高考化学专题讲义物质的组成性质和分类.docx

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高考化学专题讲义物质的组成性质和分类

专题一物质的组成性质和分类

[考纲要求]　1.了解分子、原子、离子等概念的含义；了解原子团的定义。

2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。

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。

4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。

5.了解胶体是一种常见的分散系。

1.物质的组成及性质

（1）元素——宏观概念，说明物质的宏观组成。

元素是质子数相同的一类原子的统称。

质子数相同的微粒不一定是同一种元素，因为微粒的含义要比原子广泛。

◆特别提醒◆元素和原子的区别

（2）分子、原子、离子——微观概念，说明物质的微观构成。

①分子是保持物质化学性质的一种微粒。

（单原子分子、双原子分子、多原子分子）

分子是能够独立存在并保持物质化学性质的一种粒子。

完整理解分子的概念，应包括以下几个方面：

✧分子是一种粒子，它同原子、离子一样是构成物质的基本粒子。

如：

水、氧气、干冰、蔗糖等就是由分子组成的物质。

✧分子有质量，其数量级约为10—26kg。

✧分子间有间隔，并不断运动着。

✧同种分子的性质相同，不同种分子的性质不同。

✧每个分子一般是由一种或几种元素的若干原子按一定方式通过化学键结合而成的。

　　按组成分子的原子个数，可把分子分成

分子间存在相互作用，此作用称作分子间作用力（又称范德华力），它是一种较弱的作用力。

②原子是化学变化中的最小微粒。

（不是构成物质的最小微粒）

原子是化学变化中的最小粒子。

确切地说，在化学反应中，原子核不变，只有核外电子发生变化。

原子是组成某些物质（如金刚石、晶体硅等）和分子的基本粒子。

原子是由更小的粒子构成的。

③离子是带电的原子或原子团。

（基：

中性原子团）

离子的种类：

离子的生成途径：

存在离子的物质：

离子化合物:

NaCl、CaC2、C17H35COONa；电解质溶液中:

盐酸、稀硫酸等；金属晶体中:

钠、铁、铜等。

◆特别提醒◆

A.在金属晶体中只有阳离子，而没有阴离子。

B.基”与“根”的区别

“基”是指分子中除去一个原子或原子团以后剩下的原子团（也可能是单个原子），它是电中性的，通常不能稳定存在，如—NO2硝基、—CH3甲基、—SO3H磺酸基等（注意磺酸基不能写成—HSO3）。

“根”是带电的原子团，能稳定存在，如“NO2-”亚硝酸根离子，“HSO3-”亚硫酸氢根离子，它们各带一个单位负电荷。

“根”与“基”的区别在于是否带电荷。

“根”与“基”的电子式也不同。

如羟基—OH的电子式为

，而氢氧根OH-的电子式为

。

（3）核素——具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子

同位素——具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素

同素异形体——同种元素形成的结构不同的单质

◆特别提醒◆同位素与同素异形体的区别

同位素同素异形体

定义同种元素形成的不同种原子同种元素形成的不同种单质

区别是一种原子是一种单质

联系同位素原子在一定条件下以一定的方式可构成同素异形体

实例16O和18O；12C和14CO2和O3；金刚石和石墨

2.物质的分类

（1）初步分类

◆特别提醒◆

A.纯净物与混合物的区别

B.常见的混合物包括：

a.分子化合物：

如蛋白质、淀粉、纤维素、聚合物等　

b.分散系：

包括溶液、胶体、浊液

c.同分异构间的混合体：

如二甲苯是混合物，含邻、间、对三种异构体。

d.同素异形体间的混合体

e.其他:

①氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、盐酸、浓硫酸；②爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气；③钢、生铁、普钙、漂白粉、碱石灰、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤；④煤焦油、石油及其各种馏分、植物油和动物油。

（2）单质、同素异形体

①同种元素的原子能构成单质的分子或晶体。

如白磷是4原子分子晶体:

红磷是多原子分子如图：

它们的固态是分子晶体；稀有气体单质是单原子分子，其固态也属分子晶体；碳、硅、硼的固体是原子晶体。

②同种元素形成的同单质互为同素异形体，有因分子中原子个数不同而形成的同素异形体，如氧气（O2）和臭氧（O3）；因晶体中原子排列不同而形成的同素异形体，如金刚石和石墨，白磷和红磷。

