【最新】初升高高中化学衔接教材讲义专题01 物质的组成、分类及变化（讲解）

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专题01 物质的组成、分类及变化知识点一 物质的组成                       1. 元素及原子、分子、离子(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（即质子数）的一类原子的总称。物质都是由元素组成的，各种化学元素组成了形形色色的物质世界。每一种元素都能自身组成一种或几种不同的单质（同素异形体），也能按照一定的化合价与其他元素组成化合物，而且种类、种数相同的元素可以组成化学式不同的化合物和化学式相同的化合物（同分异构体）。由于可以按照一定的规律以不同的方式进行组合，所以110多种元素便组成了种类繁多的物质。同素异形体：同种元素形成的不同种单质。如：O2和O3，金刚石和石墨、C60，红磷、白磷。(3)元素、物质及微粒间的关系典例11774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究了氧化汞分解过程中各物质质量之间的关系，其反应的微观过程如图。请回答下列问题。（1）该反应的化学方程式是                                        。（2）①的微观实质是_____；②的微观实质是氧原子结合成为氧分子，氧分子构成氧气，_____。（3）从如图中可以看出，化学变化过程中原子的_____一定不变，所以化学变化遵守质量守恒定律。（4）从如图中还可以得到一条信息是_____。【答案】2HgO2Hg+O2↑    氧化汞分子破裂成了氧原子和汞原子,汞原子聚集成金属汞    原子的种类、数目    在化学反应中分子可以再分，原子不能再分    【解析】（1）由反应的微观过程图可知，该反应是氧化汞受热分解生成了汞和氧气，故反应的化学方程式写为：2HgO2Hg+O2↑。（2）由微粒的变化可知，①的微观实质是氧化汞分子获得能量破裂成了氧原子和汞原子，故填氧化汞分子破裂成了氧原子和汞原子；②的微观实质是氧原子结合成为氧分子，氧分子构成氧气，汞原子聚集成金属，故填汞原子聚集成金属汞。（3）从如图中微粒的变化可以看出，化学变化过程中原子的原子的种类、数目一定不变，所以化学变化遵守质量守恒定律，故填原子的种类、数目。（4）从如图中微粒的变化还可以得到一条信息是在化学反应中分子可以再分，原子不能再分，故填在化学反应中分子可以再分，原子不能再分。典例2（1）下面是部分元素原子或离子的结构示意图。请你仔细观察、分析，然后回答问题：上述粒子中，属于同一种元素的是_____（填序号，下同），属于阳离子的是_____电子层数相同，最外层电子数也相同的粒子有_____（2）如图是表示某气体分子的示意图，图中“●”和“O”分别表示两种不同质子数的原子，其中表示化合物的是_____（3）标出氧化镁中镁元素的化合价_____氧化镁中镁元素与氧元素的质量比_____【答案】②③    ⑤    ③④⑤    B        3：2   【解析】（1）上述粒子中，属于同一种元素的是②③，这是因为它们的核内质子数相等；属于阳离子的是⑤，这是因为核内质子数大于核外电子数；（2）其中表示化合物的是B，这是因为B中含有一种分子，并且是由不同种原子构成的分子；（3）氧化镁中镁元素的化合价是+2，可以表示为；氧化镁中镁元素与氧元素的质量比为：24：16＝3：2。典例3如图是物质与其构成粒子之间的关系图。回答下列问题:(1)金属铁是由___________(填“原子”、“分子”或“离子”，下同)，构成的，二氧化碳是由_____构成的。(2)原子得到或失去电子后形成离子。某粒子的结构示意图为①当a=_________时,该粒子是原子。②当a=8时，该粒子是_____(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)，其符号为_____。(3)氯化氢是一种无色有刺激性气味的气体，走进实验室就闻到了这种气味。从分子的角度解释这种现象：______。【答案】原子    分子    10    阴离子    O2-    分子是在不断的运动的    【解析】（1）铁属于金属单质，是由铁原子直接构成的；二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。（2）①当质子数=核外电子数，为原子，该粒子是原子时，a=2+8=10；②当a=8时，该粒子的质子数=8，核外电子数=10，质子数＜核外电子数，为阴离子；该粒子为氧离子，带有两个单位的负电荷，其离子符号为：O2-。（3）走进实验室就闻到了氯化氢这种气味，是因为氯化氢分子不断运动，向四周扩散，使人们闻到刺激性气味。知识点二 物质的分类   1、混合物：由不同种分子组成的物质。如：空气、溶液等。2、纯净物：从宏观上看只由一种物质组成的物质叫纯净物。从微观上看只由一种分子构成的物质叫纯净物。如：氧气（O2）、氯化钠（NaCl）等。注意：由同一种元素构成的物质不一定是纯净物（如O2 、O3 ）；具有相同组成（如最简式、分子式相同）的物质也不一定是纯净物，要充分考虑是否存在同素异形体或有机物中的同分异构体。3、单质：由同种元素组成的纯净物。如：金属单质[铝（Al）、铁（Fe）等]、非金属单质[硫（S）、碳（C）等]。4、同种元素组成不同种单质，互称为同素异形体。如如O2 、O3，金刚石、石墨，红磷、白磷。典例4 下列物质中属于金属单质的是_______，属于化合物的是_______，属于混合物的是_______，属于氧化物的是_______，属于同素异形体的是                 。