内容正文:
第一部分 化学基本概念
第一章 化学物质及其变化
第1讲:物质的组成、性质和转化
讨论2:(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之若饴
讨论1: (2024·新课标卷)文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是
A.羊毛可用于制毛笔,主要成分为蛋白质
B.松木可用于制墨,墨的主要成分是单质碳
C.竹子可用于造纸,纸的主要成分是纤维素
D.大理石可用于制砚台,主要成分为硅酸盐
物质(纯净物)
物质的组成与结构的相互关系:
单质
化合物
宏观组成
微观结构
元素
化合态
分子
原子
离子
构成
变成
构成
游离态
组成
一、物质的组成
原子核
核外电子
质子
中子
考纲解读:了解物质的分子、原子、离子、元素、同素异形体等概念的涵义;
了解原子团的定义。
1、元素:
具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
注意:①元素是宏观概念,只论种类不论大小、个数。
②元素有游离态和化合态两种存在形态。
同位素:同种元素的不同原子之间的互称。(中子数不同)
同素异形体:由同种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种
元素的同素异形体。
③常见的同素异形体:
A、白磷(P4)与红磷
B、金刚石、石墨、无定形碳、C60
C、O2与O3
注意: ①差异主要体现在物理性质上,原因是结构不同。
②同素异形体之间的转化属化学变化,但并不属氧化还原反应,
故有单质参加或生成的变化不一定是氧化还原反应。
2、分子:
保持物质化学性质的一种微粒。
注意:①分子的微粒特征;
②离子晶体、原子晶体和金属晶体中无单个的分子。(但这不等于无NaCl等分子,事实上气态氯化钠中,NaCl是以分子的形式存在的。)
讨论1:下列物质中含分子数最多的是( )
A、20 g重水 B、117 g食盐
C、常温常压下22.4 L氧气 D、35.5 g氯气
A
③由分子构成的物质:
分子
分子间
作用力
分子晶体
(s)
单质:
化合物
多数非金属单质
非金属气态氢化物
绝大多数酸性氧化物
含氧酸
大多数有机物等
注意:零族元素形成单原子分子(分子晶体),没有化学键。
3、原子:
化学变化中的最小微粒。
注意:① 由比原子小的微粒引起的变化不属化学变化。 例:核反应。
② 由原子构成的物质:
原子
共价键
共价晶体
单质:
化合物:
金刚石、晶体硅、锗等
SiO2、SiC等
4、离子:
带电的原子或原子团。
①离子分为简单离子和复杂离子。
②由离子构成的物质:
离子
离子键
离子晶体
绝大多数盐类
强碱
较活泼金属氧化物等
注意:分子、原子、离子属微观粒子,既论种类又论大小、个数、质量。
③ 原子不一定比分子小。
5、原子团:
由多个原子结成的原子集团。
①它作为一个整体参加反应
②它包括某些阴阳离子,也包括某些不带电的基团。
二、物质的分类
物质
混合物
纯净物
单质
化合物
金属
非金属
离子化合物
共价化合物
电解质
非电解质
无机化合物
有机化合物
—酸、碱、盐、氧化物、氢化物
—烃、烃的衍生物、糖、氨基酸、
蛋白质、合成高分子化合物等
考纲解读:理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。
◆树状分类法:对同一分类进行再分类,适合层次包含关系
◆交叉分类法:至少同时运用两种分类标准,弥补单一标准的不足
1、纯净物:
由一种物质组成的物质。
混合物:
由两种或多种物质混合而成的物质。
注意:
A 、纯净物具有固定的组成,具有固定的性质。
混合物绝大多数不具有固定的组成和性质。 (例如熔沸点等)。
B、由同素异形体组成的物质为混合物,如金刚石和石墨混合。
2、单质和化合物
单质 化合物
宏观概念
微观构成
元素形态
同种元素组成的纯净物
不同种元素组成的纯净物
分子由同种元素的原子构成
分子由不同种元素的原子构成
游离态
化合态
由同位素原子组成的物质是纯净物,如D2O和H2O混合。
3、酸、碱、盐、氧化物的概念、分类及其相互联系
(1)酸:电离时所生成的阳离子全部是氢离子的化合物。
注意:①酸式盐既可电离出H+,还可电离出其它阳离子;
酸酐:含氧酸中羟基与羟基完全脱水后的产物。
考纲解读:理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
酸的五条通性:
(1)使指示剂变色
(2)非强氧化性酸与(H前)金属反应产生氢气
(3)与碱反应
(4)与碱性(两性)氧化物反应
(5)与某些盐反应
另:不稳定酸的分解
(2)碱:电离时所生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。
注意:碱式盐既可电离出OH-,还可电离出其它阴离子。
碱的四条通性:
(1)使指示剂变色
(2)与酸反应
(3)与酸性(两性)氧化物反应
(4)与某些盐反应
强碱可与部分单质(Cl2、Br2、I2、S、Si、Al等)反应。
两性氢氧化物:既能跟酸反应生成盐和水,又能跟碱反应生成盐和水
的氢氧化物。
常见Al(OH)3。
讨论:既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的物质类别常见有哪些?
