《專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》知識點(diǎn)

《專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》知識點(diǎn)第一單元人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變道爾頓道爾頓原子結(jié)構(gòu)模型湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型波爾原子結(jié)構(gòu)模型對于多電子原子，可以近似認(rèn)為原子核外電子是分層排布的；在化學(xué)反應(yīng)中，原子核不發(fā)生變化，但原子的最外層電子會發(fā)生變化。二、原子的構(gòu)成1．原子的構(gòu)成電量相對質(zhì)量實(shí)際體積占據(jù)體積原子原子核質(zhì)子Z+11小小中子N――1小小核外電子e-－11/1836小相對很大2．幾個(gè)概念：原子質(zhì)量：即原子的真實(shí)質(zhì)量也稱原子的絕對質(zhì)量。單位kg粒子相對質(zhì)量：注：①單位1（一般不寫出）②粒子：可以原子、質(zhì)子、中子、電子、微觀粒子③質(zhì)子、中子的相對質(zhì)量約為1質(zhì)量數(shù)：原子中質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)得和3.有關(guān)原子結(jié)構(gòu)常用規(guī)律總結(jié)⑴質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)⑵電性關(guān)系：原子：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)陰離子：質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)－電荷數(shù)陽離子：質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)+電荷數(shù)4.核素、同位素核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的某種原子同位素：質(zhì)子數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同原子的互稱H：HH(D)H(T)氫元素有三種核素，三種核素間互稱同位素。元素的相對原子質(zhì)量：=A1×a1%+A2×a2%+……A1、A2……為核素的相對原子質(zhì)量a1%、a2%……為核素的原子百分?jǐn)?shù)或核素原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)例題解析例1下列關(guān)于原子的說法中，正確的是A原子不顯電性，說明原子內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)B同種原子內(nèi)的質(zhì)子數(shù)相同C含有相同中子數(shù)的原子，一定是同一類的原子D原子是最小的粒子分析：原子只是化學(xué)變化中的最小粒子，而構(gòu)成原子的質(zhì)子、中子和電子都比原子小，故D錯(cuò)。原子之所以不顯電性，是由于原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，故A錯(cuò)。原子的種類由質(zhì)子數(shù)決定，同種原子當(dāng)然具有相同數(shù)目的質(zhì)子數(shù)，而如果只知中子數(shù)相同，不知質(zhì)子數(shù)相同，則無法判斷是否為同一類原子。故B對C錯(cuò)。例2某元素一種同位素原子的質(zhì)子數(shù)為m，中子數(shù)為n，則下述論斷正確的是A.不能由此確定該元素的相對原子質(zhì)量B.這種元素的相對原子質(zhì)量為m+nC.若碳原子質(zhì)量為Ｗ克；此原子的質(zhì)量為(m+n)W克D.核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的總質(zhì)量分析：本題設(shè)置的意圖在于考查對相對原子質(zhì)量的認(rèn)識。相對原子質(zhì)量是化學(xué)科學(xué)中最基本的概念之一，要學(xué)會區(qū)分元素的相對原子質(zhì)量與原子的(核素)相對原子質(zhì)量；同位素的相對原子質(zhì)量與同位素的質(zhì)量數(shù)等概念的差異性。相對原子質(zhì)量全稱是元素的平均相對原子質(zhì)量，不是某一個(gè)原子的相對原子質(zhì)量，因此選項(xiàng)B看上去似乎是正確的，實(shí)際是錯(cuò)誤的。任一原子的質(zhì)量不可能是碳原子質(zhì)量與此原子質(zhì)子與中子數(shù)之和的乘積，而且碳原子有多種同位素，選項(xiàng)C中的W是沒有被指定的數(shù)值，只從這一點(diǎn)來看，選項(xiàng)C也不能成立。題目沒有指明是哪種核素，無法確切知道此核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的相對多少，故選項(xiàng)D也不對。答案為A。例3（1）原計(jì)劃實(shí)現(xiàn)全球衛(wèi)星通訊需發(fā)射77顆衛(wèi)星，這與銥(Ir〕元素的原子核外電子數(shù)恰好相等,因此稱為“銥星計(jì)劃”。已知銥的一種同位素是,則其核內(nèi)的中子數(shù)是

