單元壹:化學反應與物理反應

一、物質的特性

()物理和化學性質:

1.在觀察物質所表現的特性時,可以將結果分為物理性質和化學性質兩大類,目的是便於將各種不同的物質加以歸納分類,這些知識可提供更深入的研究並將物質的性質運用在日常生活中。

2.物理性質

(1)是在不發生化學變化之下;討論物質的狀態、外觀、密度、質量、顏色、沸點、熔點、導電性、導熱性、溶解度、硬度和延展性…等性質,而觀察這些性質的同時物質,並不會改變物質的本質。

(2)例如:金屬具有導電的性質,這是屬於金屬的物理性質,因為在金屬在導電前後,金屬的本質不變。

3.化學性質

(1)在討論物質在化學反應方面所表現出的特性,在觀察化學性質的同時,物質有可能發生化學反應而改變本質,並生成新的物質。但也有可能在研究物質的化學性質時,物質並不發生化學變化。

(2)例如:二氧化碳不可燃,這是屬於二氧化碳的化學性質,但在觀察二氧化碳是否具可燃性的時候,並不會發生化學反應。

4.發生化學反應時,物質的化學性質會改變,而化學性質改變則是因為物質本身的構造改變;亦即組成物質分子的原子排列方式改變。

()化學性質與化學反應:

1.化學性質:物質於化學反應時所表現的性質,化學性質包括的種類繁多,例如:氧化、還原活性、可燃性、助燃性和酸鹼性…等性質皆屬之。

2.化學反應的定義

(1)化學反應就是化學變化,意指物質在發生化學反應的前、後本身的化學性質發生改變,且有新的物質產生。

(2)道耳吞的原子說:所謂化學反應是指物質內的原子排列方式改變,例如:氫氣是由兩氫原子構成的分子,而氧氣是兩氧原子構成的分子,兩者燃燒後會生成水,而水的原子排列是由兩個氫原子和一個氧原子構成,水分子的原子排列方式與氫氣和氫氣不同,故燃燒是化學反應

 

二、化學反應的特性

()如何判斷化學反應:

1.雖說化學反應是物質的結構改變,原子的排列方式改變,不過這些都不由外觀簡易的觀察,化學變化仍有一些表徵可據以判斷。

2.化學變化的判別法:當物質發生化學變化時,由於本身性質改變,表現出的特性亦隨之改變,因此由物質所表現的特徵,可據以判斷物質是否發生化學反應,藉由反應前、後所表現出的特徵,以下列簡單的方法加以判斷:1.顏色是否改變、2.是否產生氣泡或3.產生沉澱物等。

3.顏色改變:化學變化不一定會發生顏色的改變,但物質的顏色改變必為化學反應的結果,例如:酸鹼指示劑的變色就是化學反應、銀灰色的鐵金屬生鏽(氧化反應)會變成紅棕色的氧化鐵…等。

4.產生沈澱:原本反應物在常溫下非固態,發生反應後生成固體沈澱,即為化學反應。例如:二氧化碳通入石灰水中會產生白色沈澱(碳酸鈣)。

5.產生氣泡:反應物皆為固體或液體,反應後會生成氣體者為化學反應。例如:將大理石浸泡於鹽酸中,則會產生二氧化碳氣泡、而將鐵片加入酸性溶液中則會產生氫氣,電解水時會產生氫氣和氧氣…等現象。

()化學反應的實例:

1.有許多與生活息息相關的化學反應,例如:電流的化學效應、光合作用、氧化還原反應及食物在人體中的消化…等皆屬之。

(1)電流的化學效應(簡稱:電解),如:電解水反應。

(2)光合作用將二氧化碳和水組合而成新的物質:葡萄糖和氧氣等物質,與反應前的二氧化碳和水性質不同

(3)氧化反應:燃燒、鐵的生鏽、動物的呼吸作用等。

2.化學反應前後改變的是物質結構,其性質亦隨之改變,但參與化學反應的物質;質量總和並不改變,此為:質量守恆定律

3.物質除了物理反應和化學反應之外,在特定的條件下,某些物質會發生原子核反應,此點將在「功與能」主題中詳述。

4.化學反應前後,物質的能量變化較物理變化為大,且無論是物理變化或化學變化,必定在反應的同時陪伴著能量的改變(即:放熱或吸熱)。

 

 

 

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