内容正文:
第一章 化学基本概念
第1讲 物质的组成、性质和转化
优化探究
大单元一 化学基本概念与化学实验基础
[导航·复习目标] 1.能根据物质的组成和性质对物质进行分类。
2.能从物质类别的视角理解酸、碱、盐、氧化物的性质及转化规律。
3.理解物理变化与化学变化的区别与联系。4.认识胶体是一种常见的分散系,能举例说明胶体的典型特征。
考点一 物质的组成与分类
考点二 物质的性质与转化
练真题 明考向
考点三 分散系 胶体
3
考点一 物质的组成与分类
梳理 必备知识
1.物质的组成
(1)元素、物质及微粒间的关系
游离
原子
分子
化合
原子
分子
离子
(2)同素异形体
①下列关于同素异形体的说法正确的是 (填字母)。
a.由同一种元素形成的几种性质不同的单质叫这种元素的同素异形体
b.形成方式:原子个数不同、原子排列方式不同
c.物理性质不同,化学性质有差异
d.同素异形体之间在一定条件下可以相互转化,这种转化是化学变化
②常见元素的同素异形体
氧元素: ;碳元素: ;
磷元素: 。
abcd
O2、O3
金刚石、石墨、C60
白磷、红磷
2.纯净物和混合物
纯净物:由一种物质组成的物质。
混合物:由两种或两种以上物质组成的物质。
[问题思考]
现有下列物质:
①冰水混合物 ②爆鸣气 ③铝热剂 ④普通玻璃 ⑤水玻璃
⑥有机玻璃 ⑦漂白粉 ⑧TNT ⑨H2SO4 ⑩含氧40%的氧化镁
⑪花生油 ⑫福尔马林 ⑬密封保存的NO2气体 ⑭CuSO4·5H2O
⑮液氯 ⑯王水 ⑰KAl(SO4)2·12H2O ⑱分子式为C5H10的烃
⑲分子式为C7H8的芳香烃
其中一定为纯净物的是 (填序号,下同);一定为混合物的是 ;可能是纯净物,也可能是混合物的是 。
①⑧⑨⑩⑭⑮⑰⑲
②③④⑤⑥⑦⑪⑫⑬⑯
⑱
3.物质的分类
在化学上常用的分类方法有 分类法和 分类法。
树状
交叉
(1)树状分类法——对同类事物按照某种属性进行分类。
[问题思考]
请把下列物质的序号填写到下图的横线上:
①硫黄 ②冰醋酸 ③苛性钠 ④胆矾 ⑤小苏打 ⑥氧化钠
⑦Fe(OH)3 ⑧NaCl溶液 ⑨H2SO3 ⑩淀粉溶液 ⑪泥水 ⑫O2
①⑫
②⑨
③⑦
④⑤
⑥
⑧
⑩
⑪
(2)交叉分类法——从不同的角度对物质进行分类。
[问题思考]
①盐的交叉分类
②氧化物的交叉分类
■ 易错易混
1.某物质仅含有一种元素,则该物质一定是单质。( )
2.Al、NaCl、SiO2、H2SO4都可称为分子式。( )
3.白磷和红磷、CO和CO2均互为同分异构体。( )
4.NO2、SO2都能与NaOH溶液反应生成盐和水,二者均为酸性氧化物。( )
5.Na2O2、Na2O都能与水反应生成NaOH,二者均为碱性氧化物。( )
6.SiO2既能与NaOH溶液反应,又能与氢氟酸反应,因此SiO2是两性氧化物。( )
×
×
×
×
×
×
7.碱性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。( )
8.酸性氧化物不一定是非金属氧化物;非金属氧化物也不一定是酸性氧化物。( )
9.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。( )
10.溶于水生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物;溶于水生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物。( )
√
√
√
√
提升 关键能力
考向一 依据“标准”对物质分类
1.对下列物质分类,并完善表格内容(填序号)。
①HNO3 ②H2S ③H3PO4 ④HCl ⑤H2SO4 ⑥HF ⑦NaOH
⑧NH3·H2O ⑨Cu(OH)2 ⑩BaSO4 ⑪NaHCO3 ⑫Cu2(OH)2CO3
⑬FeSO4·H2O
物质 分类依据 物质类别 实例
酸 根据酸根离子是否含氧元素 含氧酸
无氧酸
根据电离出H+的个数 一元酸
二元酸
多元酸
根据电离程度 强酸
弱酸
根据沸点高低 高沸点酸
低沸点酸
①③⑤
②④⑥
①④⑥
②⑤
③
①④⑤
②③⑥
③⑤
