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1、氧和臭氧第1页，共12页，编辑于2022年，星期六认识氧v氧在自然界中的分布v氧气的制备v氧的结构、性质和用途第2页，共12页，编辑于2022年，星期六认识臭氧v臭氧的分子结构v臭氧的性质和用途v臭氧的生成和制备第3页，共12页，编辑于2022年，星期六氧在自然界中的分布v氧是地壳中分布最广的元素。它遍及岩石层、水氧是地壳中分布最广的元素。它遍及岩石层、水层和大气层，氧约占地壳总质量的层和大气层，氧约占地壳总质量的48%。v在岩石层中，氧主要以二氧化硅、硅酸盐以及在岩石层中，氧主要以二氧化硅、硅酸盐以及其他氧化物和含氧酸盐等形式存在。其他氧化物和含氧酸盐等形式存在。v在海水中，氧占海水质量的在
2、海水中，氧占海水质量的89%。v在大气层中，氧以单质状态存在，以质量分数计在大气层中，氧以单质状态存在，以质量分数计约占约占23%，以体积分数计约占，以体积分数计约占21%。v单质氧有两种同素异形体即单质氧有两种同素异形体即O2和和O3。在高空。在高空约约25Km高处，有一臭氧层，它是由氧吸收了太阳高处，有一臭氧层，它是由氧吸收了太阳的紫外光生成的，这一臭氧层阻止了太阳的强辐射的紫外光生成的，这一臭氧层阻止了太阳的强辐射而使生命体免遭侵害。而使生命体免遭侵害。v自然界中的氧含有三种同位素，即自然界中的氧含有三种同位素，即O16，O17和和O18。在普通氧中，。在普通氧中，O16的含量占的含量占
3、99.76%；O17占占0.04%；O18占占0.2%。通过。通过分馏水能够以重氧水（分馏水能够以重氧水（H2 O18)的形式富集的形式富集O18。第4页，共12页，编辑于2022年，星期六氧气的制备氧气的制备z用高锰酸钾或氯酸钾制氧气选甲装置用高锰酸钾或氯酸钾制氧气选甲装置:固体加热制气体固体加热制气体 用过氧化氢制氧气选乙装置用过氧化氢制氧气选乙装置:液体不加液体不加热制气体热制气体 z步骤：步骤：查查装装定定点点收收离离熄熄(茶庄定点收利息茶庄定点收利息)查查-检查装检查装置的气密性置的气密性 装装-装药品装药品 定定-把试管固定到铁架台上把试管固定到铁架台上 点点-点点燃酒精灯加热燃酒
4、精灯加热(先灯预热先灯预热)收收-收集气体收集气体 离离-把导气管从水槽把导气管从水槽中取出中取出 熄熄-熄灭酒精熄灭酒精z注意点注意点 长颈漏斗的颈部应在液面以下长颈漏斗的颈部应在液面以下:防止气体泄露防止气体泄露-可用分可用分液漏斗代替液漏斗代替(可随时控制反应的发生和停止可随时控制反应的发生和停止,以及反应的速以及反应的速度度)导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出 z氧气的验满：氧气的验满：用带火星的木条放在集气瓶口用带火星的木条放在集气瓶口 检验：用带火星的木条伸入集气瓶内检验：用带火星的木条伸入集气瓶内 实验室制备氧气第5页，共12页，编辑于2022年，星
5、期六氧的结构、性质及用途氧的结构、性质及用途v氧的分子结构：氧的分子结构：基态氧原子的价层电子结构为基态氧原子的价层电子结构为2s22p4.O2分子总键能相当于氧双键的键能。分子总键能相当于氧双键的键能。它比氮氮三键的键能要小得多，因为它比氮氮三键的键能要小得多，因为N2是是名副其实的三重键。名副其实的三重键。v氧气的用途：氧气的用途：氧在水中的溶解度虽小但它却是水生动植物氧在水中的溶解度虽小但它却是水生动植物在水中赖以生存的基础。我国有些江河湖泊的在水中赖以生存的基础。我国有些江河湖泊的水系日益污染严重，水中的溶氧量明显减少，水系日益污染严重，水中的溶氧量明显减少，水质下降，鱼类产量明显下降
6、甚至绝迹，防治水质下降，鱼类产量明显下降甚至绝迹，防治水系污染已是我国的一项迫在眉睫的任务。水系污染已是我国的一项迫在眉睫的任务。v氧气的性质：氧气的性质：氧是一种无色、无臭的气体，氧是一种无色、无臭的气体，在在90K时凝聚成淡蓝色的液体，进时凝聚成淡蓝色的液体，进一步冷却到一步冷却到54K时凝成淡蓝色的固时凝成淡蓝色的固体，液态和固态氧有明显的顺磁性。体，液态和固态氧有明显的顺磁性。在室温和加压下，分子光谱实验证在室温和加压下，分子光谱实验证明氧中存在更多的明氧中存在更多的O4这也同这也同O2分子分子中存在单电子有关。中存在单电子有关。氧是非极性分子，不易溶于极性氧是非极性分子，不易溶于极性
