2027届高三化学一轮复习讲义:物质的分类
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内容正文:
正确的方向+方法+坚持不懈的努力=目标成绩
2027届高三一轮复习:物质的分类
本课件是按个人理解整理,没有按教材次序排列,将必修选修部分知识点进行了融合。
知识点回顾:
共价化合物与离子化合物
一、元素、微粒及物质间的关系
1.宏观上物质是由元素组成的,微观上物质是由分子、原子或离子构成的。
①分子:保持物质化学性质的最小微粒。
②原子:化学变化中的最小微粒。
③离子:带电荷的原子或原子团。
④原子团:在许多化学反应里,作为一个整体参加反应,如同一个原子一样的原子集团。
2.元素与物质的关系
元素是组成物质的基本成分:由同种元素组成的纯净物属于单质,由不同种元素组成的纯净物属于化合物。
3.元素在物质中的存在形态
(1)游离态:元素以单质形式存在的状态。
(2)化合态:元素以化合物形式存在的状态。
4.同素异形体
(1)概念:同种元素形成的不同单质。
(2)形成方式
①原子个数不同,如O2和O3;
②原子排列方式不同,如金刚石和石墨。
(3)常见元素的同素异形体举例
氧元素:O2和O3;
碳元素:金刚石、石墨、C60、碳纳米管、石墨烯、石墨炔;
磷元素:红磷、白磷。
(4)性质差异
物理性质差别较大,化学性质相似,同素异形体之间的转化属于化学变化。
二、共价化合物与离子化合物
离子化合物(活泼金属+活泼非金属,特例铵盐)
(1)定义:由阳离子与阴离子构成的化合物称为离子化合物。
(2)常见离子化合物的物质类别
①活泼金属氧化物,如Na2O、Na2O2、MgO、Al2O3等。
②绝大多数盐,如NaCl、K2SO4、CaCO3、NH4HCO3等。
③强碱,如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
共价化合物(非金属+非金属,特例AlCl3)
(1)定义:由原子通过共价键构成的化合物称为共价化合物。
(2)常见共价化合物的物质类别
①酸,如HCl、HNO3、H2SO4等。
②非金属氧化物,如H2O、CO2、NO2、SO2等。
③非金属氢化物,如NH3、H2S等。
④大多数有机物,如CH4、C2H5OH、CCl4、CH3COOH等。
三、晶体类型的判断
依据构成粒子与粒子间作用力:共价晶体(原子—共价键)、分子晶体(分子—范德华力/氢键)、离子晶体(离子—离子键)、金属晶体(金属阳离子—金属键)。
常见误区:SiO₂ 中“不存在分子”,化学式 SiO₂ 不代表一个分子;不要把 SiO₂ 误判为分子晶体。
常见的共价晶体物质
(一)某些非金属单质
金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)、锗(Ge)等。注意:金刚石是碳的单质中唯一的共价晶体;
(二)某些非金属化合物
二氧化硅(SiO₂,石英、水晶、玛瑙主要成分)、碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si₃N₄)、氮化铝(AlN)等。
典型共价晶体的结构与键数计算
(一)金刚石
● 空间结构:每个碳原子与周围 4 个碳原子以共价键结合,形成正四面体结构,向空间无限伸展成网状。
● 碳原子采用 sp³ 杂化,键角为 109°28′。
● 最小碳环由 6 个碳原子组成(并非平面正六边形)。
● 键数计算:每个碳原子与 4 个碳原子成键,每条 C—C 键被 2 个碳原子共用,故 1 mol 金刚石含 2 mol C—C 键。
(二)晶体硅
结构同金刚石(Si 原子 sp³ 杂化,正四面体网状结构)。1 mol 晶体硅含 2 mol Si—Si 键。
(三)二氧化硅
● 每个 Si 原子与 4 个 O 原子形成 4 个共价键,每个 O 原子与 2 个 Si 原子相结合,硅、氧原子个数比为 1∶2,向空间伸展成三维骨架。
● 最小环为 12 元环(含 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子)。
● 键数计算:每个 Si 原子周围有 4 个完整的 Si—O 键,且不与其他 Si 共用,故 1 mol SiO₂ 晶体含 4 mol Si—O 键。
(四)碳化硅(SiC)
结构与金刚石类似,Si、C 原子交替排列,sp³ 杂化。1 mol SiC 晶体含 4 mol Si—C 键。
(五)常见晶体键数速查表
晶体
空间结构
杂化方式
最小环
1 mol 晶体含键数
金刚石(C)
正四面体网状
sp³
6 元碳环(6个C)
2 mol C—C 键
晶体硅(Si)
正四面体网状
sp³
6 元环(6个Si)
2 mol Si—Si 键
二氧化硅(SiO₂)
硅氧四面体网状
sp³
12 元环(6Si+6O)
4 mol Si—O 键
碳化硅(SiC)
正四面体网状
sp³
6 元环(3Si+3C)
4 mol Si—C 键
(六)与其他晶体类型的区分要点
比较项
共价晶体
分子晶体
离子晶体
构成粒子
原子
分子
阴、阳离子
粒子间作用
共价键
范德华力(或氢键)
离子键
熔沸点/硬度
很高/很大
较低/较小
较高/较大
导电性
一般不导电(半导体除外)
不导电
熔融或溶于水导电
实例
金刚石、SiO₂、SiC
干冰、冰、I₂
NaCl、CaO
四、化学键
化学键是指相邻原子(或离子)之间强烈的相互作用,它决定了物质的构成微粒及微粒间的结合方式。
(一)化学键的分类
● 离子键:阴、阳离子之间的静电作用。
● 共价键:原子间通过共用电子对形成的相互作用。
● 金属键:金属阳离子与自由电子之间的作用。
(二)判断总纲
判断一个物质“由哪个微粒构成、含什么化学键”,应抓住两条主线:
● 看构成微粒:是分子、原子,还是离子,或是金属阳离子与自由电子。
● 看微粒间作用力:是离子键、共价键,还是金属键。
离子键
(一)概念与要点
● 定义:带相反电荷的离子之间的静电作用。
● 成键粒子:阴离子、阳离子。
● 成键本质:阴、阳离子间的静电作用(静电引力与斥力的平衡)。
● 特征:无方向性、无饱和性(离子的电荷分布是球形对称的,可向各个方向吸引异号离子)。
(二)形成条件
● 活泼金属(如 Na、K、Ca、Mg)与活泼非金属(如 Cl、Br、O、S)之间,易发生电子得失形成离子键。
● 含铵根离子(NH₄⁺)的盐,如 NH₄Cl、NH₄NO₃。
● 带正、负电荷的原子团之间,如 NaOH、Mg(NO₃)₂ 等。
关键点:含离子键的物质一定是离子化合物;但离子化合物中除离子键外,还可能含有共价键(如 NaOH、Na₂O₂、NH₄Cl)。
共价键
(一)概念与要点
● 定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
● 成键粒子:原子(共用电子对)。
● 成键本质:共用电子对在成键原子间形成的电子云重叠。
● 特征:具有方向性、具有饱和性(每个原子能形成的共价键数目有限,且按一定方向成键)。
(二)按共用电子对的偏移分类
● 非极性键:同种元素原子形成的共价键,共用电子对不发生偏移,成键原子不显电性。实例:H₂、N₂、O₂、Cl₂。
● 极性键:不同种元素原子形成的共价键,共用电子对发生偏移,偏向吸引电子能力强(电负性大)的一方。实例:HCl、H₂O、CO₂。
(三)按共用电子对数目分类
● 单键:如 C—H、H—O。
● 双键:如 C=O、N=O。
● 三键:如 N≡N。
金属键
(一)概念与要点
● 定义:金属阳离子与自由电子之间的相互作用。
● 成键粒子:金属阳离子、自由电子。
● 特征:无方向性、无饱和性。
(二)对金属性质的解释
● 导电性、导热性:自由电子在金属阳离子间可自由流动。
● 延展性:金属受外力时原子层滑动,金属键并未断裂。
五、常见物质的化学键与微粒构成速查表
物质
构成微粒
化学键类型
化合物类型
NaCl
离子
离子键
离子化合物
Na₂O₂
离子
离子键+非极性共价键
离子化合物
NaOH
离子
离子键+极性共价键
离子化合物
NH₄Cl
离子
离子键+极性共价键
离子化合物
H₂O
分子
极性共价键
共价化合物
CO₂
分子
极性共价键
共价化合物
H₂O₂
分子
极性+非极性共价键
共价化合物
N₂
分子
非极性共价键
非金属单质
Cl₂
分子
非极性共价键
非金属单质
金刚石、晶体硅
原子
非极性共价键
非金属单质
SiO₂
原子
极性共价键
共价化合物
Fe
金属阳离子+自由电子
金属键
金属单质
六、重要考点与易错点
(一)易混易错归纳
● 含共价键的离子化合物:NaOH、Na₂O₂、NH₄Cl、Na₂CO₃、Na₂SO₄ 等。其中 Na₂O₂ 含非极性共价键(O—O),NaOH、NH₄Cl、Na₂CO₃ 含极性共价键。
● 稀有气体(He、Ne、Ar)为单原子分子,分子内不含化学键。
● 单质分子内只可能含非极性键(同种原子间不能形成极性键)。化合物中也可能含非极性键,如 H₂O₂、Na₂O₂。
● 化学键(离子键、共价键、金属键)是原子或离子间的作用力,区别于分子间作用力(范德华力)和氢键——后者不是化学键。
(二)化学键与分子间作用力的区别
比较项
化学键
分子间作用力(范德华力)
作用对象
分子内原子/离子间
分子与分子之间
作用强弱
较强(几十~几百 kJ/mol)
较弱(几~几十 kJ/mol)
是否影响化学性质
是
否
实例
离子键、共价键、金属键
液态、固态非金属单质及化合物分子间
典型例题:
例1.现有下列物质:①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2 ⑦NH4Cl
(1)只由离子键构成的物质是______________________________________。
(2)只由非金属元素组成的离子化合物是___________________________。
(3)属于离子化合物的物质是______________________________________。
(4)属于共价化合物的物质是______________________________________。
例2.下列物质中,含共价键的是( )
A.CH4 B.Na2O C.CaCl2 D.NaCl
例3.下列物质中含有共价键的离子化合物的是( )
A.H2 B.NH3 C.CaO D.NaOH
例4.下列关于化学键与化合物的叙述正确的是( )
A.离子化合物中一定含有金属元素 B.共价化合物中可能含有离子键
C.离子化合物中一定不含有共价键 D.离子化合物中一定含有离子键
例5.下列物质均属于含有极性共价键的离子化合物的是( )
A.MgCl2、Na2O B.NH4Cl、NaOH C.H2O2、NaF D.AlCl3、CH4
例6.下列关于NaHSO4的说法正确的是( )
A.因为NaHSO4是离子化合物,所以NaHSO4固体能够导电
B.NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是1∶1
C.NaHSO4固体熔化时破坏的化学键是离子键和共价键
D.NaHSO4固体溶于水时破坏的化学键是离子键和氢键
例7.Ⅰ.下列变化中:①干冰气化;②硝酸钾熔化;③KHSO4熔融;④硫酸溶于水;⑤蔗糖溶于水;⑥HI分解;⑦碘升华;⑧溴蒸气被木炭吸附。
(1)仅离子键被破坏的是_______(填序号,下同);仅共价键被破坏的是_______。
Ⅱ.有下列物质:①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2 ⑦NH4Cl
(2)属于共价化合物的是_______(填序号,下同),含极性键的离子化合物是_______。
(3)属于极性分子_______(填序号,下同);属于非极性分子_______。
例8.设 Nₐ 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 1 mol 金刚石与 1 mol 二氧化硅中含共价键的数目相等
B. 1 mol 白磷(P₄)中含 6Nₐ 个 P—P 键
C. 1 mol 晶体硅与 1 mol 碳化硅中含共价键的数目相等
D. 1 mol 二氧化碳中含 4Nₐ 个碳氧键
七、电子式的书写
电子式:在元素符号周围用“•”(小黑点)或“×”(叉号)表示原子或离子的最外层电子的式子叫做电子式。
常见物质电子式的书写:
氢原子、钠原子、氮原子、氯原子、镁离子Mg2+、氧离子
氢氧根离子、铵根离子
氯化镁、水、氮气、二氧化碳
次氯酸、氢氧化钠、过氧化钠。
(1)用电子式表示离子化合物的形成过程:
①连接号必须使用“―→”,不能用等号。
②左边写出原子的电子式,右边写出共价分子或离子化合物的电子式。
③书写离子化合物的形成过程时,左边用箭头标出原子间电子转移情况,右边构成离子化合物的每个离子的电子式都要单独写,不能合并,而且要符合相邻关系。
④离子的电子式要标离子所带的电荷数,阴离子的电子式要用[ ]表示。
⑤书写离子化合物的形成过程时要用弯箭头表示出电子的转移方向。
如用电子式表示MgCl2的形成过程:。
(2)用电子式表示共价化合物的形成过程
左边是原子的电子式,相同的原子可以合并,右边是共价化合物的电子式,但共价化合物中相同原子不能合并,中间用“―→”连接。
例9.用化学用语表达:
(1)Na2O2的电子式______________________________________,
N2H4的电子式为______________________________________。
(2)C2H2的结构式为______________________________________,
COS的结构式为______________________________________。
(3)用电子式表示下列过程:
