《专题1化学家眼中的物质世界》知识点

《专题1化学家眼中的物质世界》知识点第一单元人类对原子结构的认识一、原子结构模型的演变道尔顿道尔顿原子结构模型汤姆生原子结构模型卢瑟福原子结构模型波尔原子结构模型对于多电子原子，可以近似认为原子核外电子是分层排布的；在化学反应中，原子核不发生变化，但原子的最外层电子会发生变化。二、原子的构成1．原子的构成电量相对质量实际体积占据体积原子原子核质子Z+11小小中子N――1小小核外电子e-－11/1836小相对很大2．几个概念：原子质量：即原子的真实质量也称原子的绝对质量。单位kg粒子相对质量：注：①单位1（一般不写出）②粒子：可以原子、质子、中子、电子、微观粒子③质子、中子的相对质量约为1质量数：原子中质量数与质子数得和3.有关原子结构常用规律总结⑴质量关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)⑵电性关系：原子：核电荷数=质子数=核外电子数阴离子：质子数=核外电子数－电荷数阳离子：质子数=核外电子数+电荷数4.核素、同位素核素：具有一定质子数和一定中子数的某种原子同位素：质子数相同而质量数（或中子数）不同原子的互称H：HH(D)H(T)氢元素有三种核素，三种核素间互称同位素。元素的相对原子质量：=A1×a1%+A2×a2%+……A1、A2……为核素的相对原子质量a1%、a2%……为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数例题解析例1下列关于原子的说法中，正确的是A原子不显电性，说明原子内的质子数等于中子数B同种原子内的质子数相同C含有相同中子数的原子，一定是同一类的原子D原子是最小的粒子分析：原子只是化学变化中的最小粒子，而构成原子的质子、中子和电子都比原子小，故D错。原子之所以不显电性，是由于原子核内的质子数等于核外电子数，故A错。原子的种类由质子数决定，同种原子当然具有相同数目的质子数，而如果只知中子数相同，不知质子数相同，则无法判断是否为同一类原子。故B对C错。例2某元素一种同位素原子的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m+nC.若碳原子质量为Ｗ克；此原子的质量为(m+n)W克D.核内中子的总质量小于质子的总质量分析：本题设置的意图在于考查对相对原子质量的认识。相对原子质量是化学科学中最基本的概念之一，要学会区分元素的相对原子质量与原子的(核素)相对原子质量；同位素的相对原子质量与同位素的质量数等概念的差异性。相对原子质量全称是元素的平均相对原子质量，不是某一个原子的相对原子质量，因此选项B看上去似乎是正确的，实际是错误的。任一原子的质量不可能是碳原子质量与此原子质子与中子数之和的乘积，而且碳原子有多种同位素，选项C中的W是没有被指定的数值，只从这一点来看，选项C也不能成立。题目没有指明是哪种核素，无法确切知道此核内质子数与中子数的相对多少，故选项D也不对。答案为A。例3（1）原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这与铱(Ir〕元素的原子核外电子数恰好相等,因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是,则其核内的中子数是

B.114（2）已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均相对原子质量为，这两种同位素的原子个数比应为

∶61∶39∶1∶11分析：本题将以当年科技界的一个惨痛的焦点问题：“铱星计划”因缺乏市场需求，曲高和寡，不得不宣布破产为背景，对考生进行有关原子结构知识的考查，使学生在解答问题的同时也在深深的思考“科技应如何转化为生产力”，对学生将来进入社会更好的发挥能力起到很好的警示作用。第1问，由质量数＝质子数＋中子数得：其核内的中子数＝191－77＝114，B正确；第2问，常见的解法：设的原子个数百分比为x％，则有：191×x％＋193×（1－x％）＝，解得：x％＝39％故答案为第二单元丰富多彩的化学物质学海导航金属单质一、物质的分类金属单质非金属单质单质非金属单质单质酸碱盐酸碱盐氧化物氢化物有机化合物有机化合物化合物化合物无机化合物物质无机化合物混合物二、单质、氧化物酸、碱、盐等物质之间的相互转化关系注意：复分解反应的条件：有沉淀、气体、水生成。金属与盐溶液的置换条件：活泼性强的金属置换活泼性弱的金属。三、有关物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积等概念1．物质的量：物质的量是七个基本物理量之一，其单位是摩尔（mol），符号为n，注意：（1）物质的量度量的对象是微粒集体，微粒可以是分子、原子、离子、电子、中子、质子等。（2）使用物质的量一般用符号标明微粒，如1molH2O，5molH+等。摩尔作为物质的量的单位，不能用来表示宏观物体的多少，使用摩尔时必须指明微粒的种类。2．阿伏加德罗常数：1mol任何微粒集体中所含有的微粒数叫做阿伏加德罗常数。用符号NA表示，通常使用近似值×1023mol-1。3．摩尔质量：1mol任何物质的质量，称为该物质的摩尔质量。用符号M表示，单位为g/mol。1mol物质的质量以克为单位，在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。物质的量与质量、摩尔质量的关系为：n=m/M4．气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。