①②④⑥
物质 分类依据 物质类别 实例
碱 根据电离程度 强碱
弱碱
根据水溶性 可溶性碱
难溶性碱
盐 根据中和反应进行的程度 正盐
酸式盐
碱式盐
根据溶解性 易溶性盐
难溶性盐
⑦
⑧⑨
⑦⑧
⑨
⑩⑬
⑪
⑫
⑪⑬
⑩⑫
考向二 物质组成、类别和包含关系的判断
2.(2026·北京高三上阶段练习)云南有很多非物质文化遗产,下列制作技艺的代表作的主要材料不属于有机物的是( )
A.傣族剪纸 B.云南斑铜
C.镇南月琴 D.苗族芦笙
B
解析:A.傣族剪纸的主要成分是纤维素,属于有机物,A不符合题意;B.云南斑铜的主要材料是铜合金,属于无机物,B符合题意;C.镇南月琴的主要材料是木材和竹子,主要成分为纤维素,属于有机物,C不符合题意;D.苗族芦笙的主要材料是竹子,成分为纤维素,属于有机物,D不符合题意。
3.分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法,某同学用如表所示的形式对所学知识进行分类,其中甲与乙、丙、丁、戊是包含关系。
序号 甲 乙、丙、丁、戊
① 常见干燥剂 浓硫酸、石灰石、碱石灰、五氧化二磷
② 常见合金 不锈钢、青铜、硬铝、生铁
③ 基本营养物质 油脂、蛋白质、纤维素、无机盐
④ 腐蚀品 盐酸、浓硫酸、烧碱、硝酸
⑤ 碱性氧化物 过氧化钠、氧化镁、氧化铝、氧化钙
⑥ 弱电解质 次氯酸、一水合氨、水、醋酸
正确的组合是( )
A.①② B.④⑤⑥
C.②④⑥ D.①⑤⑥
C
解析:①中,石灰石不具备吸水性,不能用作干燥剂;③中,纤维素不能被人体吸收,不属于营养物质;⑤中,过氧化钠不是碱性氧化物,氧化铝是两性氧化物。
考点二 物质的性质与转化
梳理 必备知识
1.物理变化与化学变化的比较
物理变化 化学变化
宏观
实质 只有化学键的断裂或形成,或两者均没有发生 有旧化学键断裂,同时有新化学键形成的变化,本质是原子的重新组合
关系 化学变化中 伴随着物理变化,但物理变化过程中一般没有化学变化
没有新物质生成
有新物质生成
一定
[问题思考]
通过对比物理变化和化学变化的不同,回答下列问题:
①石油的分馏 ②煤的干馏 ③钠的焰色试验 ④碘的升华
⑤氯化铵分解 ⑥蛋白质的变性 ⑦蛋白质的显色反应 ⑧电解食盐水
⑨NaOH的潮解 ⑩冰的融化 ⑪FeCl3的水解 ⑫石油的裂化、裂解 ⑬蛋白质的盐析 ⑭食物的缓慢氧化
⑮同素异形体间的转化
其中属于物理变化的是 (填序号,下同);属于化学变化的是 。
①③④⑨⑩⑬
②⑤⑥⑦⑧⑪⑫⑭⑮
常见的易混淆物质变化
(1)化学变化:结晶水合物的脱水、同素异形体间的转化、蛋白质的变性、电解、水解、石油的裂化与裂解以及煤的干馏、气化和液化等。
(2)物理变化:焰色试验、活性炭的吸附、盐析、蒸馏、升华、潮解等。
(3)核反应:既不是物理变化,也不是化学变化。
(4)同一名称两种变化
① 导电 自由电子导电 发生物理变化
自由离子导电 发生化学变化
② 爆炸 物理爆炸 如轮胎爆炸
化学爆炸 如炸药爆炸
③ 升华 物理升华 如碘、干冰升华
化学升华(假升华) 氯化铵升华
④ 汽(气)化 物理汽化 如液氨汽化
化学气化 如煤的气化
⑤ 液化 物理液化 如氯气液化
化学液化 如煤的液化
2.酸、碱、盐的性质
(1)酸的通性
①与活泼金属反应,②与碱性氧化物反应,③与碱反应,④与某些盐反应。
说明:从微观角度来看,不同的酸溶液中都含有 ,故酸的化学通性都由 体现。
(2)碱的通性
①与酸反应,②与酸性氧化物反应,③与某些盐反应。
说明:从微观角度来看,不同的碱溶液中都含有 ,故碱的化学通性都由 体现。
H+
H+
OH-
OH-
(3)盐的性质(以CuSO4为例)
①与碱反应(如氢氧化钡溶液),②与某些盐反应(如氯化钡溶液),③与某些活泼金属反应(如Fe)。
说明:从微观角度来看,不同的硫酸盐溶液中都含有 ,发生复分解反应时,硫酸盐的化学通性由 体现。
S
S
4.物质转化的应用——物质制备方法的选择
(1)确定物质制备方法的依据
①物质的组成和性质;②物质之间的转化关系。
(2)工业生产中最适当方法的选择
×
√
×
√
(2)工业上制取NaOH
①不采用Na2O与H2O反应的原因为 。
②主要采用的方法是 。