少数金属、两性氧化物、两性氢氧化物、弱酸酸式盐、
弱酸铵盐、氨基酸、蛋白质
(3)盐:由金属离子(包括NH4+)和酸根离子组成的化合物。
注意:金属氮化物(Na3N)、金属氢化物(NaH)不属盐类。
盐
正盐
酸式盐
碱式盐
复盐
络盐
:酸跟碱完全中和的产物。
:酸中的氢部分被中和的产物。
:碱中的氢氧根离子部分被中和的产物。
:电离时有一种酸根离子和两种或两种以上金属离子的盐
:电离时有络离子生成的盐。
十种成盐方式:
金属
非金属
碱性氧化物
酸性氧化物
碱
酸
盐
盐
盐
讨论1:写出生成MgCl2的不同方式的化学方程式。
讨论2:受热分解的盐有哪些?
硝酸盐、铵盐、碳酸盐、碳酸氢盐,银盐见光易分解
补充:
盐:硝酸盐钾钠铵外加磷酸二氢与醋酸盐易溶解于水
SO42-:难溶钡铅盐,微溶钙银盐
Cl-:难溶银盐
CO32-、SO32-、HPO42-、PO43-:可溶只有钾钠铵盐
难电离物:
弱酸:H2CO3、H2SO3、H2S、H3PO4、HF、HClO、HCN
有机酸(如:CH3COOH、HCOOH、H2C2O4)等。
酸:硅酸
碱:钾钠钡氨溶于水 钙碱微溶 其余难溶
难溶物:
弱酸、弱碱和水(络合物)
弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2等。
(4)氧化物:
氧化物
普通氧化物
特殊氧化物
不成盐氧化物
成盐氧化物
酸性氧化物
碱性氧化物
两性氧化物
酸性氧化物 碱性氧化物 两性氧化物
定义
说明
性质
与碱反应生成盐和水
的氧化物
B.属于酸
酐,但酸酐并不都是氧化
物,如乙酸酐。
A.不一定都是非金属氧化
物,如Mn2O7
A.多数溶于水且与水化合
成酸
B.同定义
C. + 碱性氧化物盐
与酸反应生成盐和
水的氧化物
一定是金属氧化物,
但金属氧化物不一
定是碱性氧化物。
A.少数溶于水且与水
化合成碱
B.同定义
C. + 酸性氧化物盐
既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应
生成盐和水的氧化物。
如:Al2O3、ZnO等
A.难溶于水
C.同定义
分子由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物
(5)氢化物
非金属气态氢化物
金属固态氢化物
讨论:下列说法正确的是( )
A.Na2O2是碱性氧化物
B.与水反应生成酸的氧化物一定是该酸的酸酐
C.酸性氧化物均可与碱溶液起反应
D.某氧化物既能与酸反应,又能与碱反应故它一定属于两性氧化物
C
三、物质的性质与变化
讨论:(2022·湖南卷)化学促进了科技进步和社会发展,下列叙述中没有涉及化学变化的是
A.《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”
B.利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱
C.科学家成功将CO2转化为淀粉或葡萄糖
D.北京冬奥会场馆使用CO2跨临界直冷制冰
讨论:分馏、干馏、风化、裂化、渗析、盐析、电解、电泳分别属于什么变化?
常见物理变化:三态变化、金属导电、蒸馏、分馏、挥发、蒸发、
升华、渗析、盐析、吸附、胶体聚沉、电泳、焰色反应等。
常见化学变化:风化、硫化、老化、油脂硬化、钝化、硝化、炭化、
裂化、裂解、干馏、燃烧、金属腐蚀、电解、电镀、变性、
同素异形体的转化等。
渗析:把混有离子或分子杂质的胶体装入半透膜袋,并浸入溶剂中,
使离子或分子从胶体里分离出去的操作。
渗析可用于净化、精制胶体。
考纲解读:了解浊液、溶液和胶体都是常见分散系。
1、胶体:分散质粒子在1nm~100nm的分散系。
2、胶体的重要性质
(1)丁达尔现象
:由于胶体微粒对光线的散射而形成的现象。
丁达尔现象可用于鉴别胶体和溶液。
(2)布朗运动:在胶体中胶粒不断进行的无规则运动。
四、胶体
分散系对比
分散系:由分散质与分散剂组成的混合物。
溶液
胶体
浊液
带正电荷的胶体微粒:金属氢氧化物、金属氧化物
如:Fe(OH)3、Al(OH)3等。
带负电荷的胶体微粒:非金属氧化物、金属硫化物
如:硅酸、As2S3、CuS等。
胶粒带有电荷、布朗运动是胶体相对稳定的原因。
胶体微粒带有电荷,但胶体是呈电中性的。
常见胶体微粒的带电情况:
(4)聚沉:使胶粒聚集成较大颗粒而沉降的过程。
使胶粒聚沉的主要方法:
① 加入少量电解质;
③ 加热。
② 两种相反电荷的胶体,以适当比例相混合;
(3)电泳现象
电泳:在外加电场作用下胶体微粒在分散剂里向阴或阳极作定向移动的现象。
电泳不能用于鉴别胶体和溶液。
3、胶体的制备
常见的胶体有:墨汁、碳素墨水、淀粉溶液等
胶体中
分散质
悬浮颗粒
分散
物理法:分散法
Fe(OH)3胶体的制备----水解法
FeCl3 + 3H2O △ Fe(OH)3(胶体)+3HCl
红褐色
化学法
:溶质分子聚合成胶粒
4、胶体的应用
① 浑浊的井水中加入少量石灰能使水变澄清;
② 豆浆里加盐卤(MgCl2·6H2O)或石膏
(CaSO4·2H2O)溶液使之凝聚成豆腐;
③ 在江河与海的交汇处形成的沙洲。
④ 不同种类的墨水混合使用时有沉淀产生,使墨水失效。
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