2022高考化学一轮复习教案：第2章 第1讲 物质的组成、性质与分类

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第1课时　必备知识——物质的组成、性质与分类
知识清单
[基本概念]①同素异形体；②酸性氧化物；③碱性氧化物；④分散系；⑤胶体
[基本规律]①物质的转化规律；②三种常见分散系的比较
知识点1　物质的组成及分类

1．物质的组成
(1)元素、物质与微粒间的关系

①元素：具有相同核电荷数的一类原子的总称。
②分子和原子：分子是保持物质化学性质的最小微粒，原子是化学变化中的最小微粒。
③物质：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。
(2)元素与物质的关系
元素
物质
①冰水混合物、结晶水合物(如FeSO4·7H2O等)属于纯净物；②高分子化合物(如聚乙烯、聚氯乙烯等)属于混合物。
(3)元素在物质中的两种存在形态
游离态：元素以单质形式存在的状态；
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：由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。
②形成方式
分子中原子个数不同
例如，O2和O3
原子排列方式不同
例如，金刚石、石墨、C60等
③性质差异：同素异形体之间的性质差异主要体现在物理性质上，其化学性质相似；同素异形体之间的转化属于化学变化，但不属于氧化还原反应。
①由互为同素异形体的单质组成的物质是混合物，但该物质只含一种元素，如O2、O3的混合气体是混合物。②由同位素的不同原子构成的单质(或化合物)是纯净物，如H2和D2、H2O和D2O。
2．物质的分类
(1)交叉分类法应用示例——从不同角度对物质进行分类

(2)树状分类法应用示例——从不同层次对物质进行分类

(3)常见无机物的树状分类法



[通关1] (易错排查)判断正误
(1)某物质经测定只含有一种元素，可以断定该物质一定是纯净物(×)
(2)(海南卷)MgO和Al2O3都属于两性氧化物(×)
(3)(广东卷)冰和干冰既是纯净物又是化合物(√)
(4)(山东卷)14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C互为同素异形体(×)
(5)(安徽卷)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物(×)
[通关2] (2020·天津卷)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是(　　)
A．NaOH　　　　　　 B．NaCl
C．NaClO D．Na2CO3
C　[“84消毒液”的主要有效成分是次氯酸钠，C正确。]
[通关3] (人教必修1·P29，1题改编)现有下列10种物质：①H2O、②海水、③Fe、④CuO、⑤H3PO4、⑥NaOH、⑦Na2CO3·10H2O、⑧盐酸、⑨CH3COOH、⑩纯碱。下列说法中不正确的是(　　)
A．②⑧属于混合物，①④属于氧化物
B．⑤⑨属于酸，⑥⑩属于碱，⑦属于盐
C．⑨属于有机物
D．属于单质的是③，⑤属于三元弱酸
B　[纯碱是Na2CO3，属于盐类，不是碱。]
[通关4] (新教材链接)(人教必修第一册·P12，1题改编)阅读下列科普短文并回答相关问题。
燃料电池是一种化学电池，具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如，氢氧燃料电池在工作时，从负极连续通入，从正极连续通入，二者在电池内部(含有或等物质的溶液)发生反应生成，同时产生电能。除了H2，、等也可以作为燃料电池的燃料。目前已研制成功燃料电池，它可以代替为汽车提供动力，也可以用作照明电源等。
(1)在上述短文标有序号的物质中，属于混合物的是________(填序号，下同)；属于氧化物的是________。
(2)在上述短文标有序号的物质中，属于酸的是________；属于碱的是________；属于有机物的是________。
(3)从物质的类别角度分析，①、②、⑧都属于________；与O3互为同素异形体的是________。
答案　(1)⑨⑩　⑤　(2)③　④　⑥⑦⑩　(3)单质　②