①CaCl2的形成过程______________________________________。
②H2O2的形成过程______________________________________。
八、熔沸点比较
1.不同晶体类型熔沸点比较:
一般情况下,不同晶体类型的熔沸点高低规律为:共价晶体>离子晶体>分子晶体。
● 共价晶体:熔沸点很高(常在一千摄氏度以上,可达数千摄氏度)。
● 离子晶体:熔沸点较高(常在数百至数千摄氏度)。
● 分子晶体:熔沸点较低(多数在数百摄氏度以下,甚至很低)。
● 金属晶体:熔沸点跨度大,多数较高,但也有很低者(如汞常温下为液态),需结合金属键强弱具体分析。
2.共价晶体熔沸点比较:
共价晶体的熔沸点取决于共价键的强弱。结构相似时:原子半径越小 → 共价键键长越短 → 键能越大 → 破坏共价键所需能量越多 → 熔沸点越高。
● 实例:原子半径 C<Si,键长 C—C<C—Si<Si—Si,键能 C—C>C—Si>Si—Si,故熔沸点:金刚石>碳化硅(SiC)>晶体硅。
● 对比:金刚石与 SiO₂ 相比,C—C 键键能大于 Si—O 键,故金刚石熔沸点高于 SiO₂。
3.离子晶体熔沸点比较:
离子晶体的熔沸点主要取决于晶格能(离子键的强弱)。
结构相似、化学式中离子个数比相同时:离子所带电荷数越多、离子半径越小 → 晶格能越大 → 熔沸点越高。
● 实例:Mg²⁺ 电荷数多于 Na⁺,Mg²⁺、O²⁻ 半径小,故熔点 MgO>NaCl。
● 实例:阴离子半径 Cl⁻<Br⁻<I⁻,故熔点 NaCl>NaBr>NaI。
4.金属晶体熔沸点比较:
金属晶体的熔沸点取决于金属键的强弱:金属阳离子半径越小、所带电荷数越多 → 金属键越强 → 熔沸点越高。
● 实例:同周期金属 Na、Mg、Al,阳离子半径 Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺(实际电荷依次增多、半径依次减小),金属键依次增强,熔沸点:Na<Mg<Al。
5.分子晶体熔沸点比较:(重点)
(一)分子间作用力与熔沸点
分子晶体的熔沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力越大,熔沸点越高。
● 无氢键时:组成、结构相似的分子晶体,相对分子质量越大 → 分子间作用力越大 → 熔沸点越高;
相对分子质量相同时,支链越多/对称性越好,熔沸点越低;极性越强,熔沸点越高;
(二)氢键对熔沸点的影响
● 氢键的形成条件:氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X(N、O、F)结合形成强极性键 X—H,该分子中的 H 与另一分子中电负性大、有孤对电子的原子 Y(N、O、F)之间形成较强的静电吸引,表示为 X—H…Y。
● 分子间氢键使熔沸点反常升高:H₂O>H₂S、HF>HCl、NH₃>PH₃ 均因含分子间氢键而沸点反常偏高。
● 分子内氢键使熔沸点降低(分子内成键减少了分子间的缔合)。
● 氢键强于一般的范德华力,但弱于化学键(离子键、共价键)。
(三)氢键数量的影响
含氢键物质的熔沸点还与单位分子能形成的氢键数目有关。一个 H₂O 分子可形成两个氢键,而一个 HF 分子只形成一个氢键,故水的沸点反而高于氟化氢。
例10.下列物质熔点由高到低的顺序正确的是( )
A. 金刚石>NaCl>冰>干冰
B. NaCl>金刚石>冰>干冰
C. 干冰>冰>NaCl>金刚石
D. 金刚石>干冰>NaCl>冰
例11.下列性质适合于分子晶体的是( )
①熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液导电
②熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液导电
③能溶于CS2,熔点112.8℃,沸点444.6 ℃
④熔点97.81 ℃,质软、导电,密度为0.97 g·cm-3
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
例12.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与键能无关的变化规律是( )
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.金刚石的硬度大于晶体硅,其熔、沸点也高于晶体硅
C.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
例13.一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/℃
1 570
2 800
23.8
-75.5
(1)解释表中氧化物之间熔点差异的原因:_________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
巩固提升:
1.随着生活水平的提高,人们对身体健康的要求越来越高,目前市场上营养强化食品比比皆是,如高钙牛奶、加碘盐、补铁酱油等。其中的“钙、碘、铁”应理解为( )
A.单质 B.元素 C.原子 D.分子
2.有以下9种物质: a.Ne b.HCl c.P4 d.H2O2 e.Na2S f.NaOH g.Na2O2 h.NH4Cl i.AlCl3
请用上述物质的字母填空:
(1)不存在化学键的是____________________________(若多项答案,按顺序填写)。
(2)只存在共价键的是____________________________(若多项答案,按顺序填写)。
(3)只存在离子键的是____________________________(若多项答案,按顺序填写)。
(4)既存在离子键又存在共价键的是____________________(若多项答案,按顺序填写)。
3.下列有关化学键的说法不正确的是( )
A.化学键存在于分子或原子团中的所有原子之间
B.化学键是相邻的原子或离子之间强烈的相互作用
C.分子间形成的氢键是一种分子间作用力,它不属于化学键
D.分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高
4.下列关于化学键的说法中,不正确的是( )
A.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
B.非金属元素原子形成的化合物只含有共价键
C.氯化氢溶于水时,共价键被破坏
D.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
5.下列物质的电子式书写正确的是( )
A. KCl 的电子式:K⁺[∶Cl∶]⁻
B. NaOH 的电子式:Na⁺[OH]⁻
C. CO₂ 的电子式:∶O∶C∶O∶
D. NH₃ 的电子式:H∶N∶H
6.下表是某些共价晶体的熔点和硬度,分析表中的数据,判断下列叙述正确的是( )
共价晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
3 900
3 000
2 700
1 710
1 410
1 211
硬度
10
9.5
9.5
7
6.5
6.0
①构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大,晶体的熔点越高
③构成共价晶体的原子半径越大,晶体的硬度越大
④构成共价晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
7.下列关于分子性质的解释错误的是( )
A.比沸点高,是因为O-H键能大于S-H键能
B.沸点比高,是因为能形成分子间氢键
C.乙醇与水任意比互溶,主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键
D.沸点:,是因为范德华力:
8.下表给出几种化合物的熔点和沸点:
物质
NaCl
MgCl2
AlCl3
CCl4
熔点/℃
801
714
190
-22.9
沸点/℃
1 465
1 412
178
76.8
关于表中4种化合物有下列说法,其中正确的是( )
①AlCl3在加热时可升华
②CCl4属于分子晶体
③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子
④AlCl3是典型的离子晶体
A.①②④ B.③④ C.①②③ D.①②③④
9.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2
A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①
10.(1)用“>”或“<”填空:
原子半径
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2-____Na+
NaCl____Si
H2SO4____HClO4
(2)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。
①MgO的熔点比BaO的熔点____(填“高”或“低”)。
②SiO2的晶体类型为________。
(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4),下列叙述正确的是____。
a.SiX4难水解 b.SiX4是共价化合物
c.NaX易水解 d.NaX的熔点一般高于SiX4
物质的分类
一、物质的分类方法
1. 树状分类法
树状分类法层层递进、标准清晰,是物质分类的骨架:
第一层:按「是否只由一种物质组成」分为 纯净物 与 混合物;
第二层:纯净物按「元素种类」分为 单质 与 化合物;
第三层:化合物进一步分为 氧化物、酸、碱、盐。
层级关系:物质 → 纯净物/混合物 → 单质/化合物 → 氧化物/酸/碱/盐
2. 交叉分类法
对同一物质按不同标准进行分类,同一物质可同时属于多个类别。
Na₂CO₃:按阳离子是钠盐,按酸根是碳酸盐,按溶解性是可溶性盐;
CuSO₄:按阳离子是铜盐,按酸根是硫酸盐,按溶解性是可溶性盐。
应用价值:从阳离子、阴离子、性质等不同角度认识同一种盐,更全面地掌握它的通性与个性。
二、纯净物与混合物
判断标准只有一个:是否只由一种物质组成。
纯净物(一种物质):蒸馏水、氧气、金刚石、NaCl 晶体;
混合物(多种物质):空气、盐酸、溶液、合金、石油。
易错辨析:
冰水共存物是纯净物(都是 H₂O);盐酸、液氨、稀硫酸都是混合物(氨水也是混合物);
「溶液」是混合物,「纯净的水」可以是纯净物。
纯净物
混合物
有固定的组成和结构
无固定的组成和结构
有一定的熔、沸点
无一定的熔、沸点
保持一种物质的性质
保持原有物质各自的性质
常见的混合物
分散系
溶液、浊液、胶体
高分子化合物
天然高分子化合物
淀粉、纤维素、天然橡胶、蛋白质
合成高分子化合物
塑料、合成纤维、合成橡胶
三大化石燃料
煤、石油、天然气
石油及其加工产品
石油分馏产品
石油气、汽油、煤油、柴油、石蜡油、润滑油、沥青
石油裂化产品
裂化汽油:含烷烃和烯烃
石油裂解产品
石油裂解气(乙烯、丙烯、丁二烯)
煤及其加工产品
水煤气
CO和H2
焦炉气
H2、CH4、C2H4、CO
煤焦油
粗苯、粗氨水、酚类、萘和沥青
油脂
动物油和植物油
几种“水”
氨水
氨气的水溶液
氯水
氯气的水溶液
水玻璃
硅酸钠溶液
水银
Hg
重水
D2O
超重水
T2O
王水
浓盐酸和浓硝酸按照体积比1:3组成的混合物
铁水
液态铁
常见的无机混合物
碱石灰
NaOH和CaO
铝热剂
Al和Fe2O3
合金
金属和金属或非金属组成的混合物
漂白粉
CaCl2和Ca(ClO)2
常考无机物俗名
物质化学式
俗名
Hg
水银
Pt
白金
C
金刚石、石墨、(C60)足球烯、钻石
P
紫磷、红磷(赤磷)、黑磷(金属磷)、白磷(黄磷)(P4)
S
硫磺、硫黄
As
砒
Fe2O3
铁锈、铁红、铁丹、红粉
Fe3O4
磁性氧化铁、烤蓝
Al2O3
蓝宝石、红宝石、刚玉
MgO
苦土、灯粉、煅苦土
CaO
生石灰
HgO
三仙丹
PbO
密陀僧、铅黄
Pb3O4
红丹、铅丹、光明粉
SiO2
石英、玛瑙、光导纤维、水晶
CO2
干冰、碳酸气
CO
煤气
NO2
过氧化氮
N2O
笑气
P2O5
氧化磷、无水磷酸
As2O3
砒霜、鹤顶红(低纯砒霜)
TiO2
钛白粉
H2SiO3
硅胶、矽酸
HCOOH
蚁酸
CH3COOH
醋酸、冰醋酸
H2C2O4(HOOC-COOH)
草酸、连二碳酸
Ca(OH)2
石灰乳、熟石灰
NaOH
苛性钠、火碱、烧碱、片碱
KOH
苛性钾
Na2CO3
纯碱、碱面、苏打
Na2SiO3
水玻璃、泡花碱
NaHCO3
小苏打
Na2S2O3
大苏打、海波
CaCO3
汉白玉、大理石、石灰石、白垩、白土子、白埴土、白墡、方解石
BaSO4
钡餐、重晶石
Cu2(OH)2CO3
孔雀石、铜绿
NaNO3
硝石
KAl(SO4)2·12H2O
明矾、白矾
K2CO3
草木灰
FeSO4·7H2O
绿矾、皂矾、青矾
CuSO4·5H2O
胆矾、蓝矾
CaSO4·2H2O
生石膏
2CaSO4·H2O
熟石膏
Na2SO4•7H2O
芒硝
As2S3
雌黄
As4S4
雄黄
HgS
朱砂
CaC2
电石
SiC
金刚砂
[Ag(NH3)2]OH
银氨溶液
H2和O2
爆鸣气
Ca(ClO)2+CaCl2
漂白粉、漂白精
HCl和HNO3
王水
CO,CO2等混合气体
高炉煤气
CO和H2
水煤气
CuSO4和Ca(OH)2
波尔多液
NaOH和CaO
碱石灰、钠石灰
Cu-Zn合金
黄铜
Fe镀Zn
白口铁、白铁皮
Fe镀Sn
马口铁
常考有机物俗名
