中考化学总复习：构成物质的几种粒子——分子、原子、离子 (基础)学案

总复习：构成物质的几种粒子——分子、原子、离子　

【考纲要求】

1．理解分子、原子、离子的概念，知道分子、原子、离子等都是构成物质的微粒；了解微粒的基本性质，能用微粒观点解释某些常见的现象。

2．知道原子的构成，理解原子结构示意图和离子结构示意图的关系和含义；知道同一元素的原子和离子可以互相转化。

【知识网络】

                   概念：保持物质化学性质的最小微粒

             分子          体积和质量都很小

                   特征    分子间有一定的间隔

      构    构             分子在不停的运动

    成      成      概念：化学变化中的最小微粒

      特征：同分子的特征相似

物质         原子                            质子（带正电）

       构成               原子核（带正电）

                   结构                     中子（不带电）

    构                    核外电子（带负电）

      成       

   概念：带电的原子或原子团

                          阳离子

              离子  分类  阴离子

【考点梳理】

考点一、分子1.概念：分子是保持物质化学性质的最小粒子（由分子构成的物质）。

“性质”是指化学性质。分子有什么化学性质，由这种分子聚集成的物质就有什么化学性质。如一氧化碳分子能与氧分子反应生成二氧化碳分子，所以一氧化碳有可燃性。分子不能保持物质的物理性质，因为物质的物理性质是由分子的聚集状态决定的，单个分子不能表现物质的物理性质。如水分子间距离很小时水呈液态，水分子间的距离较大时水呈气态，水分子规则排列，不能自由移动时水呈固态（冰）。分子是构成物质的一种粒子，有些物质直接由原子或原子团构成。

2.分子基本性质：

（1）分子在不停地运动。

（2）质量和体积都很小。1个水分子的质量大约是3×10－26 kg，一滴水（约0.05 g）中约有1.7×1021个水分子。

（3）分子间有间隙，且不断运动，运动速率与温度有关。用此性质可解释一些物理现象，如热胀冷缩、分子扩散、蒸发等。

（4）同种物质的分子化学性质相同，不同种物质的分子化学性质不同。如氢分子能与氧分子反应，而水分子不能与氧分子反应。

【要点诠释】

用分子理论解释物理、化学现象：

1.物理变化和化学变化：

    由分子构成的物质在发生物理变化时，分子本身没有变化，如水加热变成水蒸气，水分子本身没变；在发生化学变化时，分子本身发生了变化，变成了其他物质的分子，如水氢气+氧气，在此反应中，水分子变成了氢气分子和氧气分子。

2.纯净物和混合物：

纯净物是由同—结构的微粒构成。如：纯水是由水分子（H2O）构成。

混合物是由不同结构的微粒构成。如：空气由氮分子、氧分子、二氧化碳分子、水分子、稀有气体分子和其他的微粒构成。

考点二、原子

1.概念：原子是化学变化中的最小粒子，即原子是化学反应中不能再分的粒子。

2.原子的构成：原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成（H除外）。

3.原子的不可分性和可分性：

（1）不可分性：在化学反应中原子核不会改变，所以在化学反应中原子的种类不变，原子个数不变。

（2）可分性：在核反应中，原子核发生改变。从核反应和其他实验人们可推断出原子的结构。

【要点诠释】

1.记住两个等量关系：

（1）核内质子数=核外电子数=核电荷数（核内中子数不一定等于质子数）；

（2）质子数+中子数≈相对原子质量。

2.对于原子，有：①同种原子核内质子数相同，不同种原子核内质子数不同。②核电荷数=质子数=核外电子数。③原子核所带正电荷的电量与核外电子所带负电荷的电量相等且电性相反，原子不显电性。④原子的质量主要集中在原子核上，原子的体积主要由核外电子运动的范围决定。

考点三、核外电子排布

1.电子层：核外电子运动的特点，在含有多个电子的原子里，有的电子能量较低，通常在离核较近的区域运动，有的电子能量较高，通常在离核较远的区域运动，为了形象说明，通常用电子层表示。