①铁矿石 ②白磷 ③水 ④氯酸钾 ⑤四氧化三铁 ⑥水银 ⑦氧气 ⑧液态空气  ⑨红磷 【答案】⑥；③④⑤；①⑧；③⑤；②⑨【解析】单质是由同种元素组成的纯净物，如②⑥⑦，其中水银是金属汞；化合物是由不同种元素组成的纯净物，如③④⑤；混合物是由多种物质混合而成，如①⑧；氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，如③⑤；同种元素构成的不同单质互为同素异形体，如②⑨。5、化合物：由不同种元素组成的纯净物。（1）氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。根据它们是否能与酸或碱反应生成盐和水的性质可分为成盐氧化物（指在一般情况下，经直接化学反应能生成盐的氧化物。大多数氧化物是属于成盐氧氧化物）；不成盐氧化物[不能与酸或碱反应生成相应价态的盐和水的氧化物，如一氧化碳（CO）、一氧化氮（NO）等]。①酸性氧化物（又称酸酐）：能与碱反应生成盐和水的氧化物。如：二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）等。②碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水的氧化物。如：氧化钠（Na2O）、氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）等。③两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物。如氧化铝（Al2O3）、氧化锌（ZnO）等。注意：① 碱性氧化物一定是是金属氧化物，但金属氧化物不全是碱性氧化物，有些高价金属氧化物如Mn2O7、Cr2O3等也属于酸性氧化物。② 酸性氧化物不一定是是非金属氧化物，非金属氧化物不一定是酸性氧化物，有些非金属氧化物如CO、NO等不易成盐，不是酸性氧化物。③ 有些非金属氧化物虽能与水反应生成酸，也能与碱反应生成盐，但不是酸性氧化物如NO2等。④ 酸酐不一定都是氧化物，如一些有机酸酐，如醋酸酐(CH3CO)2O，酸酐也不一定直接与水反应生成酸如SiO2 。⑤ 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、CuO)。（2）酸：电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物。如一元酸[盐酸（HCl）、硝酸（HNO3）等]、二元酸[硫酸（H2SO4）、碳酸（H2CO3）等]、多元酸[磷酸（H3PO4）等]。又如含氧酸[硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）等]、无氧酸[盐酸（HCl）、氢硫酸（H2S）等]。① 常见酸的酸性顺序：HClO4(最强) > HI、HNO3 > HBr > HCl > H2SO4 （前面是六大强酸，后面都是弱酸）> H2SO3 > H3PO4 > HF > CH3COOH > H2CO3 > H2S > HClO > H2SiO3（难溶）。② 关于酸的其它提提法：难挥发性酸（高沸点酸）：浓硫酸、浓磷酸。易挥发性酸（低沸点酸）：HCl 、HNO3 、HBr 、HI 、HF。易分解的酸（不稳定酸）：HClO 、H2CO3 、H2SO3 、HNO3 。强氧化性酸：浓H2SO4 、HNO3 、HMnO4、HClO 。（指成酸元素氧化性）弱氧化性酸：稀HCl 、稀H2SO4 。还原性酸：H2S 、浓HCl 、HBr 、HI 、H2SO3 。注意：NaHSO4虽然能电离出氢离子，但还有钠离子，电离时产生的阳离子不全部是氢离子，因此不是酸，而属于盐类。（3）碱：电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。如一元碱[氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钾（KOH）等]、二元碱[氢氧化钡（Ba(OH)2）、氢氧化钙（Ca(OH)2）等]、多元碱[氢氧化铁（Fe(OH)3）等]。注意：按性质碱可分为强碱[水溶液中发生完全电离的碱，能溶于水，为可溶性碱，四大强碱为：KOH、NaOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2]与弱碱（水溶液中不能发生完全电离的碱，除了一水合氨NH3·H2O外，一般难溶于水，为不溶性碱。（4）盐：由阴、阳离子构成的化合物。如正盐[碳酸钠（Na2CO3）、硫酸钠（Na2SO4）等]、酸式盐[碳酸氢钠（NaHCO3）、硫酸氢钠（NaHSO4）等]、碱式盐[碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3）等]。注意：① 酸式盐的水溶液不一定显酸性，只有强酸的酸式盐才一定显酸性，NaHSO4的水溶液显酸性。而弱酸的酸式盐，如NaHCO3等的水溶液显碱性。② 复盐：电离时可电离出两种或两种以上金属阳离子和一种酸根离子的盐，叫复盐。中学阶段重点了解：明矾 KAl(SO4)2·12H2O硫酸亚铁铵  (NH4)2SO4·FeSO4 ·6H2O 等。典例5下列说法正确的是A. 一种元素与另一种元素的根本区别是它们的原子的原子核内的质子数不同。B. 凡含有氧元素的物质就是氧化物C. 某物质中只含有一种元素，该物质一定是一种单质。D. 含有多种元素的物质一定是混合物【答案】A【解析】A说法正确。元素的种类的划分是根据它们的原子的原子核内质子数不同而划分的。B的说法不恰当。含有氧元素的物质有可能是氧化物，也可能不是氧化物。例如，氯酸钾中含有三种元素而不是氧化物，因为氧化物是两种元素组成的化合物。C的说法不恰当，含有一种元素的物质可能是单质。也可能是混合物。如把氧气和臭氧混合，此混合物只含有氧元素。D说法不恰当，含有多种元素的物质可能是化合物也可能是混合物。如高锰酸钾含有钾元素、锰元素和氧元素，它是化合物。