第二章 海水的化学组成教程文件
第二单元海水中的化学(精)
第二单元海水中的化学教材分析：第一节海洋化学资源教材分析与教学建议：本节课是引导学生从化学角度认识海洋的开始，海洋是一个巨大的资源宝库，让学生初步了解海洋中的资源是本节课的目的。
在教学中可以首先运用情景导入，把学生带入海洋环境，然后展开讲解。
1、海水中的物质这一知识点，可利用课本P30饼状图展开教学。
2、从海水中提取镁的过程，可利用问题解决法，提出“怎样从海水中提取金属镁？”进行教学。
3、可燃冰、锰结核的教学可以利用网络资源，了解其现在的储量及现在的开发状况。
4、海水淡化的知识，做好盐溶液与淡化后的水，滴加硝酸银的对比实验。
另外，海水淡化可利用网络资源，让学生了解海水淡化的相关技术及发展状况，其中多级闪急蒸馏法可以用网上的工艺图片给学生讲解，膜法要能与过滤操作相区别。
5、保护海洋资源的措施，可以开发学生的智慧进行总结。
重点：了解海洋资源及其开发和利用的价值。
难点：海水淡化的方法，检验淡水的方法。
需要解决的问题：1、海洋中有哪些化学资源？2、利用海水制取金属镁的过程，会正确书写化学方程式。
3、海水中存在MgCl2,为什么还要先与石灰乳反应生成Mg(OH)2,然后再与盐酸反应生成MgCl2？4、可燃冰的主要成分、形成条件，为什么被称为“未来能源”？5、按资源属性分类，海洋资源主要分为哪四大类？6、保护海洋资源的措施有哪些？7、海水淡化有哪些方法？如何检验淡化后的水是淡水？预习学案：1、海水中溶解的盐占______％，其中已发现的化学元素有80多种，其中______、______、_______、_______较多。
2、利用海水制取镁的反应原理是：海水或卤水_________ _________ ____________；有关反应的化学方程式有：______________________________；__________________________________；____________________________________。
新教材人教版高中化学必修第一册 第二章 海水中的重要元素--钠和氯 精品教学课件
【典例 1】 CO 和 H2 的混合气体 21.2 g，与足量 O2 反应后，
通过足量 Na2O2，固体质量增加( )
A．21.2 g
B．14 g
C．6.78 g
D．不能确定
[思路启迪] 解答本题的关键是掌握过氧化钠与 CO2、H2O 反应的本质，尤其是要注意固体实际增重的来源。
[解析]
已
知
有
关
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)每次焰色试验后都要用稀盐酸清洗铂丝( ) (2)Na2O 和 Na2O2 都是碱性氧化物( ) (3)焰色试验是金属元素的化学性质，灼烧时，所有金属或金 属阳离子均有焰色( ) (4)将 Na2O2 加入石蕊溶液中，有气泡产生，且溶液变蓝色 () (5) 等 浓 度 的 碳 酸 氢 钠 溶 液 和 碳 酸 钠 溶 液 的 碱 性 ， 前 者 小 ()
3)与碱(氢氧化钠)反应
a．Na2CO3：与 NaOH 不反应； b．NaHCO3： NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 。 4)相互转化
Na2CO3①固③加C热O②2＋液H2NOaOHNaHCO3 ③的化学方程式： Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 。
(3)用途 ①碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤 剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。 ②碳酸氢钠：是发酵粉的主要成分，可以作治疗胃酸过多 的药剂。
―风⑤―化→
白色粉末状物质 生成Na2CO3
发生的主要变化的化学方程式为 ①4Na＋O2===2Na2O； ②Na2O＋H2O===2NaOH； ④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O， Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O； ⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O。
第二章海洋的化学组成及物理化学特征
第一节 海洋的化学组成
Water is a powerful solvent and we have it everywhere – the hydrological cycle
基本知识回顾：
氯度和盐度：(大致体现了海水中各化学组分总和的浓度）
