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本文题目：高三化学教案：物质的组成

1、了解分子、原子、离子等概念的含义。了解原子团的定义。

2、了解元素与物质的关系。

3、了解物质的分类方法，能根据物质的组成和性质对物质进行分类。

4、理解混合物和纯净物、金属与非金属的概念。了解单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系。

物质的分类：

混合物

第1课时 物质的组成

1.元素——宏观概念，说明物质的宏观组成。

元素是质子数相同的一类原子的统称。质子数相同的微粒不一定是同一种元素，因为微粒的含义要比原子广泛。

2.分子、原子、离子、“基”、 “根”、“碳正离子”——微观概念，说明物质的微观构成。

★原子

(1)原子是化学变化中的最小粒子。确切地说，在化学反应中，原子核不变，只有核外电子发生变化。

(2)原子是组成某些物质(如金刚石、晶体硅等)和分子的基本粒子。

(3)原子是由更小的粒子构成的。

(4)原子的概念是古希腊哲学家德谟克利特从哲学的角度首先提出来的。1803年英国化学家道尔顿提出了原子说。目前人类对原子结构的认识正在不断地深入。

注意：化学反应的本质就是原子的重新排列和组合。

原子与元素的联系与区别

★离子

离子是指带电荷的原子或原子团。

①离子的种类：

②离子的生成途径：

③存在离子的物质：离子化合物:NaCl、CaC2、C17H35COONa;电解质溶液中:盐酸、稀硫酸等;金属晶体中:钠、铁、铜等。

注意：在金属晶体中只有阳离子，而没有阴离子。分子、原子、离子均是组成物质的基本粒子，是参加化学反应的基本单元，是化学研究的微观对象。

★分子： 分子是能够独立存在并保持物质化学性质的一种粒子。完整理解分子的概念，应包括以下几个方面。

①分子是一种粒子，它同原子、离子一样是构成物质的基本粒子。如：水、氧气、干冰、蔗糖等就是由分子组成的物质。②分子有质量，其数量级约为10—26kg。③分子间有间隔，并不断运动着。

④同种分子的性质相同，不同种分子的性质不同。⑤每个分子一般是由一种或几种元素的若干原子按一定方式通过化学键结合而成的。　　⑥按组成分子的原子个数，可把分子分成

⑦分子间存在相互作用，此作用称作分子间作用力(又称范德华力)，它是一种较弱的作用力。

★“基”、 “根”、“碳正离子”

“基”是指分子中除去一个原子或原子团以后剩下的原子团(也可能是单个原子)，它是电中性的，通常不能稳定存在，如—NO2硝基、—CH3甲基、—SO3H磺酸基等(注意磺酸基不能写成—HSO3)。

“根”是带电的原子团，能稳定存在，如“NO2—”亚硝酸根离子，“HSO3—”亚硫酸氢根离子，它们各带一个单位负电荷。“根”与“基”的区别在于是否带电荷。“根”与“基”的电子式也不同。如羟基—OH的电子式为 ，甲基的电子式为 ，而氢氧根OH-的电子式为 ，甲基正离子CH3的电子式为 。

3.核素——具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子

同位素——具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素

同素异形体——同种元素形成的结构不同的单质

【例】(2010山东卷，9) 和 是氧元素的两种核素， 表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是

A. 与 互为同分异构体

B. 与 核外电子排布方式不同

C.通过化学变化可以实现 与 间的相互转化

D.标准状况下，1.12L 和1.12L 均含有0.1 个氧原子

解析：A中的物质是同一种物质，都是氧气，故A错;B中的两种氧原子的电子数相等，核外电子排布也相等，故B错;之间的转化， , 是原子核的变化，不化学变化，故C错;1.12L标准状况下 的物质的量为0.05mol，含有氧原子数为0.1 ，故D正确。

答案：D

第2课时 物质的分类

1、物质的初步分类

2、纯净物和混和物

常见的混合物包括：

⑴高分子化合物(如蛋白质、淀粉、纤维素、聚合物等);

