内容正文:
第1讲 物质的组成、性质和转化
课标
指引 1.认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2.同类物质具有相似的性质,一定条件下各类物质可以相互转化。
3.认识胶体是一种常见的分散系。
三年
高考
命题
分析 1.命题特点
基础性:重点考查物质分类标准(纯净物与混合物,单质与化合物,氧化物、酸、碱与盐等)及转化关系。
情境化:结合生活、传统文化、科技素材(如垃圾分类、矿物转化、环境治理),分析物质的性质及反应路径。
2.命题趋势:基于日常生活和传统文化,紧扣“结构决定性质”的核心思想,突出化学模型在解决实际问题中的应用。
考点一 物质的组成与分类
必备知识•梳理
一、根据物质的组成和性质分类
1.物质的组成
(1)元素的两种存在形态
请将下列物质的序号填到相应的横线上:
①氧气,②铜,
③二氧化硅,
④H2SO3,
⑤小苏打,⑥氦气。
②
①
⑥
③
④
⑤
(2)同素异形体
氧气和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体,都是由氧元素形成的性质不同的单质,大部分同素异形体之间的转化__________ (填“是”或“不是”,下同)化学变化,__________氧化还原反应。磷元素的同素异形体有__________、__________等。
是
不是
白磷
红磷
考题链接
1.判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(2024·贵州卷节选)我国科学家首次合成了化合物[K(2,2,2-crypt)]5 [K@Au12Sb20],其阴离子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图),具有与富勒烯C60相似的高对称性。全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体。
( )
×
2.(2023·全国甲卷节选)如图所示的几种碳单质,它们互为___________。
同素异形体
2.物质的分类
(1)树状分类法
将下列物质的序号填到图中相应的横线上:①水银,②明矾,③苏打,④氧化铁,⑤饱和食盐水,⑥淀粉溶液,⑦Fe(OH)2,⑧泥水,⑨H2SO3。
①
⑨
⑦
②③
④
⑤
⑥
⑧
(2)交叉分类法
对同一物质用多个标准从不同角度进行分类,物质类别之间有部分交叉,同一物质可同时分属不同的类别。
钠盐
钾盐
硫酸盐
碳酸盐
(3)氧化物及其分类
将下列氧化物从元素的组成和物质的性质角度进行分类,并与指定类别连线。
能与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物;能与酸反应生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物;既能与酸反应,又能与碱反应的氧化物称为两性氧化物。
二、分散系及其分类
1.分散系
(1)定义及组成
粒子
混合物
粒子
(2)分类
根据分散质粒子的直径大小将分散系分为溶液、胶体、乳浊液或悬浊液,可用下图直观地表示:
溶液
胶体
乳浊液或悬浊液
2.胶体的核心性质
性质 实验现象 关注点
丁达尔
效应 用红色激光笔照射胶体,在与光束__________的方向观察,可看到一条光亮的“通路” 区分溶液和胶体的常用方法
吸附
性能 胶体可使含有悬浮颗粒的浑浊水变__________ 胶体吸附水中悬浮颗粒而聚沉,该过程发生物理变化
垂直
澄清
辨析明理
判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2025·湖北卷)合成高分子是通过聚合反应得到的一类纯净物。( )
(2)(2025·湖北卷)胶体粒子对光线散射产生丁达尔效应。( )
(3)(2025·江苏卷)硫黄有S2、S2-、S4等多种同素异形体。( )
(4)(2023·天津卷)“长征七号”采用了液氧煤油发动机,煤油是混合物。( )
(5)纳米材料的颗粒尺寸通常为1~100 nm,故纳米材料具有丁达尔效应。
( )
(6)铜铟硫(CuInS2)量子点是纳米级的半导体材料,属于胶体。( )
×
√
×
√
×
×
关键能力•提升
命题角度1 物质的组成与分类
1.(2025·湖南卷)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是( )
A.高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件
B.金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层
C.超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料
D.超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉”
A
解析:金属材料包括纯金属及其合金,选项中的不锈钢是合金,属于金属材料,A正确;金刚石是一种碳单质,金刚石薄膜属于无机非金属材料,B错误;玄武岩纤维属于无机非金属材料,C错误;玻璃纤维属于无机非金属材料,D错误。
2.(2025·湖南三模)材料在科技发展中发挥着关键性作用,下列说法错误的是( )
A.祝融号火星车使用的热控保温材料纳米二氧化硅气凝胶胶体可产生丁达尔效应
B.神舟十九号飞船的碳纤维操纵杆具有质量轻的特点,碳纤维与金刚石互为同分异构体
C.嫦娥六号在月球上展示的玄武岩纤维国旗具有耐受高真空、强剂量紫外辐照条件的特点