用符号Vm表示，常用的单位为L/mol。标准状况下（0℃、101Kpa），1mol任何气体所占的体积都约为22.4L，即标况下的气体摩尔体积约为22.4L四、物质的聚集状态及分散系1．物质的聚集状态：主要有气态、液态和固态三种。同一物质在不同温度和压力下物质的聚集状态不同。物质的体积由三个因素决定：微粒数目、微粒间距、微粒大小。固体、液体的体积主要决定于微粒数目和微粒大小；而气体的体积主要决定于微粒数目、微粒间距。2．分散系：一种或几种物分散到另一种物质中形成的混合物叫分散系。被分散的物质叫分散质，分散其他物质的物质叫分散剂。可分为：溶液（粒子直径小于10-9m）、浊液（粒子直径大于10-7m）、胶体（粒子直径在10-9~103．胶体：胶体与溶液外观上没有区别，都是均一、稳定、透明的分散系。其特性：具有丁达尔效应，利用此特性可鉴别溶液和胶体。有些胶体具有吸附性，可作净水剂，除去水中不溶性杂质，使水澄清。比如氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体等。例题解析例1今有下列三组物质，每组中都有一种物质跟其他三种属于不同的种类。将此种物质（写化学式）和分类依据（选出的物质与其他物质不同之处）写在下面相应的表格内。三组物质分别为：（1）O2、F2、S、N2；（2）Fe、Na、Al、Si；（3）NO、CO2、SO2、P2O5。组别被选出的物质挑选依据第（1）组第（2）组第（3）组解析：本题中，第（1）组物质可根据物质在通常状态下的聚集状态分类，第（2）组物质可根据物质的性质分成金属和非金属两种类型，第（3）组物质均为非金属氧化物，可根据它们在通常状态下的聚集状态分类。故答案为：第（1）组：S通常情况下，S是固体，其余均为气体。第（2）组：Si只有Si是非金属单质，其余是金属单质。第（3）组：P2O5均为非金属氧化物，但P2O5为固体，其余的通常情况下为气体。例2同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸袋，上面写着“干燥剂”，其主要成分是生石灰（CaO）。生石灰属于哪种类别的物质？生石灰可做干燥剂的理由是什么？（用化学方程式表示）生石灰还可以跟哪些类别的物质发生化学反应？列举两例，并写出化学方程式小纸袋中的物质能否长期持续地做干燥剂？为什么？在你所认识的化学物质中，还有哪些可以用作干燥剂？列举一例。答案：（1）化合物、金属氧化物、固态物质等。（2）CaO+H2O=Ca(OH)2（3）与酸的反应：CaO+2HCl=CaCl2+H2O；与非金属氧化物反应：CaO+CO2=CaCO3（4）不能，因为生石灰全部变为Ca(OH)2后，就不能持续起到干燥作用。（5）浓硫酸、CaCl2、P2O5、碱石灰等例3氯的原子序数为17，35Cl是氯的一种同位素，下列说法正确的是（）A．35Cl原子所含质子数为18B．1/18mol的1H35Cl分子所含中子数约为C．3.5g的35Cl2气体的体积为2.24LD．35Cl2气体的摩尔质量为70g/mol解析：该题以35Cl为背景，考查了35Cl原子所含质子数、1H35Cl分子所含中子数以及35Cl2气体的摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量等之间的关系，其中1H是所有原子中唯一无中子的原子，“3.5g的35Cl2气体的体积为2.24L”中设置了状态未确定的陷阱。故答案为：B、D例4在某温度时，一定量的元素A的氢化物AH3在一定体积密闭容器中可完全分解成两种气态单质，此时压强增加了75%。则A单质的一个分子中有_______个A原子，AH3分解反应的化学方程式为__________________________________________。解析：由阿伏加德罗定律的推论：相同温度和压强时，p1/p2=N1/N2得反应前后气体的分子数之比为1:=4:7，可理解为反应式左边气体和反应式右边气体系数之和比为4:7，再根据氢原子守恒不妨先将反应式写为4AH3==A(x)+6H2，再由A原子守恒得A右下角的数字为4。答案：4，4AH3==A4+6H2。第三单元研究物质的实验方法学海导航一、物质的分离和提纯根据混合物中各物质溶解性、沸点、被吸附性能及在不同溶剂中溶解性的不同，可以选用过滤和结晶、蒸馏（或分馏）、纸上层析、萃取和分液等方法进行分离和提纯。分离提纯方法适用范围实例过滤固体与液体不互溶的混合物粗盐的提纯结晶与重结晶混合物中各成分在溶剂中溶解度不同，包括蒸发溶剂结晶和降温结晶分离NaCl和KNO3的混合物蒸馏（分馏）①难挥发的固体杂质在液体中形成的混合物②互溶液体沸点有明显差异蒸馏水、无水乙醇的制备、石油的分馏CCl4(沸点76.75℃)和甲苯（沸点110.6层析被吸附能力不同的物质的分离红、蓝墨水混合物中的不同色的分离分液两种互不混溶的液体混合物CCl4和水的分离萃取溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同利用CCl4从溴水中萃取溴注意：不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同混合物的性质选择合适的方法进行分离，且有时需要多种方法配合使用。二、常见物质（离子）的检验物质（离子）方法及现象CO32－与含Ba2+的溶液反应，生成白色沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无气味、能使澄清石灰水变浑浊的气体（CO2）。