第1讲物质的组成性质和分类.doc

第1讲 物质的组成、性质和分类
（建议2课时完成）
[考试目标]
1．了解化学的特点是在原子、分子水平上认识物质，了解化学可以识别、改变和制造分子
2．了解分子、原子、离子等概念的含义、原子团的定义。
3．理解物理变化与化学变化的区别与联系。
4．理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。
5．理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
[要点精析]
一、化学的研究对象和内容、特征
1、 化学的研究对象
化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。是一门以实验为基础的自然科学。化学的特征是认识分子、制造分子。
化学是具有创造性的、实用的科学，它帮助我们发现、认识、提取、制造自然界已有的物质，根据我们的需要，设计、创造自然界不存在的物质，为人类的生产、生活提供了功能各异的大量的物质基础。通过化学家们的努力，现在发现和创造的化合物已经超过3500万种。化学还为充分有效地利用能源、资源、保护环境，为解决人类饥饿、贫穷、疾病，为改善和丰富人类生活的各个方面作出了重要贡献，化学已深入到人类生活的各个方面，可以这样说，没有化学，就没有现代人类生活。

(游离态)单质 离子 质子
原子核

元素 物质 原子 中子

(化合态)化合物 分子 电子

2、物质的性质
物理性质：不需要发生化学反应所表现出来的性质，如：颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、导电、导热、溶解性等。
化学性质：在化学反应中所表现出来的性质。如：金属性、非金属性、氧化性、还原性、酸性、碱性、稳定性等。
物理变化与化学变化的本质区别是前者没有新物质生成，后者生成了新的物质。从微观的角度看，前者构成物质的分子本身没有发生变化，只是分子之间的距离发生了改变，后者构成物质的分子本身发生了变化，生成了新的分子，但原子和元素的种类并不发生变化。两者的关系是：物质发生物理变化时不一定发生了化学变化，但发生化学变化时一定伴随着物理变化。
二、物质的分类
为了认识自然和科学研究的方便，我们通常按一定的规则给物质分类，如：
按组成元素分类
有机物（由碳、氢为主要元素组成）：烃、醇、醛、酸、酯、卤代烃、油脂等。
化合物
无机物：酸、碱、盐、氧化物
按在水溶液中能否电离分类：
强电解质：在水溶液中或熔融状态下能完全电离成离子的化合物
电解质
化合物 弱电解质：在水溶液中只能部分电离的化合物
非电解质

按性质分类 酸：有机酸、无机酸、一元酸、多元酸、强酸、弱酸
混合物
碱：强碱、弱碱、
物质 化合物
盐：易溶、微溶、难溶
纯净物
氧化物：酸性氧化物、碱性氧化物、两性、不成盐
单质：金属、非金属、惰性气体

[思考题]：1. 只含有一种元素的物质一定是纯净物吗？
2．盐一定含有金属元素吗?
3．金属氧化物一定是碱性氧化物吗？碱性氧化物一定是金属氧化物吗？
4．非金属氧化物一定是酸性氧化物吗？酸性氧化物一定是非金属氧化物吗？
5．Na2CO3·10H2O、盐酸是混合物还是纯净物？

三、化学反应的分类
1、 化学变化的表示方法：化学反应方程式、电离方程式、离子方程式、热化学方程式、电极方程式、电池反应、电解反应、水解反应等
2、 化学反应分类：
按反应物、生成物组成形式变化可分为：化合、分解、置换、复分解，
按电子转移可分为：氧化—还原反应、非氧化—还原反应，
按是否有离子参加可分为：离子反应、非离子反应
按反应的程度可分为：可逆反应、不可逆反应，
还可分为：吸热反应、放热反应。有机化合物之间的反应还可以按反应机理分为取代反应、加成反应、氧化反应、聚合反应、酯化反应、消去反应等。
四、 研究物质的程序和方法
基本方法主要有
1、观察法
①含义：是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法。
②观察的具体内容：主要是用肉眼观察物质的颜色、状态、各种变化等，用鼻子闻物质的气味，用耳朵听声音，用触觉去感受温度、硬度、弹性、韧性等等，还包括借助一些仪器来进行观察，提高观察的灵敏度。
③应用观察法研究物质的性质的实例：观察金属钠的物理性质及钠与水反应的现象。
2、实验法
①含义： 通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。
②注意的两个问题：
在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，这是因为同样的反应物在不同的条件下可能会发生不同的反应。
实验前要明确实验的目的要求、实验用品和实验步骤等；实验中，要仔细研究实验现象，并做好实验记录；实验后，要写好实验报告，并对实验结果进行分析。
3、分类法
到目前为止，人类已发现以及人工合成的各种物质已达三千多万种，根据物质的组成、结构等因素，我们可以分门别类地对物质及其变化进行研究，可以总结出各类物质的通性和特性；反之，知道某物质的类别，我们就可根据这类物质的通性推知该物质的一般性质。
对物质进行分类的依据有很多，如组成、结构、某种性质、用途等，以何种因素作为分类的依据，关键是看研究的出发点和目的。
例1：下列物质：金属铁、金属锌、木炭、CuO、CaCO3、H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、NaCl、CuSO4 有人根据不同的依据进行了分类如下，请在适当的位置指出他分类的依据
分 类 依 据
分 类
①
类别一：金属铁、金属锌、木炭
类别二：CuO、CaCO3、H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、NaCl、CuSO4
②
类别一：金属铁、金属锌、
类别二：木炭
类别三：CuO
类别四：H2SO4
类别五：NaOH、Ba(OH)2
类别六：CaCO3、NaCl、CuSO4
③
类别一：金属铁、金属锌、木炭、CuO、CaCO3
类别二：H2SO4、NaOH、Ba(OH)2、NaCl、CuSO4
解析：第一种情况分类的依据是物质的元素组成，将题给物质分成了单质和化合物；第二种情况分类的依据是物质的组成和性质，将题给物质分成了金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐；第三种情况分类的依据是水溶性，将题给物质分成了溶与不溶两类。
4、比较法
运用比较的方法，可以找出物质的组成、结构或性质间的异同，认识物质间的内在联系，对物质的组成、结构或性质等进行归纳和概括
应用分类法和比较法研究物质的性质的实例：比较金属钠与金属铁性质
性质
相同点
不同点
物理性质
不透明、银白色，易导电、导热，具有延展性
金属钠与铁相比，密度小，硬度小，熔点、沸点低
化学性质
①都能与非金属反应②都能与盐酸或稀硫酸反应产生H2③都能与盐反应
反应时需要的条件不同；反应的剧烈程度不同；通常条件下,钠与水剧烈反应,而铁不反应
上面是研究物质的性质时常用的四种方法，当然还有其他的一些方法；在研究物质的某方面性质时，可能只用到一种或两种方法，但在研究物质的整体性质时却常常是观察、实验、分类、比较等方法综合应用。在初中化学的学习中，常使用研究物质的性质的方法归类
物质的性质
研究方法
1.研究物质的物理性质
氧气、氢气、铁、盐酸等物质的颜色、状态
观察法
2.探究物质的化学性质
氧气的助燃性
观察和实验法
氢气的可燃性、还原性
观察和实验法
二氧化碳的化学性质（灭火性、与碱反应）
观察和实验法
盐酸的化学性质
观察和实验法
3.归纳同类物质的共性
金属的通性
分类、比较法
酸的通性
分类、比较法