海水的盐度是衡量海水组成的重要指标，反映了海水的含盐量。 而海水化学组成最大的特点是其主要组分（H和O除外）之间的浓度 比值基本保持恒定。因此，可以以盐度为基础根据其固定比例关系 得出海水中各种主要化学组成的含量。
➢金属元素的生物移出
✓生物对金属元素的摄取符合 Redfield 律: C:N:P:Fe:Zn:Mn:Ni:Cd:Cu:Co:Pb
180:23:1:0.005:0.002:0.001:0.0005:0.0004:0.0002:0.00004
✓金属元素在生物壳体中的 富集 (Ba, Sr, Cu, Ag, Zn, Pb, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni)与生 物种类有关。
元素 > 1ppm
次要元素
Br、C、Sr、B、Si、溶解氧和氟
微量 主微量元素(>10ppb) N、Li、Rb、P、I、Ba、Mo
元素 <1ppm
微量和痕量元素
浓度低于10ppt的其他元素
各主要溶解组分之间比例恒定，海水盐度主要由前6种元素
决定，占总量的99%左右。
海水组成的恒定性
部分地区海水组成不恒定的原因
重要的生 物过程
微生物（例如趋磁性细菌和浮游植物）细 胞生长要靠对Fe的摄取。
极端还原环境的产物极端氧化环境的产物有机质的成岩作用和海洋环境中油气的生成有机质的成岩作用在成岩作用过程中将伴随着有机质的还原脱羧脱氨基脱甲基化环化歧化和芳构化一般将发生于1000m左右沉积柱深度以内的作用都叫做成岩作用其特点是所涉及的温度效应比较低约2550
第二章 海水的化学组成教程文件
第4节 盐度与氯度
盐度提出的目的：衡量海水中溶解物质的总量。 通过将海水干燥并称重来测定含盐量的做法存在困难：
对海水进行完全的化学分析是唯一可靠的测定海水实际含 盐量的方法，但是这个方法实在是太复杂，难以实现常规 的监测。
寻找与海水盐度具有相关关系，而又能方便、准确测量的 其它要素就成为海洋学家努力的方向。
3、海水主要成分（常量元素）组成的恒定性
➢ 1779年，Bergman最早对海水进行化学分析； ➢ 1819年，Marcet首次指出：海盐的化学组成基本恒定； ➢ 1965年，Forchhammer测定世界海洋表层水Cl-、SO42-、
Mg2+、Ca2+、K+、Na+的浓度，发现元素之间的比值仅存 在很小变化； ➢ 1884年，Dittmar分析了“挑战者”号采集的样品，结果与 Forchhammer的相当吻合，但深水中的Ca2+浓度比表层水 高约0.3%； ➢ 1965年，Culkin综合此前的数据，进一步证明海水常量元 素组成相对恒定的观点。
三、地球的形成
• 太阳的引力开始对星云的其余部分产生吸引，随着太阳的 逐渐增大，引力越来越强，直到除了零星碎片和部分气体， 因为距离遥远和游移速度极快而保持孤立外，其余都被控 制，各布其位。最后，这些粒子和气体凝聚在一起，各星 球包括地球就形成了。
• 地球形成初期，是一个炽热的火球，温度高达5000oC， 同时不断地经受数百万颗陨石的冲击。
（2）微量元素：0.05~50 μmol/kg （3）痕量元素：0.05~50 nmol/kg和<50 pmol/kg （4）营养盐：N、P、Si（主要营养盐）、Mn、Fe、Cu、
Zn（微量营养盐）等,它们与海洋生物生长密切相关 （5）溶解气体：O2、CO2、N2、惰性气体等。 （6）有机物质
《海水中的化学》课件
海水化学反应机制的研究
海水中化学反应的机理研 究
海水中化学反应的速率和 条件研究
海水中化学反应的产物和 影响因素研究
海水中化学反应的应用和 前景研究
海水化学物质的环境行为研究
研究目的：了解海水中化学物质的环境行为，为环境保护提供科学依据 研究内容：包括海水中化学物质的迁移、转化、富集和释放等过程 研究方法：采用实验、模拟和数值模拟等方法进行研究 研究意义：为海水环境保护、资源开发和利用提供科学依据
海水中的沉淀反应是指在海水中发生的化学反应，导致固体物质从溶液中沉淀出 来。 常见的海水中的沉淀反应包括碳酸钙沉淀、硫酸钡沉淀、氢氧化铁沉淀等。
碳酸钙沉淀是指海水中的碳酸氢钙与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀。
硫酸钡沉淀是指海水中的硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀。
氢氧化铁沉淀是指海水中的铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀。
海水中的有机污染物对海洋生态的影响
破坏海洋生态系统：有机污染物进入海洋，影响海洋生物的生存和繁殖 影响海洋生物多样性：有机污染物可能导致某些物种的灭绝，影响海洋生物多样性 影响人类健康：有机污染物通过食物链进入人体，影响人类健康 影响海洋经济：有机污染物可能导致渔业资源减少，影响海洋经济