③过去曾采用纯碱和消石灰的反应制取NaOH,写出反应的化学方程式:
。
Na2O作为原料,来源少、成本高
电解饱和食盐水
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
■ 易错易混
1.焰色试验、碘的升华都是化学变化。( )
2.12C转化成13C、石墨转化为金刚石、α-放射都属于化学变化。( )
3.用NH4Cl溶液除铁锈是化学变化,食盐水导电是物理变化。( )
4.碳在足量氧气中燃烧生成CO2,故硫在足量氧气中燃烧生成SO3。( )
5.酸性氧化物都能与水反应生成相应的酸。( )
×
×
×
×
×
×
提升 关键能力
考向一 物质变化的判断
1.(2026·湖北武汉模拟)化学与生产、生活密切相关。下列过程不涉及化学变化的是( )
A.混凝剂硫酸铝净水
B.生产人造奶油
C.石油分馏提炼汽油
D.碘酒处理伤口
C
解析:A项,硫酸铝净水是因Al3+水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有较大的表面积,吸附性较强,能吸附水中悬浮物等杂质,Al3+的水解涉及化学变化,A不符合题意;B项,生产人造奶油是油脂的氢化过程,生成新物质,是化学变化,B不符合题意;C项,石油分馏提炼汽油是利用各组分的沸点不同进行分离的方法,是物理变化,不涉及化学变化,C符合题意;D项,碘酒处理伤口,利用了单质碘的氧化性及酒精能使蛋白质变性的原理,二者均是化学变化,D不符合题意。
2.(2026·广东深圳模拟)我国古书《天工开物》中记载了以竹子制造竹纸的方法,其步骤大致有以下几步:①斩竹漂塘(杀青) ②煮楻足火 ③舂臼 ④荡料入帘 ⑤覆帘压纸 ⑥透火焙干。其中未涉及化学变化的是( )
A.③④⑤ B.②③④
C.①②③ D.②⑤⑥
A
解析:①斩竹漂塘(杀青):竹子浸泡时,微生物分解有机物生成新物质,属于化学变化。②煮楻足火:竹子与石灰反应生成新物质,属于化学变化。③舂臼:仅通过物理方式捣烂竹子,未生成新物质,属于物理变化。④荡料入帘:竹料附于竹帘上是物理分离过程,无新物质生成。⑤覆帘压纸:湿纸叠积去水分是物理形态变化,无化学变化。⑥透火焙干:水分蒸发是物理变化,但高温可能使有机物分解。综上,③④⑤未涉及化学变化,故选A。
考向二 物质的转化
3.由单质到盐的转化关系可表示为
下述转化关系不正确的是( )
A
解析:镁能够在氧气中燃烧生成氧化镁,氧化镁溶于盐酸生成氯化镁,但氯化镁与硫酸钠不能发生复分解反应生成MgSO4,故A错误;常温下,钠能够与氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与乙酸反应生成乙酸钠,故B正确;碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸与氧化钠反应生成碳酸钠,故C正确;硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀,故D正确。
考点三 分散系 胶体
梳理 必备知识
1.分散系
(1)组成
分散质
分散剂
(2)分类
依据 分类
分散质粒子的直径大小
溶液
胶体
浊液
2.胶体
(1)依据分散剂状态分类
液溶胶
气溶胶
固溶胶
(2)性质及应用
溶液
胶体
电解质
加热、搅拌
3.Fe(OH)3胶体的制备
(1)具体操作:用烧杯取少量蒸馏水,加热至 ;向沸水中逐滴加入适量的 FeCl3溶液;继续煮沸至液体呈 色, 加热,即得Fe(OH)3胶体。
沸腾
饱和
红褐
停止
(2)制备原理: (用化学方程式表示)。
(3)Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是 (填字母)。
A.Fe(OH)3胶体分散质粒子的直径在1~100 nm之间
B.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.Fe(OH)3胶体是均一的分散系
D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
A
(4)问题讨论