(NH4CNO)或CO(NH2)2
尿素
CH2OH-CHOH-CH2OH
甘油
CHCl3
氯仿
CH4
煤田坑道气、天然气、沼气、可燃冰
HCHO
福尔马林( 40%水溶液)
CH2=CH2
电石气
CH3OH
木精、工业酒精
苯酚C6H5OH
石炭酸
三硝基甲苯
TNT、梯恩梯、黄色炸药
C3H8和C4H10为主
液化石油气
三、单质与化合物
划分标准:元素种类(一种元素为单质,多种元素为化合物)。
单质:金属(Fe、Cu、Al)、非金属(O₂、H₂、N₂、Cl₂)、稀有气体(He、Ne、Ar);
化合物:氧化物(H₂O、CO₂)、酸(HCl、H₂SO₄)、碱(NaOH、Ca(OH)₂)。
易错辨析:
由同种元素组成的物质不一定是单质——如 O₂ 与 O₃ 混合、金刚石与石墨混合仍是混合物;
由不同种元素组成的纯净物一定是化合物;含金属元素的物质不一定是化合物(如 Fe 是单质)。
四、电解质和非电解质
1.物质导电条件及原因
电解质(固体)
不导电,只有在水溶液里或受热熔化时才能导电。
电解质在水溶液里或受热熔化时发生了电离,电离出了能自由移动的阴阳离子,阴阳离子在电场作用下发生定向移动。
金属(或石墨)
能够导电
金属(或石墨)中存在自由移动的电子,电子在外电场的作用下,定向移动形成电流而导电。
2.电解质与非电解质
电解质
非电解质
概念
在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物
类别
化合物
化合物
本质
在水溶液或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液或熔融状态下自身不能发生电离
化合物类型
①酸:如H2SO4、HCl、H3PO4、H2CO3、CH3COOH;②碱:如NaOH、NH3·H2O、Fe(OH)3;③盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3;④金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO、Al2O3;⑤水
①非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5;②非酸性气态氢化物:如NH3;③大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质既不属于电解质,也不属于非电解质。
(2)电离是电解质溶液导电的前提。
(3)能导电的物质不一定是电解质,如石墨等;电解质本身不一定能导电,如食盐晶体。
(4)有些化合物的水溶液能导电,但因为这些化合物在水中或熔化状态下本身不能电离,故也不是电解质。如SO2、SO3、NH3、CO2等,它们的水溶液都能导电,是因为跟水反应生成了电解质,它们本身都不是电解质。
(5)电解质的强弱与溶液的导电能力无关,强电解质的导电能力不一定强,如BaSO4;弱电解质的导电能力不一定弱,如醋酸水溶液。
典型例题:
例1.物质的分类如图所示。由图判断下列说法中正确的是( )
A.乙图所示的分类方法属于树状分类法
B.甲图所示的分类方法属于交叉分类法
C.碱性氧化物一定是金属氧化物
D.非金属氧化物一定是酸性氧化物
例2.下列物质属于纯净物的是( )
A.汽油 B.食醋 C.漂白粉 D.小苏打
例3.下列各组物质分类正确的是( )
选项
纯净物
混合物
酸
碱
盐
酸性氧化物
碱性氧化物
A
液氯
碱石灰
H3PO4
纯碱
NaHSO4
CO
Na2O
B
石墨
盐酸
HNO3
烧碱
NaHCO3
SO2
CuO
C
大理石
碘酒
CH3COOH
苛性钾
NaCl
Mn2O7
Al2O3
D
空气
漂白粉
H2S
熟石灰
KClO3
SiO2
CaO
例4.下列有关物质的分类正确的是( )
A.混合物:空气、矿泉水、水银
B.碱:Ba(OH)2、Cu2(OH)2CO3、NH3•H2O
C.盐:硫酸钠、氯化铵、纯碱
D.氧化物:H2O、CO、HCOOH
例5.下列物质的分类结果全部正确的是( )
A.NO—酸性氧化物 Na2O2—碱性氧化物 Al2O3—两性氧化物
B.石油—混合物 液氨—纯净物 O3—单质
C.苏打—碱 硫化氢—酸 小苏打—酸式盐
D.液氯—非电解质 硫酸钡—强电解质 醋酸—弱电解质
例6.下列叙述正确的是( )
A.溶于水后能电离出氢离子的化合物一定是酸
B.氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子
C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于电解质
D.硫酸钡难溶于水,但在熔融状态下能导电,所以硫酸钡属于电解质
例7.下列有关物质分类的说法,不正确的是( )
A.CO、P2O5、SO2是非金属氧化物,也是酸性氧化物
B.KNO3是钾盐、硝酸盐,也是正盐
C.H2SO4是含氧酸、二元酸,也是强酸
D.NaOH是可溶性碱,也是强碱
例8.下列物质是生活生产中常见的物质:①NaHSO4晶体,②液态O2,③冰醋酸(固态醋酸),④汞,⑤Ba(OH)2固体,⑥Fe(OH)3胶体,⑦乙醇(C2H5OH), ⑧熔融Na2CO3,⑨盐酸,⑩金属钠,请回答下列问题(用序号):
(1)以上物质属于电解质的是_______________________________
(2)以上物质中属于非电解质的是___________________________
(3)以上物质中上述状态下能导电的是___________________________________
例9.现有下列物质:①NaHSO4晶体 ②铜丝 ③氯化氢气体 ④稀硫酸 ⑤二氧化碳气体 ⑥氨水 ⑦NaHCO3粉末 ⑧蔗糖晶体 ⑨熔融氯化钠 ⑩CuSO4
请用序号填空:
(1)上述状态下可导电的是___________。
(2)属于电解质的是___________。
(3)属于非电解质的是___________。
(4)上述状态下的电解质不能导电的是___________。
(5)属于酸的是___________,属于盐的是___________。
五、分散系与胶体
1. 分散系的概念与分类
分散系由分散质(被分散的物质)和分散剂(容纳分散质的物质)两部分组成。分类标准是分散质粒子的直径,不是外观。
溶液:粒子直径 < 1 nm,如 NaCl 溶液、蔗糖水;
胶体:1 nm ≤ 粒子直径 < 100 nm,如 Fe(OH)₃ 胶体、牛奶;
浊液:粒子直径 ≥ 100 nm,如泥水、油水。
同一物质在不同条件下可以是溶液也可以是胶体(如蛋白质)。
2. 胶体的本质特征与丁达尔效应
胶体的本质特征是分散质粒子直径在 1–100 nm 之间,判断是否为胶体唯一看粒子直径。
丁达尔效应:用一束光照射胶体,从侧面能看到一条光亮通路,原因是胶体粒子直径与光波长相近,能散射光;
溶液粒子太小,不能散射光,所以看不到光路。丁达尔效应是区分胶体与溶液最简便的方法;
注意:丁达尔效应、布朗运动、电泳都不是胶体的本质特征,本质是粒子直径 1–100 nm。
3. 胶体的其他性质
布朗运动:胶体粒子做无规则运动(粒子小,受分子撞击不均);
电泳:胶体粒子带电荷,在电场中定向移动(Fe(OH)₃ 胶体带正电)。
4. 胶体的制备与聚沉
制备 Fe(OH)₃ 胶体:
向沸水中滴加饱和 FeCl₃ 溶液,继续煮沸至红褐色,停止加热。口诀:「饱和氯化铁、沸水、红褐色、不搅拌」——加过量 FeCl₃ 或搅拌都会使胶体聚沉。
聚沉的方法:
加电解质、加带相反电荷的胶体、加热、搅拌。
聚沉应用:
明矾净水——铝盐水解生成 Al(OH)₃ 胶体,吸附杂质沉降。
5. 溶液、胶体、浊液对比表
比较项
溶液
胶体
浊液
粒子直径
< 1 nm
1–100 nm
≥ 100 nm
外观
均匀透明
较均匀
浑浊
丁达尔效应
无
有
无
能否透过滤纸
能
能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
6. 常见胶体与误判提醒
常见胶体:豆浆、牛奶、淀粉溶液、烟、云、雾、墨水;
误判提醒:淀粉溶液、蛋白质溶液是胶体,不是溶液。
例10.关于胶体的叙述,不正确的是( )
A.有色玻璃是固溶胶
B.雾、云、烟都是气溶胶
C.用滤纸能把胶体中的分散质与分散剂分离开
D.胶粒直径大小在1~100 nm之间
例11.“纳米材料”是指直径为几纳米至几十纳米的材料(1 nm=10-9 m),其研究成果已用于医学、军事、化工等领域。如将“纳米材料”分散到水中,得到的分散系不可能具有的性质是( )
A.能全部通过半透膜 B.能全部通过滤纸
C.有丁达尔效应 D.有电泳现象
例12.下列说法正确的是( )
A.和都属于两性氧化物 B.悬浊液和乳浊液的分散质均为液态
C.和中的金属都呈现两种价态 D.葡萄糖溶液和淀粉溶液都具有丁达尔效应
例13.向含有FeCl2和FeCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液,得到一种黑色分散系,其中分散质粒子为直径约为9.3nm的金属氧化物(Fe3O4)。下列有关说法不正确的是( )
A.FeCl2和FeCl3均属于盐
B.该黑色分散系为胶体
C.丁达尔效应是胶体粒子对光的散射引起的
D.向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液也可得到该黑色分散系
例14.下列分散系中分散质直径最小的是( )
A.石灰乳 B.牛奶
C.雾 D.葡萄糖溶液
例15.人们根据分散质粒子的大小,把分散系分为溶液、胶体和浊液等。
(1)淀粉溶液是一种胶体,它区别于其它分散系的本质特征是 。
(2)现有淀粉和Na2SO4的混合液,装在半透膜袋中,浸泡在蒸馏水中(如图)。
一段时间后,从烧杯中移走半透膜,然后取烧杯中的液体于甲、乙两支试管中,向甲试管中滴加碘水,溶液是否变为蓝色 (填“是”或“否”);向乙试管中滴加氯化钡溶液,现象是 。由以上实验可得出的结论是 。
(3)把装有橘红色的硫化锑(Sb2S3)胶体的U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,这种现象叫 ,解释阳极附近橘红色加深的原因 。
巩固提升:
1.乐舞杂技彩绘陶俑被称为济南市博物馆镇馆之宝。根据组成元素,下列彩绘颜料主要成分的物质类别
与其它三项不同的是( )
A.赭石的主要成分Fe2O3
B.白垩的主要成分CaCO3
C.石膏的主要成分CaSO4
D.铜绿的主要成分Cu2(OH)2CO3
2.分类是认识元素及其化合物的方法之一。下列有关物质分类的说法,正确的是( )
A.纯净物:漂白粉、氯化铁
B.电解质:碳酸钠、食盐水
C.碱性氧化物:氧化铁、氧化钠
D.强酸:次氯酸、硫酸
3.下列说法正确的是( )
A.金属氧化物都是碱性氧化物
B.NO2与H2O反应生成HNO3,故NO2是酸性氧化物
C.金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体
D.MgCl2固体不导电,所以MgCl2不是电解质
4.下列分散系不属于浊液的是( )
A.黄色的泥浆 B.红烧鱼的汤
C.用洗涤剂洗油锅的水 D.84消毒液
5.将蛋白质溶液放在半透膜上静置,溶液的成分通过半透膜的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.该半透膜的孔径大小不可能为200nm
B.能用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和蛋白质溶液
C.该半透膜可用来分离胶体中的泥沙
D.该半透膜不可用来分离NaCl溶液和蛋白质溶液
6.下列关于氧化物分类的说法不正确的组合是( )
①金属氧化物也可以形成酸性氧化物
②非金属氧化物一定是酸性氧化物
③SiO2是酸性氧化物,硅酸是它与水反应形成的水化物
④碱性氧化物一定是金属氧化物
⑤Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH,故二者都是碱性氧化物
⑥能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物
⑦能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物
A.②③⑤⑥⑦ B.①④ C.②④⑤ D.①②④⑥⑦
7.分类法是学习和研究化学的一种常用的科学方法.下列分类合理的是( )
①Fe2O3、CaO、Na2O2都是碱性氧化物
②Na2CO3是正盐,NaHCO3是酸式盐
③H2SO4与KHSO4均含相同的元素氢,故KHSO4也可以称为酸
④洁净的空气、纯净的盐酸都是混合物
⑤根据分散系能否产生丁达尔现象将分散系分为胶体、溶液和浊液
A.只有①③⑤ B.只有②④ C.只有①②④ D.只有②③⑤
8.下列各组物质的分类正确的一组是( )
A.氯水、水玻璃、水银均属于混合物
B.明矾、蔗糖、纯碱均属于电解质
C.Na2O、Na2O2均为碱性氧化物
D.CuSO4·5H2O、C2H5OH均为纯净物
9.下列说法正确的是( )
A.氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质
B.PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶,能产生丁达尔效应
C.电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物叫做碱
D.含钙、钡、铁等金属元素的物质有绚丽的颜色,可用于制造焰火
10.下列有关胶体的说法中,正确的是( )
A.根据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体和浊液
