧化汞 组成元素 构成微粒
通常状态下的颜色和状态


3.下列物质中，哪些是单质？哪些是化合物？哪些是混合物？为什么？
(1)海水 (2)氦气 (3)牛奶 (4)铁粉 (5)氧化铜 (6)二氧化碳 (7)氮气 (8)空气 (9)金刚石
第二节 化合价
什么是化合价 我们已经知道，水是由氢元素和氧元素组成的化合物。研究结果发现，
当氢元素跟氧元素化合成水时，氢原子和氧原子的个数比一定为 2∶1。 对其它化合物的组成进行研究时，同样发现组成它们的不同元素在化合
时，其原子个数也都有固定的比值。例如，氢元素跟氯元素化合生成氯化氢 (HCl)时，氢原子和氯原子的个数比为 1∶1；碳元素跟氧元素化合生成一氧
化碳(CO2)时，碳原子和氧原子的个数比为 1∶2；氮元素跟氢元素化合生成
氨(NH3)时，氮原子和氢原子的个数比为 1∶3。
　　人们把一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子相化合的性 质叫做元素的化合价。
元素的化合价是用确定的数值来表示的。常见元素的化合价见下表。 表 3—1 常见元素的化合价

元素名称 元素符号 常见的化合价 元素名称 元素符号 常见的化合价 钾 K +1 锰 Mn +2 ，+4 ，+6 ，+7 钠 NA +1 氢 H +1 银 Ag +1 氟 F -1 钙 CA +2 氯 Cl -1 ，+1 ，+5 ，+7 镁 Mg +2 氧 O -2 钡 BA +2 硫 S -2 ，+4 ，+6 锌 Zn +2 碳 C +2 ，+4 铜 Cu +1 ， +2 硅 Si +4
汞 Hg +1 ，+2 氮 N -3 ，+2 ，+4 ，+5 铁 Fe +2 ，+3 磷 P -3 ，-3 ，+5 铝 Al +3



【议一议】从表 3—1 中可以看出元素的化合价具有哪些特点？
　　元素的化合价有正价和负价之分。金属元素通常只具有正价；而非金属 元素一般来说，既有正价，又有负价。
许多元素的化合价是可变的。同一种元素在不同条件下形成不同化合物
时，显示的化合价可能不同。例如，碳在氧气或空气充足时燃烧生成二氧化
? 4
碳，碳元素显 + 4价，可表示为 C O 2 ；而碳在氧气或空气不充足时燃烧生成
? 2
一氧化碳(CO)，碳元素显 + 2价，可表示为 C O。因而碳元素可显 + 2价和 + 4


价。另外，氯、硫、磷、铁等也都有变价。
【想一想】在氧气和氢气中，氧元素和氢元素的化合价各是多少？ 元素的化合价是元素跟其它元素在形成化合物时表现出来的一种性质，
所以，在单质中元素的化合价为零。

化合价的实质


元素化合价的数值表示什么意义呢？元素的化合价为什么有正负之分
呢？要弄清这些问题，必须了解在化学反应中元素的原子间是怎样进行结合 的。
　　我们知道，元素的性质跟它的原子的最外层上的电子数有着密切的关 系。除稀有气体元素的原子外，其它元素原子的最外层均未达到稳定结构。 大量事实说明，大多数元素的原子在化学反应中都有使它的最外电子层达到 稳定结构的倾向。
　　【想一想】钠和氯气反应生成什么物质？运用核外电子排布的知识分析 这一物质生成的过程。
　　钠和氯气反应生成氯化钠。在氯化钠中，钠元素显+1 价，氯元素显-1 价。这是因为在形成氯化钠的过程中，每个钠原子失去 1 个电子，形成带 1 个单位正电荷的阳离子；每个氯原子得到 1 个电子，形成带 1 个单位负电荷 的阴离子。像氯化钠这种由阴、阳离子相互作用形成的化合物，叫做离子化 合物。可见，在离子化合物中，元素的化合价的数值，就是这种元素的 1 个 原子失去或得到电子的数目。其原子失去电子的元素显正价，其原子得到电 子的元素显负价。
还有一些化合物，像氯化氢、水、二氧化碳等，它们不是离子化合物，
而是共价化合物。在共价化合物中，元素的化合价也与元素的原子结构有着 密切的关系。
氢气和氯气反应生成氯化氢，可用下式表示：
氢气+氯气→氯化氢 (H2) (Cl2) (HCl)
　　在氯化氢分子中，氢元素显+1 价，氯元素显-1 价。这是因为氢元素的原 子和氯元素的原子，都有得到 1 个电子形成稳定结构的倾向。由于获得电子 的能力相差不大，所以在形成氯化氢分子的过程中，氢原子和氯原子各以最 外层上的 1 个电子组成 1 个电子对，这对电子为氢原子和氯原子所共有，从 而使双方原子的最外层都达到稳定结构。由于氯原子比氢原子对共用电子对 的吸引力强，共用电子对偏向氯原子，而偏离氢原子。像氯化氢这种以共用 电子对形成的化合物叫做共价化合物。
在共价化合物里，元素的化合价的数值，就是这种元素的一个原子和其
　　　　　　　它元素的原子形成共用电子对的数目。共用电子对偏向哪种原子，那种元素 就显负价；共用电子对偏离哪种原子，那种元素就显正价。 在化合物里元素的正负化合价之间有什么关系呢？
氯化镁(MgCl2)是一种离子化合物，其中镁元素显+2 价，氯元素显-1 价，
(+2)+(-1)×2=0。 在离子化合物里由于阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷
总数，所以正负化合价的代数和等于零。 水是一种共价化合物，其中氢元素显+1 价，氧元素显-2 价，(+1)×
2+(-2)=0。 在共价化合物里正负化合价的代数和也等于零。
由此可见，在化合物里各元素正负化合价的代数和一定等于零。
【练一练】计算氧化汞、二氧化碳中各元素正、负化合价的代数和。


