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2021高考化学一轮复习 第一章 化学物质及其变化 第1讲 物质的组成、分类及性质学案

2021高考化学一轮复习 第一章 化学物质及其变化 第1讲 物质的组成、分类及性质学案

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第一章　化学物质及其变化
[考试要求]　1.了解分子、原子、离子和原子团等概念的含义。2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互关系。5.了解胶体是一种常见的分散系；了解溶液和胶体的区别。6.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。7.理解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。8.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件，能正确书写离子方程式，并能进行有关计算。9.掌握常见离子的检验方法。10.能正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。11.了解氧化还原反应的本质。12.了解常见的氧化还原反应。13.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

第1讲　物质的组成、分类及性质

一、物质的组成
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)元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。
(2)原子是化学变化中的最小微粒。
(3)分子是保持物质化学性质的最小微粒，一般分子由原子通过共价键构成，但稀有气体是单原子分子。
(4)离子：带电荷的原子或原子团，有阳离子和阴离子之分。
2．元素与物质的关系
元素
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

二、物质的分类
1．常见的分类方法
(1)交叉分类法——从不同角度对物质进行分类

(2)树状分类法——按不同层次对物质进行逐级分类，各层之间属于包含关系

2．分散系
(1)概念：把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。
(2)分类：按照分散质粒子直径的大小

(3)三种分散系比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质微粒
直径大小
＜1_nm
1～100_nm
>100_nm
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
外观特征
均匀、
透明
均匀、透明或半透明
不均匀、不透明
稳定性
稳定，静置无沉淀
介稳性
不稳定，静置有沉淀或分层
分散质能否
透过滤纸
能
能
不能
分散质能否
透过半透膜
能
不能
不能
分类
饱和溶液、
不饱和溶液
固溶胶、液溶胶、气溶胶
悬浊液、乳浊液
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体
泥水
(4)胶体的性质及应用
①丁达尔效应
可见光束通过胶体时，在入射光侧面可看到光亮的通路，这是胶体粒子对光线散射而形成的，可用此性质来鉴别溶液和胶体。
②聚沉
a．概念：使胶体粒子聚集形成沉淀析出的现象。
b．方法：加入电解质溶液、加热、搅拌或加入带相反电荷的胶体粒子。
c．应用：如制作豆腐，明矾净水。
③电泳
由于胶体粒子带有电荷，在电场作用下，胶体粒子在分散剂中作定向移动的现象，此性质可用于工业上的静电除尘。
④渗析
胶体粒子不能透过半透膜，溶液中的粒子可以透过半透膜。
应用：提纯胶体；血液透析。
三、物质的性质与变化
1．根据是否有新物质生成辨析物理变化和化学变化。物理变化和化学变化的重点内容如下图所示。

2．化学反应的分类

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)人们可以利用先进的化学技术，选择适宜的条件，利用化学反应制造新的原子。(×)
错因：化学反应是原子的重新组合，原子种类不变。
(2)Na、NaCl、SiO2、H2SO4都称为分子式。(×)
错因：Na、NaCl、SiO2是化学式，它们不是由分子组成的，无分子式。
(3)胆矾(CuSO4·5H2O)属于混合物。(×)
错因：CuSO4·5H2O是由固定微粒组成的，是纯净物。
(4)能与酸反应的氧化物，一定是碱性氧化物。(×)
错因：Al2O3与酸反应，是两性氧化物，Na2O2与酸反应，是特殊氧化物——过氧化物。
(5)纯碱属于碱，硫酸氢钠、碳酸氢钠属于酸式盐。(×)
错因：纯碱是Na2CO3，属于碳酸盐。
(6)溶液是电中性的，胶体是带电的。(×)
错因：胶体呈电中性，胶粒带电。
(7)将1 mL 1 mol·L－1的FeCl3溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体，若FeCl3完全水解，则可制得0.001NA个Fe(OH)3胶体粒子。(×)
错因：Fe(OH)3胶体粒子是大量Fe3＋和大量OH－聚集而成的粒子(其直径介于1～100_nm之间)，故数目远远小于10－3NA个。
(8)某物质经科学测定只含有一种元素，可以断定该物质一定是一种单质。(×)
错因：O2和O3的混合气体只含一种元素但属于混合物，不是单质。
2．教材改编题
(据人教必修一P42T1)现有下列4组物质：
A．CaO、NO、CO2、Al2O3
B．H2、Cl2、N2、Cu
C．O2、Fe、Cu、Zn
D．HCl、H2O、H2SO4、HNO3
(1)填写下表空白。

A组
B组
C组
D组
分类标准
酸性氧化物
金属单质
非金属单质
弱电解质
属于该类
别的物质

(2)若(1)表中的4种物质相互作用可生成一种新物质——碱式碳酸铜[化学式为Cu2(OH)2CO3]，请写出该反应的化学方程式：_____________________。
答案　(1)CO2　Cu　O2　H2O
(2)2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
3．“纳米材料”是粒子直径为1～100 nm的材料，纳米碳就是其中一种，若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中，所形成的物质具有的性质有(　　)
①是溶液　②是胶体　③能产生丁达尔效应　④能透过滤纸　⑤不能透过滤纸　⑥静置后会析出黑色沉淀
A．①④⑤ B．②③⑤
C．②③④ D．①③④⑥
答案　C

