第1讲 物质的组成性质和分类.docx

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第1讲物质的组成性质和分类

第1讲　物质的组成、性质和分类

[考纲要求]　1.了解分类法在化学科学研究和化学学习中的重要作用，能根据物质的组成和性质对物质进行分类。

2.了解浊液、溶液和胶体都是常见的分散系；了解浊液、胶体和溶液的区别。

3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念，理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互关系。

考点一　物质的组成

1．元素、物质及微粒间的关系

（1）宏观上物质是由元素组成的，微观上物质是由分子、原子或离子构成的。

（2）元素：

具有相同核电荷数的一类原子的总称。

（3）元素与物质的关系

元素

（4）元素在物质中的存在形态

①游离态：

元素以单质形式存在的状态。

②化合态：

元素以化合物形式存在的状态。

（5）元素、微粒及物质间的关系图

2．同素异形体

（1）同种元素形成的不同单质叫同素异形体。

同素异形体的形成有两种方式：

①原子个数不同，如O2和O3；②原子排列方式不同，如金刚石和石墨。

（2）同素异形体之间的性质差异主要体现在物理性质上，同素异形体之间的转化属于化学变化。

3．混合物和纯净物

（1）纯净物：

由同种单质或化合物组成的物质。

（2）混合物：

由几种不同的单质或化合物组成的物质。

深度思考

1．下列元素①Na　②Mg　③Al　④Fe　⑤Cu　⑥C　⑦Si　⑧O　⑨S　⑩N　⑪P　⑫Cl　⑬H　⑭He

在自然界中，

（1）只以化合态存在的是__________________。

（2）只以游离态存在的是__________________。

（3）既以化合态存在又以游离态存在的是___________________________________。

答案　

（1）①②③④⑤⑦⑫⑬　

（2）⑭　（3）⑥⑧⑨⑩⑪

2．判断下列说法是否正确？

若不正确，说出理由。

①元素在自然界中的存在形式有原子、分子或离子

②在化学变化中，分子可以再分，离子和原子不可以再分

③同一种元素可能有多种不同原子，同一种原子也可能形成不同的离子

④原子与该原子形成的离子相对原子质量几乎相等

⑤由同一种元素组成的物质一定是同一种物质

⑥物质的化学性质一定是由分子保持的

⑦质子数、中子数和电子数都相同的粒子一定是同一种粒子

答案　①正确；②错误，在化学变化中复合离子如NH

等可以再分；③正确；④正确；⑤错误，金刚石、石墨均是由C元素组成，但不是同一种物质，互为同素异形体；⑥错误，如Fe是由原子构成的，化学性质由铁原子保持；⑦错误，如N2和CO。

1．下列各组物质能真实表示物质分子组成的是（　　）

A．NO、C2H5OH、HNO3、I2B．CaO、N2、HCl、H2O

C．NH3、H2S、Si、COD．CO2、SiO2、CH3COOH、H2SO4

答案　A解析　CaO是离子化合物，不存在分子；而Si和SiO2都是由原子直接构成。

2．下列说法正确的是（　　）

A．纯净物只由一种元素组成，而混合物由两种或两种以上元素组成

B．纯净物只由一种原子组成，而混合物由多种原子组成

C．只由一种分子组成的物质一定为纯净物，组成混合物的物质可能只有一种元素

D．只由一种元素的阳离子与另一种元素的阴离子组成的物质一定为纯净物

答案　C解析　D项，可能为混合物，如Na2O、Na2O2。

3．下列物质中属于纯净物的一组是（　　）

①冰水混合物　②爆鸣气　③铝热剂　④普通玻璃　⑤水玻璃　⑥漂白粉　⑦二甲苯　⑧TNT　⑨溴苯　⑩C5H10⑪含氧40%的氧化镁　⑫花生油　⑬福尔马林　⑭密封保存的NO2气体　⑮CuSO4·5H2O　⑯KAl（SO4）2·12H2O⑰聚氯乙烯　⑱液氯