①可以利用 证明Fe(OH)3胶体已经制成。
②在制备Fe(OH)3胶体时,某些同学没有按要求进行,结果没有观察到胶体产生,请预测现象并分析原因:甲同学在做实验时没有使用蒸馏水,而用自来水,结果会 ,其原因可能是_______________________
;乙同学在制备Fe(OH)3胶体时长时间加热,结果会
,原因可能是 。
丁达尔效应
生成红褐色沉淀
自来水中含有电解质,使
胶体发生聚沉
生成红褐色沉淀
长时间加热使胶体发生聚沉
4.三种分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质微粒成分 离子或小分子 大分子或离子集合体 巨大分子或离子集合体
分散质粒子直径大小
外观特征
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
均一、透明
均一、透明
不均一、不透明
分散系 溶液 胶体 浊液
稳定性 稳定 介稳定 不稳定
分散质能否透过滤纸或半透膜 均能 能透过滤纸,不能透过半透膜 均不能
鉴别
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置有沉淀或分层
■ 易错易混
1.胶体区别于其他分散系的特征是丁达尔效应。( )
2.利用丁达尔效应可区分蛋白质溶液和食盐水。( )
3.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可用作净水剂。( )
4.胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子带有电荷。( )
5.向浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体。( )
6.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA。( )
×
√
√
√
×
×
提升 关键能力
1.有两种分散系:①FeCl3溶液;②将饱和的FeCl3溶液加入沸水中,得到的红褐色液体。下列有关说法正确的是( )
A.分散质粒子直径:①>②
B.光束照射②时,在垂直光源的方向能看到光亮的“通路”
C.稳定性:①<②
D.①属于混合物,②属于纯净物
B
解析:胶体的分散质粒子直径大于溶液的分散质粒子直径,则分散质粒子直径:①<②,A错误;②中红褐色液体是胶体,光束照射②时,产生丁达尔效应,在垂直光源的方向能看到光亮的“通路”,B正确;溶液的稳定性强于胶体,则稳定性:①>②,C错误;溶液和胶体都是分散系,都是混合物,D错误。
2.(2026·福建福州期中)中国科学技术大学的钱逸泰教授等人以CCl4和金属钠为原料,在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末(直径约5 nm)。该成果发表在世界权威的科学杂志上,被科学界评价为“稻草变黄金”。下列说法错误的是( )
A.化学是一门具有创造性的科学
B.“稻草变黄金”的过程中元素种类没有变化
C.纳米级金刚石粉末(直径约5 nm)属于胶体
D.将该金刚石粉末分散到水中能产生丁达尔效应
C
解析:A项,以四氯化碳和金属钠为原料,在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末,说明化学是一门具有创造性的科学,故A正确;B项,由质量守恒定律可知,“稻草变黄金”的过程中元素种类没有变化,故B正确;C项,纳米级金刚石粉末(直径约5 nm)是成分唯一的纯净物,不属于胶体,故C错误;D项,将该金刚石粉末分散到水中所得分散系是胶体,能产生丁达尔效应,故D正确。
练真题 明考向
1.正误判断
(1)(2025·广东卷)使用MgCl2溶液点卤制豆腐,因为MgCl2使蛋白质盐析。( )
(2)(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。( )
(3)(2024·安徽卷)利用盐类水解制备Fe(OH)3胶体,所用试剂为饱和FeCl3溶液、蒸馏水,所用用品为烧杯、胶头滴管、石棉网、三脚架、酒精灯、火柴。( )
