第一讲物质的组成与分类.docx

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第一讲物质的组成与分类

第1节物质的组成、结构及其分类

教学目的：

掌握分子、原子、离子、原子团、元素的概念；掌握混合物、纯净物、金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐及同素异形体的概念；

教学重点：

通过对概念的比较和掌握，学会把握概念的内涵与外延，进而培养概括能力；通过对概念的应用，提高分析问题和解决问题的能力。

教学难点：

相近概念的比较与判断。

教学过程：

一、知识梳理

1.无机化合物的分类

（1）按组成性质分类：

（2）按微粒间成键种类分类

化合物分为共价化合物如CO2，SiO2和离子化合物如NaCl、NH4Cl

思考①离子化合物中一定含金属元素吗?

②某物质中若含阳离子则一定含阴离子吗?

③分子晶体中一定含有共价键吗?

④共价化合物形成的晶体一定是原子晶体?

（3）按能否电离来分类

2.如何判别混合物和纯净物?

（1）抓住基本特征

纯净物

混合物

①有固定的组成和结构

②有一定的熔、沸点

③保持一种物质的性质

无固定组成和结构

无一定的熔、沸点

保持原有物质各自性质

（2）熟记常见混合物的名称及组成

如溶液、浊液、胶体、空气、所有高分子化合物外,还有一些俗名所含的主要成分应牢记

水泥：

3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3　　　光导纤维：

SiO2

玻璃：

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2石油：

烷烃,环烷烃等　　　

漂白粉：

Ca（ClO）2,CaCl2　碱石灰：

CaO,NaOH　

福尔马林：

35∽40%HCHO水溶液天然油脂：

高级脂肪酸甘油酯（多种）　　

天然气：

CH4　焦炉气：

CH4,CO,C2H2,H2

裂解气：

乙烯,丙烯,丁二烯　　

高炉气：

CO,N2,CO2　　水煤气：

CO,H2钢铁：

Fe,C

3.物质的组成

（1）物质的组成关系

（2）分子、原子、离子的比较

微粒

概念

构成物质的类别及部分代表物

原子

化学变化中最小的微粒

1、少数非金属单质：

金刚石、晶体硅

2、某些非金属化合物：

二氧化硅等

分子

保持物质化学性质的一种微粒

1．非金属单质：

氧气、氢气、稀有气体等

2、非金属氢化物、酸酣、含氧酸、有机物等

离子

原子失去或得到电子得到的带电的微粒

金属氧化物、强碱、大多数盐

4.表示物质组成的化学用语

（1）元素符号：

人们确定了一套符号来表示各种元素，这种符号叫做元素符号。

如C表示碳元素；Ca表示钙元素等等。

元素符号不仅表示一种元素还可以表示这种元素的一个原子。

（2）离子符号：

表示各种离子的符号。

如

、

、

、

等等。

（3）原子结构示意图（以Cl为例）：

圈内+17表示Cl的原子核内有17个带正电荷的质子

弧线表示电子层

弧线上的数字表示该电子层上的电子数

Cl:

表示物质结构的化学用语

（1）分子式：

用元素符号表示物质分子组成的式子。

如乙酸的分子式为C2H4O2，过氧化氢的分子式为H2O2。

（最简式）n=分子式。

（2）化学式：

用元素符号表示物质组成的式子。

如CO2，SiO2，KNO3。

有些化学式不仅能表示这种物质的组成，同时也能表示这种物质的分子组成，也叫分子式。

如CO2

（3）电子式：

用“·”“×”表示原子最外层电子的式子。

（4）结构式：

表示物质的分子组成及分子中各原子的排列顺序和结合方式的式子。

如过氧化氢的结构式为：

H-O-O-H

（5）结构简式：

结构式的简写。

如乙酸的结构简式为：

CH3COOH

（6）最简式：

用元素符号表示物质中原子个数最简单整数比的式子。

如乙酸的最简式为CH2O，过氧化氢的最简式为HO。

（7）化合价：

一种元素一定数目的原子，跟其他元素一定数目的原子化合的性质。

二、典型例题

例1：

将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺次排列，正确的是（1998年高考试测题）

A.硫酸、纯碱、石膏B.氢硫酸、烧碱、绿矾

C.石炭酸、乙醇、醋酸钠D.磷酸、熟石灰、苛性钠

思路分析：

A中纯碱属盐类；C中石炭酸属酚类而非酸类，乙醇属醇类而非碱类；D中苛性钠属碱类。

答案：

B

方法要领：

分清物质分类的依据，记住常见物质的俗名和类别。

例2：

下列俗称表示同一种物质的是（1999年上海高考）

A.苏打、小苏打B.胆矾、绿矾C.三硝酸甘油酯、硝化甘油D.纯碱、烧碱

思路分析：

各物质的化学式为：

A组Na2CO3、NaHCO3，B组CuSO4.5H2O、FeSO4.7H2O，C组C3H5（ONO2）3，D组Na2CO3、NaOH。

答案：

C

一题多解：

对于常见的重要物质的俗名要记住，并了解其主要性质。

例3：

用于制造隐形飞机物质具有吸收微波的功能，其主要成分的结构如图，它属于（2000年全国高考题）

A.无机物B.烃C.高分子化合物D.有机物

思路分析：

除碳的氧化物、碳酸及其盐、金属碳化物外，碳的化合物都属有机物，在有机物中，只含C、H两元素的称为烃类，相对分子质量数以万计、由n个重复链节构成的物质才称得上高分子化合物。

答案：

D

方法要领：

这是一道极为简单的高考题，所谓“起点高”——涉及到高科技领域的材料，但“落点低”——解答问题的知识十分简单。

本题的解答，关键在于区分几个类别的概念范畴。

例4：

下列叙述中正确的是（1997年全国高考题）

A.含金属元素的离子不一定都是阳离子

B.在氧化还原反应中非金属单质一定是氧化剂

C.某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原

D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质

思路分析：

这是正误判断的考题，可根据选项找反例。

因AlO2-、MnO4-中的Al、Mn均是金属元素，A正确；非金属单质在反应中价态也可升高作还原剂，如H2常作还原剂，B错误；在反应2KI+Cl2=I2+2KCl中，碘元素被氧化，C错误；在2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+中Fe3+被还原未得到Fe单质，D正确。

答案：

A、D

方法要领：

此为知识型题，要求考生对概念理解准确（当元素处于最高价态时，该元素只有氧化性；处于最低价态时，只有还原性；处于中间价态时，则既有氧化性又有还原性），并提取记忆中的元素化合物等诸多知识信息，要坚持具体问题具体分析，不能以偏概全，面对一些不易辨别清楚的说法，应寻找客观事实中存在的实际例子加以对照，这样便可使模糊的说法得到澄清。

例5：

道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。

他的学说中，包含有下述3个论点：

①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。

从现代的观点看，你认为这3个论点中，不正确的是（1990年全国高考题）

A.只有③B.只有①③C.只有②③D.①②③

思路分析：

以现代观点看，原子是由位于原子中心的原子核和核外电子构成的，因而可知，原子核在原子中只占很小的空间，电子在其中作高速运动，并不是实心的。

原子核由质子和中子构成，同种元素质子数相同，但中子数不一定相同，即存在同位素，各同位素原子的质量是不相同的。

综上所述①②③均不正确。

答案：

D

方法要领：

学会用辩证唯物主义的观点来审视、评价和批判前人的科学理论，用发展的眼光认识微观的和宏观事物，以加深对现代科学概念的理解。

引申发散：

1881年，阿伏加德罗在一篇论文中提出了分子的概念，其主要论点是：

①原子是参与化学反应的最小质点；②分子是游离状态下单质或化合物能独立存在的最小质点；③分子由原子组成，单质分子由相同的元素的原子组成，化合物分子则由不同元素的若干原子组成。