元素化合价的含义
化合物里元素的正负化合价的代数和等于零
21 种常见元素的化合价

习题
1.下列说法是否正确？为什么？ (1)在化合物里，元素的化合价为零。 (2)一种元素只能表现出一种化合价。 (3)在氧气中，氧元素为-2 价。
2.已知在化合物 N
ACl、NA2O、FeCl3、Fe2O3 中，各元素的化合价分别是 Cl-1、NA+1、Fe+3、
O-2，计算上列化合物中各元素正负化合价的代数和。

第三节 化学式


　　化学上用元素符号来表示元素。那么，由元素组成的单质和化合物怎样 来表示呢？
　　　　　　　　　　表示物质组成的式子 前面我们学习有关物质的化学变化时，已在某些物质的名称下面写了一
些用元素符号表示的式子，如氧气(O2)、镁(Mg)、碳(C)、二氧化碳(CO2)、
氯化钠(NACl)、氯化氢(HCl)，等等。这种式子能简明地表示单质或化合物的 组成情况。这种用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。化学式可以 表示一种物质，表示这种物质的组成元素，还可以表示组成元素的原子个数 比①。例如，化学式“H2O”，可以表示水这种物质，还表示水是由氢元素和 氧元素组成的，其中氢和氧的原子个数比是 2∶1。
【想一想】二氧化碳的化学式为 CO2，氧化镁的化学式为 MgO，它们各表
示什么含义？ 对于由分子构成的物质，它们的化学式除表示上述含义外，还表示每个
分子所含的各种元素的原子个数，即表示分子的组成，这种化学式也叫做分
子式。由此可见，化学式是包括分子式在内的一种表示物质组成的式子。在 初中化学中，为了便于学习，我们一般使用化学式，而不再辨认哪些化学式 是分子式，哪些不是分子式。
化学式的写法 物质的化学式不是臆造出来的，而是通过实验测定其组成之后得出来
的。我们可以根据学过的化学知识，按照以下规则写出一些单质和化合物的
化学式。
　　1.单质化学式的写法 单质是由同种元素组成的。写单质化学式时，对结 构比较复杂的金属或固态非金属单质，直接用元素符号来表示它们的化学 式，例如，镁、铁、磷、金刚石分别用 Mg、Fe、P、C 表示；氦气、氖气等稀 有气体是由原子直接构成的，通常也直接用元素符号来表示这些气体的化学 式，例如，氦气的化学式为 He、氖气的化学式为 Ne；由分子组成的单质的化 学式，可先写出组成元素的元素符号，然后在元素符号的右下角用阿拉伯数
字表示出每个分子中的原子个数，例如，氢气、氧气分别用 H2、O2 表示。
　　2.化合物化学式的写法 化合物是由不同种元素组成的，书写化合物的化 学式时，一个重要依据是在化合物里各元素正负化合价的代数和等于零。
　　例如，已知氧元素的化合价为-2 价，磷元素的化合价为+5 价，写出这两 种元素形成的化合物的化学式的步骤如下：
　　(1)写出组成化合物的两种元素的元素符号，显正价的写在左边，显负价 的写在右边，并把化合价注在元素符号上方
? 5 ?2
P O
(2)求两种元素的原子个数比先求两种元素化合价绝对值的最小公倍数
2×5=10

再求两种元素的原子个数
P∶ 10 = 2 O∶ 10 = 5
5 2
则两种元素的原子个数比为 2∶5 (3)把原子个数比写在相应元素符号的右下方
P2O5
　　(4)检查写出的化学式是否正确当磷的化合价×磷的原子个数+氧的化合 价×氧的原子个数=0 时，化学式才是正确的。
(+5)×2+(-2)×5=0
化学式 P2O5 书写正确。
　　【练一练】已知铝元素的化合价为+3，硫元素的化合价为-2，写出硫化 铝的化学式。两种元素组成的化合物的名称，一般是由右向左读做“某化某”。 例如，KCl 读做氯化钾。有时还要读出化学式中各元素的原子个数，如 CO2 读做二氧化碳，P2O5 读做五氧化二磷。
　　　　　　　　根据化学式判断元素的化合价 化合价和化学式有着密切的联系。我们可以根据元素的化合价书写化合
物的化学式，也可以根据化合物的化学式判断元素的化合价。
　　［例题］已知氧元素的化合价为-2，计算七氧合化二氯中氯元素的化合 价。
［解］七氧化二氯的化学式为 Cl2O7 扑闫哐鹾*
氯元素的化合价×2+(-2)×7=0
氯元素的化合价 = - (-2) ? 7 = +7
2
【练一练】
(1)计算氧化铝(Al2O3)中铝元素的化合价。
(2)计算硫化氢(H2S)中硫元素的化合价。


化学式的含义 单质化学式的写法 化合物化学式的写法 应用化学式计算元素的化合价

习 题

1.在下列各式中有关物质的名称下面，写出这种物质的化学式。 (1)氧气+硫二氧化硫
( ) ( ) ( )
(2)氧化汞汞+氧气 ( ) ( )( ) (3)氢气+氧气水

( )( ) ( )
2.标出下列物质中各元素的化合价。 SiO2 AgCl NA2S Fe2O3 CuO Zn
3.写出下列元素与氧元素组成的化合物的化学式。
+1 +2 +3 +2 +4 +4 +5
Na Mg Al Ca C S N
4.写出下列元素与氢元素组成的化合物的化学式。
?1 -2
Cl S
5.判断下列化学式的正误，错误的请加以改正。
氧化钾 KO 氯化镁 MgCl 氯化铝 AlCl2 硫化钠 Na2S 氯化钾 KCl 氧化钙 Ca2O
第四节 原子量式量
什么是原子量 原子虽然很小，仍有一定的质量，而且不同元素的原子质量是不相同的。
例如，
　　1 个氧原子的质量是 0.000 000 000 000 000 000000 000 026 57 千克， 即 2.657×10-26 千克；
　　1 个铁原子的质量是 0.000 000 000 000 000 000000 000 092 88 千克， 即 9.288×10-26 千克；
　　1 个氢原子的质量是 0.000 000 000 000 000 000000 000 001 673 千克， 即 1.673×10-27 千克；
　　1 个碳原子的质量是 0.000 000 000 000 000 000000 000 019 93 千克， 即 1.993×10-26 千克。
　　这样小的数字，书写、记忆和使用都很不方便。因此，在科学上一般不 直接使用原子的实际质量，而使用相对原子质量。国际上规定以 1 个碳—12 原子①的质量的 1/12 作为标准，某原子的质量跟它相比较所得的数值，即是 该种原子的相对原子质量，又称原子量。
该种原子的1个原子的质量

