第02讲 物质的组成与结构（初高中衔接）-2023-2024学年新高一化学暑假精品课（沪科版必修第一册）

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第02讲 物质的组成与结构



1．物质组成的表示
（1）元素符号
常见的21种元素：氢—H、氦—He、碳—C、氮—N、氧—O、钠—Na、镁—Mg、铝—Al、硅—Si、磷—P、硫—S、氯—Cl、钾—K、钙—Ca、锰—Mn、铁—Fe、铜—Cu、锌—Zn、银—Ag、钡—Ba、汞—Hg。
（2）化学式和化合价
常见元素和原子团的化合价（略），碳元素（+2、+4）和铁元素（+2、+3）有可变化合价。
（3）元素的存在：元素的存在形式有游离态和化合态。
（4）同素异形体：同素异形体是同种元素构成的不同性质的单质，如，碳元素的同素异形体有金刚石、石墨、C60等，氧元素的同素异形体有O2、O3，磷元素的同素异形体有红磷、白磷等。
【例1】地壳中含量最多的金属元素、非金属元素和空气中含量最多的元素组成的化合物是
A. Al(NO3)3 B. CaCO3 C. Al2(SO4)3 D. Fe(NO3)3
【答案】A
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝，非金属元素是氧，空气中含量最多的元素是氮，它们组成的化合物是Al(NO3)3，答案为A。
【例2】已知某种氮的氧化物中氮、氧元素的质量之比为7∶12，则该氧化物中氮元素的化合价为
A. ＋2 B. ＋3 C. ＋4 D. ＋5
【答案】B
【解析】氮、氧元素的质量之比为7∶12，它们的物质的量之比为﹕=2﹕3，该氧化物的化学式为N2O3，氮元素显+3价。

2．构成物质的微粒
（1）原子、分子：分子是由原子构成的，原子的种类和数目不同构成了不同的分子。
（2）原子可分为原子核和核外电子，原子核又可分为质子和中子。
（3）原子团：常见的原子团有铵根NH4+、硝酸根NO3-、氢氧根OH-、硫酸根SO42-、碳酸根CO32-。
（4）相对原子质量与式量：每种元素的原子都有相对原子质量，根据相对原子质量和化学式可计算出化学式的式量、各元素的质量分数等。
【例3】从分子的角度解释下列事实，其中错误的是
A. 热胀冷缩——分子间有间隔
B. 水结成冰——分子停止运动
C. 食物腐败——分子本身发生改变
D. 一滴水中大约有1.67×1021个水分子——分子很小
【答案】B
【例4】食醋是厨房中常用的调味品，它的主要成分是乙酸，乙酸分子的模型如图所示，其中代表一个碳原子，代表一个氢原子，代表一个氧原子。下列说法不正确的是

A. 乙酸是一种化合物
B. 乙酸的相对分子质量为 60
C. 乙酸中碳元素的质量分数为60%
D. 乙酸分子中的碳原子、氢原子、氧原子的个数比为1∶2∶1
【答案】C
【解析】由图示知，乙酸的分子式为C2H4O2，其中碳元素的质量分数为40%。答案为C。

3．物质的溶解与结晶
（1）溶解
（2）溶液：可分为溶质和溶剂。
（3）饱和溶液与不饱和溶液·知道饱和溶液
（4）浊液：可分为悬浊液和乳浊液。
（5）晶体和结晶：固体溶质从饱和溶液中析出，有的有规则的几何外形，这就是晶体。有的晶体带结晶水，常见的结晶水合物有：胆矾（CuSO4·H2O）、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、石碱（Na2CO3·10H2O）
【例5】 将60℃的硫酸铜饱和溶液100克，冷却到20℃，下列说法正确的是
A．溶液质量不变 B．溶剂质量发生变化
C．溶液为饱和溶液，浓度不变 D．有晶体析出，溶剂质量不变
【答案】B
【解析】硫酸铜的溶解度随温度的降低而减小，其饱和溶液冷却到20℃，析出CuSO4·5H2O晶体，使溶液和溶剂的质量均减小，剩余溶液依然是饱和溶液，但浓度减小。答案为B。
【例6】把少量硫酸铜固体加入饱和硫酸铜溶液中，不可能出现的是
A．溶液颜色变浅 B．有固体析出 C．溶液浓度不变 D．溶液体积减小
【答案】A
【解析】加入少量硫酸铜固体后，溶液仍是饱和的，溶液颜色不会发生变化。答案为A。