A．②③④⑥B．⑦⑩⑫⑬⑭⑮⑯C．①⑧⑨⑪⑮⑯⑱D．①④⑧⑨⑪⑫⑰⑱

答案　C解析　①的组成是水分子；⑦有邻、间、对之分；⑩存在同分异构体；⑭中NO2和N2O4共存；结晶水合物、复盐均为纯净物。

归纳总结

纯净物和混合物的区别

纯净物

混合物

有固定的组成和结构

无固定的组成和结构

有一定的熔、沸点

无一定的熔、沸点

保持一种物质的性质

保持原有物质各自的性质

常见混合物：

①分散系（如溶液、胶体、浊液等）；②高分子（如蛋白质、纤维素、聚合物、淀粉等）；③常见特殊名称的混合物：

石油、石油的各种馏分、煤、漂白粉、碱石灰、福尔马林、油脂、天然气、水煤气、铝热剂、氨水、氯水、王水等。

考点二　物质的分类

1．简单分类法概述

（1）分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学方法。

（2）分类应依据事先设定的“标准”进行，“标准”不同，分类方法也不相同。

2．分类法

常用的两种是交叉分类法和树状分类法。

由于物质分类可以有不同的标准，也就是说对某一物质而言就可以在不同的分类标准下“扮演不同的角色”，如对于下列几种盐：

Na2SO4、Na2CO3、NaCl、K2SO4、K2CO3、KCl，你认为可怎样进行分类？

答案　按阳离子分为两类：

钠盐和钾盐。

按阴离子分为三类：

硫酸盐、碳酸盐、氯化物。

按酸根是否含氧可分为两类：

无氧酸盐、含氧酸盐。

3．熟记常见无机化合物的分类

深度思考

判断下列说法是否正确，若不正确，请简述理由。

①非金属氧化物一定是酸性氧化物。

②酸性氧化物不一定是非金属氧化物

③金属氧化物一定是碱性氧化物

④碱性氧化物一定是金属氧化物

⑤Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH，故二者都是碱性氧化物

⑥能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物

⑦能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物

⑧溶于水呈酸性的是酸，呈碱性的是碱

⑨HCOOH含有两个氢，所以是二元酸

⑩盐一定由金属离子和酸根离子组成

答案　①错误，如NO、CO是不成盐氧化物。

②正确。

③错误，如Mn2O7是酸性氧化物。

④正确。

⑤错误，Na2O2与H2O反应除生成NaOH外，还生成O2，不符合碱性氧化物的定义。

⑥、⑦错误，如Al2O3是两性氧化物。

⑧错误，如Na2CO3溶液呈碱性，AlCl3溶液呈酸性。

⑨错误，应按照电离出的H＋划分酸的元数，HCOOH应为一元酸。

⑩错误，NH4Cl、（NH4）2SO4等也为盐。

反思归纳

正确理解“一定”、“不一定”，规避概念失分点

（1）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（如Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物）。

（2）酸性氧化物不一定是非金属氧化物（如Mn2O7）；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物（如CO、NO）。

