专题02 物质的组成、分类及变化-【口袋书】2021年高考化学考前回归教材必背知识手册

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一、物质的组成
1．原子、分子、离子概念比较
(1)原子、分子、离子的概念
原子是化学变化中的最小微粒。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。离子是带电荷的原子或原子团。
(2)原子是怎样构成物质的？
2．元素与物质的关系
(1)元素
元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称。在自然界的存在形式有游离态和化合态。
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。
(2)元素组成物质
元素eq \(――→,\s\up7(组成))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(单质：同种元素组成的纯净物,化合物：不同种元素组成的纯净物))
(3)纯净物与混合物
①纯净物：由同种单质或化合物组成的物质。
②混合物：由几种不同的单质或化合物组成的物质。
③纯净物和混合物的区别
3.同素异形体
(1)概念：同种元素形成的不同单质叫同素异形体。
(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)性质差异
物理性质差别较大，同素异形体之间的转化属于化学变化。
4. 同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较
二、物质的分类
1.依据标准对物质进行分类
注意：物质分类中的几个认识误区
(1)误认为由相同元素组成的物质一定是纯净物。
①若某物质是由一种元素的单质混合而成，如O2、O3组成的混合气体就是混合物。
②分子式相同的化合物可能存在同分异构体，如C4H10的结构有正丁烷和异丁烷，二者组成混合物。
(2)误认为能电离出H＋的物质一定是酸，如NaHSO4为一种盐。
(3)判断氧化物所属类别时应注意以下4点：
①酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7；非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO、NO2。
②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Na2O2不是碱性氧化物，Al2O3属于两性氧化物。
③一种氧化物不是酸性氧化物，不一定就是碱性氧化物，如Al2O3属于两性氧化物，CO、NO为不成盐氧化物。
④与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物(如NO2)；与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物(如Na2O2)。
(4)单质与化合物的理解应注意以下3点。
①单质中不一定含有化学键，如稀有气体中不含化学键。
②含有一种元素的物质不一定是单质，可能是混合物。
③由两个不同原子构成的双原子分子不一定是化合物，如HD为单质。
(5)酸酐与酸性氧化物的关系
①酸酐是某含氧酸脱去一分子水或几分子水，所剩下的部分。一般无机酸是一分子的该酸，直接失去一分子的水就形成该酸的酸酐，其酸酐中决定成酸元素的化合价不变。而有机酸是两分子该酸或多分子该酸通过分子间的脱水反应而形成的。只有含氧酸才有酸酐。无氧酸是没有酸酐的。
②酸性氧化物一定是酸酐
③酸酐不一定是酸性氧化物，如有机酸酐——醋酸酐CH3-CO-O-CO-CH3就不是酸性氧化物。
2.识记常见混合物的成分与俗名
(1)水煤气：CO、H2
(2)天然气(沼气)：主要成分是CH4
(3)液化石油气：以C3H8、C4H10为主
(4)裂解气：以乙烯、丙烯、甲烷为主
(5)水玻璃：Na2SiO3的水溶液
(6)王水：浓盐酸与浓硝酸的混合物(体积比3∶1)
(7)波尔多液：主要成分是CuSO4和Ca(OH)2
(8)肥皂：主要成分是高级脂肪酸钠
(9)碱石灰：NaOH和CaO的混合物
(10)铝热剂：铝粉和高熔点的金属氧化物的混合物
(11)漂白粉：Ca(ClO)2和CaCl2的混合物
小结：
(1)气体混合物：空气、水煤气(CO和H2)、爆鸣气(H2和O2)、天然气(主要成分是CH4)、焦炉气(主要成分是H2和CH4)、高炉煤气、石油气、裂解气等。
(2)液体混合物：氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、浓H2SO4、盐酸、汽油、植物油、胶体等。
(3)固体混合物：大理石、碱石灰、漂白粉、高分子化合物、玻璃、水泥、合金、铝热剂等。
3.一种重要的混合物——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)胶体的物理性质：①丁达尔效应；②电泳现象；③介稳性；④聚沉等。
(3)胶体微粒一般是离子、分子或难溶物的聚集体，但有些高分子化合物，如淀粉、蛋白质，因其分子非常大，其相对分子质量通常为几万、几十万甚至上百万、千万，因此一个分子就是一个胶体微粒，它们的溶液是胶体。
(4)区分胶体和其他分散系的最简便的方法是丁达尔效应。
(5)胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子带有相同电荷。
(6)胶体的电泳现象反映了胶体粒子带有电荷，但不能说成胶体带有电荷。胶体与溶液一样是呈电中性的。
(7)在Fe(OH)3胶体中，Fe(OH)3胶体粒子的数目要远远小于原FeCl3溶液中Fe3＋的数目。
(8)Fe(OH)3胶体中逐滴加入强酸(如盐酸、硫酸)时，出现的现象为先沉淀后溶解。其原因：开始时出现沉淀是由于胶体中加入了电解质发生了聚沉，后来沉淀消失是由于发生了中和反应。