4．溶解度
（1）溶解度：指的是在一定温度下，某物质在100克溶剂（通常是水）里达到饱和状态时所溶解的克数，单位g/100g水。
（2）在室温下，溶解度大于10g/100g水为易溶物质，溶解度在1~10g/100g水为可溶物质，溶解度0.01~1 g/100g水为微溶物质，溶解度小于0.01g/100g水为难溶物质。
（3）影响固体溶解度的因素主要是温度，大多数固体物质在水中的溶解度随温度升高而增大，少数固体物质（如氢氧化钙）的溶解度随温度升高而减小。
（4）影响气体溶解度的因素有温度和压强，温度高、压强小，则气体的溶解度变小。
（5）溶解度曲线
利用溶解度曲线查找相关数据，利用溶解度曲线可对溶液是否处于饱和状态进行判断。
【例7】如图为某物质的溶解度曲线，下列说法正确的是

A. 在40 ℃时，溶质的质量分数为50%
B. 在40 ℃时，饱和溶液升温可变成不饱和溶液
C. 40 ℃的饱和溶液降温至10 ℃，有固体析出
D. 50 ℃的饱和溶液升温至80 ℃，溶液由饱和溶液变为不饱和溶液
【答案】C
【解析】选项A，在40 ℃时，如果溶液是饱和的，则溶质的质量分数为50/150 ×100%=33%，如果溶液不饱和，则小于33%，不可能为50%，A错。选项B和D，在40 ℃后，该物质的溶解度随温度升高而减小，饱和溶液升温后将析出晶体，溶液是饱和的，B、D都错。选项C是正确的。答案为C。
【例8】根据如图中a、b、c三种物质的溶解度曲线，回答下列问题：

(1)P点表示在t1 ℃时两物质的溶解度关系为b________c(填“>”、“a>c　(3)75 g　
(4)降温(或冷却热饱和溶液)

5．溶质质量分数
（1）溶质质量分数=溶质质量/溶液质量×100%
（2）溶液稀释时，溶质的质量不变。
【例9】某温度下，在100 g质量分数为20%的KNO3不饱和溶液甲中加入10 g KNO3固体，恰好得到饱和溶液乙，下列说法正确的是
A. 该温度下，KNO3的溶解度为30 g
B. 乙溶液的质量分数为30%
C. 降低温度，可以使甲溶液变成饱和溶液
D. 升高温度，甲、乙两溶液的质量分数都增大
【答案】C
【解析】选项A和B，100 g质量分数为20%的KNO3不饱和溶液甲中含KNO3为20 g，含水为80 g，设溶解度为S，则S﹕100=（20+10）﹕80，解得S=37.5，溶液的质量分数为(20+10)/(100+10) ×100%=27.3%，所以A、B都错。选项C是正确的。选项D，升高温度，甲、乙两溶液的中溶质质量、溶剂质量都不变，它们的质量分数也不变。答案为C。
【例10】以下是实验室配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的流程示意图。

请根据示意图回答：
(1)托盘天平左盘中固体氯化钠的质量为________g，量筒中水的体积为______mL；
(2)上述溶液取10 g加水40 g进行稀释，所得氯化钠溶液的溶质质量分数是________。
【答案】(1)12　68　(2)3%
【解析】（1）根据最后烧杯中的数据，需氯化钠80×15%=12 g，需加水80g-12g=68g，即68mL。
（2）设稀释后溶液的质量分数为x%，则10×15%=(10+40)×x%，解得x%=3%。