从现代观点看，可以充分肯定的是

A.没有B.①C.②D..③

思路分析：

现代物质结构理论已确认了物质可由三种微粒构成：

原子、分子、离子，而且化学反应实质上是由参与反应的微粒通过电子转移或共用成键来完成的。

因此阿伏加德罗提出的理

论要点以现代结构理论的观点看，显然是错误的。

答案：

A。

方法要领：

相对于道尔顿的原子论来说，阿伏加德罗的分子概念无疑是前进了一大步。

科学发展是无止境的，要用批判的眼光去分析前人的理论或认识，不断创新。

例6：

下列说法正确的是（1991年上海市高考题）

A.非金属氧化物都是酸性氧化物

B.凡是酸性氧化物都可以直接与水反应生成对应的酸

C.与水反应生成酸的氧化物，不一定是该酸的酸酐

D.金属氧化物都是碱性氧化物

思路分析：

碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物，有的是过氧化物（如Na2O2），有的是两性氧化物（如BeO、Al2O3），某些金属（过渡元素）氧化物甚至可以是酸性氧化物（如CrO3、Mn2O7）；非金属氧化物大多有对应酸，但有的为不成盐氧化物；有的不是酸酐的氧化物，却可以与水反应生成酸（如3NO2+H2O=2HNO3+NO），个别酸酐的氧化物不与水反应（如SiO2）。

答案：

C。

方法要领：

找出具体的物质，检查其说法是否正确，是解答这类正误判断题目的行这有效的方法。

例7：

下列过程中,不涉及化学变化的是（2001年全国高考题）

A.甘油加水作护肤剂

B.用明矾净化水

C.烹鱼时加入少量的料酒和食醋,可减少腥味,增加香味

D.烧菜用过的铁锅,经放置常出现红棕色斑迹

思路分析：

要弄清上述变化的内涵：

A中利用了甘油有吸水性（有护肤作用），无新物质生成；B中是利用Al3+发生水解反应生成的Al（OH）3胶粒的吸附性（胶粒表面积大吸附水中悬浮的杂质），达到净水目的，属于化学变化；C中烹鱼时用酒解除腥味的原理是鱼肉里“隐居”着有脱腥臭味的三甲胺，乙醇能溶解三甲胺，且与食醋中的乙酸发生了酯化反应，加热后挥发出来，D中烧过菜的铁锅的表面残留有电解质溶液，而形成原电池发生电化学腐蚀，Fe为负极：

Fe-2e-=Fe2+；炭（C）为正极：

O2+2H2O+4e-=4OH-；Fe2++2OH-=Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；2Fe（OH）3=Fe2O3.3H2O，呈红棕色，涉及到吸氧腐蚀的化学变化。

答案：

A

例8:

（2008·杭州三模）右图是某粒子的结构示意图，下列说法不正确的是（）

A.该元素原子的原子核外有2个电子层

B.该粒子是阳离子

C.该元素是一种金属元素

D.该粒子具有稳定的结构

[解析]由所给的粒子的结构示意图知，该原子核内有13个质子，核外有10个电子，为铝离子，结构稳定。

其原子的原子核外有3个电子层。

[答案]A

例9:

下列各项中表达正确的是（）

A.F-的结构示意图：

B.CO2的分子模型示意图：

C.NaCl的电子式：

D.N2的结构式：

:

N≡N:

[解析]F-的核内有9个质子，核外有10个电子，A正确；CO2为直线型分子（O＝C＝O），NaCl为离子化合物，电子式为：

，N2的结构式为N≡N，故B、C、D均不正确。

[答案]A

第2节溶液与分散系

教学目的：

1.了解溶液的含义；了解溶解度、饱和溶液的概念。

熟悉不饱和溶液转化为饱和溶液的常用方法；能正确计算物质的溶解度。

2.了解溶液的组成；理解溶液中溶质的质量分数的概念，并能进行有关计算。

理解溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度是两种不同的溶液浓度表示，并能进行换算。

3.了解分散系。

理解溶液和胶体的本质区别；熟悉胶体的性质，并能正确鉴别溶液和胶体。

教学重点：

理解溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度是两种不同的溶液浓度表示，并能进行换算。

教学难点：

正确理解物质的量浓度的涵义，熟悉相关计算

教学过程：

一、知识梳理

1.溶液、饱和溶液、不饱和溶液

（1）溶液的概念：

一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。

（2）溶液的组成:

溶液=溶质+熔剂

溶质：

被分散的物质。

如食盐水中的NaCl；氨水中的NH3；碘酒中的I2

溶剂：

溶质分散其中的物质。

如食盐水、氨水中的水；碘酒中的酒精

（3）溶解过程：

溶质分散到溶剂里形成溶液的过程叫溶解。

物质溶解时，同时发生两个过程：

溶解是一个物理、化学过程，并伴随着能量变化，溶解时溶液的温度是升高还是降低，取决于上述两个过程中放出和吸收热量的相对大小。

如：

浓硫酸稀释溶液温度升高，NH4NO3溶于水溶液温度降低。

（4）溶解平衡

在一定条件下，溶解速率等于结晶速率的状态叫溶解平衡。

溶解平衡是动态平衡，溶解和结晶仍在进行。

达到溶解平衡的溶液是饱和溶液，它的浓度一定，未达到溶解平衡的溶液是不饱和溶液，通过加入溶质、蒸发溶剂、改变温度等方法可使不饱和溶液成为饱和溶液。

未溶解的固体溶质

溶液中的溶质

2.溶解度、溶质的质量分数

（1）固体的溶解度

a.定义：

在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。

注意点：

①一定温度②100g溶剂③达到溶解平衡状态（饱和状态）④单位是克（g）

b.有关关系式：

S（溶解度）=

c.溶解度曲线：

溶解度曲线是溶解度随温度变化的一种

表示方法。

溶解度曲线可表示：

①同一物质在不同温度时的不同溶解度；

②不同物质在同一温度时不同溶解度；

③物质溶解度受温度变化影响的大小；

④比较不同物质的溶解度的大小。

（2）气体的溶解度

在一定温度和1.01×105Pa时，1体积溶剂里达到溶解平衡时溶解的气体体积数（要换算成标准状况时的气体体积）。

气体溶解度随温度的升高而减小，随压强的增大而增大。

（3）溶质质量分数（a%）

溶质质量分数=

3.分散系

（1）概念：

一种或几种物质分散到另一种物质中形成的混合物叫做分散系。

被分散的物质叫做分散质，物质分散于其中的物质叫做分散剂。

（2）分散系的比较

分散系

种类

溶液

胶体

浊液

水溶液

非水溶液

粒子胶体

分子胶体

悬浊液

乳浊液

分散质粒子

离子或分子

分子

分子或离子的集合体

大分子

巨量分子集合的颗粒

巨量分子集合的液滴

举例

食盐水

碘酒

Fe（OH）3胶体

淀粉溶液

石灰乳

牛奶

分散质粒子直径

小于1nm

1nm～100nm

大于100nm

外观

均一、透明、稳定

均一、透明、较稳定

不均一、不透明、不稳定

胶体及其性质

1.胶体的本质特征：

分散质粒子的直径大小在1nm～100nm之间

2.胶体的分类

气溶胶——雾、云、烟

按分散剂状态分液溶胶——Fe（OH）3胶体、蛋白质溶液

胶体固溶胶——烟水晶、有色玻璃

按分散质分粒子胶体—分散质微粒是很多分子或离子的集合体，如Fe（OH）3胶体

分子胶体—分散质微粒是高分子，如淀粉溶液，蛋白质溶液