某原子的原子量 =

1个碳—12 原子的质量×1 / 12

　　由此可知，原子量是一个比值，它的国际单位制单位为“一”，符号为 “1”(书写时一般不写出)。采用这个标准测得的氢原子量是 1.0079，氧原 子量是 15.9994，铁原子量是 55.847，氯原子量是 35.453，等等。一般化学 计算可以采用原子量的近似值。常见元素的原子量的近似值见表 3—2。
［想一想］有一同学说：“氧的原子量是 16 克”，另一同学说：“氧的
原子量是 16”，第三个同学说：“氧的原子量是 16 克或 16 是一回事”，你 认为哪个同学的说法对？为什么？
表 3—2 一些常见元素的原子量的近似值

元素名称 元素符号
氢 H 原子量 元素名称
1 钠 元素符号
NA 原子量
23 元素名称 元素符号
铜 Cu 原子量
63.5 氮 N 14 镁 Mg 24 锌 Zn 65 氧 O
氯 Cl
碳 C 16 铝
35.5 钾
12 钙 Al
K
CA 27
39
40 银 Ag
钡 BA
汞 Hg 108
137
201 磷 P 31 锰 Mn 55 硫 S 32 铁 Fe 5697






式量的含义

我们把化学式里所有原子的原子量的总和叫做式量。可见，式量也是以

一个碳-12 原子的质量的 1/12 作为标准进行比较而得到的相对质量。它也是 一个比值，它的国际单位制单位也为“一”，符号为“1”(书时一般不写出)。 我们知道了一种物质的化学式，就可根据该化学式里各元素的原子量计算出 它的式量。［例题］计算水的式量。的式量。［分析］这类题的解题步骤包
括：
(1)写出化学式； (2)从原子量表中查出有关元素的原子量并计算式量。
［解］水的化学式为 H2O
水的式量为 1×2+16=18
　　答：水的式量是 18。对于由分子组成的物质来说，因为它的化学式也叫 分子式，所以它的式量也就是分子量。
【练一练】计算氨气(NH3)的式量。


原子量的含义 式量的含义和计算

习题

1.填空：
(1)原子量是指 。
　　(2)氢气的式量是 ，氧气的式量是 ，氢气和氧气的式量之比为 。相 同数目的氢气分子和氧气分子的质量之比为 。2.有的同学说，硫酸(H2SO4) 中氢元素、氧元素、硫元素的原子量分别是 2 克、64 克、32 克，所以硫酸(H2SO4)
的式量是 98 克。这种说法对吗？为什么？3.计算并写出下列各物质的式量： (1)氯化钾(KCl) ；
(2)二氧化碳(CO2) ；
(3)氯化氢(HCl) ；
(4)氧化镁(MgO) ；其中式量最小的物质是 。

第五节 根据化学式的计算


　　根据化学式不仅可以求出单质或化合物的式量，而且可以计算出化合物 中各元素的质量比和各元素的质量分数。

计算组成化合物的各元素的质量比

［例题 1］计算水中氢、氧两种元素的质量比。
　　[分析]解这类题，应先写出这种物质的化学式，再列比例式求出其中各 元素的质量比，最后出答案。
[解]水的化学式是 H2O 水中氢元素和氧元素的质量比为： (1×2)∶16=1∶8 答：水中氢、氧两种元素的质量比为 1∶8。
【练一练】分别求出硫酸( H2SO4)和硝酸铵(NH4NO3)中各元素的质量比。

计算化合物中某元素的质量分数

［例题 2］求硝酸铵中氮元素的质量分数。
　　[分析]解这类题应先写出化合物的化学式，再按下不动声色是公式进行 计算。
　　
化合物中某元素的质量分数 =

化学式中该元素的原子个数×原子量
化合物的式量

×100％



［解］硝酸铵的化学式是 NH4NO3 硝酸铵中氮元素的质量分数为：

14 ? 2
14 ? (1? 4) ? 14 ? (16 ? 3)
28
= ×100％ = 35％
80


×100％

答：硝酸铵中氮元素的质量分数为 35％。
【练一练】1.求氯酸钾(KClO3)中氧元素的质量分数。
2.计算 245 千克氯酸钾中含氧元素多少千克？


根据化学式求组成物质的各元素的质量比 根据化学式计算化合物中某一元素的质量分数

习题


1.根据二氧化碳的化学式计算： (1)二氧化碳里碳元素和氧元素的质量比。 (2)二氧化碳里各元素的质量分数。
(3)11 克二氧化碳里含碳多少克？
　　(4)多少克二氧化碳里含有 6 克碳？2.多少克水中含有的氧元素跟 22 克 二氧化碳中含有的氧元素质量相同？
　　
　　3.氨水就是氨气(NH3)的水溶液，它在农业上可用作化学肥料。工业生产 出的氨水中氨的质量分数一般为 20％，请计算 1 公斤这种氨水中含氮元素多 少克？
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本章小结


一、水的组成 水电解后，可生成氢气和氧气，证明水是氢、氧两种元素组成的。 二、单质和化合物
　　1.单质由同一种元素组成的纯净物叫做单质。单质可分为金属、非金属 二大类。
2.化合物 由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。 三、化合价和化学式
　　1.化合价 一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子相化合 的性质叫做元素的化合价。
　　在单质中，元素的化合价为零。在化合物里，元素正负化合价的代数和 等于零。
　　2.化学式 用元素符号表示物质组成的式子叫做化学式。根据化合价可以 书写化合物的化学式，根据化学式又可判断化合物中元素的化合价。
四、原子量、式量及根据化学式的计算
　　1.原子量 以 1 个碳-12 原子的质量的 1/12 作为标准，某原子的质量跟 它相比较所得到的数值，就是该原子的相对原子质量，又称原子量。2.式量 化 学式中所有原子的原子量总和叫做式量。3.根据化学式可以计算物质的式 量、物质所含各元素的质量比和物质中某种元素的质量分数。