D.天问一号返回舱减速伞的主承力结构使用的芳纶纤维属于有机高分子材料
B
解析:纳米二氧化硅气凝胶属于胶体,具有丁达尔效应,A正确;碳纤维和金刚石不互为同分异构体(分子式相同而结构不同),B错误;玄武岩纤维属于无机非金属材料,具有耐受高真空和抗紫外辐照的特点,C正确;芳纶纤维是人工合成的有机高分子材料,具有高强度等特性,D正确。
3.(2025·甘肃卷)下列爱国主义教育基地的藏品中,主要成分属于无机非金属材料的是( )
A.劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏)
B.红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏)
C.陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏)
D.谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏)
A
解析:劳动英雄模范碑的主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,A项符合题意;红军党员登记表纸张的主要成分属于有机高分子材料,B项不符合题意;陕甘红军兵工厂铁工具的主要成分属于金属材料,C项不符合题意;谢觉哉使用过的皮箱的主要成分属于有机高分子材料,D项不符合题意。
命题角度2 Fe(OH)3胶体的制备
4.Fe(OH)3胶体的制备方法:向40 mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热。
(1)实验原理:化学方程式为____________________________________。
(2)问题讨论
①可以利用____________________证明Fe(OH)3胶体已经制成。
②可以利用__________的方法来提纯Fe(OH)3胶体。
③在制备Fe(OH)3胶体的过程中,加热时间过长会出现浑浊,其原因可能是______________________________。
FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl
丁达尔效应
渗析
加热使Fe(OH)3胶体发生聚沉
考点二 物质的性质及转化
必备知识•梳理
1.多角度认识物质的变化
(1)从宏观角度认识物理变化和化学变化
高中教材中重要的物质变化:①焰色试验,②煤的干馏,③煤的气化和液化,④石油的分馏,⑤小苏打受热分解,⑥纯碱的水解,⑦蛋白质的变性,⑧蛋白质的盐析,⑨苯酚的显色反应,⑩氧气和臭氧的相互转化,⑪CuSO4·5H2O的脱水,⑫活性炭吸附。
其中,属于物理变化的是____________________(填序号,下同),属于化学变化的是______________________。
①④⑧⑫
②③⑤⑥⑦⑨⑩⑪
(2)从微观角度认识物理变化和化学变化
断裂
形成
2.不同类别物质的转化关系
(1)金属及其化合物的转化
符合上述转化关系的常见金属有Na、K、Ca、Ba等,但Mg、Fe、Al、Cu等不符合上述转化关系。
(2)非金属及其化合物的转化
符合上述转化关系的常见非金属有C、S、P等,但N、Si等不符合上述转化关系。
教材链接
根据上述转化模型,体会由金属单质到盐、非金属单质到盐的转化关系:
(1)从物质的性质角度分类,CaO属于_________氧化物,CO2属于_________氧化物。
(2)步骤③中加入的试剂可以是____________(填化学式)。
(3)分别写出步骤②、⑥的化学方程式:______________________________、
___________________________________。
碱性
酸性
H2SO4
CaO+H2O══Ca(OH)2
H2CO3+Ca(OH)2══CaCO3↓+2H2O
辨析明理
判断正误:对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2025·广东卷)光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换,涉及物理变化。( )
(2)(2024·浙江6月选考卷)煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程。( )
(3)(2024·广东卷)加热FeCl3的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系。( )
(4)(2024·北京卷)从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化。
( )
√
×
×
×
关键能力•提升
命题角度 物质的性质与转化
1.(2025·黑吉辽蒙卷)东北三省及内蒙古资源丰富,下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是( )
A.石灰石煅烧 B.磁铁矿炼铁
C.煤的液化 D.石油分馏
D
解析:石灰石煅烧过程中发生分解反应:CaCO3 CaO+CO2↑,属于化学变化,A项不符合题意;磁铁矿(主要成分是Fe3O4)炼铁是利用CO还原Fe3O4: Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2,属于化学变化,B项不符合题意;煤的液化分为直接液化和间接液化,将煤转化为液体燃料,属于化学变化,C项不符合题意;石油分馏是利用沸点不同将石油分离得到不同成分(汽油、煤油等),属于物理变化,D项符合题意。