3.胶体的重要性质

①丁达尔现象：

光通过胶体时所产生的光亮的通路的现象。

胶体的丁达尔现象是由于胶体微粒对光线的散射而形成的，溶液无此现象，故可用此法区别溶液和溶胶。

②布朗运动：

胶体粒子所作的无规则的、杂乱无章的运动。

布朗运动是分子运动的体现。

③电泳现象：

在外加电场的作用下，胶粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象。

工业生产中可利用电泳现象来分离提纯物质。

胶体微粒

吸附的离子

胶粒带的电荷

在电场中胶粒移动方向

金属氢氧化物、金属氧化物

阳离子

正电荷

阴极

非金属氧化物、金属硫化物

阴离子

负电荷

阳极

例如：

在电泳实验中，Fe（OH）3胶体微粒向阴极移动，使阴极附近颜色加深，呈深红褐色；而As2S3胶体微粒向阳极移动，使阳极附近颜色加深，呈深金黄色。

④胶体的聚沉：

一定条件下，使胶体粒子凝结而产生沉淀。

胶体聚沉的方法主要有三种：

a.加入电解质b.加入与胶粒带相反电荷的另一种胶体c.加热。

如：

制皂工业生产中的盐析，江河入海口三角洲的形成等等。

⑤渗析：

依据分散系中分散质粒子的直径大小不同，利用半透膜把溶胶中的离子、分子与胶粒分离开来的方法。

利用渗析可提纯胶体。

二、典型例题

例1:

（2008·眉山市）向200C的饱和澄清石灰水（甲溶液）中投入适量的氧化钙粉末，充分反应，下列说法错误的是（）

A.溶液温度末冷却到200C时，溶液一定是饱和溶液

B.溶液温度末冷却到200C时，溶质质量分数比甲溶液大

C.溶液温度恢复到200C时，溶液质量比甲溶液小

D.溶液温度恢复到200C时，溶液的溶质质量分数和甲溶液的相等

[解析]Ca（OH）2的溶解度随着温度的升高而降低。

向200C的饱和澄清石灰水中投入适量的氧化钙粉末，加入的CaO会与水反应生成Ca（OH）2，不仅消耗了溶剂水，并且反应会放出大量的热，使溶液的温度升高，所以当溶液的温度等于200C时，肯定会有溶质Ca（OH）2析出，所得的溶液仍为饱和溶液，溶质的质量分数不变。

[答案]B

例2:

（2008·南昌一模）右图为氯化钠、碳酸钠（俗称纯碱）在水中的溶解度曲线。

（1）当温度为10℃时，碳酸钠的溶解度为；

（2）当温度时，氯化钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度；

（3）生活在盐湖附近的人们习惯“夏天晒盐，冬天捞碱”。

请你解释原因：

“夏天晒盐”；

“冬天捞碱”。

[解析]由题给中的溶解度曲线易看出，10℃时，碳酸钠的溶解度为10g；30℃时，氯化钠、碳酸钠的溶解度大致相等，当温度高于30℃，氯化钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度，当温度低于30℃时，氯化钠溶解度大于碳酸钠的溶解度；且氯化钠的溶解度随温度的变化不大，碳酸钠的溶解度随温度的变化很大，所以加热蒸发浓缩有利于氯化钠晶体的析出，降温冷却则有利于碳酸钠晶体的析出。

[答案]

（1）10g

（2）小于30℃（3）氯化钠的溶解度受温度影响不大，夏天温度高水分蒸发快，氯化钠易结晶析出；碳酸钠的溶解度受温度影响大，冬天温度低，碳酸钠易结晶析出。

例3:

（2008·湖北仙桃）Fe（OH）3胶体中常混有FeCl3和HCl。

试回答有关问题：

（1）实验室制取Fe（OH）3胶体的方法是______________________________________,用__________方法除去胶体中的浑浊；根据____________现象证明胶体已经制成。

（2）鉴别溶液中存在Fe3＋和H＋的方法是_____________________________________

_________________________________________________________________________。

（3）除去胶体中混有的FeCl3和HCl的方法是____________________________。

（4）如何用实验方法证明胶体和Cl－两者已经分离?