2.核外电子分层排布：

（1）核外电子在不同的电子层内分层运动叫做核外电子的分层排布。

（2）现在发现的元素，原子核外电子最少的有1层，最多有7层，它们按离核的远近分别用表示，第1层离核最近。

3.原子结构示意图：原子结构示意图可以表示出核外电子分层排布的情况。

以氧原子的结构示意图为例：

【要点诠释】

1.核外电子排布规律：

（1）各层最多容纳的电子数是电子层序数的平方的2倍，即2n2（n表示电子层序数）。

（2）最外层最多不能超过8个（只有l层的不能超过2个）电子。

2.原子结构与元素化学性质的关系。元素的性质，特别是化学性质，与该元素原子的最外层电子数关系密切（见下表）。

原子都有形成稳定结构的趋势，有的是通过得电子形成稳定结构，有的是通过失电子形成稳定结构。

考点四、离子和原子团

1.离子：带电荷的原子或原子团叫做离子，如Mg2+、Cl－等。

2.离子的分类：

3.离子符号的意义：

    注意：离子符号前面的化学计量数表示离子个数。

4.确定离子所带电荷数的方法：离子所带的电荷数等于该原子失去或得到电子的数目。

（1）原子中：核电荷数=质子数=核外电子数，如Na、Mg、O、Cl。

（2）阳离子中：核电荷数=质子数>核外电子数，如Na+、Mg2+。

（3）阴离子中：核电荷数=质子数<核外电子数，如Cl－、O2－。

 5.原子团：在许多化学反应里，作为一个整体参加，好像一个原子一样，这样的原子的集团，叫做原子团。如：

    Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

    其中OH－、CO32－作为整体参加反应。

    注意：原子团并不是在任何反应中都保持不变。如：在碳酸盐与酸反应时，碳酸根离子变成了二氧化碳：CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O；氯酸钾受热分解，氯酸根离子分解产生氧气：2KClO32KCl+3O2↑。

6.离子的颜色：有些离子在水溶液中呈现不同颜色，如Fe3+呈黄色、MnO4－呈紫色，铜离子呈蓝色。

 【要点诠释】

1.分子、原子和离子的比较：

2.物质结构关系：

 3.要注意理解“具有相同的电子层结构”这一提法，它仅表示核外电子总数相同而导致“核外电子排布相同，并不涉及比较质子数的多少。如：①与Ne原子电子层结构相同的粒子有N3－，O2－，F－，Na+，Mg2+，Al3+（均含有10个电子）。②与Ar原子电子层结构相同的粒子有S2－，Cl－，K+，Ca2+（均含18个电子）。

【典型例题】

类型一、考查分子、原子、离子及其应用

1.用分子观点解释“干冰升华”，下列说法错误的是（　　）

A．分子不停地运动        B．分子间间隔变大

C．分子质量变小             D．分子本身不变

【思路点拨】利用分子与原子的性质分析和解决问题。干冰升华发生的是物理变化，构成物质的分子没有发生改变，改变的是分子间的间隔。

【答案】C

【解析】

A、干冰是固态的二氧化碳，干冰升华，二氧化碳分子是在不停地运动的，故选项解释正确；

B、干冰是固态的二氧化碳，干冰升华，二氧化碳分子间的间隔变大，故选项解释正确；

C、干冰是固态的二氧化碳，干冰升华，二氧化碳分子间的间隔变大，分子质量不变，故选项解释错误；

D、干冰是固态的二氧化碳，干冰升华，只是二氧化碳分子间的间隔变大，分子本身不发改变，故选项解释正确。

故选C。

【总结升华】物质因为物理变化而引起的体积变化，一般是因为构成物质的粒子间的间隔发生改变。

2.在宏观和微观之间建立联系是化学学科特有的思维方式．下列对宏观事实的微观解释错误的是（　　）

A.①           B.②         C.③         D.④

【思路点拨】利用分子、原子的性质及碱化学性质等知识分析和解决问题。 A、根据分子的性质判断，分子间有一定间隔；B、根据碱具有通性的原因判断；C、根据稀有气体化学性质稳定的原因判断；D、根据化学变化的实质判断。

【答案】A

【解析】A、10mL酒精和10mL水混合后体积小于20mL，因为分子之间有间隔，故A解释错误；
B、NaOH和Ca（OH）2化学性质相似，是因为电离时生成的阴离子都是OH-，故B解释正确；
C、稀有气体可作保护气，因为原子核外电子达到相对稳定结构，不易发生电子得失，故解释C正确；
D、水电解生成氢气和氧气，水分子发生了变化，生成氢分子和氧分子，故解释D正确。故选A。

【总结升华】掌握利用分子和原子的性质分析和解决问题的方法；熟练记忆分子和原子的性质；同种粒子的性质相同，不同种粒子的性质不同。

3.取一滤纸条，等间距滴紫色石蕊试液，然后装入玻璃管中（如图所示），两端管口同时放入分别蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球，几秒后观察到图示现象。下列说法不正确的是（　　）
    

