内容正文:
第8讲 构成物质的微粒
单元二 物质的组成与结构
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学业要求:根据《义务教育化学课程标准(2022年版)》描述编写
❶能说明分子、原子、离子的区别和联系,能用分子的观点解释生活中的某些变化或现象;
❷能依据化学反应过程中元素不变的规律,推断反应物或生成物的元素组成;
❸能基于真实情境,从原子、分子的视角分析有关物质及其变化的简单问题,并作出合理的解释和判断。
构成物质的微粒
(1)分子、原子的区别和联系
微粒 分子 原子
概念 由分子构成的物质,分子是保持物质
的最小粒子 中的最小粒子
区别 在化学变化中, 可再分,而 不可再分
相同点 ①质量、体积都很 ;②在不断地运动;③构成物质的微粒间有
;④都是构成物质的微粒;⑤同种微粒的性质相同,不同种微粒的性质不同
联系 原子可以构成 ,分子可以分裂成
化学性质
分子
小
化学变化
原子
间隔
分子
原子
(2)微粒构成物质
、 、 都可以直接构成物质,如氧气、二氧化碳等由 构成;金刚石、金属单质、稀有气体等由 构成;氯化钠、硫酸铜等由 构成。
离子
原子
分子
离子
原子
分子
微粒的性质
(1)用微粒的观点解释现象
微粒的性质 常见现象举例
1个水分子的质量约为3×10-26 kg; 一滴水中约有1.67×1021个水分子
酒香不怕巷子深;氨气在空气中扩散;品红在水中扩散;湿衣服晾干
物质三态的变化;物质的热胀冷缩现象;给轮胎打气;50 mL酒精和50 mL水混合后体积小于100 mL
分子的质量和体积都很小
分子在不断地运动
分子间有间隔
(2)从分子、原子的观点解释物质的变化
①物理变化:构成物质的 本身没有变化,只是运动速率、分子间的间隔发生改变,如挥发、扩散、蒸发、三态变化、热胀冷缩等。
②化学变化: 本身发生了改变,分子分裂成原子,原子重新组合成新分子,分子再构成物质,如水通电分解等。
分子
分子
③化学变化、物理变化的微观判断依据是有无
生成。如:水蒸发时没有生成新分子,属于
;水通电分解时生成了新分子,属于
。
化学变化
物理变化
新分子
原子、离子的结构示意图
(1)原子的构成
注意:①在原子中,核电荷数= =核外电子数=原子序数。
②电子的质量很小,原子的质量主要集中在
上。
③原子核内的质子数不一定等于中子数,如钠原子的质子数为11,中子数为12。
原子核
质子数
④并不是所有的原子中都有中子,如 原子中就没有中子。
氢
(2)原子核外电子的排布
①原子结构示意图(以钠原子为例)
②核外电子排布规律
a.第一层最多排 个电子;
b.第二层最多排 个电子;
c.最外层最多排 个电子(核外只有一个电子层时,最多排 个电子);
d.每层最多容纳2n2(n代表电子层)个电子。
2
8
8
2
③最外层电子数与元素化学性质的关系
类别 最外层电子数 得失电子趋势 化学性质
金属元素的原子 一般<4 (形成阳离子) 不稳定
非金属元素的原子 一般≥4 (形成阴离子) 不稳定
稀有气体元素的原子 8(He最外层电子数为2) 不易得失电子 稳定
易失去电子
易得到电子
(3)离子
①定义:带电的 或 。
②离子的表示方法
a.数值与 相同;
b.“+”号或“-”号标在元素符号的右上角;
c.数字表示离子所带的电荷数,先写 ,
后写 ,当数字为1时,省略不写。如Na+、Cl-、Mg2+等。
正负号
化合价
原子
原子团
数字
③意义
a.离子符号的意义:表示某离子,如Mg2+表示
。
b.周围数字的意义
镁离子
(4)原子与离子
微粒
区别与联系 原子 离子
阳离子 阴离子
结构示意图
微粒特征 质子数=核外电子数 质子数>核外电子数 质子数<核外电子数
电性 不显电性 显 电性 显 电性
相互转化关系 阳离子 原子 阴离子