考点　物质的组成和分类

[解析]　①冰水混合物的成分为水，为纯净物；②爆鸣气是氢气和氧气的混合物；③铝热剂是铝和金属氧化物的混合物；④普通玻璃是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅的混合物；⑤水玻璃是硅酸钠的水溶液，属于混合物；⑥漂白粉是氯化钙、次氯酸钙的混合物；⑦二甲苯不一定是纯净物，可能是邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯的混合物；⑧TNT是三硝基甲苯的俗称，属于纯净物；⑨溴苯是纯净物；⑩C5H12不一定表示纯净物，可能是正戊烷、异戊烷、新戊烷的混合物；⑪氧化镁中氧的含量为40%，故含氧40%的氧化镁是纯净物；⑫花生油有多种成分，是混合物；⑬福尔马林是甲醛的水溶液，属于混合物；⑭密封保存的NO2气体，存在2NO2N2O4平衡体系，为混合物。综上所述，①⑧⑨⑪一定属于纯净物，A正确。
[答案]　A

1．纯净物和混合物的区别
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
常见混合物：(1)分散系(如溶液、胶体、浊液等)；(2)高分子化合物(如蛋白质、纤维素、聚合物、淀粉等)；(3)常见特殊名称的混合物：石油、石油的各种馏分、煤、漂白粉、碱石灰、福尔马林、油脂、天然气、水煤气、铝热剂、氨水、氯水、王水等；(4)合金。
注意　由同位素组成的单质或化合物为纯净物。如H2、D2、T2；H2O、D2O。
2．把握物质分类的四个“标准”
(1)混合物与纯净物——是否由同种物质组成。
(2)酸性氧化物、碱性氧化物与两性氧化物——是否与碱、酸反应只生成盐和水。
(3)电解质与非电解质——水溶液或熔融状态下能否导电的化合物。
(4)溶液、浊液与胶体——分散质粒子直径的大小。

1．Na2O、NaOH、Na2CO3、NaCl、Na2SO4可按某种标准划为同一类物质，下列分类标准正确的是(　　)
①化合物　②能与硝酸反应　③钠盐　④电解质　⑤离子化合物　⑥氧化物
A．②⑤⑥ B．①②⑥
C．①③④ D．①④⑤
答案　D
2．下列物质的分类正确的是(　　)
选项
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
B
NaOH
HCl
NaCl
Na2O
NO
C
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
Mn2O7
D
NaOH
HCl
CaF2
Na2O2
SO2
答案　C

正确理解“一定”“不一定”，规避概念失分点
1．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Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物)。
2．酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7)；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
3．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(如SiO2、Fe2O3)。
4．酸性氧化物都是对应酸的酸酐，但酸酐不一定都是酸性氧化物，如乙酸酐[(CH3CO)2O]。
5．酸(或碱)的水溶液一定呈酸(或碱)性，但呈酸(或碱)性的溶液不一定是酸(或碱)的溶液。
6．一个一元强酸分子在水溶液中一定能电离出一个H＋，在水溶液中电离出一个H＋的不一定是一元强酸(如NaHSO4)。
考点　物质的性质和变化

[解析]　淘金要千遍万遍的淘洗，不涉及化学变化，故A符合题意；提炼CuSO4·5H2O时，煎熬泉水的锅用久了就会在其表面析出一层红色物质(铜)，其原因为：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4，发生了化学反应，故B不符合题意；石灰石高温煅烧后能制得生石灰，发生了化学反应，故C不符合题意；丹砂(HgS)烧之成水银，即红色的硫化汞(即丹砂)在空气中灼烧有汞生成，积变又成丹砂，即汞和硫在一起又生成硫化汞，发生了化学反应，故D不符合题意。
[答案]　A

物理变化和化学变化的判断
1．判断依据：根据是否有新物质生成来辨析物理变化和化学变化。
2．常见的物理变化和化学变化

物理变化
化学变化
三馏
分馏、蒸馏
干馏
三色
焰色反应
显色反应、颜色反应
五解
潮解
分解、电解、水解、裂解
十五化
熔化、汽化、液化
氢化、氧化、水化、风化、炭化、钝化、煤的气化、煤的液化、皂化、硝化、酯化、裂化

3．下列我国古代的技术应用中，其工作原理不涉及化学反应的是(　　)

答案　C
4．(2019·贵州重点中学高考教学质量测评)化学与生活密切相关，下列说法错误的是(　　)
A．煤的干馏、气化和液化均属于物理变化
B．科学家提出了光催化水分解制备氢气，此法比电解水制备氢气更环保、更经济
C．明矾可作净水剂是因为明矾溶于水时铝离子水解生成氢氧化铝胶体，可以吸附杂质
D．粮食酿酒的过程中涉及了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程
答案　A
解析　煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，生成焦炭、煤焦油、出炉煤气等产物的过程；煤的气化是让煤在高温条件下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳；煤的液化是利用煤制取液体燃料，均为化学变化，A错误；光催化水分解制备氢气，此法耗能低，比电解水制备氢气更环保、更经济，B正确；明矾溶于水电离产生铝离子，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的杂质，所以能净水，C正确；粮食酿酒：粮食中的淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下生成酒精，D正确。