7、 第6页，共12页，编辑于2022年，星期六臭氧的结构v臭氧分子（臭氧分子（O O3 3）中三个氧原子呈等腰三角形配置，）中三个氧原子呈等腰三角形配置，键角键角116.8116.8，键，键 长为长为127.8pm127.8pm。v与两个氧原子键合的角顶氧原子采取与两个氧原子键合的角顶氧原子采取spsp3 3杂化，它和与杂化，它和与之键合的氧原子还存在着一组平行的之键合的氧原子还存在着一组平行的p p轨道，这组轨道，这组p p轨道轨道进行线性组合成分子轨道。进行线性组合成分子轨道。第7页，共12页，编辑于2022年，星期六臭氧的性质臭氧的性质v臭氧因其具有一种特殊的腥臭味而得名。液态臭氧具有很深
8、的蓝紫色，间隔臭氧因其具有一种特殊的腥臭味而得名。液态臭氧具有很深的蓝紫色，间隔1mm的液态臭氧层时就观察不到电灯泡的灼热灯丝。在的液态臭氧层时就观察不到电灯泡的灼热灯丝。在80K时，液态臭氧凝成黑色晶体。时，液态臭氧凝成黑色晶体。臭氧比氧易液化（臭氧比氧易液化（161K），但难固化。由于），但难固化。由于O3O3分子的色散力大于分子的色散力大于O2O2分子，因分子，因而臭氧的沸点高于氧是可以理解的。而臭氧的沸点高于氧是可以理解的。v臭氧的特征化学性质是不稳定性和氧化性。臭氧相对于氧不稳定。臭氧在常温下就臭氧的特征化学性质是不稳定性和氧化性。臭氧相对于氧不稳定。臭氧在常温下就可分解，是一种放热
9、过程：可分解，是一种放热过程：2O3 =3O2 2O3 =3O2 若无催化剂存在或紫外线照射时，它分若无催化剂存在或紫外线照射时，它分解得很慢，当加热或有解得很慢，当加热或有MnO2MnO2存在时可显著加速，但若有水蒸气存在时则减速。存在时可显著加速，但若有水蒸气存在时则减速。v就氧化能力而言，它介于氧原子和氧分子之间，它能氧化一些只具弱还原性就氧化能力而言，它介于氧原子和氧分子之间，它能氧化一些只具弱还原性的单质或化合物，并且有时间可把某些元素氧化到不稳定的高价状态。的单质或化合物，并且有时间可把某些元素氧化到不稳定的高价状态。2Ag+2O2Ag+2O3 3 =AgAg2 2O O2 2+2
10、O+2O2 2 v臭氧能氧化有机物，特别令人感兴趣的是对烯烃的氧化，此反应可用来确定臭氧能氧化有机物，特别令人感兴趣的是对烯烃的氧化，此反应可用来确定不饱和双键的位置。不饱和双键的位置。v臭氧能氧化氰离子，故常被用来治理电镀工业中的含氰废水。臭氧能氧化氰离子，故常被用来治理电镀工业中的含氰废水。v臭氧能杀死细菌，可用作消毒杀菌剂。臭氧能杀死细菌，可用作消毒杀菌剂。第8页，共12页，编辑于2022年，星期六臭氧的生成和制备v臭氧分解成氧既是放热反应，那么由氧变成臭臭氧分解成氧既是放热反应，那么由氧变成臭氧必然是吸热反应。氧必然是吸热反应。v在实验室里制备臭氧主要靠紫外光照射氧或使氧在实验室里制备
11、臭氧主要靠紫外光照射氧或使氧通过静电放射而获得臭氧与氧的混合物，含臭氧通过静电放射而获得臭氧与氧的混合物，含臭氧可达可达10%。v臭氧发生器是两根玻璃套管所组成的，中间玻璃管臭氧发生器是两根玻璃套管所组成的，中间玻璃管内壁镶有锡箔，外管外壁绕有铜线，当锡箔与铜线内壁镶有锡箔，外管外壁绕有铜线，当锡箔与铜线间接上高电压是，两管的管壁之间发生无声放电，间接上高电压是，两管的管壁之间发生无声放电，就部分转变成就部分转变成。第9页，共12页，编辑于2022年，星期六臭氧层 臭氧层破坏是当前全球面临的环境问题之一。自臭氧层破坏是当前全球面临的环境问题之一。自7070年代以来就开始受到世界各国的关注。从年
12、代以来就开始受到世界各国的关注。从19951995年起，每年的年起，每年的9 9月月1616日被定为日被定为“国际保护臭氧层日国际保护臭氧层日”。氧与其它温。氧与其它温 室气体不同，这是自然室气体不同，这是自然界中受自然因子（太阳辐射中紫外线对高层大气氧分子进光化作用而生成）影响而产生，并不界中受自然因子（太阳辐射中紫外线对高层大气氧分子进光化作用而生成）影响而产生，并不是人类活动排放产生的。臭氧除了能够对气候变化产生影响，从而影响环境和生态外，还对人是人类活动排放产生的。臭氧除了能够对气候变化产生影响，从而影响环境和生态外，还对人类健康产生强烈的直接影响。类健康产生强烈的直接影响。所以我们要从自身做起，保护我们的地球家园！所以我们要从自身做起，保护我们的地球家园！第10页，共12页，编辑于2022年，星期六谢谢观看第11页，共12页，编辑于2022年，星期六学院：化学化工学院专业:应用化学班级:2班v姓名:赵汝v学号:201040720258第12页，共12页，编辑于2022年，星期六