⑵分散系(包括溶液、胶体、浊液)

⑶同分异构间的混合体(如二甲苯总是混合物，含邻、间、对三种)

⑷同素异形体间的混合体

⑸其他:①氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、盐酸、浓硫酸;②爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气; ③钢、生铁、普钙、漂白粉、碱石灰、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤; ④煤焦油、石油及其各种馏分、植物油和动物油。

3、单质、同素异形体

①同种元素的原子能构成单质的分子或晶体。如白磷是4原子分子晶体: ,红磷是多原子分子如图

它们的固态是分子晶体;稀有气体单质是单原子分子，其固态也属分子晶体;碳、硅、硼的固体是原子晶体。

②同种元素形成的同单质互为同素异形体，有因分子中原子个数不同而形成的同素异形体，如氧气(O2)和臭氧(O3);因晶体中原子排列不同而形成的同素异形体，如金刚石和石墨，白磷和红磷。

同素异形体在一定条件下可以相互转化，其转化过程破坏原有化学键，因而属于化学变化。同素异形体在纯氧中充分燃烧的产物是唯一的，因此可以由此两个方面证明其互为同素异形体。

③单质可分为金属与非金属两大类，金属单质具有金属光泽、导电、导热，固态时有延展性;在化学反应中是还原剂。非金属单质一般没有金属光泽，质脆易碎，除个别(石墨)外不善于导电传热。非金属性强者在化学反应中是氧化剂。

4、化合物

不同元素组成的纯净物叫化合物。它又分为有机化合物和无机化合物两大类。无机化合物的初步分类见前页表

(1)氢化物:由氢和另一种元素形成的化合物。一般由非金属元素形成的氢化物，其固体属分子晶体，熔点较低，常温呈气态，称气态氢化物;碱金属及碱土金属(ⅡA)与氢形成的氢化物则属于离子型氢化物，其中氢元素为-1价。

(2)氧化物:由氧和另一种元素形成的化合物。根据其性质可进一步分为：

A.碱性氧化物-与酸反应生成盐和水的氧化物。一般低价金属氧化物，特别是活泼金属氧化物(ⅠA、ⅡA族)属于此类氧化物

B.酸性氧化物-与碱反应生成盐和水的氧化物。一般非金属氧化物，特别是高价非金属氧化物(CO2、SO2、SO3)和高价金属氧化物(Mn2O7、CrO3)属于此类氧化物

C.两性氧化物-既能跟酸起反应又能跟碱起反应，生成盐和水的氧化物。如Al2O3、ZnO、Beo等。

注意：

a酸性氧化物、碱性氧化物(包括两性氧化物)的对应(化合价一致)水化物是含氧酸或碱。

b.少数几种氧化物如CO、NO等，既不能跟酸，也不能与碱反应生成盐和水，叫做不成盐氧化物。

c.酸性氧化物、碱性氧化物分别可以看成是含氧酸、碱失去水的剩余部分，又称酸酐，酸酐(其中相应元素R的化合价相同))，如SO3是硫酸的酸酐，SO2是亚硫酸的酸酐，N2O5是硝酸的酸酐。至于NO2既不是硝酸也不是亚硝酸的酸酐。

d.通常的氧化物中氧元素的化合价为-2价。氧元素和碱金属、某些碱土金属还能形成化合价为-1价的过氧化物，如Na2O2和BaO2以及超氧化物，如KO2。

(3)酸：由氢和酸根组成，与碱反应生成盐和水。酸是一种电解质，在电离时生成酸根阴离子，其阳离子全部都是氢离子。

①按组成分无氧酸(酸根不含氧元素)，它们是酸性气态氢化物水溶液，称氢某酸，如氢氯酸HCl(俗称盐酸)，氢碘酸HI、氢硫酸H2S、氢氰酸HCN等;含氧酸(酸根中含氧元素)称某酸如硫酸H2SO4、硝酸HNO3，有不同变价的按其化合物称高氯酸HClO4，氯酸HClO3，亚氯酸HClO2，次氯酸HClO。