B.Fe(OH)3胶体在电场中可作定向移动,是因为Fe(OH)3胶体带电
C.将含0.1mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中,形成的胶体粒子数目为0.1NA
D.向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入2mol/LH2SO4溶液,有沉淀生成,继续滴加,沉淀溶解
11.按照物质的树状分类和交叉分类,HNO3应属于( )
①酸 ②氢化物 ③氧化物 ④含氧酸 ⑤难挥发性酸 ⑥强酸⑦一元酸 ⑧化合物
A.①②③④⑤⑥⑦⑧ B.①⑧
C.①④⑥⑦⑧ D.①④⑤⑥⑦
12.2023年诺贝尔化学奖授予三位探索纳米和量子点领域的科学家。纳米SiO2晶体具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2晶体的说法正确的是( )
A.熔点低于大块SiO2晶体
B.属于胶体,能产生丁达尔效应
C.与大块SiO2晶体属于同分异构体
D.与NaOH、HF都能反应,属于两性氧化物
13.高铁酸钾(K2FeO4极易溶于水)是优良的多功能水处理剂,其原理如图所示。
(1)K2FeO4按物质类别属于 。
A.酸 B.盐 C.复盐 D.氧化物
请举例一种和K2FeO4同一类别的物质 。
(2)①中活细菌表现了 (填“氧化”或“还原”)性。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有 和净水剂。
(4)净水利用了Fe(OH)3胶体的性质,请写出Fe(OH)3胶体制备的化学方程式 。提纯所制Fe(OH)3胶体常用的方法是 (填实验名称)。
(5)某同学往Fe(OH)3胶体中逐滴滴入稀硫酸溶液,出现的现象是 分析出现该现象的原因是 。
(6)K2FeO4溶液可以将池塘淤泥里的NH3氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用,0.1molK2FeO4可以反应标况下的氨气 L,为研究这个反应,某同学配制一定物质的量浓度的氨水。将标况下400体积的氨气通入1体积水中,理论上可以得到 mol/L密度为0.95g/mL的氨水。
14.物质的组成和分类是化学中的重要的内容。
(1)A.水晶 B.冰醋酸 C.白磷 D.固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石 H.氧化钙
上述物质中由原子构成的是 (填写序号,下同),由分子构成的是 ,由离子构成的是 。酸性氧化物是 ,碱性氧化物是 ,其中有能和水发生反应的氧化物,请写出它和水反应的化学方程式 。
(2)下列物质中,含有氯离子的是 。
A.氯化氢 B.食盐 C.氯酸钾 D.液氯
(3)下列说法正确的是 。
A.不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应
B.含有两种金属元素的盐即为复盐
C.碱性氧化物都是金属氧化物
D.能电离出H+的就是酸,能电离出OH﹣的就是碱
(4)已知X和Y能发生如下:X+Y═H2O+盐。下列关于物质X和Y所属种类的判断中,可行的是(本题1﹣2个选项) 。
A.X为酸,Y为金属
B.X为碱性氧化物,Y为酸
C.X为盐,Y为碱
D.X为碱性氧化物,Y为酸性氧化物
(5)下列物质中属于纯净物的是 。
①由同种元素组成的物质
②具有固定熔沸点的物质
③只由一种正离子和一种负离子组成的物质
④只能写出一个化学式的物质
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳的物质
⑥只含有一种分子的物质
A.②③⑥ B.④⑤⑥ C.①④ D.②⑥
15.某兴趣小组同学欲研究SO2的相关性质。
(1)从物质类别来看SO2属于_________(填序号)。
A.碱 B.酸性氧化物 C.盐 D.非金属氧化物
(2)利用如图装置来检验SO2的性质。
①c中反应的化学方程式 ,a、d中溶液都褪色,体现了SO2的 性。
②装置e的作用是 ,若装置e中有40mL2.5mol/LNaOH溶液,反应后溶液增重4.8g,则装置e中含硫物质的组成为 (写化学式)。
(3)该小组的甲、乙两位同学利用如图装置继续探究SO2及氯气的漂白性:
通气一段时间后,甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学的实验现象是品红溶液的颜色随时间的推移变得越来越浅。试分析甲同学实验过程中品红溶液不褪色的原因: (用离子方程式表示)。
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2027届高三一轮复习:物质的分类
本课件是按个人理解整理,没有按教材次序排列,将必修选修部分知识点进行了融合。
知识点回顾:
共价化合物与离子化合物
一、元素、微粒及物质间的关系
1.宏观上物质是由元素组成的,微观上物质是由分子、原子或离子构成的。
①分子:保持物质化学性质的最小微粒。
②原子:化学变化中的最小微粒。
③离子:带电荷的原子或原子团。
④原子团:在许多化学反应里,作为一个整体参加反应,如同一个原子一样的原子集团。
2.元素与物质的关系
元素是组成物质的基本成分:由同种元素组成的纯净物属于单质,由不同种元素组成的纯净物属于化合物。
3.元素在物质中的存在形态
(1)游离态:元素以单质形式存在的状态。
(2)化合态:元素以化合物形式存在的状态。
4.同素异形体
(1)概念:同种元素形成的不同单质。
(2)形成方式
①原子个数不同,如O2和O3;
②原子排列方式不同,如金刚石和石墨。
(3)常见元素的同素异形体举例
氧元素:O2和O3;
碳元素:金刚石、石墨、C60、碳纳米管、石墨烯、石墨炔;
磷元素:红磷、白磷。
(4)性质差异
物理性质差别较大,化学性质相似,同素异形体之间的转化属于化学变化。
二、共价化合物与离子化合物
离子化合物(活泼金属+活泼非金属,特例铵盐)
(1)定义:由阳离子与阴离子构成的化合物称为离子化合物。
(2)常见离子化合物的物质类别
①活泼金属氧化物,如Na2O、Na2O2、MgO、Al2O3等。
②绝大多数盐,如NaCl、K2SO4、CaCO3、NH4HCO3等。
③强碱,如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
共价化合物(非金属+非金属,特例AlCl3)
(1)定义:由原子通过共价键构成的化合物称为共价化合物。
(2)常见共价化合物的物质类别
①酸,如HCl、HNO3、H2SO4等。
②非金属氧化物,如H2O、CO2、NO2、SO2等。
③非金属氢化物,如NH3、H2S等。
④大多数有机物,如CH4、C2H5OH、CCl4、CH3COOH等。
三、晶体类型的判断
依据构成粒子与粒子间作用力:共价晶体(原子—共价键)、分子晶体(分子—范德华力/氢键)、离子晶体(离子—离子键)、金属晶体(金属阳离子—金属键)。
常见误区:SiO₂ 中“不存在分子”,化学式 SiO₂ 不代表一个分子;不要把 SiO₂ 误判为分子晶体。
常见的共价晶体物质
(一)某些非金属单质
金刚石(C)、晶体硅(Si)、晶体硼(B)、锗(Ge)等。注意:金刚石是碳的单质中唯一的共价晶体;
(二)某些非金属化合物
二氧化硅(SiO₂,石英、水晶、玛瑙主要成分)、碳化硅(SiC,俗称金刚砂)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si₃N₄)、氮化铝(AlN)等。
典型共价晶体的结构与键数计算
(一)金刚石
● 空间结构:每个碳原子与周围 4 个碳原子以共价键结合,形成正四面体结构,向空间无限伸展成网状。
● 碳原子采用 sp³ 杂化,键角为 109°28′。
● 最小碳环由 6 个碳原子组成(并非平面正六边形)。
● 键数计算:每个碳原子与 4 个碳原子成键,每条 C—C 键被 2 个碳原子共用,故 1 mol 金刚石含 2 mol C—C 键。
(二)晶体硅
结构同金刚石(Si 原子 sp³ 杂化,正四面体网状结构)。1 mol 晶体硅含 2 mol Si—Si 键。
(三)二氧化硅
● 每个 Si 原子与 4 个 O 原子形成 4 个共价键,每个 O 原子与 2 个 Si 原子相结合,硅、氧原子个数比为 1∶2,向空间伸展成三维骨架。
● 最小环为 12 元环(含 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子)。
● 键数计算:每个 Si 原子周围有 4 个完整的 Si—O 键,且不与其他 Si 共用,故 1 mol SiO₂ 晶体含 4 mol Si—O 键。
(四)碳化硅(SiC)
结构与金刚石类似,Si、C 原子交替排列,sp³ 杂化。1 mol SiC 晶体含 4 mol Si—C 键。
(五)常见晶体键数速查表
晶体
空间结构
杂化方式
最小环
1 mol 晶体含键数
金刚石(C)
正四面体网状
sp³
6 元碳环(6个C)
2 mol C—C 键
晶体硅(Si)
正四面体网状
sp³
6 元环(6个Si)
2 mol Si—Si 键
二氧化硅(SiO₂)
硅氧四面体网状
sp³
12 元环(6Si+6O)
4 mol Si—O 键
碳化硅(SiC)
正四面体网状
sp³
6 元环(3Si+3C)
4 mol Si—C 键
(六)与其他晶体类型的区分要点
比较项
共价晶体
分子晶体
离子晶体
构成粒子
原子
分子
阴、阳离子
粒子间作用
共价键
范德华力(或氢键)
离子键
熔沸点/硬度
很高/很大
较低/较小
较高/较大
导电性
一般不导电(半导体除外)
不导电
熔融或溶于水导电
实例
金刚石、SiO₂、SiC
干冰、冰、I₂
NaCl、CaO
四、化学键
化学键是指相邻原子(或离子)之间强烈的相互作用,它决定了物质的构成微粒及微粒间的结合方式。
(一)化学键的分类
● 离子键:阴、阳离子之间的静电作用。
● 共价键:原子间通过共用电子对形成的相互作用。
● 金属键:金属阳离子与自由电子之间的作用。
(二)判断总纲
判断一个物质“由哪个微粒构成、含什么化学键”,应抓住两条主线:
● 看构成微粒:是分子、原子,还是离子,或是金属阳离子与自由电子。
● 看微粒间作用力:是离子键、共价键,还是金属键。
离子键
(一)概念与要点
● 定义:带相反电荷的离子之间的静电作用。
● 成键粒子:阴离子、阳离子。
● 成键本质:阴、阳离子间的静电作用(静电引力与斥力的平衡)。
● 特征:无方向性、无饱和性(离子的电荷分布是球形对称的,可向各个方向吸引异号离子)。
(二)形成条件
● 活泼金属(如 Na、K、Ca、Mg)与活泼非金属(如 Cl、Br、O、S)之间,易发生电子得失形成离子键。
● 含铵根离子(NH₄⁺)的盐,如 NH₄Cl、NH₄NO₃。
● 带正、负电荷的原子团之间,如 NaOH、Mg(NO₃)₂ 等。
关键点:含离子键的物质一定是离子化合物;但离子化合物中除离子键外,还可能含有共价键(如 NaOH、Na₂O₂、NH₄Cl)。
共价键
(一)概念与要点
● 定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
● 成键粒子:原子(共用电子对)。
● 成键本质:共用电子对在成键原子间形成的电子云重叠。
● 特征:具有方向性、具有饱和性(每个原子能形成的共价键数目有限,且按一定方向成键)。
(二)按共用电子对的偏移分类
● 非极性键:同种元素原子形成的共价键,共用电子对不发生偏移,成键原子不显电性。实例:H₂、N₂、O₂、Cl₂。
● 极性键:不同种元素原子形成的共价键,共用电子对发生偏移,偏向吸引电子能力强(电负性大)的一方。实例:HCl、H₂O、CO₂。
(三)按共用电子对数目分类
● 单键:如 C—H、H—O。
● 双键:如 C=O、N=O。
● 三键:如 N≡N。
金属键
(一)概念与要点
● 定义:金属阳离子与自由电子之间的相互作用。
● 成键粒子:金属阳离子、自由电子。
● 特征:无方向性、无饱和性。
(二)对金属性质的解释
● 导电性、导热性:自由电子在金属阳离子间可自由流动。
● 延展性:金属受外力时原子层滑动,金属键并未断裂。
五、常见物质的化学键与微粒构成速查表
物质
构成微粒
化学键类型
化合物类型
NaCl
离子
离子键
离子化合物
Na₂O₂
离子
离子键+非极性共价键
离子化合物
NaOH
离子
离子键+极性共价键
离子化合物
NH₄Cl
离子
离子键+极性共价键
离子化合物
H₂O
分子
极性共价键
共价化合物
CO₂
分子
极性共价键
共价化合物
H₂O₂
分子
极性+非极性共价键
共价化合物
N₂
分子
非极性共价键
非金属单质
Cl₂
分子
非极性共价键
非金属单质
金刚石、晶体硅
原子
非极性共价键
非金属单质
SiO₂
原子
极性共价键
共价化合物
Fe
金属阳离子+自由电子
金属键
金属单质
六、重要考点与易错点
(一)易混易错归纳
● 含共价键的离子化合物:NaOH、Na₂O₂、NH₄Cl、Na₂CO₃、Na₂SO₄ 等。其中 Na₂O₂ 含非极性共价键(O—O),NaOH、NH₄Cl、Na₂CO₃ 含极性共价键。
● 稀有气体(He、Ne、Ar)为单原子分子,分子内不含化学键。
● 单质分子内只可能含非极性键(同种原子间不能形成极性键)。化合物中也可能含非极性键,如 H₂O₂、Na₂O₂。
● 化学键(离子键、共价键、金属键)是原子或离子间的作用力,区别于分子间作用力(范德华力)和氢键——后者不是化学键。
(二)化学键与分子间作用力的区别
比较项
化学键
分子间作用力(范德华力)
作用对象
分子内原子/离子间
分子与分子之间
作用强弱
较强(几十~几百 kJ/mol)
较弱(几~几十 kJ/mol)