知识点2　物质的性质及变化

1．物质的性质与变化
(1)物质的性质与变化的关系

①化学变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有旧化学键的断裂，或只有新化学键的形成过程不是化学变化，例如，HCl气体溶于水只破坏共价键，不是化学变化。②原子核的聚变、裂变不是化学变化。
(2)常见物理变化及化学变化
化学
变化
煤的干馏、气化和液化；石油的裂化与裂解；蛋白质的变性；结晶水合物的脱水；同素异形体间的转化；电解；水解等
物理
变化
焰色反应；活性炭(或胶体)的吸附；渗析和盐析；萃取和分液；蒸馏、升华等
2.物质之间的转化
(1)从不同角度对化学反应分类

(2)单质、氧化物、酸、碱和盐的转化关系

注意金属(或非金属)单质到盐的两条重要转化关系



[通关1] (易错排查)判断正误
(1)在一定条件下，金刚石与石墨之间的转化是化学变化(√)
(2)同位素之间的转化，如232Th转化成233U不属于化学变化(√)
(3)煤的气化和液化、Na2CO3·10H2O的风化都是物理变化(×)
(4)(2020.1·浙江选考)钙单质可以从TiCl4中置换出Ti(√)
(5)(2020.7·浙江选考)KMnO4具有氧化性，其稀溶液可用于消毒(√)
(6)(2020.7·浙江选考)煤的液化属于物理变化(×)
[通关2] (2020·江苏卷)下列有关化学反应的叙述正确的是(　　)
A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
B．室温下，Al与4.0 mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO2
C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
B　[室温下，Na在空气中反应生成Na2O，A项错误。2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑，B项正确。室温下，铜与浓硝酸反应生成NO2，C项错误。室温下，铁遇浓硫酸发生钝化，D项错误。]
[通关3] (2019·海南卷)我国古代典籍中有“石胆……浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指(　　)
A．CuSO4·5H2O　　　　B．FeSO4·7H2O
C．ZnSO4·7H2O D．KAl(SO4)2·12H2O
A　[石胆呈“浅碧色”，“烧之变白色”，即灼烧变成白色。CuSO4·5H2O受热脱水生成无色CuSO4，固体变成白色，A项正确；FeSO4·7H2O灼烧时，Fe2＋被空气中O2氧化生成Fe2(SO4)3，固体变成红色，B项错误；ZnSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O在灼烧时无颜色变化，C、D项错误。]
[通关4] (新教材链接)(人教必修第一册·P12，5题改编)从Zn、BaCl2、NaOH、KClO3、CuCl2、Na2SO4、Na2O、H2O、H2SO4等物质中，选出适当的物质，按下列要求写出化学方程式。
(1)化合反应：_______________________________________________________________；
(2)分解反应：_______________________________________________________________；
(3)置换反应：_______________________________________________________________；
(4)复分解反应：_____________________________________________________________。
答案　(1)Na2O＋H2O===2NaOH
(2)2KClO32KCl＋3O2↑
(3)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(4)CuCl2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl(其他合理答案均可)

知识点3　分散系及胶体

1．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：根据分散质粒子的直径大小将分散系分为溶液、浊液和胶体，可用下图直观地表示。

(3)三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质
粒子直
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
不产生沉淀
较稳定
不稳定，静置
有沉淀或分层
分散质
能否透
过滤纸
能
能
不能
实例
食盐水、
蔗糖溶液
Fe(OH)3 胶体
泥水
胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径在1～100 nm(即10－9～10－7 m)之间，并非丁达尔效应。
2．胶体的性质及应用

3．Fe(OH)3胶体的制备

(1)反应原理
反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(2)操作步骤：向沸水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即制得Fe(OH)3胶体。
制备Fe(OH)3胶体的“四不能”
①不能用自来水代替蒸馏水制备Fe(OH)3胶体，因为自来水中有电解质会使胶体发生聚沉。②不能用玻璃棒搅拌。③不能过度加热，加热至液体呈红褐色，停止加热，若继续加热，Fe(OH)3胶体聚沉生成Fe(OH)3沉淀。④不能加沉淀符号“↓”，书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时，生成的胶体应注明“胶体”二字。