相同元素、且成酸价态相同的酸还可按酸分子中失水情况分正酸和偏酸，如H3PO4为磷酸，HPO3为偏磷酸;H4SiO4为原硅酸，H2SiO3为硅酸;H3AlO3为铝酸，HAlO2为偏铝酸等。

②按其性质不同可分

a.强酸与弱酸　 按相同条件同浓度下的电离度区分。常见酸的强弱：

强酸：HClO4、H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI;中强酸：H2SO3、H3PO4;弱酸：HF、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO、HAlO2、H2SiO3

b.挥发性酸又称低沸点酸如HCl、HF、HBr、HI、HNO3、H2S和不挥发性酸又称高沸点酸如H2SO4、H3PO4。另有某些不稳定含氧酸如H2SO3、H2CO3、HClO，只存在于水溶液中。

c.氧化性酸和非氧化性酸，这是根据酸根阴离子在化学反应中的氧化性与非氧化性划分的，酸中的H+都有氧化性。常见的氧化性酸有硝酸、浓硫酸和次氯酸，非氧化性酸如盐酸、氢氟酸、磷酸。

注：酸性强弱和氧化性强弱之间没有联系和因果关系，如次氯酸HClO是强氧化性弱酸。

(4)碱:由金属和氢氧根组成(氨水NH3•H2O除外)，且与酸反应生成盐和水，它电离生成的阴离子全部是氢氧根。可以按性质分为强碱与弱碱，也可以按溶解性分为可溶性碱和难溶碱。如：

KOH、NaOH、Ba(OH)2为可溶性强碱; Ca(OH)2为微溶性强碱;Fe(OH)2　 Fe(OH)3、Cu(OH)2为难溶性弱碱;NH3•H2O为可溶性弱碱

(5)盐:由金属(或NH4+)离子与酸根组成的化合物。仅由金属与酸根组成的盐叫正盐，如Na2SO4、K3PO4;如组成中还有氢元素，即有酸式根的为酸式盐，如NaHSO4、NaHCO3、Ca(H2PO4)2;除金属和酸根外还有氢氧根为碱式盐，如Cu2(OH)2CO3、Mg(OH)Cl等，一般碱式盐的水溶性较差;在电离时产生两种阳离子和一种酸根离子的盐是复盐，如KAl(SO4)2•12H2O、(NH4)2Fe(SO4)2、KCl•MgCl2•6H2O。

(5)络合物: 含有络离子的化合物属于络合物. 例如络盐[Ag(NH3)2]Cl、络酸H2[PtCl6]、络碱[Cu(NH3)4](OH)2等;也指不带电荷的络合分子，例如[Fe(SCN)3]、[Co(NH3)3Cl3]等。配合物又称络合物。

(6)其它常见的无机化合物，如Mg3N2、CaC2一般不称盐类而属于氮化物、碳化物

【例1】(2010山东卷，13)下列推断正确的是

A.SiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应

B.Na2O、Na2O2组成元素相同，与 CO2反应产物也相同

C.CO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在

D.新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色

解析：酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故A正确，因为 , 与 反应生成 , 与 反应除生成 外，还生成 ，故B错; 在空气中会发生反应 ，故C错;因为新制氯水中含有 ,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故D错。

答案：A

【例2】(湖南雅礼中学)下列物质按不同类别分组，所得组合最不合理的是( )

(1)糖类 (2)塑料 (3)石油 (4)蛋白质 (5)合成纤维 (6)棉花 (7)陶瓷 (8)玻璃

(9)天然气 (10)水泥 (11)合成橡胶 (12)煤 (13)油脂 (14)羊毛

A.(1)、(4)、(13) B.(2)、(5)、(11)

C.(7)、(8)、(10)、(14) D.(3)、(9)、(12)