是否影响化学性质
是
否
实例
离子键、共价键、金属键
液态、固态非金属单质及化合物分子间
典型例题:
例1.现有下列物质:①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2 ⑦NH4Cl
(1)只由离子键构成的物质是______________________________________。
(2)只由非金属元素组成的离子化合物是___________________________。
(3)属于离子化合物的物质是______________________________________。
(4)属于共价化合物的物质是______________________________________。
答案 (1)⑥ (2)⑦ (3)②③⑥⑦ (4)④⑤
例2.下列物质中,含共价键的是( A )
A.CH4 B.Na2O C.CaCl2 D.NaCl
例3.下列物质中含有共价键的离子化合物的是( D )
A.H2 B.NH3 C.CaO D.NaOH
例4.下列关于化学键与化合物的叙述正确的是( D )
A.离子化合物中一定含有金属元素 B.共价化合物中可能含有离子键
C.离子化合物中一定不含有共价键 D.离子化合物中一定含有离子键
例5.下列物质均属于含有极性共价键的离子化合物的是( B )
A.MgCl2、Na2O B.NH4Cl、NaOH C.H2O2、NaF D.AlCl3、CH4
例6.下列关于NaHSO4的说法正确的是( B )
A.因为NaHSO4是离子化合物,所以NaHSO4固体能够导电
B.NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是1∶1
C.NaHSO4固体熔化时破坏的化学键是离子键和共价键
D.NaHSO4固体溶于水时破坏的化学键是离子键和氢键
例7.Ⅰ.下列变化中:①干冰气化;②硝酸钾熔化;③KHSO4熔融;④硫酸溶于水;⑤蔗糖溶于水;⑥HI分解;⑦碘升华;⑧溴蒸气被木炭吸附。
(1)仅离子键被破坏的是_______(填序号,下同);仅共价键被破坏的是_______。
Ⅱ.有下列物质:①Cl2 ②Na2O2 ③NaOH ④HCl ⑤H2O2 ⑥MgF2 ⑦NH4Cl
(2)属于共价化合物的是_______(填序号,下同),含极性键的离子化合物是_______。
(3)属于极性分子_______(填序号,下同);属于非极性分子_______。
答案:(1) ②③ ④⑥
(2) ④⑤ ③⑦
(3) ④⑤ ①
【详解】(1)①干冰属于分子,气化时破坏分子间作用力,既不破坏共价键,也不会破坏离子键;
②硝酸钾中含有离子键,熔化后断裂离子键变为自由移动的离子;
③中含有离子键,熔化后断裂离子键变为自由移动的离子;
④硫酸溶于水断裂H与O之间的共价键,使共价化合物电离;
⑤蔗糖分子中只含有共价键,溶于水是物理变化,溶于水后仍然是以蔗糖分子形式存在,共价键未断裂;
⑥HI分子中只有共价键,其分解生成H2和I2,说明共价键断裂发生化学反应;
⑦碘单质为分子,升华时破坏分子间作用力,既不破坏共价键,也不会破坏离子键;
⑧溴是分子,吸附时破坏分子间作用力,既不破坏共价键,也不会破坏离子键;
故仅离子键被破坏的是②③;仅共价键被破坏的是④⑥。
(2) 共价化合物是只含共价键的化合物。
①是单质,不属于共价化合物,也不属于离子化合物;
②中含有离子键,故不属于共价化合物,该物质中O-O为非极性键,属于含非极性键的离子化合物;
③NaOH中含有离子键,故不属于共价化合物,该物质中O-H为极性键,属于含极性键的离子化合物;
④HCl中只含共价键,属于共价化合物,不属于离子化合物,其中H-Cl键为极性共价键;
⑤中只含共价键,属于共价化合物,不属于离子化合物;
⑥中只含有离子键,属于离子化合物,但不存在共价键;
⑦中与之间为离子键,是离子化合物,N-H之间为极性共价键。
属于共价化合物的是④⑤;含极性键的离子化合物是③⑦。
(3)①是含有Cl-Cl非极性键的非金属单质,属于非极性分子;
④HCl中的H-Cl是极性共价键,分子中正负电荷中心不重合,属于极性分子;
⑤中O上含有孤对电子,导致正负电荷中心不重合,属于极性分子;
极性分子是④⑤;非极性分子是①。
例8.设 Nₐ 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( B )
A. 1 mol 金刚石与 1 mol 二氧化硅中含共价键的数目相等
B. 1 mol 白磷(P₄)中含 6Nₐ 个 P—P 键
C. 1 mol 晶体硅与 1 mol 碳化硅中含共价键的数目相等
D. 1 mol 二氧化碳中含 4Nₐ 个碳氧键
解析:B。1 mol 金刚石含 2 mol C—C 键,1 mol SiO₂ 含 4 mol Si—O 键,二者不等,A 错;白磷 1 mol 含 6 mol P—P 键,B 正确;1 mol 晶体硅含 2 mol Si—Si 键,1 mol SiC 含 4 mol Si—C 键,二者不等,C 错;1 mol CO₂ 含 2 mol 碳氧键,D 错。
七、电子式的书写
电子式:在元素符号周围用“•”(小黑点)或“×”(叉号)表示原子或离子的最外层电子的式子叫做电子式。
常见物质电子式的书写:
氢原子、钠原子、氮原子、氯原子、镁离子Mg2+、氧离子
氢氧根离子、铵根离子
氯化镁、水、氮气、二氧化碳
次氯酸、氢氧化钠、过氧化钠。
(1)用电子式表示离子化合物的形成过程:
①连接号必须使用“―→”,不能用等号。
②左边写出原子的电子式,右边写出共价分子或离子化合物的电子式。
③书写离子化合物的形成过程时,左边用箭头标出原子间电子转移情况,右边构成离子化合物的每个离子的电子式都要单独写,不能合并,而且要符合相邻关系。
④离子的电子式要标离子所带的电荷数,阴离子的电子式要用[ ]表示。
⑤书写离子化合物的形成过程时要用弯箭头表示出电子的转移方向。
如用电子式表示MgCl2的形成过程:。
(2)用电子式表示共价化合物的形成过程
左边是原子的电子式,相同的原子可以合并,右边是共价化合物的电子式,但共价化合物中相同原子不能合并,中间用“―→”连接。
例9.用化学用语表达:
(1)Na2O2的电子式______________________________________,
N2H4的电子式为______________________________________。
(2)C2H2的结构式为______________________________________,
COS的结构式为______________________________________。
(3)用电子式表示下列过程:
①CaCl2的形成过程______________________________________。
②H2O2的形成过程______________________________________。
答案 (1)
解析 (2)C2H2中两个碳形成碳碳三键,每个碳再与一个氢形成一个共价键,C2H2的结构式为H—C≡C—H,COS中心原子碳分别与氧和硫形成双键,COS的结构式为S===C===O。
八、熔沸点比较
1.不同晶体类型熔沸点比较:
一般情况下,不同晶体类型的熔沸点高低规律为:共价晶体>离子晶体>分子晶体。
● 共价晶体:熔沸点很高(常在一千摄氏度以上,可达数千摄氏度)。
● 离子晶体:熔沸点较高(常在数百至数千摄氏度)。
● 分子晶体:熔沸点较低(多数在数百摄氏度以下,甚至很低)。
● 金属晶体:熔沸点跨度大,多数较高,但也有很低者(如汞常温下为液态),需结合金属键强弱具体分析。
2.共价晶体熔沸点比较:
共价晶体的熔沸点取决于共价键的强弱。结构相似时:原子半径越小 → 共价键键长越短 → 键能越大 → 破坏共价键所需能量越多 → 熔沸点越高。
● 实例:原子半径 C<Si,键长 C—C<C—Si<Si—Si,键能 C—C>C—Si>Si—Si,故熔沸点:金刚石>碳化硅(SiC)>晶体硅。
● 对比:金刚石与 SiO₂ 相比,C—C 键键能大于 Si—O 键,故金刚石熔沸点高于 SiO₂。
3.离子晶体熔沸点比较:
离子晶体的熔沸点主要取决于晶格能(离子键的强弱)。
结构相似、化学式中离子个数比相同时:离子所带电荷数越多、离子半径越小 → 晶格能越大 → 熔沸点越高。
● 实例:Mg²⁺ 电荷数多于 Na⁺,Mg²⁺、O²⁻ 半径小,故熔点 MgO>NaCl。
● 实例:阴离子半径 Cl⁻<Br⁻<I⁻,故熔点 NaCl>NaBr>NaI。
4.金属晶体熔沸点比较:
金属晶体的熔沸点取决于金属键的强弱:金属阳离子半径越小、所带电荷数越多 → 金属键越强 → 熔沸点越高。
● 实例:同周期金属 Na、Mg、Al,阳离子半径 Na⁺>Mg²⁺>Al³⁺(实际电荷依次增多、半径依次减小),金属键依次增强,熔沸点:Na<Mg<Al。
5.分子晶体熔沸点比较:(重点)
(一)分子间作用力与熔沸点
分子晶体的熔沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力越大,熔沸点越高。
● 无氢键时:组成、结构相似的分子晶体,相对分子质量越大 → 分子间作用力越大 → 熔沸点越高;
相对分子质量相同时,支链越多/对称性越好,熔沸点越低;极性越强,熔沸点越高;
(二)氢键对熔沸点的影响
● 氢键的形成条件:氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X(N、O、F)结合形成强极性键 X—H,该分子中的 H 与另一分子中电负性大、有孤对电子的原子 Y(N、O、F)之间形成较强的静电吸引,表示为 X—H…Y。
● 分子间氢键使熔沸点反常升高:H₂O>H₂S、HF>HCl、NH₃>PH₃ 均因含分子间氢键而沸点反常偏高。
● 分子内氢键使熔沸点降低(分子内成键减少了分子间的缔合)。
● 氢键强于一般的范德华力,但弱于化学键(离子键、共价键)。
(三)氢键数量的影响
含氢键物质的熔沸点还与单位分子能形成的氢键数目有关。一个 H₂O 分子可形成两个氢键,而一个 HF 分子只形成一个氢键,故水的沸点反而高于氟化氢。
例10.下列物质熔点由高到低的顺序正确的是( A )
A. 金刚石>NaCl>冰>干冰
B. NaCl>金刚石>冰>干冰
C. 干冰>冰>NaCl>金刚石
D. 金刚石>干冰>NaCl>冰
解析:A。金刚石(共价晶体)>NaCl(离子晶体)>冰(分子晶体,含氢键)>干冰(分子晶体,仅范德华力)。
例11.下列性质适合于分子晶体的是( C )
①熔点1 070 ℃,易溶于水,水溶液导电
②熔点10.31 ℃,液态不导电,水溶液导电
③能溶于CS2,熔点112.8℃,沸点444.6 ℃
④熔点97.81 ℃,质软、导电,密度为0.97 g·cm-3
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解析 ②熔点10.31 ℃,液态不导电,说明液态时,只存在分子,没有离子,溶于水后,电离出自由移动的离子,水溶液中能导电,属于分子晶体,符合题意;③能溶于CS2,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃ ,符合分子晶体的特点,符合题意,C正确。
例12.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与键能无关的变化规律是( D )
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.金刚石的硬度大于晶体硅,其熔、沸点也高于晶体硅
C.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
例13.一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/℃
1 570
2 800
23.8
-75.5
(1)解释表中氧化物之间熔点差异的原因:_________________________________________
__________________________________________________________________________。
(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是________________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
答案:(1)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。离子键强弱:MgO>Li2O,分子间作用力:P4O6>SO2
(2)TiF4为离子化合物,熔点高,其他三种均为共价化合物,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高
解析 TiF4的熔点明显高于TiCl4,而TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点依次升高,由此说明TiF4为离子化合物,而TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物,共价化合物随相对分子质量的增大分子间作用力增大,因此熔点逐渐升高。
巩固提升:
1.随着生活水平的提高,人们对身体健康的要求越来越高,目前市场上营养强化食品比比皆是,如高钙牛奶、加碘盐、补铁酱油等。其中的“钙、碘、铁”应理解为( B )
A.单质 B.元素 C.原子 D.分子
2.有以下9种物质: a.Ne b.HCl c.P4 d.H2O2 e.Na2S f.NaOH g.Na2O2 h.NH4Cl i.AlCl3