A．氨水的pH大于7                     B．酸、碱能使酸碱指示剂显示不同颜色

C．氨分子和氯化氢分子在不断运动       D.所有分子的运动速率都相等

【思路点拨】A、根据氨水的酸碱性考虑；B、根据酸碱指示剂的定义考虑；C、根据分子的特点考虑；D、根据实验现象考虑分子运动的快慢。

【答案】D

【解析】A、氨水属于弱碱，所以氨水的pH大于7，故A说法正确；
B、酸碱指示剂遇到酸和碱可显示不同颜色，故B说法正确；
C、分子是时刻在不断运动的，所以氨分子和氯化氢分子在不断运动，故C说法正确；
D、由图示现象可知“变蓝的点”比“变红的点”多，说明氨分子运动速度比氯化氢分子运动速率快，故D说法错误。故选D。

【总结升华】解答本题关键是要知道氨水的酸碱性，了解酸碱指示剂，知道分子特点和根据实验现象判断运动快慢的方法。

4.如图是元素周期表中第三周期部分元素的微粒结构示意图，依照此示意图，下列描述正确的是（　　）
 

D．示意图①的最外层电子数为8，所以它是稀有气体元素

【思路点拨】A和B选项依据原子中质子数等于核外电子数分析解答；C选项依据17号元素原子的核外电子排布分析该微粒成为离子时的电子层结构特点即可；D选项根据核外电子排布规律和稀有气体的稳定结构进行分析解答即可。

【答案】B

【解析】A、由于原子中质子数等于核外电子数，所以可知①不属于原子；
B、根据原子中质子数等于核外电子数，所以x=2+8+2=12；
C、17号元素的原子最外层有7个电子，化学反应中易得到1个电子而形成8个电子的稳定结构，所以示意图④若表示的是离子结构，则它的最外层电子数y=8；
D、稀有气体的原子最外层电子数是8（或2），而①表示的是钠离子的结构示意图，不是稀有气体元素。故选B。

【总结升华】解题的关键是了解原子结构示意图与离子结构示意图的区别和联系，了解元素的概念、原子和离子的相互转化。

5.当前，世界已经迈向了“低碳”时代，选择“低碳”既是一种生活方式也是一种生存责任。济南市公交系统适应形势发展，推广使用节能减排的双燃料公交车，这种公交车是以天然气为主要燃料。下图为天然气的主要成分甲烷完全燃烧的化学反应的微观示意图。

请根据示意图回答下列问题：
（1）在上述反应中，分子分解成原子，        （填“分子”“原子”之一）重新组合成新的分子；
（2）上述反应的产物C、D中，与H2O2组成元素相同的是          （填序号）；
（3）写出上述反应的化学方程式：                                   ；

（4）上述反应属于          反应（填“分解”“化合”“置换”“复分解”“氧化”之一）。

【思路点拨】根据反应的微观示意图和模型表示的原子种类，可判断A为CH4，B为O2，C为CO2，D为H2O，再按题目要求逐一分析解答。

【答案】（1）原子   （2）D   （3）CH4+2O2CO2+2H2O   （4）氧化

【解析】（1）在化学反应中，分子分成原子，原子再重新组合成新的分子；（2）上述反应的产物C是CO2、D为H2O，其中H2O与H2O2组成元素相同；（3）甲烷和氧气反应生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O；（4）上述反应是一种化合物和一种单质反应生成两种化合物，不属于“分解”“化合”“置换”“复分解”中的任何一种类型，该反应属于氧化反应。

【总结升华】如何利用图解法研究物质的构成及其化学变化规律：化学反应的实质是反应物的分子分成原子，原子再重新组合成新的分子。为了揭示化学反应的微观过程，许多中考题用图解的方法表示这一过程，考查学生对分子、原子及化学变化及其规律的理解。解答此类试题应分四步，第一步观察反应物分子由哪些原子构成，是怎样构成的。第二步观察反应物分子是怎样分解的，分解出的各种原子数量是多少。第三步观察生成物是由哪些原子构成，生成物分子与反应物分子在构成上有什么不同。第四步再看分子数目的变化，反应类型等。

6.请解释下了变化：

（1）图一中从微观角度你获得的一条信息                                 ；

（2）图二所示反应的化学方程式为                                 ，该反应的微观过程是：①氢分子和氧分子分裂为氢原子和氧原子，则②表示                                 ；