[解析]A所涉及的都是基本营养物质，分类合理;B所涉及的都是有机合成材料，分类合理;D所涉及的都是有机燃料，分类合理。而C中(7)、(8)、(10)属于传统型的无机非金属材料，(14)属于天然有机高分子材料。

[答案]C

【例3】(2010河南省平顶山市调研考试)硫酸不仅具有酸性，而且还具有强氧化性、吸水性、脱水性等，请把硫酸在下列使用过程中所表现出的性质填写在空白处：

(1) 浓硫酸常作某些气体的干燥剂：______________;

(2) 红热的炭放入浓硫酸中，有气体放出：______________;

(3) 蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖变黑：______________。

答案(1) 吸水性 (2) 强氧化性 (3)脱水性

第3课时 物理变化和化学变化

1.物理变化与化学变化

⑴物理变化：没有生成其他物质的变化。即物理变化仅是物质形态的变化。如：水的三态转化，石油的分馏，用CCl4萃取碘水中的碘。物理变化过程中可能发生化学键的断裂或者形成化学键，如食盐晶体熔化时就是破坏晶体中的离子键，而液体NaCl降温变成晶体时，又形成了离子键。

⑵化学变化：变化时生成其他物质，这种变化叫做化学变化。又叫化学反应。与物理变化相比，化学变化有以下特征：

①有新物质生成②常伴有放热、发光、变色、发声等现象③变化的本质是：旧键断裂、同时新键形成。如：石油裂化，煤干馏，胃内消化食物等。

化学变化过程的同时也发生了物理变化。例如，点燃蜡烛时，石蜡受热熔化是物理变化，石蜡燃烧生成CO2和H2O是化学变化。

2.物理性质与化学性质

物理性质：物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，叫做物理性质。如颜色、状态、气味、溶解性、熔点、沸点、硬度、密度等。物理性质是物质本身的一种属性，一般指不涉及物质化学组成改变的一类性质。

化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。化学性质也是物质本身的一种属性，是化学研究的主要对象之一，是学习化学的主要内容。

(1)化学性质主要包括

①氧化性、还原性②酸性、碱性③稳定性④络合性　　(2)影响化学性质的因素

①物质结构。结构是影响化学性质的最重要因素，结构决定物质的主要化学性质。结构包括：原子结构、分子结构、离子结构、晶体结构等。

②物质的浓度对化学性质也有影响，如浓H2SO4与稀H2SO4的性质不同，浓HNO3与稀HNO3的性质不同等。

Cu十H2SO4(稀)——不反应

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

【例1】下列各组物质中不易用物理性质区别的是(　　)

A.苯和四氯化碳　　　　　 B.酒精和汽油

C.氯化铵和硝酸铵晶体　　　 D.碘和高锰酸钾固体

解析： A中苯和四氯化碳可利用两者在水中的溶解性和密度加以区分;B中酒精和汽油可利用其在水中的溶解性加以区分;D中碘和高锰酸钾固体可利用其在水中的溶解性和溶液颜色加以区分。

答案：C。

【例2】下列过程中，不涉及化学变化的是(　　)

A.甘油加水作护肤剂　　B.用明矾净化水

C.烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味

D.烧菜用过的铁锅，经放置常出现红棕色斑迹

解析：化学变化与物理变化的本质区别是：是否有新物质生成。甘油稀释后仍具有吸湿性，可做护肤剂，该过程中不涉及化学变化;明矾溶于水后，发生反应Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+，产生了Al(OH)3 胶体，从而可净化水;烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味的原因是该过程中发生了C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5+H2O，产生了具有果香味的乙酸乙酯的缘故;烧菜用过的铁锅，由于在潮湿的环境中发生了电化腐蚀，Fe最终被氧化成Fe2O3•nH2O，而出现红棕色斑迹。后三者都是化学变化过程。

答案：A。

第4课时 元素、同位素、核素、同素异形体