(9)把握净水剂及其作用原理：胶体粒子的直径一般在1～100 nm之间，它决定了胶体粒子具有较大的比表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，从而达到净水的目的，这就是胶体净水的原理。能在水中自然形成胶体，并且对水质无明显副作用的物质有KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等，这样的物质被称为净水剂，其形成胶体的化学原理是Al3＋、Fe3＋发生水解反应生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体。
(10)纳米材料与胶体的关系：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，因此虽然纳米材料与胶体粒子的在直径上有相互重叠的区域，但由于纳米材料不是分散系而不能定义为胶体，故纳米材料是不属于胶体的，只有将纳米材料作为分散质分散到分散剂中形成分散系才是胶体。
二、物质的性质与变化
1.认识物质的性质
(1)物理性质：物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。通常表现为颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、溶解性、导电性、导热性、挥发性、吸附性等。
(2)化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。通常表现为金属性、非金属性、可燃性、氧化性、还原性、毒性、溶液的酸碱性、热稳定性等。
2.理解物质变化的“四个方面”
(1)从宏观上看，有新物质生成的变化是化学变化，反之则为物理变化。这里的新物质生成所能实现的仅是原子与分子(或离子)的相互转化，在整个过程中原子核没有发生改变。一种原子变为另一种原子涉及原子核的变化，不属于化学变化。
(2)从微观上看，化学变化过程中有旧化学键的断裂，同时又有新化学键的形成，但有化学键断裂的变化未必就是化学变化，如NaCl晶体、SiO2晶体的熔化，分别破坏了离子键、共价键，但属于物理变化。
(3)从能量上看，化学变化中一定伴随能量变化，而有能量变化的过程却不一定是化学变化；物理变化中有的有能量变化，有的无能量变化，如气体与气体之间的扩散等。
(4)化学变化过程中一定伴有物理变化，但物理变化过程中未必有化学变化，观察到一定的实验现象并不一定是发生化学变化造成的。
3.识记易混淆的物理变化、化学变化
物质变化过程中的“三馏”“四色”“五解”和“二十化”
注意：①化学变化：同素异形体之间的相互转化、CuSO4·5H2O的脱水、蛋白质变性、电解质溶液导电、浓硫酸脱水、煤的气化和液化。
②物理变化：金属导电、盐析、活性炭吸附、渗析。
③爆炸有的是化学变化引起的(如瓦斯爆炸)，有的是物理变化引起的（如轮胎爆炸）。
④核反应（核聚变、核裂变）既不是物理变化也不是化学变化。
4.化学反应的分类
5.物质变化的认识误区
(1)误认为有新物质生成、有化学键断裂的变化就是化学变化，如16O转化为18O、NaCl溶于水都不属于化学变化。
(2)误认为同素异形体之间的转化为物理变化，如石墨转化为金刚石、O2转化为O3均为化学变化，并且为有单质参加或生成的化学反应，但不是氧化还原反应。
(3)蛋白质溶液中加入饱和硫酸钠或硫酸铜溶液均有沉淀生成，前者为蛋白质的盐析，为物理变化；后者为蛋白质的变性，为化学变化。
6．常见化学用语
(1)表示物质组成的4种符号
①元素符号，如O、Mg、Cl。
②离子符号，如O2－、Mg2＋、Cl－。
③核素(原子或离子)符号，如eq \\al(16, 8)O、eq \\al(18, )8O、eq \\al(24,12)Mg2＋、eq \\al(23,12)Mg2＋、eq \\al(35,17)Cl、eq \\al(37,17)Cl－。
④化合价，如H2eq \(O,\s\up6(－2))、eq \(O,\s\up6(0))2、eq \(Mg,\s\up6(＋2))O、eq \(Mg,\s\up6(＋2))Cl2，Mgeq \(Cl,\s\up6(－1))2、Caeq \(Cl,\s\up6(－1))2。
(2)表示物质组成和结构的“图式”
(3)常见化学用语易错提醒
(1)书写电子式时注意的问题
①不能错误合并离子，如过氧化钠的电子式是，而不是。
②不能混淆化学键的类型，如H2O2的电子式是，而不是。
③离子(或根)带电荷，基团不显电性，如OH－为，—OH为。
④不能漏写没有参与成键的电子对，如氨气的电子式是，而不是。
⑤不能错写原子的排列顺序，如次氯酸的电子式是，而不是。
(2)书写有机物结构简式时谨防漏掉官能团如CH2═══CH2，不能写成CH2CH2，还要注意有机物中原子的连接情况，如不能写成。
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
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
定 义
质子数相同，中子数不同的同一元素不同原子(核素)互称
由同一种元素组成的不同单质互称
结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2基团的物质
分子式相同，结构不同的化合物
对 象
原子
单质
有机化合物
化合物（有机、无机）
化学式
元素符号表示不同
元素符号表示相同，分子式可以不同
不同
相同
结 构
电子层结构相同，原子核结构不同
单质的组成或结构不同
相似
不同
性 质
物理性质不同，化学性质相同
物理性质不同，化学性质相同
物理性质不同，化学性质相似
物理性质不同，化学性质不一定相同
举 例
、、
或H、D、T
O2和O3、金刚石和石墨、红磷和白磷
注意：H2和D2不是同素异形体
甲烷和正戊烷
甲烷和新戊烷
正戊烷、异戊烷、新戊烷
变化
比较
物理变化
化学变化
三馏
①蒸馏②分馏
干馏
四色
焰色反应
①显色反应 ②颜色反应③指示剂变色反应
五解
潮解
①分解 ②电解③水解 ④裂解
二十化
①熔化②汽化
③液化④升华
①氧化②风化③钝化④催化⑤歧化⑥水化⑦碳化⑧硝化⑨酯化⑩卤化⑪裂化⑫煤的气化⑬煤的液化⑭油脂的氢化⑮油脂的硬化⑯皂化
举例
最简式(实验式)
乙烯：CH2 乙酸：CH2O
化学式
Na2O2 NH4Cl SiO2
分子式
乙烯：C2H4 氨：NH3
电子式
结构式
结构简式
乙醇：CH3CH2OH
键线式
原子结构示意图
Cl：
球棍模型
CH4： 乙烯：
比例模型
CH4： 乙烯：