（3）图三所示反应为C（石墨）在一定条件下转化为C（金刚石），你对该化学变化的微观解释是：                                

                                 ；

（4）请你再写出一组反应物，其反应的微观实质与上述都不同：                  （合理即可）。

【思路点拨】（1）依据溶解过程体现的微观信息分析解答；（2）依据氢气燃烧生成水，并结合化学反应的微观实质分析解答；（3）从金刚石与石墨的结构不同进行分析；（4）从复分解反应发生时的微观实质分析并举例即可。

【答案】（1）分子在不断运动（分子间有间隔或分子很小）
（2）2H2+O22H2O   氢原子和氧原子结合成水分子（或每两个氢原子与一个氧原子结合成一个水分子）
（3）碳原子排列方式发生了改变（或碳原子排列方式不同）
（4）NaOH和HCl

【解析】

（1）该图示反应的是物质的溶解过程，体现的微观信息主要有分子的运动，分子之间有间隔，分子很小等；
（2）氢气燃烧生成水，其化学方程式为2H2+O22H2O，结合图示可知②表示的是原子的重新组合过程，即：氢原子和氧原子结合成水分子（或每两个氢原子与一个氧原子结合成一个水分子）；
（3）金刚石与石墨的组成相同但结构不同，该变化主要是导致了碳原子的排列方式发生了变化；
（4）根据以上的分析可知复分解反应发生时的微观实质（离子的结合）与以上不同，如NaOH和HCl的反应实质是氢离子与氢氧根离子结合成水分子。

【总结升华】此题是一道微观问题的解释题，涉及到化学变化的实质及解释，解题时要对相关的宏观现象与微观结合在一起。对于不同物质的分子的比较，应从构成分子的原子种类、个数以及分子构成方式等方面进行；对于变化所表达的信息，则应从变化的基本类型，变化前后分子的种类与个数，物质的类别等方面分析。化学研究的任务是从微观的角度研究物质的组成、结构、性质及其变化规律。所以我们学习化学要建立微观观念，从微观的视角认识物质的组成、结构、性质及其变化规律。

举一反三：

【变式1】（2015•青浦区一模）对分子和原子两种微粒的叙述正确的是（　　）

A．原子构成分子，物质只能由分子构成

B．同种原子可能构成不同的分子

C．化学变化中分子数目一定发生变化

D．分子质量一定大于原子质量

【答案】B  

【解析】

A、构成物质的微粒有分子、原子、离子，故错误；

B、相同原子可能构成不同的分子，如：O2、O3，正确；

C、化学变化中分子数目可能发生变化，如：改变：2H2+O22H20，改变：H2+Cl22HCl，分子数目不改变，故错误；

D、分子比构成它的原子的质量大，但不同的分子、原子无法比较大小，故错误；

故选B。

【变式2】根据如图所示的有关信息判断，下列说法正确的是（    ）

    A．镁离子（Mg2+）核内有12个质子

    B．镁的相对原子质量为24.31 g

    C．在化学反应中，氯原子容易失去1个电子

    D．镁离子（Mg2+）与氯离子（Cl－）的最外层电子数不相等

【答案】A  

【解析】由图中的信息可知，镁原子核内有12个质子，所以Mg2+核内有12个质子；镁的相对原子质量为24.31；氯原子的最外电子层上有7个电子，发生化学反应时易得1个电子成为8电子的稳定结构；Mg2+和Cl－的结构示意图分别为，所以最外层电子数相等。

【变式3】水电解的过程可用下图表示，微粒运动变化的先后顺序是（    ）

A．①②③④    B．④①③②    C．①②④③    D．①④③②

【答案】A 

【解析】 ①图为水分子电解前示意图；②图为电解刚刚开始的示意图；③图为电解一段时间后氧原子与氧原子聚集和氢原子与氢原子聚集的示意图；④图为电解生成了氧气分子和氢气分子。故先后顺序为①②③④。

【变式4】如图所示是甲烷与氧气反应的微观示意图：

    请通过比较、归纳，回答下列问题（不利用相对原子质量）：

    （1）一个甲烷分子和一个二氧化碳分子的不同点是________；

    （2）氧分子、二氧化碳分子、水分子的相同点是________；

    （3）根据上述示意图，请从微观角度描述你获得的关于化学变化的一个信息：________。

【答案】（1）分子构成不同（或原子总数不同，或分子结构不同等）  （2）都含有氧原子 

（3）在化学变化中，分子可以分成原子，原子也可以重新组合成新的分子（或在化学变化的前后原子的种类和个数没有改变等）