B.114（2）已知自然界中銥有兩種質(zhì)量數(shù)分別為191和193的同位素，而銥的平均相對原子質(zhì)量為，這兩種同位素的原子個(gè)數(shù)比應(yīng)為

∶61∶39∶1∶11分析：本題將以當(dāng)年科技界的一個(gè)慘痛的焦點(diǎn)問題：“銥星計(jì)劃”因缺乏市場需求，曲高和寡，不得不宣布破產(chǎn)為背景，對考生進(jìn)行有關(guān)原子結(jié)構(gòu)知識的考查，使學(xué)生在解答問題的同時(shí)也在深深的思考“科技應(yīng)如何轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力”，對學(xué)生將來進(jìn)入社會更好的發(fā)揮能力起到很好的警示作用。第1問，由質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)得：其核內(nèi)的中子數(shù)＝191－77＝114，B正確；第2問，常見的解法：設(shè)的原子個(gè)數(shù)百分比為x％，則有：191×x％＋193×（1－x％）＝，解得：x％＝39％故答案為第二單元豐富多彩的化學(xué)物質(zhì)學(xué)海導(dǎo)航金屬單質(zhì)一、物質(zhì)的分類金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)單質(zhì)非金屬單質(zhì)單質(zhì)酸堿鹽酸堿鹽氧化物氫化物有機(jī)化合物有機(jī)化合物化合物化合物無機(jī)化合物物質(zhì)無機(jī)化合物混合物二、單質(zhì)、氧化物酸、堿、鹽等物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系注意：復(fù)分解反應(yīng)的條件：有沉淀、氣體、水生成。金屬與鹽溶液的置換條件：活潑性強(qiáng)的金屬置換活潑性弱的金屬。三、有關(guān)物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積等概念1．物質(zhì)的量：物質(zhì)的量是七個(gè)基本物理量之一，其單位是摩爾（mol），符號為n，注意：（1）物質(zhì)的量度量的對象是微粒集體，微?？梢允欠肿?、原子、離子、電子、中子、質(zhì)子等。（2）使用物質(zhì)的量一般用符號標(biāo)明微粒，如1molH2O，5molH+等。摩爾作為物質(zhì)的量的單位，不能用來表示宏觀物體的多少，使用摩爾時(shí)必須指明微粒的種類。2．阿伏加德羅常數(shù)：1mol任何微粒集體中所含有的微粒數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。用符號NA表示，通常使用近似值×1023mol-1。3．摩爾質(zhì)量：1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量，稱為該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。用符號M表示，單位為g/mol。1mol物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位，在數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量。物質(zhì)的量與質(zhì)量、摩爾質(zhì)量的關(guān)系為：n=m/M4．氣體摩爾體積：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。用符號Vm表示，常用的單位為L/mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0℃、101Kpa），1mol任何氣體所占的體積都約為22.4L，即標(biāo)況下的氣體摩爾體積約為22.4L四、物質(zhì)的聚集狀態(tài)及分散系1．物質(zhì)的聚集狀態(tài)：主要有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種。