1．化学变化中一定存在化学键的断裂和形成，但存在化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化，如金属熔化、NaCl溶于水、NaCl晶体从溶液中析出、从浓盐酸中挥发出HCl气体等均属于物理变化。
2．电解质的电离是物理变化，电解质溶液导电是化学变化。
3．金属与酸反应不一定生成氢气，如铁与足量稀硝酸反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。
4．金属与盐溶液反应不一定生成另一种金属和另一种盐，如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。
考点　分散系　胶体

[解析]　由题意可知，甲、乙分散系都是胶体，A错误；氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，而氢氧化铁不溶，B错误；FeCl3中的Fe3＋能氧化I－生成I2，I2溶于水呈深褐色，C正确；蒸干、灼烧氯化铁溶液得到氧化铁，蒸干、灼烧明矾溶液得到KAl(SO4)2，D错误。
[答案]　C

1．胶体
(1)胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径大小(1～100 nm)。
(2)胶体不带电，胶体中的胶粒能够吸附体系中的带电离子而使胶粒带电荷，但整个分散系仍呈电中性。
(3)胶体中的分散质微粒能透过滤纸，但不能透过半透膜，因此可用过滤的方法分离胶体和浊液，用渗析的方法分离胶体和溶液中的分散质。
(4)鉴别胶体和溶液的最简单方法是利用丁达尔效应。
2．胶体的制备方法
(1)物理研磨法——如大豆制豆浆
(2)Fe(OH)3胶体制备
①制备Fe(OH)3胶体时，不能用Fe3＋与碱反应制得；利用饱和FeCl3溶液制备时，不能长时间加热。
②书写Fe(OH)3胶体制备化学方程式的四个易错点：
a．用“===”而不用“”；
b．Fe(OH)3分子式后注明胶体而不使用“↓”；
c．反应条件是“△”；
d．HCl后不能标“↑”。
3．胶体性质的主要应用
(1)盐卤点豆腐。
(2)江河入海口处沙洲的形成。
(3)静电除尘。
(4)血液透析。
(5)明矾、氯化铁晶体净水。
(6)蛋白质的盐析。

5．下列事实与胶体的性质有关的是(　　)
①用盐卤点豆腐　②用明矾净水　③医学上用三氯化铁止血　④江河入海口形成三角洲
A．只有①②③ B．只有①②④
C．只有②③ D．全部
答案　D
6．磁流体是电子材料的新秀，它是由直径为纳米量级(1到10纳米之间)的磁性固体颗粒、基载液以及界面活性剂三者混合而成的分散系，既具有固体的磁性，又具有液体的流动性，下列关于纳米Fe3O4磁流体的说法中不正确的是(　　)
A．纳米Fe3O4磁流体分散系属于溶液
B．纳米Fe3O4磁流体可以通过半透膜得到提纯
C．当一束可见光通过该磁流体时会出现光亮的通路
D．纳米Fe3O4磁流体比较稳定
答案　A
解析　根据题意，磁流体分散系分散质粒子直径在1到10纳米之间，属于胶体的范畴，具备胶体的性质。

传统文化中物质的性质与分类

根据古代典籍中的材料，考查有关物质的名称、成分，基本的物理和化学性质是近几年高考的常考点，这类题难度不大，主要考查我国古代化学成就及相关化学史，经典史籍中的化学成就。考生需认真阅读题干中的文言文信息，抓住关键的字词进行解答。

[答案]　D
[体验1]　《周礼》记载“煤饼烧蛎房成灰”(“蛎房”即牡蛎壳)，并把这种灰称为“蜃”，古人蔡伦以“蜃”改进了造纸术。下列说法错误的是(　　)
A．贝壳的主要成分为CaCO3
B．“砺房成灰”是氧化还原反应
C．“蜃”与水混合，溶液呈碱性
D．纸张主要成分是纤维素
答案　B
解析　牡蛎壳为贝壳，贝壳主要成分为碳酸钙，A正确；“砺房成灰”是碳酸钙灼烧生成氧化钙和CO2，反应中各元素化合价不变，不属于氧化还原反应，B错误；“蜃”主要成分是氧化钙，氧化钙溶于水即可得到氢氧化钙，氢氧化钙溶液呈碱性，C正确；纸张主要成分是纤维素，D正确。

[解析]　氧化铁的颜色为红棕色，不是青色，A错误。
[答案]　A
[体验2]　(2020·湖北八校高三联考)化学与社会、生活、技术密切相关，下列说法错误的是(　　)
A．有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”，丝绸的主要成分是纤维素，属于天然高分子化合物
B．商代后期铸造出工艺精湛的后母戊鼎，该鼎属于铜合金制品
C．静置后的淘米水能产生丁达尔效应，这种淘米水具有胶体的性质
D．在元素周期表的金属和非金属分界线附近可寻找锗、硅、硒等半导体材料
答案　A