复习题


1.选择：
(1)在物质：①二氧化碳②水③氧气④空气中，含有氧分子的是( )。 A.①②③④
B.①③④
C.只有③ D.③④
(2)下列说法正确的是( )。
A.水是氢气和氧气组成的化合物 B.水是由氢单质和氧单质组成的纯净物 C.水分子是由氢原子和氧原子构成的 D.水是由氢元素和氧元素组成的 (3)下列单质和化合物的比较中，有错误的是( )。 A.单质和化合物中所含元素的种类的多少不同
　　B.单质含一种元素，所以是纯净物；化合物含多种元素，所以不是纯净 物
C.单质是由原子构成的，化合物是由分子构成的 (4)下列各组物质中，硫元素的化合价按由低到高顺序排列的是( )。
A.SO3 SO2 S H2S
B.H2S S SO2 SO3
C.S H2S SO3 SO2

D.SO2 SO3 H2S S (5)在下列各组物质中，碳元素都是以单质形式存在的是( )。 A.金刚石和石墨
B.石墨和二氧化碳 C.金刚石和一氧化碳 D.一氧化碳和二氧化碳
2.填空：
(1)1 千克尿素［CO(NH2)2］里含氮 千克。嬖冢*2)要使某农田增加 2.8
千克氮元素，应该向这块农田施加硝酸铵(NH4NO3) 千克。
　　(3)已知硫的化合价为-2 价，它分别与钠、镁、铝三种金属元素形成的 化合物的化学式分别为 、 和 。
(4)电解水反应属于分解反应的理由是 。3.计算：
(1)多少千克碳酸氢铵(NH4HCO3)中的氮的质量与 0.5 千克硫酸铵
［(NH4)2SO4］中的氮的质量相等？
(2)要制得 10 千克铁，至少需要含 80％氧化铁(Fe2O3)的铁矿石多少千
克？
(3)实验室欲配制 10％的盐酸 500 克，需要 37％的盐酸多少克？

▲氧气的性质、制法和用途
▲氧化物 氧化反应
▲燃烧和缓慢氧化
▲催化剂和催化作用
▲质量守恒定律
▲化学方程式

第四章 氧气 化学方程式


　　空气中含有约 1/5 体积的氧气，它是人类生存不可缺少的物质。氧气不 仅能供给人类和动植物呼吸，支持燃烧，在工业上还有着广泛的用途。
　　
第一节 氧气的性质和用途

液态和固态呈淡蓝色的无色气体


　　［实验 4—1］观察集气瓶中氧气的颜色、状态。拿下玻璃片，小心地用 手在瓶口扇动，闻一闻氧气的气味。
　　在通常情况下氧气是一种无色、无味的气体。它不易溶解于水，1 升水 只能溶解大约 0.03 升的氧气。在标准状况(标准状况是指温度为 0℃、压强
为 101 千帕的状况)下，氧气的密度为 1.429 克/升，比空气的密度(1.293 克
/升)略大。
　　在 101 千帕的压强下，当温度降至-183℃时，氧气会变成淡蓝色的液体， 再降至-218℃时，则变成淡蓝色雪花状的固体。

磷、硫在氧气中的燃烧


　　［实验 4—2］在燃烧匙里加入少量红磷，在酒精灯上点燃，观察磷在空 气中燃烧的现象。然后将燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶中(图 4—1)，观察磷 在氧气中燃烧的现象。待燃烧停止后，静置片刻，观察集气瓶壁上有什么颜 色的物质生成。
【议一议】磷在氧气中燃烧和在空气中燃烧的现象有什么不同？

　　　　　　　　　　图 4-1 磷在氧气里燃烧 磷在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，发出黄光，放出热量，生成的
五氧化二磷固体小颗粒形成浓浓的白烟，静置后成为白色固体附着在瓶壁
上。这些白色小颗粒是反应生成的五氧化二磷。 磷在氧气中燃烧的反应可表示如下：
P + O2P2O5
(磷) (氧气) (五氧化二磷)
［实验 4—3］取一根玻璃棒，用酒精灯将一端烧热，蘸取少量硫粉，在 灯焰上点燃，观察硫在空气里燃烧的现象。然后将其伸进盛有氧气的集气瓶 里(图 4—2)，继续观察现象。比较硫在空气里和在氧气里燃烧有什么不同。
　　
　　　　　　　　　　图 4-2 硫在氧气里燃烧 硫在空气里燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气里燃烧则发出明亮的
蓝紫色火焰，结果都生成一种有刺激性气味的气体——二氧化硫，并放出热 量这个反应可表示如下：
S + O2SO2
(硫)(氧气) (二氧化硫) 在第一章中我们已学习过木炭(主要成分是碳)在氧气中燃烧生成二氧化
碳。
C+ O2CO2
(碳)(氧气) (二氧化碳)
【议一议】可燃物质在氧气和空气中燃烧的现象有何不同？
　　　　　　　　　　金属在氧气里的燃烧 我们已经知道，金属镁在点燃的条件下能跟空气中的氧气发生反应生成
氧化镁。
Mg + O2MgO
(镁) (氧气) (氧化镁) 下面观察铝跟氧气反应的情况。
［实验 4—4］用镊子夹住一长条铝箔，在铝箔一端穿孔并插入一根火柴
梗，点燃火柴梗后，伸进盛有氧气的集气瓶中(图 4—3)，观察铝在氧气中燃 烧的现象。铝跟氧气在点燃的条件下发生剧烈反应，发出强光，放出热量， 生成白色固体氧化铝。
Al + O2Al2O3
(铝) (氧气) (氧化铝) 不仅镁和铝能在氧气中燃烧，其它一些金属如铁、铜等在氧气中也能燃
烧。
【议一议】二氧化碳(CO2)、五氧化二磷(P2O5)、氧化镁(MgO)、氧化铝
(Al2O3)、氧化汞(HgO)等化合物在组成上有什么共同点？


　　　　　　　　　　图 4-3 铝在氧气里燃烧 二氧化碳、五氧化二磷、氧化镁、氧化铝、氧化汞等都是由两种元素组
成的化合物，而且都含有氧元素。像这类由两种元素组成而且其中一种是氧 元素的化合物，叫做氧化物。