05 海水化学资源的应用
海水中的有机物主要包括氨基酸、蛋白质、糖类、脂类等 氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在海水中含量丰富 蛋白质是构成生物体的主要成分，在海水中也存在一定数量 糖类是生物体的主要能源物质，在海水中也存在一定数量 脂类是生物体的重要组成成分，在海水中也存在一定数量
03 海水中的化学反应
海水中的氧化还原反应
海水中的化学
,
汇报人：
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01
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海水中的化学元素ppt2
80多种
11种
2.5×1010t 5×1017t 2.6×1016t <1kg 2.5×1011t 9.3×1010t 4.5×109t 2×1015t
U
氯碱工业简介
原理： 2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑
原料：
直流电
饱和食盐水
氢 气
盐酸
产品： 用途：
氯 气
氢氧化钠
漂白剂
冶金工业等
普通课程标准实验教科书化学1（必修）
章
节海水中的化学元素
1000g海水的化学组成示意图
纯水965.31g 氯离子19.10g 钠离子10.62g 硫酸根离子2.66g 镁离子1.28g 钙离子0.40g 钾离子0.38g 其它0.25g
有关海水组成的惊人数字
海水中元素种类 常量元素（>1mg/L） 进入海洋的物质/年 溶解的盐类物质总量 氯（Cl）元素总量 氡(Rn)元素总量 锂(Li)元素总量 碘(I)元素总量 铀(U)元素总量 镁(Mg)元素总量
I2的特性
升华
碘使淀粉变蓝
碘水
淀粉溶液
氯 、 溴 、 碘 的 原 子 结 构
Cl
最 外 层 最 子 数 相 同
性 质 相 似 — 都 有 氧 化 性
Br
I
氯溴碘单质氧化性强弱比较
氯水
CCl4溶液、振荡
建议方案
NaBr溶液
水层 CCl4层
溴水
CCl4溶液、振荡
氯水
CCl4溶液、振荡
水层
KI溶液
水层
点燃 点燃
⑶与CO2反应：
[思考] 由镁引起的火灾能否用 泡沫灭火器灭火？
海水的化学组成
海水的化学组成
海水是地球上最丰富的水体资源之一，其化学组成复杂多样。
海水主要由水和溶解在其中的各种物质组成，下面将详细介绍海水的化学组成。
主要成分
1.水：海水的主要成分是水，占据了海水总重量的绝大部分，约为
96.5%。
2.盐类：盐类是海水中的重要组成部分，主要包括氯化钠、硫酸镁、
硫酸钠、硫酸钙等。
这些盐类在海水中以离子的形式存在。
3.溶解气体：海水中还含有各种气体，如氧气、氮气、二氧化碳等。
这些气体的含量会受到温度、深度等因素的影响。
主要离子
1.氯离子(Cl-)：是海水中最主要的阴离子，占据了海水中离子总浓度
的绝大部分。
2.钠离子(Na+)：与氯离子在海水中呈现最主要的正负配对，氯离子和
钠离子的浓度比例基本稳定。
3.镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)：海水中还含有少量的镁离子和钙离
子，但它们对海水的理化性质有一定影响。
其他物质
1.硅酸盐：海水中含有少量的硅酸盐，这些物质对海洋生态系统尤为
重要。
2.微量元素：海水中还含有各种微量元素，如锰、铁、铜等，这些元
素虽然含量较少，但在海洋生态系统中扮演着重要的角色。
总的来说，海水的化学组成是一个相对稳定且复杂的体系，其中水和盐类是海水的主要组成部分，各种离子和溶解物质共同构成了海水独特的化学特性。
以上是对海水化学组成的简要介绍，希望能对你有所帮助。
化学海洋学 第二章 海水的组成及其化学成分
失去还原剂
生物作用
（占主导作用） 与光合作用相反
可逆反应
现代海水是氧化性的，如果假设成立，利用还原剂理论上可以转换为原始海水
定量化
顺序：氧化-还原电位高的优先还原
硝酸盐-氮气；水合氧化铁（Fe2O3·H2O）Fe3O4
一个电池由两个电极及夹于其间的电解质组成。电化学反应的特点是共轭的氧 化反应和还原反应分别在两个电极界面上进行，阳极氧化反应所放出的电子经 外电路输送给阴极，发生还原反应。电解质中由离子传递电荷，从而形成电流 回路。这两个相对独立的电极(包括金属部分及其紧邻的电解质部分)可看成电 池的一半，故称半电池。
14C法测定为1600年。大洋水循环——表层到深层，深层水大洋环流再 回到表层。上述元素进入海洋，到离开海洋的时间很长，但以混合多次 并均匀。
不参与化学生物作用，主要受物理作用控制。
