考点 08 物质的组成、性质及分类 一、物质的组成 1．元素 （1）概念：元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。 （2）存在状态 游离态：元素以单质形式存在的状态，此时元素的化合价为 0。 化合态：元素与其他元素结合成化合物的存在状态，此时元素的化合价一般为正价或负价。 2．原子、分子、离子、原子团 原子：化学反应中的最小微粒，由原子核及核外电子构成，呈电中性，在化学反应中原子核不变，只 有核外电子发生变化。 分子：能够独立存在并保持物质化学性质的最小微粒，由原子构成，呈电中性，具有一定的物理化学 性质；根据所含原子数可分为单原子分子、双原子分子、多原子分子。 离子：带电荷的原子或原子团，由带电荷的原子或原子团构成，具有一定的化学性质；可分为阳离子、 阴离子。 原子团：由两种或两种以上元素的原子构成的原子集团，在化学反应中通常以整体参加反应，原子通 过共价键结合构成，具有一定的化学性质。 过关秘籍 （1）基是指带有单电子的原子团。如 —CH3、—CH2—(亚甲基)、—CH2CH3。 （2）官能团是指决定有机物化学性质的原子或原子团。如 —OH、—CHO、—COOH、—X(卤素原子)等。 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．混合物和纯净物 （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）常见的混合物举例： ① 气体混合物 主要成分 水煤气 爆鸣气 天然气 焦炉气 高炉煤气 石油气 CO、H2 H2、O2 CH4 H2、CH4 等 CO、CO2、N2 等 丙烷、H2 等 ② 液体混合物 氨水 主要成分 王水 NH3·H2O 盐酸、 NH3、H2O 硝酸 硬水 含 Ca 、Mg 2＋ 2＋ 水玻璃 福尔马林 汽油 Na2SiO3、 甲醛、 C5～C11 H2 O H2O 的烃 较多的水 ③ 固体混合物 主要成分 碱石灰 漂白粉 玻璃 CaO、 Ca(ClO)2、 Na2O·CaO· NaOH CaCl2 6SiO2 水泥 铝热剂 3CaO·SiO2、 2CaO·SiO2、 3CaO·Al2O3 Al、金属 氧化物 5．常见物质的俗名 物质 俗名 物质 俗名 Na2CO3 纯碱、苏打 KOH 苛性钾 NaHCO3 小苏打 NaOH 烧碱、火碱、苛性钠 CuSO4·5H2O 胆矾 Na2SiO3 的水溶液 水玻璃 FeSO4·7H2O 绿矾 CH4 天然气、沼气 KAl(SO4)2·12H2O 明矾 CH3CH2OH 酒精 CaCO3 石灰石 C6H12O6 葡萄糖或果糖 CaO 生石灰 C12H22O11 蔗糖或麦芽糖 Ca(OH)2 熟石灰、消石灰 (C6H10O5)n 淀粉或纤维素 NaCl 食盐 CO(NH2)2 尿素 CaSO4·2H2O 生石膏 2CaSO4·H2O 熟石膏 二、物质的性质和变化 谨记常见物质的性质与用途 常见物质 日常应用 利用的性质 钠 核反应堆的传热介质 熔点较低，导热性好 呼吸面具或潜水艇中 2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2 作为氧气来源 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 制肥皂 与油脂发生皂化反应生成高级脂肪酸钠 制取钠、氯气、 2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH 氢氧化钠 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 过氧化钠 氢氧化钠 氯化钠 碳酸氢钠 氨碱法制纯碱 氧化铝 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 调味剂 具有咸味 配制生理盐水(0.9%) 体液替代物 发酵粉、膨松剂 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 胃酸中和剂 HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 用于泡沫灭火器 碳酸钠 NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl Al2(SO4)3＋6NaHCO3=== 2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3Na2SO4 清洗油污 水解，溶液显碱性 制玻璃 Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ 耐火材料 熔点高 铝制品 表面易生成致密的氧化膜 铝热剂(焊接钢轨) 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(放出大量热量) 氢氧化铝 胃酸中和剂 碱性较弱 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 明矾、铁盐 净水剂 氧化铁 红色油漆和涂料 氧化铁是一种红棕色粉末 硫酸铜 配制农药、杀菌消毒 铜离子(重金属离子)能使蛋白质变性 光导纤维 透明度高 石英坩埚 熔点高 硅胶 干燥剂、催化剂载体 多孔，表面积大，吸附性强 氢氟酸 玻璃蚀刻剂 HF 能与 SiO2 反应 铝 二氧化硅 硅酸钠溶液 硅 黏合剂、防火剂、 防腐剂 制作硅芯片、 制作光电池 在水中生成 Al(OH)3[或 Fe(OH)3]胶体，其可以和悬浮 的泥沙形成絮状不溶物沉降下来 — 硅是半导体 氯气 杀菌消毒剂、漂白剂 Cl2 溶于水，产生具有强氧化性的次氯酸 臭氧、ClO2 杀菌消毒剂 具有强氧化性 杀菌消毒剂、漂白剂 与空气中的 CO2 反应，产生具有强氧化性的次氯酸 人工降雨 分解吸热 漂白液、 漂白精 碘化银 二氧化硫 浓硫酸 漂白纸浆、毛、 丝、草帽辫 酸性或中性 气体的干燥剂 与某些有色物质生成不稳定的无色物质 具有吸水性 碳化硅 作砂纸、砂轮的磨料 硬度大 干冰 人工降雨 升华吸热 乙烯 作果实的催熟剂 具有催熟作用 氨气 制冷剂 液氨汽化时吸收大量的热 三、物质的分类 1．