蜡烛在氧气里的燃烧


　　［实验 4—5］把点燃的成而且其中一种是氧元素蜡烛伸进盛有氧气的集 气瓶中(图 4—4)，观察并比较蜡烛在空气里和氧气里燃烧的现象。


图 4-4 蜡烛在氧气里燃烧 实验表明，蜡烛(主要成分是石蜡)在氧气中燃烧比在空气中燃烧更为剧

烈。
　　此外，乙炔(电石气)、酒精、汽油、木材等也都能在氧气里剧烈地燃烧。 这些物质在空气中燃烧，其实就是它们跟空气里的氧气发生反应。例如点燃 乙炔时，乙炔(C2H2)跟空气里的氧气发生反应，生成二氧化碳和水。
C2H2 + O2 CO2 + H2O (乙炔)(氧气) (二氧化碳) (水)
氧气既能跟多种金属单质反应，又能跟多种非金属单质反应，还能跟某
些化合物反应，这些反应都能放出热量，甚至剧烈燃烧。可见氧气是一种化 学性质比较活泼的气体。
　　【议一议】乙炔在氧气里燃烧生成二氧化碳和水的反应是化合反应吗？ 这个反应与氧气跟金属单质或非金属单质的反应有什么相同之处？
　　乙炔燃烧的生成物不是一种，所以乙炔燃烧时发生的反应不是化合反 应。但这个反应与磷、硫、碳、镁等单质跟氧气的反应有一个共同的特点， 即都是物质跟氧发生的反应。我们把物质跟氧发生的化学反应，叫做氧化反 应。
　　　　　　　　　　　　氧气的用途 根据氧气容易跟别的物质发生反应，同时放出热量的性质，在钢铁工业
上把氧气或添加了氧气的空气(称为富氧空气)鼓入炼钢或炼铁炉内，以提高
炉温，加速冶炼过程，提高钢铁的产量和质量。利用氧炔吹管(俗称焊枪)(图
4—5)，使乙炔在氧气里燃烧，所得到的火焰叫做氧炔焰，它的温度可高达
3000℃以上，常可用来焊接或切割金属。






图 4-5 氧炔吹管
　　【选学】在焊接金属时，氧炔焰把金属需要焊接的部分烧到红热，同时 把金属焊条烧熔，填在红热的金属缝隙之间，冷却以后，金属就焊接在一起 了。在切割金属时，先用氧炔焰把金属欲切割处烧红，然后打开割炬的另一 个氧气阀门，通入过量的氧气，让炽热的金属跟氧气起反应生成氧化物，被 气流吹落，沿着切割线逐渐烧去，这样，金属就被切割断了。这两种操作分 别叫做气焊和气割。它们都是利用氧炔焰，仅仅由于通氧量的不同，得到两 种相反的效果。
　　用液态氧浸渍多孔的可燃物质，如木屑、木炭粉等，可以制成液氧炸药， 用来开山采矿，开沟挖渠。在宇宙火箭的发动机里，用液态氧促使火箭燃料 迅速燃烧，产生巨大的推力，推动火箭前进。
　　

　　　　　　　　　　　图 4-6 氧气的用途 人和动、植物通过呼吸作用，不断地从空气中吸进氧气，进行新陈代谢，
促进生长发育。医院里急救病人时常常让病人吸氧气，当人体组织严重缺氧 时，往往将病人安置在充有氧气的高压舱中治疗。宇航员、高空飞行员、潜 水员、登山运动员以及在其它缺氧环境中工作的人员，都需要携带供氧的设 备。
氧气的物理性质
　氧气的化学性质(跟非金属反应，跟金属反应，跟某些化合物反 应)
氧化物的含义
氧化反应的含义 氧气的主要用途

习题

1.写出下列各物质的化学式。
(1)氧气 (2)二氧化硫 (3)二氧化碳 (4)五氧化二磷 (5)氧化铝 (6)氧化镁
2.选择：
(1)下列关于氧气物理性质的叙述，不正确的是( )。 A.通常情况下，氧气是没有颜色、没有气味的气体 B.氧气比同体积空气稍重
C.氧气不易溶于水 D.液态和固态的氧气都是无色的。 (2)下列化学反应中，属于化合反应的是( )。
A. P+O2P2O5
B.H2OH2+O2
C.碳酸氢铵氨气+水+二氧化碳 D.酒精+氧气二氧化碳+水

(3)下列叙述，正确的有( )。 A.将木炭或硫粉放入盛有氧气的集气瓶里，木炭或硫粉就会立即燃烧起
来
B.凡是含有氧元素的化合物就是氧化物 C.氧化反应不一定是化合反应 D.只有两种单质生成一种化合物的反应才是化合反应
3.简要回答：如果我们仔细观察一个完好的电灯泡就会发现灯泡内玻璃
柱或支撑钨丝的金属上都有一点红色的物质(红磷)。为什么说只要看到灯泡 内有这点红色物质存在，就可以基本断定该灯泡没有漏气？

第二节 燃烧和缓慢氧化
　　　　　　　　　　　　燃烧与灭火 在工厂的锅炉里，煤炭熊熊燃烧；在厨房的炉灶上，点燃的煤气发出淡
蓝色的火焰??这些是我们在生产和日常生活中，经常见到的燃烧现象。 我们通常所说的燃烧，就是指可燃物跟空气里的氧气发生的一种发光、
发热的剧烈的氧化反应。 可燃物在什么条件下会发生燃烧呢？
　　【想一想】为什么红磷、硫、木炭等可燃物必须点燃才能在空气中燃烧？ 为什么它们在空气里燃烧不如在氧气里燃烧剧烈？燃着的蜡烛在盛有氧气的 集气瓶中(瓶口盖有玻璃片)，为什么一会儿就熄灭了？
　　［实验 4—6］在一个盛么有冷水的试管中，加入一小块白磷，通过导管 向水底的白磷通氧气(图 4—7)，观察白磷是否燃烧。然后倒掉冷水，注入 60
℃左右的热水，观察白磷是否燃烧。再次通过导管向白磷通氧气，继续观察 白磷是否燃烧。