除个别元素（Rb、Cs、Ra等 ，基本为海水中主要成分） 主族元素逗留时间一般比较 长，过渡元素一般较短
\
平均海洋逗留时间
输入量主要有河流输送、大气输送等。如果某元素以 河流输入为主，则
元素逗留时间
元素在海洋中的总量 元素输入速率
海洋总体积 河流全年流量
元素在海水中平均浓度 元素的世界河流平均浓
度
元素的世界河流平均浓度需要进行大量调整，而且是多年平 均基础，是统计平均概念，数值进行不断修正。
量很少，在前表中为给出，
19.5
4 埋藏和间隙水输出 如Na+和Cl5 逆风化作用
粘土矿物+HCO3-+Si(OH4)-+阳离子=富阳离子铝硅酸盐CO2+H2O (但是遭到一些学者的质疑）
6 板块构造和水热活动水及成岩作用
《海水中的化学》课件
沉淀与溶解反应
总结词
沉淀与溶解反应是海水化学反应中的重要过程，它涉及到固体物质在海水中的 溶解和沉淀。
详细描述
在海水中，许多矿物和溶解的物质可以发生沉淀和溶解反应。这些反应可以影 响海水的酸碱度、硬度和盐度等化学性质，进而影响海洋生态系统的健康。
络合反应
总结词
络合反应是海水化学反应中的一种特殊类型，它涉及到配位体与中心离子之间的 结合。
《海水中的化学》ppt课件
目录
CONTENTS
• 海水化学组成 • 海水化学反应 • 海水化学与生物 • 海水化学与环境 • 海水化学的应用
01 海水化学组成
CHAPTER
溶解气体
01
溶解气体
是指溶解在海水中的气体，主要包括氧气、氮气、二氧化碳等。这些气
体主要来自大气的溶解，对海洋生态系统的平衡起着重要作用。
详细描述
海洋是地球上最大的碳汇之一，吸收了大量人类活动排放的二氧化碳。然而，过量的二 氧化碳会导致海水酸化，影响珊瑚礁、贝类等海洋生物的生存。酸化的海水会使这些生 物的壳和骨骼变薄，降低其生存能力。此外，海洋酸化还可能影响浮游生物的繁殖和生
长，进一步影响整个海洋生态系统的健康。
海洋化学资源与环境
总结词
控制陆源污染、防治船舶污染、治理海洋 油污等。
生态保护与修复
海洋环境监测与保护的挑战
保护海洋生态系统、恢复受损生态系统、 提高生态服务功能等。
技术难度大、资金投入多、国际合作与协 调等。
谢谢
THANKS
风力搬运
风力搬运也是悬浮物的重要来源之一，风力搬运不仅会将陆地上的尘埃搬运到海洋中，还会将海面上的 浮游生物和有机物搬运到海洋深处。
02 海水化学反应
[院校资料]海洋化学第2章海洋的形成和海水的组成
![[院校资料]海洋化学第2章海洋的形成和海水的组成](https://img.taocdn.com/s3/m/c537819e2f60ddccdb38a021.png)
§2-1 海洋的形成和海水化学组成的演化
一、太阳系物质的含水量
H
太阳系元素的丰度
O Si
原子序数
§2-1 海洋的形成和海水化学组成的演化
一、太阳系物质的含水量
从化学热力学的角度（反应的自由能变化）看，反应
或 的可能应最大。
H2(g) + O2(g) H2(g) + O (g)
2OH（g） H2O（g）
地球形成初期的原始挥发性物质（包括水） 不断逃逸。 ●逸出物质形成含水蒸气云的大
在星子聚气集，能含和有核二素氧衰化变碳能、作甲用烷下、，氨地、球硫内 部 温 度 升 高化导氢致等内。部 物 质 分 异 ， 一 方 面 形 成
壳、幔、核，一方面形成大气与水圈。 ●随着地球冷却，水蒸气凝聚降
落到地球表面，汇聚成原始海洋。
2
0.25
0.67，78
CO2
128
15.6
98/96
2.5/2.7
42，0.036
Ar
70×10-6
95
0.93
SO2
150×10-6
0.002×10-6
Kr
0.3×10-6
1.1×10-6
CO
40×10-6 700×10-6
0.12×10-6
地球与其它类地行星大气化学组成相比，其差异主要是含水量。其他
（2-1） （2-2）
已经证实： ●太阳表面薄层上有OH存在 ●地球表层约有1.9×1024g水存在
海水和两极的冰共约1.45×1024g
沉积物中含水
0.2 ×1024g
岩浆中的水约
0.24×1024g
现有证据说明，自恒星生成初期就一直有H2O或OH存在。
海水的化学组成主要有哪些
海水的化学组成主要有哪些
海水是地球上最丰富的水资源之一，其化学组成相对稳定，含有丰富的矿物质
和盐类。
海水主要由水分和溶解在其中的各种物质组成。
1. 主要成分
1.1 水分
海水中的水分占据了绝大部分，约占海水总重量的96.5%。
水分是海水的基础
成分，起着溶解和传递其他物质的作用。
1.2 盐类
海水中含有多种盐类，主要包括氯化钠（NaCl）、硫酸钠（Na2SO4）、硫酸
镁（MgSO4）和碳酸钙（CaCO3）等。
这些盐类是海水呈现咸味的主要原因，其中
氯化钠是最主要的成分，占海水总盐量的约85%。