____________________________________________________________________________。

[解析]向沸水中滴加饱和FeCl3溶液可制得Fe（OH）3胶体；利用过滤法可分离浊液和胶体，利用渗析法可分离浊液和胶体；利用丁达尔效应可以检验胶体的存在。

[答案]

（1）在沸腾的蒸馏水中滴加饱和FeCl3溶液，待溶液呈红褐色，停止加热，即制得胶体；过滤；丁达尔现象

（2）滴加KSCN溶液，变红色说明有Fe3+，pH试纸检验，变红，说明有H+（3）渗析（将胶体装入半透膜中，然后置于蒸馏水中）（4）取半透膜外最后一次的溶液少许于试管中，加入AgNO3溶液，若无沉淀产生,证明两者已经分离。

例4：

（2008·常州）右图为A物质的溶解度曲线。

M、N两点分别表示A物质的两种溶液。

下列做法不能实现M、N间的相互转化的是（A从溶液中析出时不带结晶水）（）

A.从N→M：

先向N中加入适量固体A再降温

B.从N→M：

先将N降温再加入适量固体A

C.从M→N：

先将M降温再将其升温

D.从M→N：

先将M升温再将其蒸发掉部分水

[解题思路]使不饱和溶液转化为饱和溶液和，通常可以通过加入溶质、蒸发溶剂、改变温度等方法去实现。

[解析]有题给A物质的溶解度曲线易知，A物质的溶解度随温度的升高而增大，图中M点为饱和溶液，N点为不饱和溶液。

故通过加入溶质A、蒸发溶剂、降低温度，可使N→M；通过加入溶剂、升高温度，可使M→N。

[答案]D

例5:

（2008·哈尔滨）有关a、b两种物质的溶解度曲线如图所示，下列叙述不正确的是（）

A.a物质的溶解度随着温度的升高而增大

B.在t2℃时，a、b两种物质的溶液中溶质的质量

分数一定相等

C.将a、b两种物质的饱和溶液从t3℃降温至t1℃，a有晶体析出，b无晶体析出

D.t3℃时，a物质的溶解度大于b物质的溶解度

[解题思路]溶解度曲线是物质的溶解度随温度变化而变化的曲线，溶解度曲线上的每一个点表示的是在该温度下，100g溶剂里所能溶解的最大溶质的质量（也即该温度下的溶解度）。

在其他条件不变时，降低温度，溶液由饱和变为不饱和，溶质会从溶液中析出。

[解析]由右图的溶解度曲线可知：

a物质的溶解度是随着温度的升高而增大，t3℃时，a物质的溶解度大于b物质的溶解度，故A、D正确；t2℃时，虽然a、b两种物质溶解度相同，但其溶质的质量、溶液的质量不同，所得的溶液中溶质的质量分数也就不一定相等，故B不正确；把a、b两种物质的饱和溶液从t3℃降温至t1℃时，因a物质的溶解度随温度的降低而降低，而b物质的溶解度随温度的升高而升高，所以a有晶体析出，b无晶体析出，故C正确。

[答案]B

例6:

（2008·上海）“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中，“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料，如将纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是（1纳米=10-9m）（）

A.能全部透过半透膜B.有丁达尔现象

C.所得液体一定是溶液D.所得物质一定是浊液

[解题思路]利用胶体的性质来解答即可。

[解析]题给中“纳米材料”的直径是几纳米至几十纳米，刚好位于胶体粒子的直径范围（1nm～100nm），溶于水后形成的分散系为胶体，具有胶体的性质。

[答案]B