图 4-7 燃烧的条件
　　【议一议】上述实验中，为什么向冷水中的白磷通氧气不发生燃烧？注 入热水后白磷已受热熔化，为什么仍不燃烧？为什么向受热后的白磷通氧气 才发生燃烧？
上述实验告诉我们，要使可燃物燃烧，必须同时具备两个条件：
1.可燃物跟氧气接触；
　　2.温度达到可燃物的着火点(着火点就是使可燃物开始燃烧的最低温 度)。
燃烧和灭火是两个相反的过程。如果我们破坏维持燃烧的条件，就能使
火熄灭。
　　【想一想】水为什么能灭火？家庭炒菜时，锅里的油着火了，应怎样灭 火？
为什么要“严禁烟火” 在面粉厂、棉麻纺厂和汽车加油站里常挂有“严禁烟火”的牌子。因为
这些场所里的有些物质遇火很容易燃烧，甚至爆炸。面粉厂车间里，面粉微
尘飞扬，与空气充分接触，当粉尘达到一定量时，遇火则粉尘燃烧，生成大 量气体，并放出很多热量，气体受热体积急剧膨胀，引起爆炸。汽油很容易 挥发，当空气中的汽油蒸气达到一定比例时，遇火就会发生剧烈的燃烧，如 果是在一个密闭或通风不良的空间里，也会发生爆炸。


“天火”的秘密


　　夏天，大草垛、大煤堆和堆放的油布，有时会突然着火，有人说这是“天 火”。那么，“天火”是怎么一回事呢？
　　我们知道，金属在氧气里燃烧是一种剧烈的氧化反应。金属生锈也是一 种氧化反应，但这种氧化反应进行得很缓慢，甚至不易察觉。我们把这种氧 化反应叫做缓慢氧化。呼吸作用、食物的腐败和木柴的腐朽等都包含着缓慢 氧化。
　　物质的缓慢氧化过程也会产生热，只不过由于反应缓慢，短时间内产生 的热量较少，不易被察觉罢了。
　　对缓慢氧化的研究很有实际意义。缓慢氧化产生的热量可以被人类利 用。例如在农业生产上，把适量未经腐熟的马粪和猪、牛厩肥混合，埋在土 层下，能使土壤的温度升高，从而促进蔬菜的生长和发育。缓慢氧化产生的 热量也会给人类造成危害。如果物质发生缓慢氧化产生的热量不易散失，越 积越多，温度逐渐升高，也可能达到物质的着火点。这时物质就会燃烧起来。
［实验 4—7］把少量白磷溶解在二硫化碳里，把这种溶液滴在一小块滤 纸上，然后把滤纸挂起晾干(图 4—8)，观察发生的现象。










　　　　　　　　　　　图 4-8 白磷的自燃 滤纸为什么会自行燃烧起来呢？这是由于二硫化碳很容易挥发，滤纸上
的二硫化碳挥发后，溶解在二硫化碳中的白磷就成为无数的小颗粒附着在滤
纸上，跟空气充分接触，发生缓慢氧化，产生的热量越积越多，使温度逐渐 上升，达到白磷的着火点(白磷的着火点很低，只有 40℃)，白磷就自发燃烧 起来，并且引燃了滤纸。像这种由于缓慢氧化而引起的自发燃烧，叫做自燃。 稻草、麦秆、煤炭、油布、擦机器的棉纱等，如果堆放得不当，空气不 流通，缓慢氧化产生的热不能及时散发出去，日积月累也会引起自燃，这就 是“天火”的秘密。为了防止自燃现象发生，可燃的物质一般不要堆放得太
多、太集中，并要注意通风或经常翻动。
【练一练】比较燃烧、缓慢氧化和自燃的异同点。
燃烧的含义 燃烧的条件和灭火的方法 缓慢氧化、自燃的含义

习题


1.填空： (1)通常所说的燃烧是指可燃物跟空气里的氧气发生的 。

(2)要使可燃物燃烧，必须具备的条件是：① ，② 。 (3)用水灭火的原理是：① ，② 。
2.举例说明缓慢氧化与人类的利害关系。
3.灯泡中的钨丝通电后也发光、发热，这是不是燃烧？为什么？
社会实践 到木材厂或造纸厂向工人师傅了解，堆放木材和稻草时是怎样防止自燃
的。

第三节 氧气的制法

实验室里怎样制取氧气


【想一想】在小学自然课上是怎样制取氧气的？ 在小学自然常识课上，我们已经学习了加热分解高锰酸钾制取氧气的方
法。由于高锰酸钾在稍稍加热的条件下，就能分解放出氧气，所以实验室常 用这种方法来制取氧气。这个反应可以表示如下：
KMnO4K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2
(高锰酸钾)(锰酸钾) (二氧化锰) (氧气) 此外，加热分解氯酸钾也能产生氧气，这是实验室制取氧气的另一种常
用的方法。使用这种方法时，通常还要在氯酸钾中加入少量的二氧化锰。
　　［实验 4—8］把少量二氧化锰放在试管里加热，将带火星的木条插入管 口，观察木条是否复燃。
带火星的木条没有复燃，这表明二氧化锰受热时没有放出氧气。
　　［实验 4—9］把少量氯酸钾放在试管里加热至完全熔化，将带火星的木 条插入管口，观察木条是否复燃。继续加热至开始放出气泡，再将带火星的 木条插入管口，观察木条是否复燃。把试管移离火焰，当插入的带火星的木 条不再燃烧时，将上一个实验中的二氧化锰迅速倒入试管中，再用带火星的 木条试验，观察木条是否复燃。
实验表明，氯酸钾熔化后继续加热才能使带火星的木条复燃，这时才有
氧气放出，而在氯酸钾中加入二氧化锰后，不需要加热到熔化状态，插入的 带火星的木条就能复燃，证明有大量氧气放出。
【想一想】通过上述两个实验说明二氧化锰具有什么作用？
　　实验证明，在一般情况下，二氧化锰受热不能放出氧气，但它却能使氯 酸钾在较低温度下分解放出氧气。人们还通过实验进一步证明，二氧化锰在 这个反应中并未消耗，反应前加入多少，反应后仍有多少，而且化学性质也 没有改变。像这种在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的 质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质，叫做催化剂(或触媒)。 催化剂在化学反应里所起的作用叫做催化作用。二氧化锰是氯酸钾受热产生 氧气这个反应的催化剂。在化学工业里，如生产硫酸、合成氨等，都要采用 适当的催化剂来改变反应速率，以提高单位时间的产量。
加热氯酸钾制取氧气的化学反应，可用下式表式：
KClO3 KCl ＋ O2
(氯酸钾) (氯化钾) (氧气) 实验室制取和收集氧气常用图 4—9 所示的装置。