SO42－与含Ba2+的溶液反应，生成白色沉淀，不溶于稀盐酸。Cl－与硝酸银溶液反应，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。NH4+与NaOH浓溶液反应，微热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体（NH3）。Na+焰色反应呈黄色K+焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃）I2遇淀粉显蓝色蛋白质灼烧有烧焦羽毛气味三、溶液的配制及分析物质的量浓度、溶液体积、溶质的物质的量相互关系，，2．配制一定物质的量浓度的溶液主要仪器：容量瓶、烧杯、玻棒、胶头滴管、量筒、托盘天平及砝码、药匙操作步骤：计算—称量—溶解—移液—定容注意事项：①容量瓶不能配制任意体积的溶液；不能用作反应容器；不能直接在其中进行溶解和稀释；不可作为贮存溶液的试剂瓶。②容量瓶在使用前需检查是否漏水。③称量NaOH等易潮解或有腐蚀性的固体必须在干燥洁净的小烧杯中进行且要快速称量。④溶解或稀释过程有明显温度变化的，需等溶液温度恢复至室温才能转移到容量瓶中。⑤往容量瓶中转移溶液时，需要用玻璃棒引流；烧杯及玻璃棒应用蒸馏水洗涤2～3次，洗涤液也要注入容量瓶中。⑥定容时，当液面接近瓶颈刻度线1～2cm处，应改用胶头滴管滴加。例题解析例1．下列实验操作错误的是___________A．测定溶液pH的操作是：将湿润的pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸的中部，与标准比色卡进行比较。B．容量瓶检漏的操作是：在容量瓶中注入适量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指顶住瓶塞，反复倒置，观察是否漏水。C．配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时，先往容量瓶中加水，然后按计算结果将一定体积浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，摇匀。D．观察钾元素焰色反应的操作是：将铂丝放在稀盐酸中洗涤，然后蘸取固体氯化钾，置于煤气灯的火焰上进行灼烧，透过蓝色钴玻璃进行观察。【解析】该题考察的是一些化学实验的基本操作。用pH试纸测定溶液pH值时，不能预先用水润湿，否则会引起待测液浓度减小，pH值改变；容量瓶使用之前必须要检查是否漏水，方法为：在容量瓶中注入适量水，塞上瓶塞，食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立过来，观察是否漏水，若不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转180°后，再次检验；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀释；焰色反应的关键是用于蘸取待测物的铂丝必须洁净，所以每次检测前后需蘸取盐酸清洗，清洗后放在火焰上灼烧，直至与原来火焰焰色相同为止，再蘸取待测物进行检验，以排除杂质的干扰。答案为A、B、C、D。例2．某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用该溶液制取芒硝（Na2SO4·10H2O)，可选择的操作有（1）加适量H2SO4溶液;（2）加金属钠;（3）结晶;（4）加过量NaOH溶液;（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是（）A．(2)(6)(3)B．(4)(6)(1)(3)C．(4)(6)(3)(5)D．(2)(6)(1)(3)(5)【解析】在日常生活和工业生产中需要分离许多物质，要用到化学反应。选择化学试剂时注意（1）不引入新的杂质；（2）所加试剂一般过量，以保证将杂质全部除去，同时后续试剂须将过量的前一试剂除去；（3）过程简便、安全；（4）若存在多种杂质，注意所加除杂试剂顺序。根据题目要求，主要是除去Fe3＋，加过量的NaOH溶液将Fe3＋沉淀。将沉淀过滤后，过量的NaOH溶液用适量的H2SO4溶液除去。再结晶得Na2SO4·10H2O，即芒硝。A、D选项用金属钠与水反应，实验不经济、不安全，且A未考虑加入过量试剂的问题，C中最后一步加强热脱去结晶水，得不到芒硝，只能得到Na2SO4固体。选B。例3．配制100mL、·L-1的NaOH溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是（）A．容量瓶使用前经蒸馏水清洗后没有干燥B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒C．俯视确定凹液面与刻度线相切D．用敞口容器称量NaOH且时间过长【解析】除了称量和试剂因素外，以下操作将引起误差：1不洗涤烧杯、玻璃棒，造成所配制的溶液浓度偏低。2在烧杯中溶解固体或稀释浓溶液时，不放置至室温，而趁热转入容量瓶进行定容，所得溶液的浓度偏高。3定容后上下倒置摇匀，发现液面低于刻度线时，再加水至刻度线，则所配制溶液的浓度偏低。4定容时加水超出刻度线，又用滴管把多余的溶液取去，此时所得溶液浓度偏低。5定容时俯视，所配溶液浓度偏高；定容时仰视，配制溶液浓度偏低。6在溶解、转移和洗涤过程中，把溶液溅到容器外，则所配制的溶液浓度偏低。题中A项，容量瓶配制溶液最后须加蒸馏水定容，无需干燥，只要洁净即可，故不会对