√
√
√
2.(2024·广东卷)龙是中华民族重要的精神象征和文化符号。下列与龙有关的历史文物中,主要材质为有机高分子的是( )
A B C D
红山玉龙 鎏金铁芯铜龙 云龙纹丝绸 云龙纹瓷瓶
C
解析:红山玉龙主要成分为SiO2和硅酸盐,属于无机非金属材料,A不符合题意;鎏金铁芯铜龙主要成分为Cu,属于金属材料,B不符合题意;云龙纹丝绸主要成分为蛋白质,属于有机高分子材料,C符合题意;云龙纹瓷瓶主要成分为硅酸盐,属于传统无机非金属材料,D不符合题意。
3.(2024·广东卷)“极地破冰”“太空养鱼”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是( )
A.“雪龙2”号破冰船极地科考:破冰过程中水发生了化学变化
B.大型液化天然气运输船成功建造:天然气液化过程中形成了新的化学键
C.嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时存在化学能转化为热能
D.神舟十八号乘组带着水和斑马鱼进入空间站进行科学实验:水的电子式为H∶O∶H
C
解析:破冰过程只改变了冰的形状,并没有生成新物质,未发生化学变化,A错误;天然气液化的过程是气态变为液态,是物理变化,无新的化学键形成,B错误;燃烧放热,是化学能转化为热能,C正确;水是共价
化合物,每个H原子都与O原子共用一对电子,电子式为 ,D
错误。
4.(2024·广东卷) 嘀嗒嘀嗒,时间都去哪儿了!计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是( )
A.制作日晷圆盘的石材,属于无机非金属材料
B.机械表中由钼、钴、镍、铬等元素组成的发条,其材质属于合金
C.基于石英晶体振荡特性计时的石英表,其中石英的成分为SiC
D.目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准,13555Cs的质子数为55
C
解析:制作日晷圆盘的石材主要为大理石,属于无机非金属材料,A正确;由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金,机械表中由钼、钴、镍、铬等元素组成的发条,其材质属于合金,B正确;基于石英晶体振荡特性计时的石英表,其中石英的主要成分为SiO2,C错误;目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准,13555Cs的质量数为135,质子数为55,D正确。
5.(2023·广东卷)建设美丽乡村,守护中华家园,衣食住行皆化学。下列说法正确的是( )
A.千家万户通光纤,光纤的主要材质为Si
B.乡村公路铺沥青,沥青属于天然无机材料
C.美容扮靓迎佳节,化妆品中的甘油难溶于水
D.均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解为葡萄糖
解析:光纤的主要材质为二氧化硅,A错误;沥青是由碳氢化合物及其金属衍生物组成的复杂混合物,属于有机材料,B错误;甘油易溶于水,C错误;淀粉水解的最终产物为葡萄糖,D正确。
D
3.不同类别的无机物之间的转化
(1)金属单质及其化合物的转化
金属单质碱性氧化物碱盐
如NaNa2ONaOHNa2SO4
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)非金属单质及其化合物的转化
非金属单质酸性氧化物酸盐
如SSO2H2SO3Na2SO3
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。
[问题思考]
(1)正误判断
①SiO2H2SiO3( )
②SO3H2SO4( )
③Fe2O3Fe(OH)3( )
④BaOBa(OH)2( )
6.CCOCO2Na2CO3转化中的反应类型依次为化合反应、置换反应、氧化还原反应。( )
A.MgMgOMgCl2MgSO4
B.NaNa2ONaOHCH3COONa
C.CCO2H2CO3Na2CO3
D.SSO2H2SO3CaSO3
$