（3）酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱（如SiO2、Fe2O3）。

（4）酸性氧化物都是对应酸的酸酐，但酸酐不一定都是酸性氧化物，如乙酸酐[（CH3CO）2O]。

（5）酸（或碱）的水溶液一定呈酸（或碱）性，但呈酸（或碱）性的溶液不一定是酸（或碱）。

（6）一个一元酸分子一定能电离出一个H＋，电离出一个H＋的不一定是一元酸（如NaHSO4）。

（7）盐中一定有酸根离子，有酸根离子的不一定为盐（如H2SO4）。

1．下表中每组均有4个选项，请从中挑出1个选项，它跟另3个选项属于不同的分类，请将挑出的选项的序号及挑选依据填入下表：

组别

备选项

挑出选项序号

挑选依据

（1）

A.S2－B．I－C．Fe　D．SO

（2）

A.HClB．CO2C．NH3D．CaO

（3）

A.蒸馏　B．分液

C.蒸发　D．中和

（4）

A.KMnO4　B．Al2（SO4）3

C.KClO3　D．K2HPO4

答案　

（1）C　游离态　

（2）D　固态　（3）D　化学变化

（4）C　含有中间价态元素

解析　

（1）中A、B、D项均为离子，而C为原子，属于游离态。

（2）A、B、C从状态上看，均为气态，D为固态。

（3）从变化性质的不同进行分析，D为化学变化，而A、B、C为物理变化；或从实验操作上分析，A、B、C用于物质的分离，而D一般不用于分离物质。

（4）KClO3中含有中间价态元素。

2．下图是依据一定的分类标准，根据某些物质与水反应的情况进行的分类。

请根据你所学的知识，按要求填空：

（1）上述第一级分类标准（分成A、B组的依据）是______________________________。

（2）D组物质包括________________________________________________（填化学式）。

（3）C组物质中某一物质在常温时能与水反应，其化学方程式为_________________。

（4）F组物质中某一物质的水溶液呈弱碱性，用电离方程式解释其水溶液呈弱碱性的原因：

________________________________________________________________________。

（5）D组中的某一物质与E组中的某一物质在水中反应生成两种强酸，写出该反应的离子方程式：

_______________________________________________________________。

答案　

（1）是否与水发生氧化还原反应（或化合反应）

（2）Cl2、Na2O2、NO2

（3）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

（4）NH3·H2ONH

＋OH－

（5）Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO

＋4H＋

解析　

（1）分析两组物质与水的反应情况可知，第一级分类标准为是否发生氧化还原反应（或化合反应）。

（2）根据题目提供的信息可知，Cl2、Na2O2、NO2与H2O反应时，H2O既不作氧化剂也不作还原剂。

（3）Na是活泼金属，常温下与H2O反应生成NaOH、H2，其化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。

（4）NH3溶于水生成氨水，氨水是弱碱，其电离方程式为NH3·H2ONH

＋OH－。

（5）SO2和Cl2在水溶液中发生反应生成硫酸、盐酸，其离子反应方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO

＋4H＋。

归纳总结

明晰分类标准是对物质正确分类的关键

考点三　物质的性质与变化

1．物质的性质和变化

根据是否有新物质生成辨析物理变化和化学变化。

应注意：

升华、萃取、分液、蒸馏（分馏）、吸附、盐析、金属导电、焰色反应、电离等都归为物理变化，脱水、蛋白质变性、水解、同素异形体互变、电解、熔融盐导电、电解质溶液导电等都归为化学变化。

物理变化和化学变化的重点内容如下图所示。

2．化学反应的分类

3．物质变化中的“三馏”、“四色”、“五解”和“十八化”归类

物理变化

化学变化

三馏

蒸馏、分馏

干馏

四色

焰色反应

显色反应、颜色反应、指示剂变色反应

五解

潮解

分解、电解、水解、裂解

十八化

溶化、汽化、液化、酸化、

氢化、氧化、水化、

风化、炭化、钝化、

催化、皂化、歧化、

卤化、硝化、酯化、

裂化、油脂的硬化

深度思考

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）臭氧变成氧气是物理变化（　　）

（2）将蓝色的硫酸铜晶体放入浓硫酸属于物理变化（　　）

（3）冰变成水是物理变化（　　）

（4）通电发光是物理变化（　　）

（5）煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干馏”都是物理变化（　　）

（6）分馏、蒸馏、蒸发、萃取、分液、过滤都属于物理变化（　　）

（7）加热I2，固体从试管底部跑到上部属于物理变化（　　）

（8）加热NH4Cl晶体，固体从试管底部跑到上部属于物理变化（　　）

（9）向蛋白质溶液中滴加CuSO4溶液产生沉淀属于化学变化（　　）

（10）向蛋白质溶液中滴加Na2SO4溶液产生沉淀属于化学变化（　　）

（11）紫色石蕊试液中加入活性炭褪色是化学变化（　　）

（12）用铂丝蘸取NaCl溶液进行焰色反应是化学变化（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√　（5）×　（6）√（7）√　（8）×　（9）√　（10）×　（11）×　（12）×

2．化学变化中一定存在化学键的断裂和形成，有化学键断裂或形成的变化是否一定是化学变化？

答案　有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化，如金属熔化、NaCl溶于水、NaCl晶体从溶液中析出、从浓盐酸中挥发出HCl气体等中虽有化学键断裂或形成但仍属于物理变化。