1.3 溶解气体
海水中还含有氧气、二氧化碳、氮气等多种气体，其中氧气是水生生物呼吸的
气体来源，而二氧化碳则有助于维持海水的酸碱平衡。
2. 微量元素
除了上述主要成分外，海水中还含有多种微量元素，包括钠、镁、钙、钾、硼、锶、氟、铁、锌等。
这些微量元素对海洋生物的生长和生存至关重要，一些微量元素也在地球空气等其他自然环境中多有分布。
3. 总结
海水的化学组成主要包括水分、盐类和微量元素，这些成分共同构成了海水的
特殊性质。
通过了解海水的化学组成，我们能更好地理解海洋生态系统的形成和演变，促进海洋资源的合理利用和保护。
海洋化学-第2章海洋的形成和海水的组成
§2-1 海洋的形成和海水化学组成的演化
三、海水化学成分的演化
1. 原始海水的化学组成 原始海水因溶解原始大气的成分（如HCl、CO2、 H2S等），呈现为酸性和还原性为主的化学特征，近 似为0.5 mol dm-3 HCl溶液。
2. 现代海水的化学组成 现代海水除组成水的氢和氧元素外，Cl-、Na+、 SO42-、 Mg2+、Ca2+、K+、 HCO3- (CO32-)、 H3BO3、 Br-、 Sr2+、F-、为构成海水盐分的主要化学成分。 海水pH约为8.2左右，含氧。 各主要成分之间保持非常接近的比例关系。
Chemical Oceanography
第二章
海洋的形成和海水的组成
作为地球科学的一个分支，化学海洋学的学习 和研究要从海洋的形成和海水化学组成的演化 入手。 海洋中元素地球化学平衡和相关概念。 海洋中元素的分布形式和相关理论。
Chemical Oceanography
第二章
§2-1 §2-2 §2-3
表2－2问题与答案 如何解释地球与金星含水量之相差悬殊？ 地球表面为何会有海水存在？ 以含水矿物在高温条件下与次生物质结合条件不同来解释。即 金星大气外圈的温度为800K。金星的含水矿物（例如绿泥石类） 在373K以上就会分解，因此与次生物质800 K下结合时，水则逸失。 与之相反，地球则是在含水矿物不分解的条件下与次生物质结合 为一体，结果还有相当数量的含水矿物没有分解，因此含水量高。 以上说明了地球表面有水存在的可能性与条件。
§2-1海洋的形成和海水化学组成的演化
二、地球的起源和海洋的形成
一般认为地球起源于星云物质和聚集。 地球形成初期的原始挥发性物质（包括水） 不断逃逸。 在星子聚集能和核素衰变能作用下，地球内 部温度升高导致内部物质分异，一方面形成 壳、幔、核，一方面形成大气与水圈。
《海水中的化学》课件
工业废水排放
工厂生产过程中产生的 废水未经处理或处理不
达标直接排入海洋。
农业污染
农业生产过程中使用的 化肥、农药等残留物随 雨水流入河流，最终汇
入海洋。
城市生活污水
城市居民生活产生的污 水未经处理或处理不彻
底排入海洋。
船舶污染
船舶运输过程中产生的 油污、废水等对海洋造
成污染。
海水污染对海洋生物的影响
《海水中的化学》 ppt课件
REPORTING
• 海水化学组成 • 海水化学反应 • 海水化学与生物 • 海水污染与防治 • 海水资源利用
目录
PART 01
海水化学组成
REPORTING
溶解气体
01
溶解气体
是指溶解在海水中的气体，主要包括氧气、氮气、二氧化碳等。这些气
体主要来自大气的溶解，对海水的化学性质和生态系统的平衡起着重要
PART 02
海水化学反应
REPORTING
氧化还原反应
总结词
海水中的氧化还原反应是指水分子与溶解氧之间 的电子转移反应。
总结词
海水中常见的氧化还原反应包括有机物的氧化和 还原、硫化物的氧化和还原等。
详细描述
在海水中，溶解氧作为氧化剂，与还原剂如金属 离子发生反应，生成相应的氧化产物和还原产物 。这些反应对于海水的化学平衡和海洋生态系统 的健康至关重要。
提高污水处理标准
加强污水处理设施建设，提高 污水处理标准和排放要求。
推广清洁能源
减少化石燃料的使用，推广清 洁能源，降低污染物排放。
加强国际合作
积极参与国际海洋环保合作， 共同应对全球性海洋污染问题
。
PART 05
海水资源利用
第二章 海水的组成及特性讲稿
第二章海水的组成及声光特性§2—1海水的组成一.海水的成分1.主要化学成分（占99.9％以上）a. 5种阳离子(＞1mg/1kg):钠、镁、钙、钾和锶等b. 5种阴离子(＞1mg/1kg):氯、硫酸根、碳酸氢根(包括碳酸根)、溴和氟等c.硼酸分子微量元素：至今已分析出80多种微量元素2．恒比关系1819年，A.M.乌赛分析了大西洋、北冰洋、黑海、波罗的海和黄海等14个海的浅水水样，发现Mg++、Ca++、Na+、Cl-、So=4等5种成分在不同水样中的含量虽不相同，但它们在每一水样中的比值是近似守恒的等5种成分之间恒比关系是指Mg++、Ca++、Na+、Cl-、SO=4有近似的恒比关系。