2.(2023·湖南卷)中华文化源远流长,化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是( )
A.青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金
B.长沙走马楼出土的竹木简牍主要成分是纤维素
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及化学变化
D.铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料,经高温烧结而成
C
解析:“四羊方尊”由青铜制成,在当时铜的冶炼方法还不成熟,铜中常含有一些杂质,因此青铜属于合金,A正确;竹木简牍由竹片、木片等原料制成,竹片、木片的主要成分为纤维素,B正确;蔡伦用碱液蒸煮制浆法造纸,原料在碱性环境下发生反应,该过程涉及化学变化,C错误;陶瓷是利用黏土在高温下烧结定型而成,D正确。
3.(2024·安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是( )
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
D
解析:Cl2与水反应生成HClO和HCl,无法直接生成NaClO,A错误;SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸,B错误;氧化铁与水不反应,不能生成氢氧化铁,C错误;CO2与水反应生成碳酸,碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙不稳定,能分解生成二氧化碳气体,D正确。
能力提升
题组1 教材习题改编
1.(必修第一册·P13,T5改编)现有Zn、BaCl2、NaOH、KClO3、CuCl2、Na2SO4、Na2O、H2O、H2SO4等物质,下列有关说法不正确的是( )
A.从物质类别角度看,上述物质包含单质、酸、碱、盐、氧化物等
B.Zn可与CuCl2、H2SO4发生置换反应
C.BaCl2可与Na2SO4、H2SO4发生复分解反应
D.Na2O与H2SO4发生化合反应可生成Na2SO4
D
解析:Na2O与H2SO4发生反应生成Na2SO4和H2O,该反应不是化合反应,D错误。
2.(必修第一册·P13,T8改编)许多食品包装袋中常有一个小纸袋,内盛白色固体物质,标有“干燥剂”字样,其主要成分为生石灰。下列说法不正确的是
( )
A.生石灰属于碱性氧化物
B.生石灰作干燥剂的原理是CaO+H2O══Ca(OH)2
D.实验室可利用生石灰与稀氨水快速制取少量NH3
D
解析:NH3极易溶于水,实验室可利用生石灰与浓氨水快速制取少量NH3,不能用稀氨水来制取NH3,D错误。
题组2 高考真题集训
3.(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
D
解析:“石胆能化铁为铜”指的是铁可以与硫酸铜发生置换反应生成铜,发生了化学变化,A不符合题意;工业上利用“侯氏联合制碱法”制备纯碱,二氧化碳、氨气、氯化钠和水发生反应生成的碳酸氢钠经加热后分解生成碳酸钠,发生了化学变化,B不符合题意;CO2转化为淀粉或葡萄糖,有新物质生成,发生了化学变化,C不符合题意;使用CO2跨临界直冷制冰,没有新物质生成,只发生了物理变化,D符合题意。
4.(2025·陕晋青宁卷)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是( )
A.“C919”大飞机用的氮化硅涂层
B.“梦想”号钻探船钻头用的合金
C.“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层
D.“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜
B
解析:氮化硅属于新型无机非金属材料,A不符合题意;合金属于金属材料,B符合题意;聚酰亚胺是有机高分子材料,不属于金属材料,C不符合题意;反渗透膜通常由高分子聚合物制成,D不符合题意。
5.(2025·湖北卷)下列与生活相关的叙述中,不涉及化学变化的是( )
A.干冰升华助力舞台云雾形成
B.珍珠遇酸后失去光泽
C.加酶洗衣粉清洗蛋白质污渍
D.植物油久置氧化变质
A
解析:干冰升华仅为状态变化,无新物质生成,属于物理变化,A符合题意;珍珠的主要成分是CaCO3,与酸反应生成CO2等,属于化学变化,B不符合题意;酶催化蛋白质水解为氨基酸,破坏原有结构,生成新物质,C不符合题意;植物油氧化变质后生成新物质,属于化学变化,D不符合题意。
6.(2025·广西卷)大国重器是国之底气。下列关于我国的国之重器叙述正确的是( )
A.“朱雀二号”运载火箭所用燃料液氧甲烷属于纯净物
B.“中国天眼”的防腐膜所用聚苯乙烯的单体是苯乙烯
C.“LNG船”的液罐所用不锈钢中含量最高的元素是镍
D.“嫦娥六号”所用太阳能电池是将化学能转化为电能
B
解析:液氧甲烷含有O2和CH4,属于混合物,A错误;聚苯乙烯由苯乙烯通过加聚反应生成,因此聚苯乙烯的单体是苯乙烯,B正确;不锈钢中含量最高的元素是铁,镍是合金元素,其含量远低于铁,C错误;太阳能电池直接将光能转化为电能,不是将化学能转化为电能,D错误。
转化模型:金属单质碱性氧化物碱盐
例如,NaNa2ONaOHNa2SO4
转化模型:非金属单质酸性氧化物酸盐
例如,SSO2H2SO3Na2SO3
CaCaOCa(OH)2CaSO4
CCO2H2CO3CaCO3
C.生石灰可实现转化:CaOCa(OH)2CaCO3
$