1. 下列化学用语中，既能表示一种元素，又能表示一种物质的是
A. H2 B. Cu C. CO2 D. HCl
【答案】B
【解析】选项A、C、D都不能表示元素。答案为B。
2. 我国许多地区的家用燃料是天然气。天然气的主要成分是甲烷，下列说法正确的是
A. 甲烷的相对分子质量为16 g
B. 32 g甲烷含有24 g碳元素
C. 甲烷中碳、氢元素的质量比为1∶4
D. 甲烷由1个碳原子和4个氢原子构成
【答案】B
【解析】甲烷的化学式为CH4，可据此进行计算或判断。答案为B。
3. 炒菜时加一点酒和醋能使菜味香可口，原因是有酯类物质生成。下列有关乙酸乙酯的叙述正确的是

A. 乙酸乙酯是由碳、氢、氧元素组成的有机物
B. 乙酸乙酯由碳、氢、氧原子构成
C. 乙酸乙酯中碳、氧元素的质量比为2∶1
D. 乙酸乙酯中氧元素的质量分数最大
【答案】A
【解析】从图示知，乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，可据此进行计算或判断。答案为A。
4. 铬酸钾(K2CrO4)是印染、医药、电焊、搪瓷等工业的原料。铬酸钾中铬元素(Cr)的化合价为
A. ＋3 B. ＋4 C. ＋5 D. ＋6
【答案】D
5. 明矾石广泛用于造纸、制革、化工。四川储量丰富，其化学式为KAl3(SO4)2(OH)x。式中x的值是
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】B
【解析】根据化学式中元素的正、负化合价相等（硫酸根和氢氧根是原子团），则：1+3×3=2×2+x，解得x=6。答案为B。
6. 下列有关化合价的说法正确的是
A. 硝酸铵中氮元素的化合价有两种
B. H2O2和H2O中氧元素的化合价均为－2
C. 金属铝中铝元素的化合价为＋3
D. 化合物中非金属元素的化合价均显负价
【答案】A
【解析】选项A，硝酸铵的化学式为NH4NO3，其中N元素的化合价有-3、+5两种，A正确。选项B是氧元素的化合价分别为-1和-2，B错。选项C中铝单质为0价，C错。选项D，化合物中非金属也可能显正价，如H2O中氢元素为正价，D错。答案为A。
7. 下列关于分子和原子的说法，错误的是
A. 分子和原子都可以直接构成物质
B. 由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子
C. 在化学变化中，分子可以分成原子，原子又可以结合成新的分子
D. 分子的质量一定大于原子的质量
【答案】D
【解析】举例来说，H2的为2，许多原子的相对原子质量是大于2的。答案为D。
8. 微粒构成物质，千差万别的物质形成了丰富多彩的物质世界。下列关于微粒的叙述中不正确的是
A. 微粒有大小 B. 微粒有质量
C. 微粒间有间隔 D. 微粒不运动
【答案】D
9. 在课堂上，老师演示了如图所示实验。同学们通过查阅资料得知酚酞溶液遇碱变红，氨水呈碱性。实验过程中观察到容器A中溶液变红，B中溶液不变色，该现象说明