图 4-9 实验室制取氧气

　　［实验 4—10］把氯酸钾和二氧化锰按质量比 3∶1 混合均匀后，放在试 管里，用带有导管的塞子塞紧管口(图 4—9)，然后给试管加热，用排水集气 法收集一瓶氧气。
【想一想】(1)试管口为什么要稍向下倾斜？ (2)收集满氧气后，应该先从水槽中移走导管还是先撤离酒精灯？为什
么？
　　　　　　　　　工业用氧气是从哪儿来的 工业上是用取之不尽、用之不竭的空气做原料来制取氧气的。
　　怎样把空气中的氧气跟其它气体(主要是氮气)分离呢？首先将空气进行 压缩、降温，使它转变为液态空气(主要成分是液态氧和液态氮)，然后进行 蒸发。由于液态氧的沸点(－183℃)比液态氮的沸点(－196℃)高，所以液态 空气在蒸发时，沸点低的液态氮首先变为氮气逸出，而氧仍以液态存在，从 而使氮气和氧气分离。制得的氧气通常以 1.5×107 帕的压强贮存在特制的钢 瓶中。工业制取氧气的原理可表示如下：
加压 蒸发 ?氮气

空气 ?

液态空气 ? ?

降温 分离 ?液态氧 ?蒸?

? 氧气



氧气的实验室制法(反应原理、实验装置和操作、收集方法)
工业制取氧气的原理 催化剂和催化作用的含义

习题


1.写出下列物质的化学式。 (1)高锰酸钾 (2)锰酸钾 (3)二氧化锰 (4)氯酸钾 (5)氯化钾
2.选择：
(1)实验室里用氯酸钾制取氧气时，加入二氧化锰的目的是( )。 A.不加二氧化锰氯酸钾就不会分解
B.二氧化锰容易分解放出氧气 C.加快氯酸钾分解的反应 D.使反应在常温下就能进行 (2)下列变化中，属于分解反应的是( )。 A.电解水
B.加热高锰酸钾产生氧气 C.白磷在空气中自燃
　　D.从液态空气中分离出氧气和氮气 3.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 制取氧气后的剩余残渣中，可能有哪些物质？把这些物质分离，回收的二氧 化锰能否再用作催化剂？为什么？
　　
　　　　　　社会实践

参观氧气厂，了解工业上是怎样由空气制得氧气的。

第四节 质量守恒定律


　　物质发生化学反应，总有其它物质生成。那么，生成物的质量跟反应物 的质量之间有什么关系呢？这个问题对学习化学和生产实践都有重要的意 义。

化学反应前后物质的质量关系


　　早在 17 世纪，英国科学家波义耳就研究过化学反应前后物质的质量关 系。他在一个敞口的容器里煅烧一种金属，结果发现反应后质量增加了。于 是他认为化学反应中生成物的质量可能比反应物的质量大。
　　后来，俄国自然科学家罗蒙诺索夫，也做了煅烧金属的实验，所不同的 是他改在密闭的玻璃瓶中煅烧金属锡，冷却后不开启玻璃瓶就进行称量，结 果发现，尽管玻璃瓶中的金属锡经过煅烧已经变成“灰烬”，但是煅烧前后 玻璃瓶与内容物的总质量无变化。
这两个结论哪一个是正确的呢？ 让我们也来做两个实验试一试。
［实验 4—11］在底部铺一层干燥的细砂的锥形瓶里，放置火柴头那样
大的一块白磷，用插有玻璃棒的橡皮塞塞紧瓶口，并使玻璃棒下端能接触到 白磷(图 4—10)。把带塞的锥形瓶放在托盘天平的左盘上，向右盘加砝码， 使天平两边平衡。取下锥形瓶，拔下瓶塞，在酒精灯火焰上加热玻璃棒的末 端，然后将玻璃棒插入锥形瓶，同时将瓶塞塞紧。热的玻璃棒接触到白磷后， 白磷立即燃烧。待瓶内白烟消失并冷却到室温后，再将锥形瓶放回天平左盘。 观察天平两边是否平衡。








图 4-10 白磷在密闭条件下燃烧







图 4-11 氢氧化钠溶液跟硫酸铜溶液反应
　　［实验 4—12］把盛有氢氧化钠溶液的小试管，小心地放入盛有硫酸铜 溶液的锥形瓶里，塞上瓶塞(图 4—11)，放在天平左盘上，向右盘加砝码使 之平衡。然后让锥形瓶倾斜，使两种溶液混合发生反应(注意不要让溶液流出 瓶口)，观察现象。将锥形瓶放回天平左盘上，观察天平两边是否平衡。
　　这个实验生成的蓝色沉淀物是氢氧化铜，同时还生成了硫酸钠(在溶液 中)。
【议一议】
(1)实验 4—11 中，参加反应的有哪些物质？生成的有哪些物质？反应物

的质量总和和生成物的质量总和有什么关系？
　　(2)实验 4—12 中反应物的质量总和和生成物的质量总和有什么关系？ 无数实验证明，参加化学反应的各种物质的质量总和，等于反应后生成 的各种物质的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。质量守恒定律是自然 界物质变化的普遍规律。根据这一规律可知，自然界的物质可以变化，但其
总质量却不会增多，也不会减少。
【议一议】有人做了两个实验： (1)氧化汞受热分解生成汞和氧气；
　　(2)镁在氧气中燃烧生成氧化镁。他认真收集起反应的生成物，并准确称 量了这些反应物和生成物的质量，得到如下数据：