二、海水中的溶解氧表层海水与大气接触，溶解有充足的氧气在几千米的深海中也不缺乏氧气，是深海环流把表层的富氧水带到深层的结果。
如果没有深海环流，仅表层水有充足的氧气而深层缺氧则海洋水会变成污水。
1.生物活动对海水中氧的影响海洋植物在光合作用中放出氧气，进行呼吸作用时要消耗水中氧气。
可以利用表层海水氧气的含量推测生物活动的情况。
在浮游植物密集的地区，表层海水氧气含量，最大值出现在下午2～3点，最小值在夜间2～3点。
通过这种变化量的大小可以估计生物生产氧的量，从而换算成为单位时间、单位面积水体产生有机碳的量，叫做初级生产力。
2.海水中的生化需氧量、化学耗氧量海水中的氧气消耗主要用于有机物的分解。
生化需氧量(BOD)：是在需氧条件下水中有机物由于微生物的作用所消耗氧气的量。
化学耗氧量(COD)：向水体中加入一定量的氧化剂(如KIO3，KMnO4),把氧化后消耗氧化剂的量换算为氧的毫克数。
对于受到陆地污染的近岸水，这是两个有用的指标。
三、海水中的二氧化碳系统海水中溶解有大量碳化合物。
溶解CO2可以与大气中的CO2进行交换，这个过程起着调节大气CO2浓度的作用。
海水的二氧化碳系统维持海水有恒定酸度。
由于存在下列平衡：CO2（g）+H2O=H2CO3= H++HCO-3=2H++CO2-3Ca2+ +CO32-= CaCO3(s)海水的pH值约为8.1，其值变化很小，因此有利于海洋生物的生长（组成介壳）。
人教版(2019) 高一化学第二章 海水中的重要元素 物质的量(84张PPT)
96g
二、NA：阿伏伽德罗常数
1mol任何粒子的粒子数——阿伏加德罗常数
1、符号为NA ，单位为mol-1。
物理量
2、精确值：12g 12C 中所含的原子个数。
3、近似值： NA ≈ 6.02 × 1023 mol-1 。
1mol任何粒子的粒子数——阿伏加德罗常数
1、符号为NA ，单位为mol-1。 2、精确值：12g 12C 中所含的原子个数。
第二章 海水中的重要元素
第三节 物质的量
气体摩尔体积
探究 讨论 计算1mol下列气体在00C、1.01×105Pa下的体积
名称 H2 O2 CO2 N2
状态 气体 气体 气体 气体
密 度(g/L) 0.0893 1.429 1.965 1.25
质量(g) 体积(L) 2 22.4 32 22.39 44 22.39 28 22.4
原子数不一定
同温同压，相同体积的任何气体含有的相同数目的分子数。
2、数学表达式
相同条件下： V1/V2 = N1/N2
（1）“三同”定“一同”。
（2）适用于气体：既适用于单一气体，又适用于混合气体。
3、阿伏伽德罗定律推论
相同条件
结论
T、p相同
n1 V1 n 2 V2
同温、同压下，气体的体积与其物质的量成正比
m=M×n
三、摩尔质量
(1) 142gCl2的物质的量是_____2_m_o_l___ (2) 24gO2的物质的量是____0_._7_5_m_o_l_ (3) 60gNaOH的物质的量是___1_.5_m__o_l___ (4) 80gCuSO4的物质的量是____0_._5_m_o_l__ (5) 49gH2SO4的物质的量是_____0_.5_m__o_l_
海水中的化学(教案)
海水中的化学一、教学目标1. 让学生了解海水中存在的化学成分及其作用。
2. 培养学生对海洋资源的保护意识。
3. 通过对海水中化学成分的学习，提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 海水中的主要化学成分：盐、水、气体等。
2. 海水中的生物化学过程：微生物代谢、生物沉积等。
3. 海水中的化学循环：碳循环、氮循环等。
三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究海水中化学成分的奥秘。
2. 利用多媒体课件，形象生动地展示海水中化学现象。
3. 开展小组讨论，培养学生团队合作精神。
四、教学准备1. 多媒体课件。
2. 海水样品。
3. 实验室用具：烧杯、试管、滴定管等。
五、教学过程1. 导入：通过展示海洋图片，引导学生思考海水中存在的化学成分。
2. 新课导入：介绍海水中的主要化学成分及其作用。
3. 课堂互动：学生分组讨论海水中的生物化学过程。
4. 案例分析：分析海水中的化学循环，如碳循环、氮循环等。
5. 实践活动：学生动手实验，测定海水中的盐分含量。
6. 总结：强调海洋资源保护的重要性，提高学生的环保意识。
7. 课后作业：布置相关思考题，巩固所学知识。
六、教学目标1. 让学生了解海洋中的溶解气体，如氧气、二氧化碳等，及其在海洋生态系统中的作用。
2. 培养学生对海洋生态环境的关注，提高环保意识。
3. 通过对海洋溶解气体的学习，培养学生的科学探究能力。