A. 分子可以再分 B. 分子在不断地运动
C. 分子之间有间隔 D. 分子是保持物质化学性质的最小粒子
【答案】B
10. 化学的学习使我们学会了从微观的角度认识宏观现象。下列对宏观现象解释不正确的是
A. 干冰升华——分子的体积变大
B. 闻到远处花香——分子在不断地运动
C. 水变为水蒸气体积变大——分子间间隔增大
D. 氧化汞受热分解——分子在化学变化中可以再分
【答案】A
【解析】选项A，干冰升华，只是分子间距离的变化，分子本身的大小不变。答案为A。
11. 溶液是一种重要的混合物。下列有关溶液的说法正确的是
A. 溶液具有均一性和稳定性，因为溶液中的各种粒子保持静止不动
B. 饱和溶液在一定温度下，无论取多大体积的液体，溶液浓度都是一样的
C. 不饱和溶液通过降低温度一定能变成饱和溶液
D. 一种物质分散到另一种物质里一定能形成溶液
【答案】B
12. 将100 g 98%的浓硫酸注入900 g水中，所得稀硫酸中溶质的质量分数为
A. 9.8% B. 10.0% C. 10.9% D. 11.1%
【答案】A
【解析】稀释前后溶液中溶质的质量不变。
13. 从H、O、Na、Cl、Ca五种元素中选择适当元素，写出符合下列要求的物质化学式：
(1)生活中最常用的溶剂是________；
(2)常用作食品干燥剂的氧化物是________；
(3)次氯酸钠溶液中的溶质是________。[来源:Z*xx*k.Com]
【答案】(1)H2O　(2)CaO　(3)NaClO
14. 写出符合下列要求的物质的化学式：
(1)世界年产量最高的金属________；
(2)通常状况下，一种有毒性的气态氧化物________；
(3)汽车用铅酸蓄电池中含有的酸________；
(4)可用于治疗胃酸过多的碱________；
(5)可用于给人体补钙的盐________；
(6)一种有机氮肥________。
【答案】(1)Fe　(2)CO　(3)H2SO4
(4)Al(OH)3[或Mg(OH)2] (5)CaCO3　(6)CO(NH2)2
15. 下表是硝酸钾、氯化钠在不同温度下的溶解度。
温度/℃
10
20
30
40
50
硝酸钾的溶解度/g
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
氯化钠的溶解度/g
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
(1)从表中数据分析，溶解度受温度影响较大的物质是________。硝酸钾和氯化钠溶解度曲线的交点在________(填字母序号)之间。
A. 20 ℃～30 ℃　　　B. 30 ℃～40 ℃　　　C. 40 ℃～50 ℃
(2)20 ℃，将50 g硝酸钾与100 g水混合，充分搅拌后静置，得到的溶液是硝酸钾的________(填“饱和”或“不饱和”)溶液。若将温度升高到40 ℃，该溶液溶质的质量分数为________(准确到0.1%)。
(3)保持温度为20 ℃，将氯化钠的不饱和溶液变成饱和溶液，写出一种可行的方法______________。
【答案】(1)硝酸钾　A (2)饱和　33.3%
(3)加溶质氯化钠(或恒温蒸发溶剂)
16. 甲、乙两种固体物质的溶解度曲线如图所示，据图回答下列问题：

(1)乙物质的溶解度随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)。
(2)欲将t1 ℃甲物质的不饱和溶液变为该温度下的饱和溶液，可采取的方法：________________(任填一种)。
(3)若甲物质中混有少量乙物质，可用________________的方法提纯甲。
(4)等质量甲、乙两种物质分别配成t2 ℃时的饱和溶液，需要水的质量大小关系是甲________乙(填“>”、“＝”或“a>c 　④降温结晶
26. 取硫酸钠和氯化钠的混合物15 g，加入180 g水使其完全溶解，再加入100 g 氯化钡溶液恰好完全反应，过滤，得271.7 g滤液(不考虑实验过程中质量损失)。计算：
(1)该混合物中硫酸钠的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
(2)反应后所得滤液中溶质的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
【答案】(1)该混合物中硫酸钠的质量分数约为94.7%；
(2)反应后所得滤液中溶质的质量分数约为4.6%。
【解析】生成硫酸钡的质量为15 g ＋ 180 g ＋ 100 g － 271.7 g ＝ 23.3 g
设生成23.3 g硫酸钡需硫酸钠的质量为x，同时生成的氯化钠质量为y
Na2SO4 ＋ BaCl2=== BaSO4 ↓＋ 2NaCl
　142　　　　　　　 233　 　　　117
　x　　　　　　 　　23.3 g　　　 　y
＝ 　x＝14.2 g
＝　 y＝11.7 g
(1)该混合物中硫酸钠的质量分数为×100%≈94.7%
(2) 反应所得滤液中氯化钠的质量为11.7 g＋(15 g－14.2 g)＝12.5 g
则反应后所得滤液中溶质的质量分数为 ×100%≈4.6%