基本概念 （1）混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的称为混合物，如空气、海水等。 （2）纯净物：由同一物质组成的称为纯净物，包括单质和化合物，如氧气、金刚石、硝酸钾、氯化 钠等。 （3）单质：由同种元素组成的纯净物称为单质，包括金属单质和非金属单质。 （4）化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物称为化合物，包括酸、碱、盐、氧化物等。 2．分类的方法 （1）交叉分类法 根据不同的分类标准对同一物质进行分类的一种方法。在对物质进行分类时，采用交叉分类法能从不 同角度对物质进行较全面的分析。 （2）树状分类法 根据对象的共同点和差异，将对象分为不同的种类，而且形成具有一定从属关系的不同等级系统的一 种分类方法。应用树状分类法可以对同类事物进行再分类。 1．纯净物和混合物 （1）只含一种元素的物质不一定是纯净物。 只含一种元素的物质也可能是混合物。如 O2 和 O3，金刚石和石墨。 （2）含水的物质不一定是混合物。 物质含水时一般是混合物，如 CuSO4 的水溶液。但物质含结晶水就不是混合物而是纯净物，如 CuSO4· 5H2O。 2．氧化物 （1）氧化物通常可分为三类： ① 酸性氧化物，与碱反应生成盐和水的氧化物，如 SO2、CO2、SO3、N2O5、P2O5 等； ② 碱性氧化物，与酸反应生成盐和水的氧化物，如 Na2O、CaO、CuO、Fe2O3、FeO 等； ③ 两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如 Al2O3。 （2）氧化物类别的辨析 酸性氧化物不一定为非金属氧化物，如 Mn2O7；非金属氧化物不一定为酸性氧化物，如 CO；碱性氧 化物一定为金属氧化物；金属氧化物不一定为碱性氧化物，如 Al2O3 为两性氧化物，Mn2O7 为酸性氧化物； 酸性氧化物一定为酸酐；酸酐不一定为酸性氧化物，如乙酸酐［(CH3CO)2O］不属于氧化物；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、CuO。 四、分散系 1．概念：一种（或多种）物质分散到另一种（或多种）物质中所得到的体系，叫做分散系。 被分散的物质称为分散质，起容纳分散质作用的物质称为分散剂。 2．分散系的分类 （1）按照分散质和分散剂聚集状态（气、液、固）的不同对分散系进行分类。共九种分散系。 实用举例 分散剂状态 气态 液态 固态 分散质状态 实例 气态 空气 液态 云、雾 固态 烟 气态 泡沫 液态 酒精、乳浊液 固态 泥水悬浊液 气态 泡沫塑料 液态 珍珠 固态 有色玻璃、合金 （2）当分散剂是水或其他液体时，根据分散质粒子直径的大小可把分散系分为溶液、胶体和浊液。 （3）溶液、胶体、浊液的比较 分散系 溶液 胶体 分散质粒子直径 小于 1 nm 1~100 nm 浊液 悬浊液 乳浊液 大于 100 nm 大于 100 nm 稳定性 稳定 分散质粒子能否透 过半透膜或滤纸 均能透过 实例 介稳体系 能透过滤纸，不 能透过半透膜 食盐水 淀粉胶体 不稳定 不稳定 均不能透过 均不能透过 植物油和水的混 泥浆水 合物 3．胶体 （1）根据分散剂的状态可分为气溶胶、液溶胶和固溶胶。 （2）胶体的性质及应用 ① 丁达尔效应：当一束光通过胶体时，形成一条光亮的“通路”，这是胶体粒子对光线散射造成的。利 用丁达尔效应是区别溶液和胶体的一种常用物理方法。 ② 介稳性：胶体的稳定性介于溶液与浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系，但改变条 件就有可能发生聚沉。 ③ 聚沉：加热、加入电解质或加入与胶体粒子带相反电荷的胶体等均能使胶体粒子聚集成为较大的颗 粒，从而形成沉淀从分散剂中析出。 ④ 电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂中做定向移动。电泳现象说明胶体粒子带电荷，工业 上静电除尘就是利用这个原理。 4．胶体的提纯 （1）方法：渗析。 （2）原理：由于胶体粒子较大不能透过半透膜，而离子、小分子较小可以透过半透膜，利用此性质 可以将胶体提纯。 5．胶体的制备 （1）物理方法：研磨法。如制豆浆。 （2）化学方法：利用水解反应、复分解反应等。 胶体 氢氧化铁胶体 操作方法 见（3） 制备原理 FeCl3 ＋3H2O Fe(OH)3 （胶 体） ＋ 3HCl 碘化银胶体 （3）Fe(OH)3 胶体的制备 ① 图示： 向稀 KI 溶液中滴加稀硝酸银溶 液，边滴加边振荡 KI+AgNO3 AgI（胶体）+KNO3 ② 方法：向沸水中逐滴加入 FeCl3 饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即