七、教学内容1. 海洋中的溶解气体：氧气、二氧化碳、氮气等。
2. 溶解气体的来源及其在海洋生态系统中的作用。
3. 溶解气体与海洋环境变化的关系。
八、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生关注海洋中的溶解气体。
2. 利用多媒体课件，展示溶解气体的溶解过程及其在海洋生态系统中的作用。
3. 开展小组讨论，分析溶解气体与海洋环境变化的关系。
九、教学准备1. 多媒体课件。
2. 海洋溶解气体的相关资料。
3. 实验室用具：气瓶、溶解度测试仪等。
十、教学过程1. 导入：回顾上节课的内容，引导学生思考海洋中的溶解气体。
第二章 海洋的形成和海水的组成
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2) 变迁的年代问题
例一、从贝壳的 Sr2+/Ca2+ 含量比来看， 2~6 亿年来海水的主要元素浓度和 Sr2+/Ca2+ 比值 几乎相等。说明2~6亿年前海水的化学组成与 现代已很相近。 例二、从寒武纪沉积物来看，可能 20 亿年 前海水的主要化学组成的浓度与现代海水相 近。 结论：综合以上讨论，可以说至少1亿年来 海水组成（包括海水的量和其中元素的量） 与现代海水相比是没有区别的。
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Historical Measurements of Composition of Major Components of Seawater
Bergman (1779) made the earliest chemical analysis of seawater Marcet (1819) was the first to suggest that the relative composition of sea salt is nearly constant (the first law of chemical oceanography) Forchhammer (1865) made first reliable measurements of major components on several hundred surface waters from all parts of the world. Dittmar (1884) analyzed 70 seawater samples collected at various depths for the major oceans during the cruise of the H.M.S. Challenger (1873-1876). Lyman and Fleming (1940) recalculated Dittmar's results using modern atomic weights Cox and Culkin (1966) made measurements of major components of waters collected through out the world as part of salinity study. Riley et al. (1967) made measurements of major components of waters collected through out the world as part of salinity study.
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海洋形成时间：38亿年前。
地球的演化历史
第3节 海水的化学组成
1、水的特殊性质及其意义
水分子具有异常高的熔点和沸点
（2）异常的密度变化：
对于中纬度地区水中生物的生存 具有重要意义。当冬季接近的时 候，表层水变冷，密度的增加导 致这些水往深层下沉。此过程不 断连续进行直至水温降低至4oC 以下，在更低温度的时候，进一 步的冷却使水的密度降低，此时 下沉停止了。如果气温达到0oC， 冰首先在表层形成，并成为下覆 水体与大气冷却的屏障，延缓深 层水的结冰。因此，结冰是从表 层往下进行的。这也就保护了水 中鱼类等生物免于被冻死。
四、月亮的形成
年轻的地球与一个火星大小的、高速运动的星体发生碰撞， 冲击力将地球表层掀掉一大块。这块被剥离的熔岩状星体 外壳溅落到太空中，绕着地球的轨道飞行。10亿年后才被 地球引力揉成一个小星球，即为月球。
证据：在月球上发现地球的星体残片以及其他来自地球 的物质。
五、海洋的形成
地球形成初期，火山活动持续不断，底下熔融的岩浆从地表爆发出来， 释放出CO2、N2、CH4、H2和水蒸汽，此为地球的脱气作用。