同素异形体在一定条件下可以相互转化，其转化过程破坏原有化学键，因而属于化学变化。

同素异形体在纯氧中充分燃烧的产物是唯一的，因此可以由此两个方面证明其互为同素异形体。

③单质可分为金属与非金属两大类，金属单质具有金属光泽、导电、导热，固态时有延展性；在化学反应中是还原剂。

非金属单质一般没有金属光泽，质脆易碎，除个别（石墨）外不善于导电传热。

非金属性强者在化学反应中是氧化剂。

（3）化合物

不同元素组成的纯净物叫化合物。

它又分为有机化合物和无机化合物两大类。

无机化合物的初步分类见前页表

①氢化物:

由氢和另一种元素形成的化合物。

一般由非金属元素形成的氢化物，其固体属分子晶体，熔点较低，常温呈气态，称气态氢化物；碱金属及ⅡA族金属与氢形成的氢化物则属于离子型氢化物，其中氢元素为-1价。

②氧化物:

由氧和另一种元素形成的化合物。

根据其性质可进一步分为：

A.碱性氧化物：

与酸反应生成盐和水的氧化物。

一般低价金属氧化物，特别是活泼金属氧化物（ⅠA、ⅡA族）属于此类氧化物

B.酸性氧化物：

与碱反应生成盐和水的氧化物。

一般非金属氧化物，特别是高价非金属氧化物（CO2、SO2、SO3）和高价金属氧化物（Mn2O7、CrO3）属于此类氧化物

C.两性氧化物：

既能跟酸起反应又能跟碱起反应，生成盐和水的氧化物。

如Al2O3。

◆特别提醒◆

A.酸性氧化物、碱性氧化物（包括两性氧化物）的对应（化合价一致）水化物是含氧酸或碱。

B.少数几种氧化物如CO、NO等，既不能跟酸，也不能与碱反应生成盐和水，叫做不成盐氧化物。

C.酸性氧化物、碱性氧化物分别可以看成是含氧酸、碱失去水的剩余部分，又称酸酐，酸酐（其中相应元素R的化合价相同），如SO3是硫酸的酸酐，SO2是亚硫酸的酸酐，N2O5是硝酸的酸酐。

至于NO2既不是硝酸也不是亚硝酸的酸酐。

D.通常的氧化物中氧元素的化合价为-2价。

氧元素和碱金属、某些ⅡA族金属还能形成化合价为-1价的过氧化物，如Na2O2和BaO2以及超氧化物，如KO2。

E.判断氧化物所属类别时,一定要注意：

a.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；b.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是酸性氧化物；Al2O3是两性氧化物。

④酸：

由氢和酸根组成，与碱反应生成盐和水。

酸是一种电解质，在电离时生成酸根阴离子，其阳离子全部都是氢离子。

A.按组成分无氧酸（酸根不含氧元素），它们是酸性气态氢化物水溶液，称氢某酸，如氢氯酸HCl（俗称盐酸），氢碘酸HI、氢硫酸H2S、氢氰酸HCN等；含氧酸（酸根中含氧元素）称某酸如硫酸H2SO4、硝酸HNO3，有不同变价的按其化合物称高氯酸HClO4，氯酸HClO3，亚氯酸HClO2，次氯酸HClO。

相同元素、且成酸价态相同的酸还可按酸分子中失水情况分正酸和偏酸，如H3PO4为磷酸，HPO3为偏磷酸；H4SiO4为原硅酸，H2SiO3为硅酸；H3AlO3为铝酸，HAlO2为偏铝酸等。

B.按其性质不同可分

a.强酸与弱酸　按相同条件同浓度下的电离度区分。

常见酸的强弱：

强酸：

HClO4、H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI；

中强酸：

H2SO3、H3PO4；

弱酸：

HF、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO、HAlO2、H2SiO3

b.挥发性酸又称低沸点酸如HCl、HF、HBr、HI、HNO3、H2S和不挥发性酸又称高沸点酸如H2SO4、H3PO4。

另有某些不稳定含氧酸如H2SO3、H2CO3、HClO，只存在于水溶液中。

c.氧化性酸和非氧化性酸，这是根据酸根阴离子在化学反应中的氧化性与非氧化性划分的，酸中的H+都有氧化性。

常见的氧化性酸有硝酸、浓硫酸和次氯酸，非氧化性酸如盐酸、氢氟酸、磷酸。

◆特别提醒◆酸性强弱和氧化性强弱之间没有联系和因果关系，如次氯酸HClO是强氧化性弱酸。

⑤碱:

由金属和氢氧根组成（氨水NH3•H2O除外），且与酸反应生成盐和水，它电离生成的阴离子全部是氢氧根。

可以按性质分为强碱与弱碱，也可以按溶解性分为可溶性碱和难溶碱。

如：

KOH、NaOH、Ba（OH）2为可溶性强碱；Ca（OH）2为微溶性强碱；Fe（OH）2　Fe（OH）3、Cu（OH）2为难溶性弱碱；NH3•H2O为可溶性弱碱

⑥盐:

由金属（或NH4+）离子与酸根组成的化合物。

仅由金属与酸根组成的盐叫正盐，如Na2SO4、K3PO4；如组成中还有氢元素，即有酸式根的为酸式盐，如NaHSO4、NaHCO3、Ca（H2PO4）2；除金属和酸根外还有氢氧根为碱式盐，如Cu2（OH）2CO3、Mg（OH）Cl等，一般碱式盐的水溶性较差；在电离时产生两种阳离子和一种酸根离子的盐是复盐，如KAl（SO4）2•12H2O、（NH4）2Fe（SO4）2、KCl•MgCl2•6H2O。

⑦其它常见的无机化合物，如Mg3N2、CaC2（电石）一般不称盐类而属于氮化物、碳化物

考点一　准确判断物质类别

1．物质常见的分类情况

2．物质分类中要注意以下几点

金属氧化物不一定属于碱性氧化物，如Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气，故不属于碱性氧化物；Mn2O7属于酸性氧化物。

非金属氧化物也不一定属于酸性氧化物，如CO、NO等。

3．识记常见混合物的成分和俗名

（1）水煤气：

CO、H2

（2）天然气（沼气）主要成分是CH4

（3）液化石油气：

以C3H8、C4H10为主

（4）裂解气：

以C2H4为主

（5）水玻璃：

Na2SiO3的水溶液

（6）王水：

浓盐酸与浓硝酸的混合物（体积比3∶1）

（7）波尔多液：

CuSO4和Ca（OH）2

（8）肥皂：

主要成分是C17H35COONa

（9）碱石灰：

NaOH、CaO

（10）铝热剂：

铝粉和金属氧化物的混合物

（11）漂白粉：

Ca（ClO）2和CaCl2的混合物

考点二　准确判断物质的性质和变化

1．对化学变化、物理变化的认识

（1）从宏观上看，有新物质生成的变化是化学变化，反之则为物理变化。

这里的新物质生成所能实现的仅是原子与分子（或离子）的相互转化，在整个过程中原子核没有发生改变。

一种原子变为另一种原子涉及原子核的变化，不属于化学变化。

（2）从微观上看，化学变化过程中有旧化学键的断裂，同时又有新化学键的形成，但有化学键断裂的变化未必就是化学变化，如NaCl晶体熔化、SiO2晶体的熔化，分别破坏了离子键、共价键，但属于物理变化。

（3）从能量上看，化学变化中一定伴随能量变化，而有能量变化的过程却不一定是化学变化。

（4）化学变化过程中一定伴有物理变化，但物理变化过程中未必有化学变化，观察到一定的实验现象并不一定是发生化学变化造成的。

2．识记易混淆的物理变化、化学变化

物质变化过程中的“三馏”、“四色”、“五解”和“十九化”

物理变化

化学变化

三馏

①蒸馏

②分馏

干馏

四色

焰色反应

①显色反应　②颜色反应③指示剂变色反应

五解

潮解

①分解　②电解③水解　④裂解

十九化

①熔化

②汽化

③液化

④酸化

⑤升华

①氢化　②氧化　③水化④风化　⑤碳化　⑥钝化

⑦催化　⑧皂化　⑨歧化

⑩卤化　⑪硝化　⑫酯化

⑬裂化　⑭油脂的硬化

注意　

（1）化学变化：

同素异形体之间的相互转化、CuSO4·5H2O的脱水、蛋白质变性、电解质溶液导电、浓硫酸脱水、煤的气化和液化。

（2）物理变化：

金属导电、盐析、活性炭吸附、渗析。

考点三　一种重要的混合物——胶体

胶体知识“10”提醒

（1）胶体区别其他分散系的本质特征是分散质颗粒直径大小（1～100nm）。

（2）胶体的物理性质：

a.丁达尔效应；b.电泳现象；c.介稳性；d.布朗运动；e.胶体粒子不能透过半透膜，能透过滤纸。

（3）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。

（4）区分胶体和其他分散系的最简便方法是丁达尔效应。

（5）胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子带有相同电荷。

（6）胶体的布朗运动不是分子的运动，但反映了分子也在做无规则运动。

（7）胶体的电泳现象反映了胶体粒子带有电荷，但不能说成胶体带有电荷。

胶体与溶液一样是电中性的。

（8）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。

（9）Fe（OH）3胶体中逐滴加入强酸（如盐酸、硫酸）时，出现的现象为先沉淀后溶解。

其原因为开始时出现沉淀是由于胶体中加入了电解质发生了聚沉，后来沉淀消失是由于发生了中和反应。

（10）把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。