正
负
重难点一、用微观粒子的性质解释常见的自然现象
下列事实用微粒的知识解释错误的是 ( )
B
选项 事实 解释
A 铁水铸成铁锅是物理变化 铁原子种类不变,铁原子间间隔变小
B 品红在热水中扩散得更快 受热情况下,分子体积增大,运动速率加快
C 架在高处的电线夏季比冬季长 夏季温度高,原子间的间隔变大
D 金刚石、石墨的物理性质不同 碳原子的排列方式不同
根据分子的基本特征:分子质量和体积都很小;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;同种的分子性质相同,不同种的分子性质不同,可以简记为“两小运间,同同不不”,结合事实进行分析判断。
下列宏观事实的微观解释正确的是 ( )
A.蔗糖放入水中溶解——蔗糖分子分解了
B.氢气在氧气中燃烧生成水——分子和原子种类发生改变
C.水的天然循环——水分子不断运动且分子间的间隔发生改变
D.氯化钠溶液能导电——溶液中存在可自由移动的氯化钠离子
C
【解析】 A.蔗糖放入水中溶解,是因为蔗糖分子在不断地运动,运动到水分子中间去了,故选项解释不正确;B.氢气在氧气中燃烧生成水,属于化学变化,在化学变化中,分子种类发生改变,原子种类不变,故选项解释不正确;C.自然界中水的天然循环指水的三态变化,是因为水分子在不断运动且分子间的间隔发生改变,故选项解释正确;D.氯化钠溶液能导电,是因为溶液中存在自由移动的Na+和Cl-,故选项解释不正确。
本重难点涉及的试题难度不大,掌握分子的基本性质及利用分子的基本性质分析和解决问题是解答此类题的关键。
重难点二、简单化学反应微观解释
晋代葛洪所著《抱朴子》一书中记载有“丹砂烧之成水银”,丹砂指的是HgS。该反应的微观示意图如下。下列说法不正确的是 ( )
A.该反应中共有两种氧化物
B.该反应中乙、丁两种物质的质量之比为1∶2
C.物质丙是由原子构成的
D.物质丁是形成酸雨的主要物质之一
A
根据反应的微观示意图写出化学方程式,再根据化学方程式的意义,物质的组成、构成和性质等分析判断有关的说法。
以CO2和H2为原料合成C2H4是综合利用二氧化碳、实现“碳中和”的研究热点,相关反应的微观示意图如图所示。关于该反应,下列说法正确的是 ( )
C
A.参加反应的甲和乙的质量比为11∶1
B.生成丙和丁的分子个数比为1∶2
C.反应物和生成物共涉及两种氧化物
D.反应前后元素的化合价都不变
【解析】观察微观示意图可知,该反应物是氢气和二氧化碳在一定条件下反应生成乙烯和水,因此反应的化学方程式为6H2+2CO2 C2H4+4H2O。A.由化学方程式的意义可知,参加反应的甲和乙的质量比为(44×2)∶(2×6)=22∶3,故A说法不正确;B.由化学方程式的意义可知,生成丙和丁的分子个数比为1∶4,故B说法不正确;C.氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物,由物质的组成可知,反应物和生成物共涉及二氧化碳和水两种氧化物,故C说法正确;D.该反应有单质参加一定有元素的化合价发生改变,故D说法不正确。
通过微观粒子的反应模型图,考查了微观上对化学反应的认识,学会通过微观示意图把宏观物质和微观粒子联系起来、从微观的角度分析物质的变化是正确解答此类题的关键。
下图是汽车尾气处理装置中发生反应的微观示意图,下列说法正确的是 ( )
A.装置中发生反应的化学方程式为NO+CO CO2+N2
B.该反应属于置换反应
C.反应前后各原子的种类不变
D.参加反应的两物质的微粒个数比为2∶3
C
根据变化的微观示意图及分子结构模型,确定物质的分子构成并正确写出物质的化学式,是解答此类题的关键。
科学家利用某纳米纤维催化剂将二氧化碳转化为液体甲醇(CH3OH),其微观示意图如图所示(图中的分子恰好完全反应)。下列说法错误的是 ( )