[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2018·全国卷Ⅱ)雾和霾的分散剂相同(√)
(2)(2019·海南卷)悬浊液和乳浊液的分散质均为液态(×)
(3)(2019·海南卷)葡萄糖溶液和淀粉溶液都具有丁达尔效应(×)
(4)直径介于1～100 nm之间的微粒称为胶体(×)
(5)(2020·江苏卷)明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水(√)
(6)将含1 mol FeCl3的溶液滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体，形成的Fe(OH)3胶体粒子数目为NA(×)
[通关2] (新教材链接)(人教必修第一册·P12，4题改编)当光束通过下列分散系时，不能产生丁达尔效应的是(　　)
A．淀粉溶液　　　　　 B．Fe(OH)3胶体
C．CuSO4溶液 D．稀豆浆
C　[淀粉溶液、Fe(OH)3胶体、稀豆浆都属于胶体，当光束通过时，都能产生丁达尔效应；CuSO4溶液中分散质粒子直径小于1 nm，当光束通过时，不能产生丁达尔效应。]
[通关3] (2021·山东聊城二中检测)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。下面有关说法正确的是(　　)
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　[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，在垂直光束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。]
[通关4] (深度思考)某化学兴趣小组的同学按照下面的实验方法制备氢氧化铁胶体：首先取少量蒸馏水于洁净的烧杯中，用酒精灯加热至沸腾，向烧杯中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液继续煮沸，至液体呈透明的红褐色。反应原理为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(1)判断胶体的制备是否成功，可利用胶体的______________。
(2)在制备氢氧化铁胶体时，有些同学没有按要求进行，结果没有观察到胶体，请你预测其现象并分析原因：
①甲同学没有选用饱和氯化铁溶液，而是将稀氯化铁溶液滴入沸水中，结果没有观察到__________________，其原因是___________________________________________________。
②乙同学在实验中没有使用蒸馏水，而是用自来水，结果会________________，原因是____________________________________________________________________________。
③丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液后，长时间加热，结果会____________，原因是____________________________________________________________________________。
解析　(2)①若用稀FeCl3溶液，则水解产生的Fe(OH)3的量太少，看不到红褐色液体；②自来水中含有较多的电解质，使胶体发生聚沉；③长时间加热使胶体发生聚沉。
答案　(1)丁达尔效应　(2)①红褐色液体　 FeCl3溶液太稀，生成的Fe(OH)3太少　②生成红褐色沉淀　自来水中含有电解质，胶体发生聚沉　③生成红褐色沉淀　长时间加热使胶体发生聚沉

训练(四)　物质的组成、性质与分类

1．(2021·浙江“山水联盟”联考)下列属于有机物，又是弱电解质的是(　　)
A．乙酸　　　　　　　　　 B．葡萄糖
C．氯仿 D．小苏打
A　[乙酸、葡萄糖和氯仿都是有机物，乙酸是弱电解质，其余是非电解质；小苏打是强电解质，属于无机物。]
2．(2021·宁夏石嘴山模拟)如图用交叉分类法表示了一些概念之间的关系，其中不正确的是(　　)

选项
X
Y
Z
A
硫酸铜
盐
纯净物
B
碱性氧化物
金属氧化物
氧化物
C
酸性氧化物
非金属氧化物
氧化物
D
强电解质
电解质
化合物
C　[从组成上分类，氧化物包括金属氧化物和非金属氧化物，但酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7等，C项错误。]
3．(2021·重庆巴蜀中学月考)下列关于物质分类正确的是(　　)
A．混合物：水煤气、冰醋酸、冰水混合物
B．电解质：氯化氢、硫酸钡、水
C．胶体：稀豆浆、硅胶、橡胶
D．碱性氧化物：氧化钙、四氧化三铁、过氧化钠
B　[冰醋酸和冰水混合物属于纯净物，A项错误；橡胶不是胶体，C项错误；碱性氧化物与酸反应只生成盐和水，四氧化三铁、过氧化钠不是碱性氧化物，D项错误。]
4．(2021·山东济南检测)明代《造强水法》记载“绿矾五斤，硝五斤，将矾炒去，约折五分之一，将二味同研细，锅下起火，取气冷定，开坛则药化为水。用水入五金皆成水，惟黄金不化水中。”“硝”即硝酸钾。下列说法错误的是(　　)
A．“绿矾”的成分为FeSO4·7H2O
B．“研细”可在蒸发皿中进行
C．“开坛则药化为水”，“水”的主要成分是硝酸
D．“五金皆成水”，发生氧化还原反应
B　[“绿矾”的成分是FeSO4·7H2O，A项正确；“研细”是将物质进行研磨，应在研钵中进行，不能在蒸发皿中进行研磨，B项错误。“水”能溶解除了黄金之外的五金，说明“水”具有强氧化性，其主要成分是HNO3，C项正确；“五金”都是金属单质，与HNO3反应生成硝酸盐，属于氧化还原反应，D项正确。]
5．(2021·广东佛山检测)某同学在实验室进行了如图所示的实验，下列说法中错误的是(　　)