3．核裂变、核聚变均有新物质生成，是否是化学变化？

答案　不是。

化学变化研究的前提是原子核不变，核变化虽有新物质生成，但由于原子核发生了变化，所以不是化学变化。

4．化学变化不能实现的是________。

①一种原子变成另一种原子　②一种离子变成另一种离子

③一种分子变成另一种分子　④一种单质变成另一种单质

⑤一个质子变成一个中子　⑥混合物变成纯净物　⑦有毒有污染的物质变成无毒无污染的物质　⑧金属变成非金属

答案　①⑤⑧

1．能实现下列物质间直接转化的元素是（　　）

单质

氧化物

酸或碱

盐

A．硅B．硫C．铜D．铁

答案　B

解析　SiO2与水不能反应，A错误；铜和铁对应的氧化铜、氧化铁不能直接和水反应，C、D错误；S

SO2

H2SO3

Na2SO3，B正确。

2．根据Na、S单质及其化合物的类别，完成下列标号的化学方程式。

上述有关反应的化学方程式为

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________；

⑤________________________________________________________________________；

⑥________________________________________________________________________；

⑦________________________________________________________________________；

⑧________________________________________________________________________。

答案　①4Na＋O2===2Na2O

②Na2O＋H2O===2NaOH

③S＋O2

SO2

④SO2＋H2OH2SO3

⑤2NaOH＋H2SO3===Na2SO3＋2H2O

⑥Na2O＋SO2===Na2SO3

⑦2Na＋S

Na2S

⑧Na2SO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋SO2↑

3．下列各组物质依次满足如图所示转化关系的是（图中箭头表示一步转化）（　　）

a

b

c

d

①

Si

SiO2

H2SiO3

Na2SiO3

②

Al

AlCl3

NaAlO2

Al（OH）3

③

Cu

CuO

Cu（OH）2

CuSO4

④

Na

NaOH

Na2CO3

NaHCO3

A.①②B．②③C．③④D．②④

答案　D

解析　根据图中物质转化关系判断。

硅与氧气反应生成二氧化硅，但是二氧化硅不能直接与水反应生成硅酸，只能通过硅酸盐与强酸反应生成硅酸，同时硅酸钠也不能直接转化成二氧化硅，①错误；铝与盐酸或氯气反应生成氯化铝，氯化铝与过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠与足量盐酸反应生成氯化铝，偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝，氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与盐酸（氢氧化钠溶液）反应生成氯化铝（偏铝酸钠），②正确；铜在空气中加热生成氧化铜，氧化铜不能直接转变成氢氧化铜，③错误；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与少量（过量）二氧化碳反应生成碳酸钠（碳酸氢钠），碳酸钠与氢氧化钡反应生成氢氧化钠，碳酸钠与足量二氧化碳反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠与氢氧化钠反应（或碳酸氢钠固体加热）得到碳酸钠，碳酸氢钠与足量氢氧化钙反应生成氢氧化钠，④正确。

归纳总结

熟记常见物质的转化关系

（1）连续氧化转化：

A

B

C，若A为无机物单质，则其可能为C、S、N2、Na等；若A为常见有机物，则其可能为CH3CH2OH。

（2）三角转化：

（3）交叉转化：

考点四　分散系　胶体

1．分散系

（1）概念：

把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中所得到的体系。

（2）分类：

①按照分散质粒子的大小

②按照分散质和分散剂的状态

2．三种分散系比较

分散系

溶液

胶体

浊液

分散质微粒直径大小

<1_nm

1～100_nm

>100_nm

分散质微

粒成分

离子或小分子

大分子或离子集合体

巨大分子或离子集合体

外观特征

均匀、透明

均匀、透明或半透明

不均匀、

不透明

稳定性

稳定，静置

无沉淀

较稳定

不稳定，静置有沉淀

分散质能否透过滤纸

能

能

不能

分类

饱和溶液、不饱和溶液

固溶胶、液溶胶、气溶胶

悬浊液、乳浊液

实例

食盐水、蔗糖溶液

Fe（OH）3胶体

泥水

3．Fe（OH）3胶体的制备

向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即制得Fe（OH）3胶体，化学方程式为FeCl3＋3H2O

Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。

深度思考

1．胶体是否一定是液态？

胶体的丁达尔效应、电泳现象是物理变化还是化学变化？

答案　分散质粒子直径介于1～100nm之间的分散系称为胶体，与存在状态无关，如云、雾、烟都是胶体。

胶体的丁达尔效应是胶体粒子对可见光散射而形成的，是物理变化；胶体的电泳现象是胶体粒子发生定向移动，是物理变化。

2．怎样用简单的方法区分溶液和胶体？

答案　因为胶体粒子的直径在1～100nm之间，该粒子能对光产生散射现象，所以利用丁达尔效应区分胶体和溶液。

题组一　胶体的性质

1．下列关于溶液和胶体的叙述，正确的是（　　）

A．溶液是电中性的，胶体是带电的

B．通电时，溶液中的溶质粒子分别向两极移动，胶体中的分散质粒子向某一极移动

C．溶液中溶质粒子的运动有规律，胶体中分散质粒子的运动无规律，即布朗运动

D．一束光线分别通过溶液和胶体时，后者会出现明显的光带，前者则没有

答案　D

解析　A项，胶体粒子带电荷，而胶体是电中性的；B项，通电时，溶液中的阴、阳离子分别向两极移动，而不是溶质粒子分别向两极移动；C项，溶液中溶质粒子的运动是没有规律的。