A.生成物丙中碳元素的质量分数为37.5%
B.该反应的化学方程式为3H2+CO2 CH3OH+H2O
C.生成物丙和丁的质量比为1∶1
D.该反应有助于实现“碳中和”
C
【解析】 A.丙物质是甲醇(CH3OH),其中碳元素的质量分数为×100%=37.5%,说法正确;B.该反应的化学方程式为
3H2+CO2 CH3OH+H2O,说法正确;C.生成物丙(甲醇)和丁(水)的质量比为32∶18≠1∶1,说法错误;D.该反应能够消耗二氧化碳,有助于实现“碳中和”,说法正确。
通过微观粒子的反应模型图,考查微观上对化学反应的认识,学会通过微观示意图把宏观物质和微观粒子联系起来、从微观的角度分析物质的变化的方法是正确解答此类题的关键。
重难点三、原子结构的分析、微观粒子与宏观物质之间的关系
下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是 ( )
A.在化学变化中,分子可以被创造也可以被消灭
B.原子得失电子变成离子后,质量几乎不变,化学性质差别很大
C.同种原子通过不同方式结合成的分子化学性质不同
D.同种分子排列方式不同,则化学性质不同
D
A.根据化学变化的实质,进行分析判断;B.根据原子和离子的相互转化,进行分析判断;C.根据分子的基本性质,进行分析判断;D.根据分子的基本性质,进行分析判断。
(2023·纳溪区模拟)宏观和微观是学习化学的两大“抓手”。下列说法错误的是 ( )
A.固态、液态和气态分子之间均有间隙
B.分子在化学变化中有机会拆分为原子
C.任何原子都由质子、中子和电子构成
D.物理或化学变化均可能伴随能量变化
C
【解析】 A.微观粒子之间都存在间隙,但是间隙大小不同,气态粒子之间间隔最大,固态粒子之间间隔最小,故A说法正确;B.化学变化过程中,分子分解成原子之后,原子重新组合成新分子,所以分子在化学变化中有机会拆分为原子,故B说法正确;C.原子一定是由原子核和核外电子构成的,但不一定含有中子,如氢原子核中没有中子,故C说法错误;D.物理变化过程中可能存在能,量的变化,如冰的融化过程吸热,而化学变化过程中也存在能量变化,如氢气燃烧过程放热,故D说法正确。
本题重难点在于了解原子和离子的相互转化、化学变化的实质、分子的基本性质,能正确了解并掌握以上知识点是正确解答本题的关键。
我国自主研制的大型客机C919试飞成功,这标志着我国的航空强国梦又迈出了一大步,大飞机使用了各种化学材料。下图为钛元素的原子结构示意图,下列说法错误的 ( )
A.若该图为钛原子结构示意图,那么x=8
B.钛元素在元素周期表中位于第四周期
C.钛原子在化学变化中容易失去电子
D.钛原子的核内质子数为22
A
A.根据原子中质子数=核外电子数,进行分析;B.根据周期数=原子的电子层数,进行分析;C.根据钛原子结构示意图进行分析;D.根据圆圈内的数字表示质子数进行分析。
钠与氯气反应生成氯化钠的示意图如下。下列有关说法正确的是 ( )
B
A.氯化钠固体由分子构成
B.反应中一个钠原子失去一个电子,形成相对稳定结构
C.氯原子核外有两个电子层
D.反应中Cl变成Cl-,证明化学反应中元素种类发生改变
【解析】 A.氯化钠是由金属元素与非金属元素组成的化合物,是由钠离子与氯离子构成的,说法错误;B.钠原子的最外层只有一个电子,少于4个,因此在化学反应中一个钠原子失去一个电子,形成相对稳定结构,说法正确;C.氯原子的核外有三个电子层,说法错误;D.反应中Cl变成Cl-的过程中质子数没有改变,元素种类不改变,说法错误。
解题的关键是熟悉分子的特点、分子和原子的区别和联系、知道原子的构成。
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