A．利用过滤的方法，可将Z中固体与液体分离
B．X、Z烧杯中分散质相同
C．Y中反应的离子方程式为3CaCO3＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3(胶体)＋3CO2↑＋3Ca2＋
D．Z中分散系能产生丁达尔效应
B　[Z中液体为胶体，胶体粒子可透过滤纸而固体不能，可用过滤的方法分离，A项正确；X烧杯中的分散质为氯化铁，而Z烧杯中的分散质是由许多氢氧化铁分子组成的胶粒，分散质不相同，B项错误；FeCl3溶液中存在平衡：Fe3＋＋3H2O⇌Fe(OH)3＋3H＋，加入CaCO3时发生反应：CaCO3＋2H＋===CO2↑＋Ca2＋＋H2O，从而促进Fe3＋水解， Y中总反应离子方程式正确，C项正确；Z中分散系为胶体，能产生丁达尔效应，D项正确。]

6．(2020·福建漳州二模)中央电视台《国家宝藏》栏目不仅彰显民族自信、文化自信，还蕴含着许多化学知识。下列说法不正确的是(　　)
A．“司南之杓(勺)，投之于地，其柢(勺柄)指南”，司南中“杓”的材质为Fe3O4
B．宋《莲塘乳鸭图》缂丝中使用的蚕丝的主要成分是蛋白质
C．宋王希孟《千里江山图》中的绿色颜料铜绿，主要成分是碱式碳酸铜
D．清乾隆“瓷母”是指各种釉彩大瓶，其主要成分是二氧化硅
D　[陶瓷属于硅酸盐产品，其主要成分是硅酸盐，不是二氧化硅。]
7．(2021·福建厦门检测)某科研人员提出：HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2和H2O。该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。

下列说法正确的是(　　)
A．用HAP高效去除居室污染，符合绿色化学理念
B．在反应示意图中，有C—H键的断裂和C===O键的形成
C．根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2
D．反应前后分子种类、原子种类均发生了变化
B　[“绿色化学”是从源头上消除或减少污染，并非治理污染，故用HAP高效去除居室污染，不符合绿色化学理念，A项错误；由图可知，在HAP作用下，HCHO与O2反应生成H2O和CO2，该过程中HCHO分子中C—H键断裂，形成CO2中的C===O键，B项正确；由过渡态结构可知，CO2分子中两个O原子，1个来自于O2，另一个来自于HCHO，C项错误；化学反应前后，原子的种类不变，分子的种类发生了变化，D项错误。]
8．铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”，该“绿锈”俗称“铜绿”，又称“孔雀石”[化学式为Cu2(OH)2CO3]，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O。某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
铜铜绿ACu(OH)2BCu
(1)从三种不同分类标准回答，“铜绿”属于哪类物质：________________。
(2)请写出“铜绿”与盐酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出反应④、⑤的化学方程式：
④________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
(4)上述转化过程中属于化合反应的是________(填序号，下同)，属于复分解反应的是__________，属于分解反应的是____________。
答案　(1)盐、铜盐、碱式盐(或碳酸盐)
(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑
(3)④Cu(OH)2CuO＋H2O
⑤CuO＋H2Cu＋H2O
(4)①　②③　④