颗粒粒径（μm） ≥0.1
0.001-0.1 ≤μm的滤膜过滤海水， 被滤膜截留的称为颗粒物，通过滤膜的称为溶解物质， 其中包含了胶体物质（操作性定义）。
30亿年前海水化学组成与现代海水的比较
元素
Mg2+
Ca2+
Na+
K+
（%）
30亿年前的海水
13-24 23-29 30-47
17
现代海水
10.7
3.2
83.1
3.0
30亿年前的海水，其K浓度比现代海水来得高，而Na浓度比 现代海水来得低。原因在于：玄武岩与HCl作用生成黏土矿物， 它们与海水发生Na+和K+、H+的交换反应，结果是不仅使海 水的pH~8，而且K+被黏土矿物吸附，而水中Na+浓度升高。 30亿年前的海水，其Mg、Ca浓度比现代海水来得高。原因 在于：海水变成中性后，大气CO2进入海水并开始有CaCO3沉 淀形成，Mg同时也发生共沉淀，结果海水中的Mg、Ca浓度 逐渐降低。 海水中的许多阴离子，如F、Cl、Br、I、S、As等，它们在 海水中的含量远比从岩石溶出的要多，可能是火山、海底热液 等输入的缘故。
水密度随温度的变化
（3）水是极好的溶剂
NaCl在水中的溶解
（4）水中盐分的增加导致冰点的降低 以及达到最大密度的温度降低
冰点与最大密度温度与盐度的关系
（5）水中盐分的增加导致渗透压增加
水中的高离子浓度使海水较纯水具有高的渗透压。渗 透压的差异会导致水分子跨越半透膜从低盐区域向高 盐区域扩散，当两边盐浓度相同时，水的净扩散就停 止了。最典型的天然半透膜就是细胞膜，许多海洋生 物细胞内体液的盐含量与海水是接近的，这就是他们 几乎不用耗费多的能量来维持体内与海水之间的盐浓 度平衡。哺乳动物血液中的盐浓度与海水也是接近的 （3.5% wt/v），这并不奇怪，因为生物看来是在海 洋中演化起来的。
第3节 海水的化学组成
一、原始海水的化学组成
自地球上海洋形成起，就进行着蒸发—冷凝构成的水循 环。水对其接触的岩石进行风化，岩石变成了碎屑，元素 溶于水中，由此形成了海水。 海水中的大多数阳离子组分由此而来。通过海洋中发生的 各种过程，海水生成沉淀物和成岩作用等。 原始海水组成可视为由0.3 M HCl溶液与岩石接触，溶解 Ca、Mg、K、Na、Fe、Al等元素，中和后，Fe、Al等 以氢氧化物沉淀，把无机物和有机物沉积到海底.
种矿物所构成的颗粒无机物； （2）胶体物质：多糖、蛋白质等构成的胶体有机物和Fe、
Al等无机胶体； （3）气体：保守性气体（N2、Ar、Xe）和非保守气
体（O2、CO2）； （4）真正溶解物质：溶解于海水中的无机离子和分子以及
小分子量的有机分子。
海洋物质的粒径区分标准
类别 颗粒物质
胶体 真正溶解物质
海水中含量最多的元素是氢和氧(水)
（1）异常高的冰点与沸点，导致其高的热容量：水所具有的 高热容量对于维持地球的气候与生命具有重要意义。夏天的时 候，热被储存在海洋中，而到冬天的时候再将其辐射回大气， 由此使地球的气候较为舒适。这也是为何沿海地区夏天没有内 陆地区来得热，而冬天没有内陆地区来得冷的原因。
二、海水化学组成的变迁
海水化学组成至少在几亿年内基本恒定，证据包括： 贝壳的Sr/Ca比看，2-6亿年前海水的主要元素和 Sr/Ca比与现代海水相近； 寒武纪的沉积物看，可能20 亿年前海水中主要化 学组分浓度与现代相近。
三、现代海水的化学组成
1、元素存在形态 海洋物质： （1）颗粒物质：由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各
第二章 海水的化学组成
第1节 引言
第2节 海洋的形成
一、宇宙的形成
距今约140亿年前，一个比针尖还小的点发生大 爆炸，宇宙从此诞生（伽莫夫，1948）。物质 粒子摆脱了能量的束缚，开始自发地排列起来形 成现在的宇宙。
二、太阳的形成
距近约50亿年前，一块由气体和尘埃组成的巨大 烟云在万有引力的重压下崩塌瓦解。由于原子核 发生熔化，使得云团中心处的温度变得非常高， 密度也很大，太阳由此形成。
三、地球的形成
• 太阳的引力开始对星云的其余部分产生吸引，随着太阳的 逐渐增大，引力越来越强，直到除了零星碎片和部分气体， 因为距离遥远和游移速度极快而保持孤立外，其余都被控 制，各布其位。最后，这些粒子和气体凝聚在一起，各星 球包括地球就形成了。
• 地球形成初期，是一个炽热的火球，温度高达5000oC， 同时不断地经受数百万颗陨石的冲击。
地球形成初期是一个炽热的火球
三、地球的形成
地球燃烧了100万年后才逐渐冷却，质量较大的铁、镍等 金属物质在地心处沉积下来，形成一个灼热的、直径 3000多公里的地核。质量较轻的矿物质则不断上升，形 成厚约3000多公里的地壳。 地球形成的时间：距今46亿年 地球形成时间的证据：古老的矿物结晶体—锆石,测定年代 为44亿年前。