2．500mL2mol·L－1FeCl3溶液和500mL2mol·L－1明矾溶液分别滴入沸水中，加热制成分散系甲、乙，经测定，甲分散系中分散质的粒子直径大小在1～100nm之间，乙分散系中分散质的粒子直径大小在10－9～10－7m之间。

下列关于甲、乙分散系的判断合理的是

（　　）

A．在暗室里用一束明亮的“强光”照射甲、乙，发现甲有丁达尔效应，乙没有丁达尔效应

B．向甲、乙中分别滴加过量的氢氧化钠溶液，现象都是“先聚沉，后溶解”

C．向甲、乙中分别滴加过量的氢碘酸，最终现象分别是深褐色溶液、无色溶液

D．蒸干、灼烧FeCl3溶液和明矾溶液会得到对应的固体盐

答案　C

解析　由题意可知，甲、乙分散系都是胶体，A项错误；氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，而氢氧化铁不溶，B项错误；铁盐能氧化I－生成I2，I2溶于水呈深褐色，C项正确；蒸干并灼烧氯化铁溶液得到氧化铁，蒸干明矾溶液得到KAl（SO4）2，D项错误。

题组二　胶体性质的应用

3．下列事实与胶体性质无关的是________（填字母序号）。

A．土壤中离子的吸附和交换过程，有保肥作用

B．由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析进行治疗

C．水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘，减少对空气的污染

D．明矾可用作净水剂

E．臭氧、Cl2均可用于水的消毒净化

答案　E

解析　臭氧、Cl2用于水的消毒净化是因为臭氧、Cl2和H2O反应生成的HClO均具有强氧化性，与胶体的性质无关。

4．PM2.5是指大气中直径接近于2.5×10－6m的颗粒物，下列有关PM2.5说法不正确的是

（　　）

A．PM2.5表面积大能吸附大量的有毒、有害物质

B．PM2.5在空气中形成气溶胶

C．实施绿化工程，可以有效地防治PM2.5污染

D．研制开发燃料电池汽车，降低机动车尾气污染，某种程度上可以减少PM2.5污染

答案　B

解析　胶体分散质粒子的直径大小在1～100nm之间，而PM2.5的颗粒物的直径接近于2500nm，B错误。

反思归纳

胶体知识“6”提醒

（1）胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质颗粒直径大小（1～100nm）。

（2）胶体微粒一般是离子、分子或难溶物的聚集体，但有些高分子化合物，如淀粉、蛋白质，因其分子非常大，其相对分子质量通常为几万、几十万甚至上百万、千万，因此一个分子就是一个胶体微粒，它们的溶液是胶体。

（3）区分胶体和其他分散系的最简便方法是利用丁达尔效应。

（4）胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子可以通过吸附而带有电荷，且同种胶体粒子的电性相同。

（5）在Fe（OH）3胶体中，Fe（OH）3胶体粒子的数目要远远小于原FeCl3溶液中Fe3＋的数目。

（6）掌握净水剂及其作用原理

胶体粒子的直径一般在1～100nm之间，它决定了胶体粒子具有较大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或毒素形成沉淀，从而达到净化水的目的，这就是胶体净水的原理。

能在水中自然形成胶体，并且对水质无明显副作用的物质有KAl（SO4）2·12H2O、FeCl3·6H2O等，这样的物质被称为净水剂，其形成胶体的化学原理是Al3＋、Fe3＋发生水解反应生成Al（OH）3、Fe（OH）3胶体。

探究高考　明确考向

四川高考题调研

1．（2013·四川理综，1）化学与生活密切相关，下列说法不正确的是（　　）

A．二氧化硫可广泛用于食品的增白

B．葡萄糖可用于补钙药物的合成

C．聚乙烯塑料制品可用于食品的包装

D．次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌

答案　A

解析　A项，SO2对人体有害，属有毒物质，错误；B项，葡萄糖可用于合成补钙药物如葡萄糖酸钙，正确；C项，聚乙烯塑料是常见的食品包装材料，正确；次氯酸钠具有强氧化性，可用作消毒剂，如84消毒液的主要成分就是次氯酸钠，正确。

2．（2013·四川理综，2）下列物质分类正确的是（　　）

A．SO2、SiO2、