实验(1) 氧化汞 1.083 克 金属汞 1.003 克 实验(2) 金属镁 0.486 克 氧化镁 0.806 克

他看了这些数据后认为：实验(1)中生成物的质量减少了，实验(2)中生
成物的质量增加了。 他的说法正确吗？为什么？
应用质量守恒定律分析问题时，关键是抓住两个“质量总和”相等，即
“参加反应的各物质的质量总和”跟“反应后生成的各物质的质量总和”相 等。
【想一想】波义耳煅烧金属的实验结论对不对？为什么？

用化学反应的实质解释质量守恒定律 下图是电解水生成氢气和氧气的示意图。








图 4-12 电解水示意图
　　【议一议】根据电解水的示意图，怎样用原子运动的观点来解释质量守 恒定律？
　　化学反应的过程是原子重新组合的过程。在化学反应前后，原子的种类 不变，原子的数目也没有增减，而各元素的原子量又是一定的。所以，参加 反应的各物质的质量总和，一定等于反应后生成的各物质的质量总和。

质量守恒定律的含义

习题


1.填空： (1)某物质在空气中燃烧，生成水和二氧化碳，则该物质中一定含有 、

元素，可能含有 元素。
　　(2)把 21.7 克氧化汞粉末放在试管里加热，直到氧化汞完全分解为止。 冷却后，称得反应后剩余物质的质量为 20.1 克，则生成氧气的质量是 克。
2.用质量守恒定律解释下列现象： (1)镁带在空气里燃烧后，生成的白色固体的质量比原来镁带的质量增加
了。
(2)煤燃烧后留下的煤灰的质量比原来煤的质量减少了。

第五节 化学方程式
　　　　　　　　　　表示化学反应的方法 我们曾经用下面的式子来表示铝在氧气里燃烧的化学反应：
Al＋O2Al2O3
　　显然，这比用文字表示要简明得多。但式子两边每种元素的原子个数并 不相等，没有反映出化学反应必须遵循的质量守恒定律。只有在反应物和生 成物化学式的前面填上适当的系数(按照国家《量和单位》的规定，这里的“系 数”应改称“化学计量数”，符号是γ。初中化学现阶段仍然称“系数”。)， 使反应前后各类原子的总数都相等，才能正确地反映化学反应中的质量守恒 关系。这样，就可得到下面表示铝在氧气里燃烧的式子：
　　　　　　　4Al＋3O22Al2O3
这种用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式。
　　【议一议】化学方程式中的加号(＋)和等号(＝)的含义跟数学中的相同 吗？
化学方程式中的“＋”表示“和”或“跟”，“＝”表示“生成”。因
此，上式一般可以读作“在点燃的条件下，铝跟氧气反应，生成氧化铝。”
化学方程式的配平 在反应物和生成物的化学式的前面配上适当的系数，使化学方程式左、
右两边各类原子的数目相等的过程叫做化学方程式的配平。 配平化学方程式的方法很多，最小公倍数法是最常用的方法之一。下面
以铝和氧气生成氧化铝的反应为例说明这种配平方法。
Al＋O2——Al2O3
　　在这个式子里，左边氧气化学式中的氧原子数是 2，右边氧化铝化学式 里的氧原子数是 3。要使两边氧原子数相等，可先求两边氧原子数的最小公 倍数：3×2＝6，然后分别用化学式中氧原子数去除最小公倍数，所得的商即 是该化学式的系数。用左边 O2 的氧原子数 2 除 6 得 3，因此在 O2 配上系数 3； 用右边 Al2O3 中的氧原子数 3 除 6 得 2，则在 Al2O3 前面配上系数 2：
Al＋3O2——2Al2O3
　　两边的氧原子数相等了，再考虑铝原子的个数。右边的铝原子总数是 4， 因此，应在左边
Al 的前面配上系数 4：
　　　　　　　　4Al＋3O2——2Al2O3
短线两边各元素的原子数配平后，把短线改成等号：
4Al＋3O2＝2Al2O3
【练一练】配平并读出下列化学方程式。 (1)Mg＋O2——MgO
(2)CH4＋O2——CO2＋ H2O

书写化学方程式的步骤

现以氯酸钾分解产生氧气的反应为例说明书写化学方程式的一般步骤。
　　1.根据化学反应事实，写出反应物和生成物的化学式。反应物的化学式 写在左边，生成物的化学式写在右边，中间以短线相连。如果反应物或生成 物不止一种，就分别用“＋”号把它们连接起来。
KClO3——KCl＋O2
2.配平化学方程式，并将短线改为等号。
2KClO3＝2KCl＋3O2
　　3.注明反应条件及某些生成物的状态。如反应需要加热(可用“△”号表 示)、点燃、催化剂等条件，就把它们写在等号的上方。如果有两种以上的条 件，一般把加热(△)写在等号的下方。如果生成物中有沉淀或者气体产生， 应分别用“↓”号或者“↑”号表示出来。
2KClO32KCl＋3O2↑ 书写化学方程式时应注意两点：一是必须根据化学反应事实书写化学方
程式，不能主观臆造事实上不存在的反应的化学方程式；二是遵循质量守恒 定律，即一定要配平化学方程式。配平时只允许在化学式前面配系数，不可 改动化学式。
【练一练】写出电解水的化学方程式。
化学方程式的意义 化学方程式不仅可以表示什么物质参加反应，反应后生成什么物质，还
可以表示反应物、生成物各物质之间的质量比。例如：
4Al＋3O22Al2O3
　　这个化学方程式不仅表示铝跟氧气化合生成了氧化铝，还表示各物质之 间的质量比：
4Al ＋ 3O2 2Al2O3
4×27∶3×(16×2) ∶ 2×(27×2＋16×3)
108 ∶96 ∶ 204
　　就是说，每 108 份质量的铝跟 96 份质量的氧气化合，能够生成 204 份质 量的氧化铝。同样可知，要制取 204 份质量的氧化铝，必须有 108 份质量的 铝参加反应，并要消耗掉 96 份质量的氧气。
【练一练】根据化学方程式的意义回答：
　　(1)10.8 克铝完全燃烧，能生成多少克氧化铝？同时消耗了多少克氧 气？
(2)欲制取 2.04 克氧化铝，至少需多少克铝？