请用上述物质的字母填空:
(1)不存在化学键的是____________________________(若多项答案,按顺序填写)。
(2)只存在共价键的是____________________________(若多项答案,按顺序填写)。
(3)只存在离子键的是____________________________(若多项答案,按顺序填写)。
(4)既存在离子键又存在共价键的是____________________(若多项答案,按顺序填写)。
答案 (1)a (2)b、c、d、i (3)e (4)f、g、h
3.下列有关化学键的说法不正确的是( A )
A.化学键存在于分子或原子团中的所有原子之间
B.化学键是相邻的原子或离子之间强烈的相互作用
C.分子间形成的氢键是一种分子间作用力,它不属于化学键
D.分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高
【详解】A.分子或原子团中并非所有原子之间都存在化学键,例如分子中两个原子之间无化学键,仅相邻原子间存在化学键,A错误;
B.化学键的定义为相邻的原子或离子之间强烈的相互作用,B正确;
C.氢键是特殊的分子间作用力,强度弱于化学键,不属于化学键,C正确;
D.分子间氢键的存在需要额外能量破坏,因此会使物质的熔点、沸点升高,D正确;
故答案选A。
4.下列关于化学键的说法中,不正确的是( B )
A.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
B.非金属元素原子形成的化合物只含有共价键
C.氯化氢溶于水时,共价键被破坏
D.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成
【详解】A.化学键包含离子键、共价键等类型,离子键可使阴阳离子相结合,共价键可使原子相结合,故A正确;
B.非金属元素原子形成的化合物不一定只含共价键,例如NH4Cl全部由非金属元素组成,但既含离子键又含共价键,故B错误;
C.氯化氢是共价化合物,溶于水时电离出H⁺和Cl⁻,H与Cl之间的共价键被破坏,故C正确;
D.化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,仅有化学键断裂无新键形成的过程不属于化学反应,故D正确;
选B。
5.下列物质的电子式书写正确的是( )
A. KCl 的电子式:K⁺[∶Cl∶]⁻
B. NaOH 的电子式:Na⁺[OH]⁻
C. CO₂ 的电子式:∶O∶C∶O∶
D. NH₃ 的电子式:H∶N∶H
解析:选A。KCl 为离子化合物,电子式 K⁺[∶Cl∶]⁻ 正确;NaOH 中 OH⁻ 应写为带方括号、标注电子与电荷的 [∶O∶H]⁻,B 错;CO₂ 中碳与两个氧各形成两对共用电子(C=O 双键),C 漏写、错写,D 中 NH₃ 的氮原子应含孤电子对。
6.下表是某些共价晶体的熔点和硬度,分析表中的数据,判断下列叙述正确的是( D )
共价晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
3 900
3 000
2 700
1 710
1 410
1 211
硬度
10
9.5
9.5
7
6.5
6.0
①构成共价晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
②构成共价晶体的原子间的共价键的键能越大,晶体的熔点越高
③构成共价晶体的原子半径越大,晶体的硬度越大
④构成共价晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
7.下列关于分子性质的解释错误的是( )
A.比沸点高,是因为O-H键能大于S-H键能
B.沸点比高,是因为能形成分子间氢键
C.乙醇与水任意比互溶,主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键
D.沸点:,是因为范德华力:
【详解】A.H2O比H2S沸点高,是因为H2O分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,而H2S分子之间只存在分子间作用力,而与物质分子内的化学键的键能大小无关,故A错误;
B.与相对分子质量相同,范德华力接近,但中含有羟基,能形成分子间氢键,使其熔沸点升高,故B正确;
C.乙醇与水任意比互溶,主要是因为乙醇与水易形成分子间氢键,增加了分子之间的吸引作用,故C正确;
D.对于结构相似的物质,分子的相对分子质量越大,范德华力就越大,则克服分子间作用力使物质熔化、汽化消耗的能量就越多,物质的熔沸点就越高。I2、Cl2都是由分子构成,二者结构相似,相对分子质量:I2>Cl2,范德华力:I2>Cl2,所以沸点:I2>Cl2,故D正确;
故选A。
8.下表给出几种化合物的熔点和沸点:
物质
NaCl
MgCl2
AlCl3
CCl4
熔点/℃
801
714
190
-22.9
沸点/℃
1 465
1 412
178
76.8
关于表中4种化合物有下列说法,其中正确的是( )
①AlCl3在加热时可升华
②CCl4属于分子晶体
③1 500 ℃时NaCl可形成气体分子
④AlCl3是典型的离子晶体
A.①②④ B.③④ C.①②③ D.①②③④
【详解】①根据熔、沸点判断,AlCl3为分子晶体,AlCl3的沸点低于熔点,AlCl3在加热时可升华,正确;
②根据熔、沸点判断,CCl4属于分子晶体,正确;
③根据熔、沸点判断,NaCl为离子晶体,但1 500 ℃高于其沸点,故1 500 ℃时以分子形式存在,正确;
④根据熔、沸点判断,AlCl3为分子晶体,错误;
答案选C。
9.下列分子晶体的熔、沸点由高到低的顺序是( )
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2
A.①②③④⑤⑥ B.③②①⑤④⑥ C.③②①④⑤⑥ D.⑥⑤④③②①
【详解】根据组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间的范德华力越大,分子晶体的熔、沸点越高;相对分子质量接近的分子,极性越强,熔、沸点越高,进行分析。
①HCl ②HBr ③HI ④CO ⑤N2 ⑥H2都属于分子晶体,而相对分子质量由大到小的顺序是:③HI ②HBr ①HCl ④CO ⑤N2 ⑥H2,根据分子晶体熔、沸点高低的判断依据,得熔、沸点由高到低的顺序是:③②①⑥;CO和N2分子量相同,但是CO是极性分子,N2是非极性分子,所以熔沸点前者大于后者,都大于H2,故答案为:③②①④⑤⑥。
答案选C。
10.(1)用“>”或“<”填空:
原子半径
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2-____Na+
NaCl____Si
H2SO4____HClO4
(2)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。
①MgO的熔点比BaO的熔点____(填“高”或“低”)。
②SiO2的晶体类型为________。
(3)对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4),下列叙述正确的是____。
a.SiX4难水解 b.SiX4是共价化合物
c.NaX易水解 d.NaX的熔点一般高于SiX4
答案:(1)< > < < (2)①高 ②共价晶体 (3)bd
物质的分类
一、物质的分类方法
1. 树状分类法
树状分类法层层递进、标准清晰,是物质分类的骨架:
第一层:按「是否只由一种物质组成」分为 纯净物 与 混合物;
第二层:纯净物按「元素种类」分为 单质 与 化合物;
第三层:化合物进一步分为 氧化物、酸、碱、盐。
层级关系:物质 → 纯净物/混合物 → 单质/化合物 → 氧化物/酸/碱/盐
2. 交叉分类法
对同一物质按不同标准进行分类,同一物质可同时属于多个类别。
Na₂CO₃:按阳离子是钠盐,按酸根是碳酸盐,按溶解性是可溶性盐;
CuSO₄:按阳离子是铜盐,按酸根是硫酸盐,按溶解性是可溶性盐。
应用价值:从阳离子、阴离子、性质等不同角度认识同一种盐,更全面地掌握它的通性与个性。
3. 氧化物再分类
氧化物按能否与酸或碱反应,可分为四类:
类别
判断依据
典型实例
酸性氧化物
与碱反应生成盐和水;注意不一定是非金属氧化物
CO₂、SO₂、SO₃、Mn₂O₇
碱性氧化物
与酸反应生成盐和水;一定是金属氧化物
Na₂O、CaO、Fe₂O₃
两性氧化物
既能与酸又能与碱反应
Al₂O₃、ZnO
不成盐氧化物
不与酸碱反应生成盐
CO、NO
二、纯净物与混合物
判断标准只有一个:是否只由一种物质组成。
纯净物(一种物质):蒸馏水、氧气、金刚石、NaCl 晶体;
混合物(多种物质):空气、盐酸、溶液、合金、石油。
易错辨析:
冰水共存物是纯净物(都是 H₂O);盐酸、液氨、稀硫酸都是混合物(氨水也是混合物);
「溶液」是混合物,「纯净的水」可以是纯净物。
纯净物
混合物
有固定的组成和结构
无固定的组成和结构
有一定的熔、沸点
无一定的熔、沸点
保持一种物质的性质
保持原有物质各自的性质
常见的混合物
分散系
溶液、浊液、胶体
高分子化合物
天然高分子化合物
淀粉、纤维素、天然橡胶、蛋白质
合成高分子化合物
塑料、合成纤维、合成橡胶
三大化石燃料
煤、石油、天然气
石油及其加工产品
石油分馏产品
石油气、汽油、煤油、柴油、石蜡油、润滑油、沥青
石油裂化产品
裂化汽油:含烷烃和烯烃
石油裂解产品
石油裂解气(乙烯、丙烯、丁二烯)
煤及其加工产品
水煤气
CO和H2
焦炉气
H2、CH4、C2H4、CO
煤焦油
粗苯、粗氨水、酚类、萘和沥青
油脂
动物油和植物油
几种“水”
氨水
氨气的水溶液
氯水
氯气的水溶液
水玻璃
硅酸钠溶液
水银
Hg
重水
D2O
超重水
T2O
王水
浓盐酸和浓硝酸按照体积比1:3组成的混合物
铁水
液态铁
常见的无机混合物
碱石灰
NaOH和CaO
铝热剂
Al和Fe2O3
合金
金属和金属或非金属组成的混合物
漂白粉
CaCl2和Ca(ClO)2
常考无机物俗名
物质化学式
俗名
Hg
水银
Pt
白金
C
金刚石、石墨、(C60)足球烯、钻石
P
紫磷、红磷(赤磷)、黑磷(金属磷)、白磷(黄磷)(P4)
S
硫磺、硫黄
As
砒
Fe2O3
铁锈、铁红、铁丹、红粉
Fe3O4
磁性氧化铁、烤蓝
Al2O3
蓝宝石、红宝石、刚玉
MgO
苦土、灯粉、煅苦土
CaO
生石灰
HgO
三仙丹
PbO
密陀僧、铅黄
Pb3O4
红丹、铅丹、光明粉
SiO2
石英、玛瑙、光导纤维、水晶
CO2
干冰、碳酸气
CO
煤气
NO2
过氧化氮
N2O
笑气
P2O5
氧化磷、无水磷酸
As2O3
砒霜、鹤顶红(低纯砒霜)
TiO2
钛白粉
H2SiO3
硅胶、矽酸
HCOOH
蚁酸
CH3COOH
醋酸、冰醋酸
H2C2O4(HOOC-COOH)
草酸、连二碳酸
Ca(OH)2
石灰乳、熟石灰
NaOH
苛性钠、火碱、烧碱、片碱
KOH
苛性钾
Na2CO3
纯碱、碱面、苏打
Na2SiO3
水玻璃、泡花碱
NaHCO3
小苏打
Na2S2O3
大苏打、海波
CaCO3
汉白玉、大理石、石灰石、白垩、白土子、白埴土、白墡、方解石
BaSO4
钡餐、重晶石
Cu2(OH)2CO3
孔雀石、铜绿
NaNO3
硝石
KAl(SO4)2·12H2O
明矾、白矾
K2CO3
草木灰
FeSO4·7H2O
绿矾、皂矾、青矾
CuSO4·5H2O
胆矾、蓝矾
CaSO4·2H2O
生石膏
2CaSO4·H2O
熟石膏
Na2SO4•7H2O
芒硝
As2S3
雌黄
As4S4
雄黄
HgS
朱砂
CaC2
电石
SiC
金刚砂
[Ag(NH3)2]OH
银氨溶液
H2和O2
爆鸣气
Ca(ClO)2+CaCl2
漂白粉、漂白精
HCl和HNO3
王水
CO,CO2等混合气体
高炉煤气
CO和H2
水煤气
CuSO4和Ca(OH)2
波尔多液
NaOH和CaO
碱石灰、钠石灰
Cu-Zn合金
黄铜
Fe镀Zn
白口铁、白铁皮
Fe镀Sn
马口铁
常考有机物俗名
(NH4CNO)或CO(NH2)2
尿素
CH2OH-CHOH-CH2OH
甘油
CHCl3
氯仿
CH4
煤田坑道气、天然气、沼气、可燃冰
HCHO
福尔马林( 40%水溶液)
CH2=CH2
电石气
CH3OH
木精、工业酒精
苯酚C6H5OH
石炭酸
三硝基甲苯
TNT、梯恩梯、黄色炸药
C3H8和C4H10为主
液化石油气
三、单质与化合物
划分标准:元素种类(一种元素为单质,多种元素为化合物)。
单质:金属(Fe、Cu、Al)、非金属(O₂、H₂、N₂、Cl₂)、稀有气体(He、Ne、Ar);
化合物:氧化物(H₂O、CO₂)、酸(HCl、H₂SO₄)、碱(NaOH、Ca(OH)₂)。
易错辨析:
由同种元素组成的物质不一定是单质——如 O₂ 与 O₃ 混合、金刚石与石墨混合仍是混合物;
由不同种元素组成的纯净物一定是化合物;含金属元素的物质不一定是化合物(如 Fe 是单质)。
四、电解质和非电解质
1.物质导电条件及原因
电解质(固体)
不导电,只有在水溶液里或受热熔化时才能导电。
电解质在水溶液里或受热熔化时发生了电离,电离出了能自由移动的阴阳离子,阴阳离子在电场作用下发生定向移动。
金属(或石墨)
能够导电
金属(或石墨)中存在自由移动的电子,电子在外电场的作用下,定向移动形成电流而导电。
2.电解质与非电解质
电解质
非电解质
概念
在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物
类别
化合物
化合物
本质
在水溶液或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液或熔融状态下自身不能发生电离