知识点三 物质的变化和性质                 物理变化：物质在变化过程中，没有生成其他物质的变化。（仅仅是形态的变化）1、物质的变化                            化学变化：物质在变化过程中，生成其他物质的变化。（其实质是物质结构发生了变化）                  物理性质：物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质（物质本身所表现出的2、物质的性质     状态、 颜色、气味、硬度、密度、熔点、沸点、溶解性等，我们称之为物理性质）。                 化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、还原性、氧化性、稳定性、酸碱性、金属活动性等。注意：⑴ 了解化学变化的特征：在化学变化过程中分子变了，产生了新物质，所以化学变化的发生的是质的变化，有新物质生成是化学变化的笫一个特点；化学变化是原子的重新分配与组合，从原子水平而言，反应前后原子的种类、原子的数目、原子的质量都没有改变，因而质量守恒，这是化学变化的笫二个特点；物质发生化学反应过程中往往伴随着有能量的变化，这是化学反应的笫三个特点。⑵ 结晶水合物失去结晶水的变化，或无水物生成结晶水合物的变化，都是化学变化。⑶ 同素异形体之间的转化都是化学变化。（因为它们的结构完全发生了变化）⑷ 物质的变化与性质是不同概念，例如：“氢气能燃烧”和“氢气燃烧”，两种说法虽一字之差，但表示的意义不同。前者是指氢气具有可燃性（化学性质）；后者是从现象来说明氢气在发生化学变化。要注意燃烧只是现象，不是化学性质，两者不能混为一谈。(5) 物质变化过程中的“三馏”、“四色”、“五解”和“十五化”变化比较　物理变化化学变化三馏⑴蒸馏事  ⑵分馏干馏四色焰色反应⑴显色反应　⑵颜色反应⑶指示剂变色反应五解潮解①分解　⑵电解  ⑶水解　⑷裂解十五化⑴熔化      ⑵汽化⑶液化      ⑷升华⑴氧化　⑵风化　⑶钝化  ⑷催化　⑸皂化　⑹歧化  ⑺硝化　⑻酯化　⑼裂化  ⑽油脂的硬化（氢）⑾煤的气化和液化 典例6（2018北京高考）下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是A．甲醇低温所制氢气用于新能源汽车B．氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料C．偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料D．开采可燃冰，将其作为能源使用【答案】B【解析】A项，甲醇低温制氢气有新物质生成，属于化学变化；B项，氘、氚用作核聚变燃料，是核反应，不属于化学变化；C项，偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O，放出大量热，反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O43N2↑+2CO2↑+4H2O，属于化学变化；D项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，CH4燃烧生成CO2和H2O，放出大量热，反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，属于化学变化；答案选B。 课后练习:1. 某物质经分析知道它仅含一种元素，则该物质不可能是（    ）A．混合物   B．化合物   C．纯净物   D．单质【答案】B【解析】仅含一种元素的物质，可能是单质，是单质必为纯净物；也可能是混合物，比如金刚石、石墨混合在一起。2. 不属于酸性氧化物的是A. SO3        B. NO2        C. CO2        D. SO2【答案】B【解析】能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物；SO3与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，故A错误；NO2与氢氧化钠反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，NO2不属于酸性氧化物，故B正确；CO2与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故C错误；SO2与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，故D错误。3.实验室中的药品常按物质的性质、类别等有规律地摆放。现有部分药品按某种规律摆放在实验桌上，如下图所示。做“硫酸的性质”的实验时，某同学取用Ba(OH)2溶液后，应把它放回的位置是(　　)【答案】D【解析】HCl、H2SO4属于酸，酚酞、石蕊属于酸碱指示剂，NaCl属于盐、NaOH、Ba(OH)2属于碱，据药品按规律摆放的原则，Ba(OH)2溶液应放在D处。4. 今有下列三组物质，每组中都有一种物质跟其他三种属于不同的种类。将此种物质(写化学式)和分类依据(选出的物质与其他物质不同之处)写在相应的表格内。三组物质分别为：(1)O2、Cl2、S、N2   (2)Fe、Na、Al、Si    (3)NO、CO2、SO2、P2O5组别被选出的物质分类依据第(1)组  第(2)组  第(3)组  【答案】组别被选出的物质分类依据第(1)组S物质的状态第(2)组Si金属单质、非金属单质第(3)组NO氧化物的性质 【解析】(1)中O2、Cl2、N2 通常情况下都是气体，S是固体；(2)中Fe、Na、Al是金属，Si是非金属；  (3)中CO2、SO2、P2O5 都是酸性氧化物，NO是不成盐氧化物。