基本程序
1、基本程序
首先，要观察物质的外观性质（包括物质的存在状态、颜色气味等）；
第二、根据观察结果，预测物质的组成、类别等，并进一步预测性质；
第三、设计并实施实验来验证所做的预测。通过对实验现象的观察和分析，判断预测是否正确，并对实验中所出现的特殊现象进行进一步的研究；
第四、对实验现象进行分析、综合、推论，概括出物质的通性及特性。
在实验中，经常是同时使用其中的几种方法（以氯气为例）。
第一步：观察认识氯气的物理性质
氯气是呈黄绿色、有刺激性气味，将收集满一试管的氯气插入盛有水的水槽中观察到：试管内液体的液面缓慢升高，气体的颜色逐渐便浅，取出试管内液体观察呈浅黄绿色

第二步：预测氯气的性质。氯气是活泼非金属，则可与金属、非金属反应
第三步：通过实验论证氯气的化学性质
1.铁丝在充满氯气的集气瓶中剧烈地燃烧,产生大量棕黄色的烟,溶于水后形成黄色溶液
2. 氢气在盛有氯气的集气瓶中安静地燃烧,发出苍白色的火焰,瓶口有白雾
3. 铜丝在充满氯气的集气瓶中剧烈地燃烧,产生大量棕黄色的烟,溶于水后形成蓝绿色溶液

探究氯气的特性——氯气与水反应
1.观察氯水，呈浅黄绿色的液体
2.将氯水滴到pH试纸上，试纸先变红后褪色
3.将石蕊溶液滴到氯水中，氯水先变红后褪色
4.将一段镁条放入氯水中，镁条表面上有大量气泡产生
5.向氯水中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，滴入稀硝酸白色沉淀不消失
5.将氯气分别通入到装有干燥红纸条、湿润红纸条的及其瓶中，干燥红纸条不褪色，而湿润的红纸条变为白色

第四步：对实验现象进行分析、综合、推论，概括出物质的通性及特性
氯气是呈黄绿色、有刺激性气味的气体，氯气可溶于水形成浅黄绿色的氯水
氯气的化学性质：
2Fe+3Cl2 2FeCl3 Cu+Cl2 CuCl2
Cl2 +H2 2HCl Cl2+H2O=HCl+HClO
根据氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸的事实，推论氯气是能与碱溶液反应
氯气 + 碱溶液 → 金属氯化物 + 次氯酸盐 + 水
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（应用于实验室制氯气时尾气的吸收和工业制取漂白剂）
2Cl2+2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O（应用于工业制取漂白粉）
总之，研究物质性质的基本程序应该是：
观察物理性质 → 预测化学性质 → 验证或探究预测的性质 →分析现象并解释 → 分类、比较、归纳、概括同类物质的性质 → 性质的延伸和应用
五、化学探究过程中的模型与假说
1、关于模型：
①模型的定义：是以客观事实为依据建立起来的，是对事物及其变化的简化模拟。
②模型的分类：一般可分为物体模型和思维模型两大类。
例如，在研究有机化合物的结构时经常用到的球棍模型就是一种物体模型，而在研究原子结构的过程中所建立起的各种模型则属于思维模型。
2、关于假说：
假说的定义：是以已有事实材料和科学理论为依据，面对未知事实或规律所提出的一种推测性说明。假说提出后需得到实践的证实，才能成为科学理论。

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