化合物类型
①酸:如H2SO4、HCl、H3PO4、H2CO3、CH3COOH;②碱:如NaOH、NH3·H2O、Fe(OH)3;③盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3;④金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO、Al2O3;⑤水
①非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5;②非酸性气态氢化物:如NH3;③大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质既不属于电解质,也不属于非电解质。
(2)电离是电解质溶液导电的前提。
(3)能导电的物质不一定是电解质,如石墨等;电解质本身不一定能导电,如食盐晶体。
(4)有些化合物的水溶液能导电,但因为这些化合物在水中或熔化状态下本身不能电离,故也不是电解质。如SO2、SO3、NH3、CO2等,它们的水溶液都能导电,是因为跟水反应生成了电解质,它们本身都不是电解质。
(5)电解质的强弱与溶液的导电能力无关,强电解质的导电能力不一定强,如BaSO4;弱电解质的导电能力不一定弱,如醋酸水溶液。
典型例题:
例1.物质的分类如图所示。由图判断下列说法中正确的是( C )
A.乙图所示的分类方法属于树状分类法
B.甲图所示的分类方法属于交叉分类法
C.碱性氧化物一定是金属氧化物
D.非金属氧化物一定是酸性氧化物
【解答】解:A.树状分类法含义:对同一类事物按照某些属性进行在分类的分类法,从图形看乙不属于树状分类法,故A错误;
B.交叉分类法含义:根据物质不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的一种分类方式,从图形看甲不属于交叉分类法,甲为树状分类法,故B错误;
C.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,如Al2O3,故C正确;
D.非金属氧化物不一定是酸性氧化物,可能是不成盐氧化物,如CO属于非金属氧化物但不属于酸性氧化物,故D错误;
故选:C。
例2.下列物质属于纯净物的是( D )
A.汽油 B.食醋 C.漂白粉 D.小苏打
例3.下列各组物质分类正确的是 ( B )
选项
纯净物
混合物
酸
碱
盐
酸性氧化物
碱性氧化物
A
液氯
碱石灰
H3PO4
纯碱
NaHSO4
CO
Na2O
B
石墨
盐酸
HNO3
烧碱
NaHCO3
SO2
CuO
C
大理石
碘酒
CH3COOH
苛性钾
NaCl
Mn2O7
Al2O3
D
空气
漂白粉
H2S
熟石灰
KClO3
SiO2
CaO
例4.下列有关物质的分类正确的是( C )
A.混合物:空气、矿泉水、水银
B.碱:Ba(OH)2、Cu2(OH)2CO3、NH3•H2O
C.盐:硫酸钠、氯化铵、纯碱
D.氧化物:H2O、CO、HCOOH
【解答】解:A.水银是汞单质,属于纯净物,故A错误;
B.Cu2(OH)2CO3是碱式盐,不是碱,故B错误;
C.硫酸钠、氯化铵、纯碱都是盐,要注意纯碱是Na2CO3,不是碱,故C正确;
D.HCOOH是甲酸,是有机物,不是氧化物,故D错误;
故选:C。
例5.下列物质的分类结果全部正确的是( B )
A.NO—酸性氧化物 Na2O2—碱性氧化物 Al2O3—两性氧化物
B.石油—混合物 液氨—纯净物 O3—单质
C.苏打—碱 硫化氢—酸 小苏打—酸式盐
D.液氯—非电解质 硫酸钡—强电解质 醋酸—弱电解质
例6.下列叙述正确的是( D )
A.溶于水后能电离出氢离子的化合物一定是酸
B.氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子
C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于电解质
D.硫酸钡难溶于水,但在熔融状态下能导电,所以硫酸钡属于电解质
例7.下列有关物质分类的说法,不正确的是( A )
A.CO、P2O5、SO2是非金属氧化物,也是酸性氧化物
B.KNO3是钾盐、硝酸盐,也是正盐
C.H2SO4是含氧酸、二元酸,也是强酸
D.NaOH是可溶性碱,也是强碱
例8.下列物质是生活生产中常见的物质:①NaHSO4晶体,②液态O2,③冰醋酸(固态醋酸),④汞,⑤Ba(OH)2固体,⑥Fe(OH)3胶体,⑦乙醇(C2H5OH), ⑧熔融Na2CO3,⑨盐酸,⑩金属钠,请回答下列问题(用序号):
(1)以上物质属于电解质的是_______________________________
(2)以上物质中属于非电解质的是___________________________
(3)以上物质中上述状态下能导电的是___________________________________
答案:(1)①③⑤⑧ (2)⑦ (3)④⑥⑧⑨⑩
例9.现有下列物质:①NaHSO4晶体 ②铜丝 ③氯化氢气体 ④稀硫酸 ⑤二氧化碳气体 ⑥氨水 ⑦NaHCO3粉末 ⑧蔗糖晶体 ⑨熔融氯化钠 ⑩CuSO4
请用序号填空:
(1)上述状态下可导电的是___________。
(2)属于电解质的是___________。
(3)属于非电解质的是___________。
(4)上述状态下的电解质不能导电的是___________。
(5)属于酸的是___________,属于盐的是___________。
答案:(1)②④⑥⑨ (2)①③⑦⑨⑩
(3)⑤⑧ (4)①③⑦⑩ (5) ③ ①⑦⑨⑩
五、分散系与胶体
1. 分散系的概念与分类
分散系由分散质(被分散的物质)和分散剂(容纳分散质的物质)两部分组成。分类标准是分散质粒子的直径,不是外观。
溶液:粒子直径 < 1 nm,如 NaCl 溶液、蔗糖水;
胶体:1 nm ≤ 粒子直径 < 100 nm,如 Fe(OH)₃ 胶体、牛奶;
浊液:粒子直径 ≥ 100 nm,如泥水、油水。
同一物质在不同条件下可以是溶液也可以是胶体(如蛋白质)。
2. 胶体的本质特征与丁达尔效应
胶体的本质特征是分散质粒子直径在 1–100 nm 之间,判断是否为胶体唯一看粒子直径。
丁达尔效应:用一束光照射胶体,从侧面能看到一条光亮通路,原因是胶体粒子直径与光波长相近,能散射光;
溶液粒子太小,不能散射光,所以看不到光路。丁达尔效应是区分胶体与溶液最简便的方法;
注意:丁达尔效应、布朗运动、电泳都不是胶体的本质特征,本质是粒子直径 1–100 nm。
3. 胶体的其他性质
布朗运动:胶体粒子做无规则运动(粒子小,受分子撞击不均);
电泳:胶体粒子带电荷,在电场中定向移动(Fe(OH)₃ 胶体带正电)。
4. 胶体的制备与聚沉
制备 Fe(OH)₃ 胶体:
向沸水中滴加饱和 FeCl₃ 溶液,继续煮沸至红褐色,停止加热。口诀:「饱和氯化铁、沸水、红褐色、不搅拌」——加过量 FeCl₃ 或搅拌都会使胶体聚沉。
聚沉的方法:
加电解质、加带相反电荷的胶体、加热、搅拌。
聚沉应用:
明矾净水——铝盐水解生成 Al(OH)₃ 胶体,吸附杂质沉降。
5. 溶液、胶体、浊液对比表
比较项
溶液
胶体
浊液
粒子直径
< 1 nm
1–100 nm
≥ 100 nm
外观
均匀透明
较均匀
浑浊
丁达尔效应
无
有
无
能否透过滤纸
能
能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
6. 常见胶体与误判提醒
常见胶体:豆浆、牛奶、淀粉溶液、烟、云、雾、墨水;
误判提醒:淀粉溶液、蛋白质溶液是胶体,不是溶液。
例10.关于胶体的叙述,不正确的是( C )
A.有色玻璃是固溶胶
B.雾、云、烟都是气溶胶
C.用滤纸能把胶体中的分散质与分散剂分离开
D.胶粒直径大小在1~100 nm之间
例11.“纳米材料”是指直径为几纳米至几十纳米的材料(1 nm=10-9 m),其研究成果已用于医学、军事、化工等领域。如将“纳米材料”分散到水中,得到的分散系不可能具有的性质是( A )
A.能全部通过半透膜 B.能全部通过滤纸
C.有丁达尔效应 D.有电泳现象
例12.下列说法正确的是( C )
A.和都属于两性氧化物 B.悬浊液和乳浊液的分散质均为液态
C.和中的金属都呈现两种价态 D.葡萄糖溶液和淀粉溶液都具有丁达尔效应
例13.向含有FeCl2和FeCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液,得到一种黑色分散系,其中分散质粒子为直径约为9.3nm的金属氧化物(Fe3O4)。下列有关说法不正确的是( D )
A.FeCl2和FeCl3均属于盐
B.该黑色分散系为胶体
C.丁达尔效应是胶体粒子对光的散射引起的
D.向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液也可得到该黑色分散系
例14.下列分散系中分散质直径最小的是( D )
A.石灰乳 B.牛奶
C.雾 D.葡萄糖溶液
例15.人们根据分散质粒子的大小,把分散系分为溶液、胶体和浊液等。
(1)淀粉溶液是一种胶体,它区别于其它分散系的本质特征是 。
(2)现有淀粉和Na2SO4的混合液,装在半透膜袋中,浸泡在蒸馏水中(如图)。
一段时间后,从烧杯中移走半透膜,然后取烧杯中的液体于甲、乙两支试管中,向甲试管中滴加碘水,溶液是否变为蓝色 (填“是”或“否”);向乙试管中滴加氯化钡溶液,现象是 。由以上实验可得出的结论是 。
(3)把装有橘红色的硫化锑(Sb2S3)胶体的U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,这种现象叫 ,解释阳极附近橘红色加深的原因 。
【解答】解:(1)胶体区别于其它分散系的本质特征是胶体粒子直径在1﹣100nm之间,溶液的粒子直径小于1nm,浊液的粒子直径大于100nm,
故答案为:胶体粒子大小在1~100nm之间;
(2)淀粉溶于水是胶体,不能通过半透膜,因此取少量烧杯中的液体于试管中,滴加几滴碘水后溶液不变蓝色,而Na2SO4中的离子可以通过半透膜,向乙试管中滴加氯化钡溶液,会生成硫酸钡白色沉淀,由上述实验现象得出的结论是硫酸根离子能透过半透膜,淀粉胶体粒子不能透过半透膜,
故答案为:否;产生白色沉淀;硫酸根离子能透过半透膜,淀粉胶体粒子不能透过半透膜;
(3)有一种橘红色的硫化锑(Sb2S3)胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,说明硫化锑(Sb2S3)胶体粒子吸附的是负电荷,此现象是胶体的电泳现象,
故答案为:电泳;硫化锑(Sb2S3)胶体粒子吸附的是负电荷。
巩固提升:
1.乐舞杂技彩绘陶俑被称为济南市博物馆镇馆之宝。根据组成元素,下列彩绘颜料主要成分的物质类别
与其它三项不同的是( A )
A.赭石的主要成分Fe2O3
B.白垩的主要成分CaCO3
C.石膏的主要成分CaSO4
D.铜绿的主要成分Cu2(OH)2CO3
2.分类是认识元素及其化合物的方法之一。下列有关物质分类的说法,正确的是( C )
A.纯净物:漂白粉、氯化铁
B.电解质:碳酸钠、食盐水
C.碱性氧化物:氧化铁、氧化钠
D.强酸:次氯酸、硫酸
3.下列说法正确的是( C )
A.金属氧化物都是碱性氧化物
B.NO2与H2O反应生成HNO3,故NO2是酸性氧化物
C.金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体
D.MgCl2固体不导电,所以MgCl2不是电解质
4.下列分散系不属于浊液的是( D )
A.黄色的泥浆 B.红烧鱼的汤
C.用洗涤剂洗油锅的水 D.84消毒液
5.将蛋白质溶液放在半透膜上静置,溶液的成分通过半透膜的情况如图所示。下列说法正确的是( A )
A.该半透膜的孔径大小不可能为200nm
B.能用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和蛋白质溶液
C.该半透膜可用来分离胶体中的泥沙
D.该半透膜不可用来分离NaCl溶液和蛋白质溶液
6.下列关于氧化物分类的说法不正确的组合是( A )
①金属氧化物也可以形成酸性氧化物
②非金属氧化物一定是酸性氧化物
③SiO2是酸性氧化物,硅酸是它与水反应形成的水化物
④碱性氧化物一定是金属氧化物
⑤Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH,故二者都是碱性氧化物
⑥能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物
⑦能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物
A.②③⑤⑥⑦ B.①④ C.②④⑤ D.①②④⑥⑦
【解析】①金属氧化物也可以形成酸性氧化物,如Mn2O7,①正确;
②非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO,②错误;
③SiO2是酸性氧化物,但不能与水反应,③错误;
④碱性氧化物一定是金属氧化物,④正确;
⑤Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH,Na2O2与H2O反应除生成NaOH外,还生成O2,不符合碱性氧化物的定义;⑤错误;
⑥能与酸反应生成盐和水的氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3是两性氧化物,⑥错误;
⑦能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物,如Al2O3是两性氧化物,⑦错误;
故符合题意的是②③⑤⑥⑦,答案选A。
7.分类法是学习和研究化学的一种常用的科学方法.下列分类合理的是( B )
①Fe2O3、CaO、Na2O2都是碱性氧化物
②Na2CO3是正盐,NaHCO3是酸式盐
③H2SO4与KHSO4均含相同的元素氢,故KHSO4也可以称为酸
④洁净的空气、纯净的盐酸都是混合物
⑤根据分散系能否产生丁达尔现象将分散系分为胶体、溶液和浊液
A.只有①③⑤ B.只有②④ C.只有①②④ D.只有②③⑤
【解答】解:①Fe2O3、CaO都是碱性氧化物,Na2O2是过氧化物,故①错误;
②碳酸钠和碳酸氢钠的组成结构分析,Na2CO3属于正盐、NaHCO3属于酸式盐,故②正确;
③KHSO4为强电解质,电离方程式为KHSO4═K++H++SO42﹣,阳离子有氢离子和钾离子,不符合酸的定义,它是酸式盐,故③错误;
④洁净的空气是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等组成的混合物,纯净的盐酸是氯化氢气体的水溶液,属于混合物,故④正确;
⑤根据分散质微粒直径的大小,可以将分散系分为胶体、浊液和溶液三大类,故⑤错误;
故选:B。
8.下列各组物质的分类正确的一组是( D )
A.氯水、水玻璃、水银均属于混合物
B.明矾、蔗糖、纯碱均属于电解质
C.Na2O、Na2O2均为碱性氧化物
D.CuSO4·5H2O、C2H5OH均为纯净物
【解析】选D。由两种或两种以上物质构成的是混合物,而水银化学式是Hg属于纯净物,故A错误;蔗糖在水溶液中和熔融状态下都不能导电,为非电解质,故B错误;能和酸反应生成盐和水的氧化物为碱性氧化物,Na2O2不是碱性氧化物,故C错误;CuSO4·5H2O、C2H5OH都表示一种物质,均为纯净物,故D正确。
9.下列说法正确的是( C )
A.氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质
B.PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶,能产生丁达尔效应
C.电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物叫做碱
D.含钙、钡、铁等金属元素的物质有绚丽的颜色,可用于制造焰火
【解析】选C。氯气为单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;胶体的粒子直径在1~100nm,PM2.5(微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中不能形成气溶胶,故B错误;电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物叫做碱,故C正确;含钙、钡等金属元素的物质有绚丽的颜色,可用于制造焰火,铁元素不具有焰色试验,故D错误。
10.下列有关胶体的说法中,正确的是( D )
A.根据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体和浊液
B.Fe(OH)3胶体在电场中可作定向移动,是因为Fe(OH)3胶体带电
C.将含0.1mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中,形成的胶体粒子数目为0.1NA
D.向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入2mol/LH2SO4溶液,有沉淀生成,继续滴加,沉淀溶解
【解析】选D。分散系的划分是以分散质颗粒大小来区分的,胶体粒子直径介于1nm~100nm之间,溶液溶质粒子直径小于1nm,浊液粒子直径大于100nm,故A错误;胶体显电中性,Fe(OH)3胶体粒子带电,故B错误;胶体粒子是多个微粒的聚合体,将0.1molFeCl3滴入沸水中,形成的胶体粒子数目少于0.1NA,故C错误;向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入2mol/LH2SO4发生胶体的聚沉,继续滴加稀硫酸,氢氧化铁沉淀被硫酸溶解,故D正确。
11.按照物质的树状分类和交叉分类,HNO3应属于( C )
①酸 ②氢化物 ③氧化物 ④含氧酸 ⑤难挥发性酸 ⑥强酸⑦一元酸 ⑧化合物
A.①②③④⑤⑥⑦⑧ B.①⑧
C.①④⑥⑦⑧ D.①④⑤⑥⑦
12.2023年诺贝尔化学奖授予三位探索纳米和量子点领域的科学家。纳米SiO2晶体具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2晶体的说法正确的是( A )
A.熔点低于大块SiO2晶体
B.属于胶体,能产生丁达尔效应
C.与大块SiO2晶体属于同分异构体
D.与NaOH、HF都能反应,属于两性氧化物
【解析】纳米SiO2晶体颗粒尺寸小,相对于大块SiO2晶体来说,其中有一部分共价键断裂,熔化时需要克
服的作用力小一些,熔点低一些,A正确;纳米SiO2晶体是纯净物,而胶体是混合物,B错误;纳米SiO2晶体
和大块SiO2晶体都是共价晶体,由原子构成,不属于同分异构体,C错误;SiO2能与NaOH反应生成硅酸钠
和水,SiO2能和HF反应,但是SiO2不是和所有的酸都能反应,和其他酸不反应,是酸性氧化物不是两性氧
化物,D错误。
13.高铁酸钾(K2FeO4极易溶于水)是优良的多功能水处理剂,其原理如图所示。
(1)K2FeO4按物质类别属于 。
A.酸 B.盐 C.复盐 D.氧化物
请举例一种和K2FeO4同一类别的物质 。
(2)①中活细菌表现了 (填“氧化”或“还原”)性。
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有 和净水剂。
(4)净水利用了Fe(OH)3胶体的性质,请写出Fe(OH)3胶体制备的化学方程式 。提纯所制Fe(OH)3胶体常用的方法是 (填实验名称)。
(5)某同学往Fe(OH)3胶体中逐滴滴入稀硫酸溶液,出现的现象是 分析出现该现象的原因是 。
(6)K2FeO4溶液可以将池塘淤泥里的NH3氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用,0.1molK2FeO4可以反应标况下的氨气 L,为研究这个反应,某同学配制一定物质的量浓度的氨水。将标况下400体积的氨气通入1体积水中,理论上可以得到 mol/L密度为0.95g/mL的氨水。
【解答】解:(1)高铁酸钾(K2FeO4)是金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物,属于盐,和K2FeO4同一类别的物质如:KMnO4,
故答案为:B;KMnO4;
(2)过程①中高铁酸钾转化为铁离子,铁元素化合价降低,被还原,活性菌表现了还原性,该过程的还原产物是Fe3+,
故答案为:还原;
(3)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4具有强氧化性,被还原的铁离子水解,生成氢氧化铁胶体,具有较大表面面积,吸附悬浮在水中的杂质,K2FeO4的作用有杀菌消毒、净水,
故答案为:杀菌消毒;
(4)Fe(OH)3胶体制备的方法是向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,加热到红褐色得到氢氧化铁胶体,胶体制备的化学方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,提纯所制Fe(OH)3胶体常用的方法是:渗析,
故答案为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;渗析;
(5)向氢氧化铁胶体中逐滴滴入稀硫酸,首先发生胶体的聚沉,看到产生红褐色沉淀,得到氢氧化铁再与稀硫酸反应生成硫酸铁溶液和水,溶液呈棕黄色,电解质H2SO4电离出的SO42-使Fe(OH)3胶体发生聚沉,生成红褐色沉淀,继续加入硫酸,会发生酸碱中和反应,生成硫酸铁和水,此反应的离子方程式是Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O,
故答案为:先生成红褐色沉淀,后沉淀溶解,溶液变成棕黄色;电解质H2SO4电离出的SO42-使Fe(OH)3胶体发生聚沉,生成红褐色沉淀,继续加入硫酸,会发生酸碱中和反应,生成硫酸铁和水;
(6)K2FeO4溶液可以将池塘淤泥里的NH3氧化得到无色无味的气体从而起到除臭的作用,氧化还原反应中电子守恒计算分析,K2FeO4~Fe3+~3e﹣,2NH3~N2~6e﹣,得到K2FeO4~NH3~3e﹣,0.1molK2FeO4可以反应标况下的氨气0.1mol,标准状况下氨气的体积=22.4L/mol×0.1mol=2.24L,将标况下400体积的氨气通入1体积水中,理论上可以得到密度为0.95g/mL的氨水物质的量浓度c===≈13mol/L,
故答案为:2.24;13。
14.物质的组成和分类是化学中的重要的内容。
(1)A.水晶 B.冰醋酸 C.白磷 D.固态氩 E.氯化铵 F.铝 G.金刚石 H.氧化钙
上述物质中由原子构成的是 (填写序号,下同),由分子构成的是 ,由离子构成的是 。酸性氧化物是 ,碱性氧化物是 ,其中有能和水发生反应的氧化物,请写出它和水反应的化学方程式 。
(2)下列物质中,含有氯离子的是 。
A.氯化氢 B.食盐 C.氯酸钾 D.液氯
(3)下列说法正确的是 。
A.不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应
B.含有两种金属元素的盐即为复盐
C.碱性氧化物都是金属氧化物
D.能电离出H+的就是酸,能电离出OH﹣的就是碱
(4)已知X和Y能发生如下:X+Y═H2O+盐。下列关于物质X和Y所属种类的判断中,可行的是(本题1﹣2个选项) 。
A.X为酸,Y为金属
B.X为碱性氧化物,Y为酸
C.X为盐,Y为碱
D.X为碱性氧化物,Y为酸性氧化物
(5)下列物质中属于纯净物的是 。
①由同种元素组成的物质
②具有固定熔沸点的物质
③只由一种正离子和一种负离子组成的物质
④只能写出一个化学式的物质
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳的物质
⑥只含有一种分子的物质
A.②③⑥ B.④⑤⑥ C.①④ D.②⑥
【解答】解:(1)A.水晶是有原子构成,化学式为二氧化硅,是酸性氧化物,不与水反应;
B.冰醋酸是由分子构成,属于酸;
C.白磷是由分子构成,属于单质;
D.固态氩是由原子构成的单原子分子;
E.氯化铵含有铵根离子和氯离子,由离子构成;
F.铝是由原子构成的金属单质;
G.金刚石是由原子构成的;
H.氧化钙含有钙离子和氧离子,由离子构成的碱性氧化物,和水反应生成碱;
因此上述物质中由原子构成的是ADFG,由分子构成的是BC,由离子构成的是EH;酸性氧化物是A,碱性氧化物是H,其中CaO能和水发生反应,与水反应的化学方程式:CaO+H2O=Ca(OH)2,
故答案为:ADFG;BC;EH;A;H;CaO+H2O=Ca(OH)2;
(2)A.液态氯化氢不能电离出氯离子,故A错误;
B.食盐为NaCl,由离子构成,含氯离子,故B正确;
C.氯酸钾由离子构成,在溶液中电离出离子,故C错误;
D.氯气为单质,由分子构成,可知液氯不含氯离子,故D错误;
故答案为:B;
(3)A.不能与酸反应的氧化物可能不与碱反应,例如CO不和酸也不和碱反应,故A错误;
B.含两种金属元素的化合物不一定是复盐,如KMnO4等,故B错误;
C.碱性氧化物一定是金属氧化物,故C正确;
D.电离出的阳离子有H+的物质不一定是酸,如NaHSO4;电离出的阴离子有OH﹣的物质不一定是碱,如Cu2(OH)2CO3,故D错误;
故答案为:C;
(4)A.酸与金属可生成盐和氢气,故A错误;
B.碱性氧化物指与酸反应生成盐和水的氧化物,故B正确;
C.NaHCO3为盐,NaOH为碱,二者反应可生成Na2CO3和H2O,故C正确;
D.碱性氧化物可与酸性氧化物反应生成盐,故D错误;
故答案为:BC;
(5)①由同种元素组成的物质不一定属于纯净物,如氧气和臭氧组成的物质,故①错误;
②具有固定熔沸点的物质,属于纯净物,故②正确;
③只由一种正离子和一种负离子组成的物质属于纯净物,故③正确;
④只能写出一个化学式的物质不一定是纯净物,例如C4H10可以为正丁烷和异丁烷,故④错误;
⑤在氧气中燃烧只生成二氧化碳的物质,可能是石墨和金刚石的混合物,故⑤错误;
⑥只含有一种分子的物质,属于纯净物,故⑥正确;
综上所述,②③⑥正确,故A正确,故答案为:A;
15.某兴趣小组同学欲研究SO2的相关性质。
(1)从物质类别来看SO2属于_________(填序号)。
A.碱 B.酸性氧化物 C.盐 D.非金属氧化物
(2)利用如图装置来检验SO2的性质。
①c中反应的化学方程式 ,a、d中溶液都褪色,体现了SO2的 性。
②装置e的作用是 ,若装置e中有40mL2.5mol/LNaOH溶液,反应后溶液增重4.8g,则装置e中含硫物质的组成为 (写化学式)。
(3)该小组的甲、乙两位同学利用如图装置继续探究SO2及氯气的漂白性:
通气一段时间后,甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学的实验现象是品红溶液的颜色随时间的推移变得越来越浅。试分析甲同学实验过程中品红溶液不褪色的原因: (用离子方程式表示)。
答案:(1)BD
(2) 还原 吸收尾气SO2 和
(3)
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