同一物質(zhì)在不同溫度和壓力下物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同。物質(zhì)的體積由三個(gè)因素決定：微粒數(shù)目、微粒間距、微粒大小。固體、液體的體積主要決定于微粒數(shù)目和微粒大?。欢鴼怏w的體積主要決定于微粒數(shù)目、微粒間距。2．分散系：一種或幾種物分散到另一種物質(zhì)中形成的混合物叫分散系。被分散的物質(zhì)叫分散質(zhì)，分散其他物質(zhì)的物質(zhì)叫分散劑?？煞譃椋喝芤海Ｗ又睆叫∮?0-9m）、濁液（粒子直徑大于10-7m）、膠體（粒子直徑在10-9~103．膠體：膠體與溶液外觀上沒有區(qū)別，都是均一、穩(wěn)定、透明的分散系。其特性：具有丁達(dá)爾效應(yīng)，利用此特性可鑒別溶液和膠體。有些膠體具有吸附性，可作凈水劑，除去水中不溶性雜質(zhì)，使水澄清。比如氫氧化鋁膠體、氫氧化鐵膠體等。例題解析例1今有下列三組物質(zhì)，每組中都有一種物質(zhì)跟其他三種屬于不同的種類。將此種物質(zhì)（寫化學(xué)式）和分類依據(jù)（選出的物質(zhì)與其他物質(zhì)不同之處）寫在下面相應(yīng)的表格內(nèi)。三組物質(zhì)分別為：（1）O2、F2、S、N2；（2）Fe、Na、Al、Si；（3）NO、CO2、SO2、P2O5。組別被選出的物質(zhì)挑選依據(jù)第（1）組第（2）組第（3）組解析：本題中，第（1）組物質(zhì)可根據(jù)物質(zhì)在通常狀態(tài)下的聚集狀態(tài)分類，第（2）組物質(zhì)可根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)分成金屬和非金屬兩種類型，第（3）組物質(zhì)均為非金屬氧化物，可根據(jù)它們在通常狀態(tài)下的聚集狀態(tài)分類。故答案為：第（1）組：S通常情況下，S是固體，其余均為氣體。第（2）組：Si只有Si是非金屬單質(zhì)，其余是金屬單質(zhì)。第（3）組：P2O5均為非金屬氧化物，但P2O5為固體，其余的通常情況下為氣體。例2同學(xué)們吃的零食的包裝袋中經(jīng)常有一個(gè)小紙袋，上面寫著“干燥劑”，其主要成分是生石灰（CaO）。生石灰屬于哪種類別的物質(zhì)？生石灰可做干燥劑的理由是什么？（用化學(xué)方程式表示）生石灰還可以跟哪些類別的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？列舉兩例，并寫出化學(xué)方程式小紙袋中的物質(zhì)能否長期持續(xù)地做干燥劑？為什么？在你所認(rèn)識的化學(xué)物質(zhì)中，還有哪些可以用作干燥劑？列舉一例。答案：（1）化合物、金屬氧化物、固態(tài)物質(zhì)等。（2）CaO+H2O=Ca(OH)2（3）與酸的反應(yīng)：CaO+2HCl=CaCl2+H2O；與非金屬氧化物反應(yīng)：CaO+CO2=CaCO3（4）不能，因?yàn)樯胰孔優(yōu)镃a(OH)2后，就不能持續(xù)起到干燥作用。（5）濃硫酸、CaCl2、P2O5、堿石灰等例3氯的原子序數(shù)為17，35Cl是氯的一種同位素，下列說法正確的是（）A．35Cl原子所含質(zhì)子數(shù)為18B．1/18mol的1H35Cl分子所含中子數(shù)約為C．3.5g的35Cl2氣體的體積為2.24LD．35Cl2氣體的摩爾質(zhì)量為70g/mol解析：該題以35Cl為背景，考查了35Cl原子所含質(zhì)子數(shù)、1H35Cl分子所含中子數(shù)以及35Cl2氣體的摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量等之間的關(guān)系，其中1H是所有原子中唯一無中子的原子，“3.5g的35Cl2氣體的體積為2.24L”中設(shè)置了狀態(tài)未確定的陷阱。故答案為：B、D例4在某溫度時(shí)，一定量的元素A的氫化物AH3在一定體積密閉容器中可完全分解成兩種氣態(tài)單質(zhì)，此時(shí)壓強(qiáng)增加了75%。則A單質(zhì)的一個(gè)分子中有_______個(gè)A原子，AH3分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。解析：由阿伏加德羅定律的推論：相同溫度和壓強(qiáng)時(shí)，p1/p2=N1/N2得反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)之比為1:=4:7，可理解為反應(yīng)式左邊氣體和反應(yīng)式右邊氣體系數(shù)之和比為4:7，再根據(jù)氫原子守恒不妨先將反應(yīng)式寫為4AH3==A(x)+6H2，再由A原子守恒得A右下角的數(shù)字為4。答案：4，4AH3==A4+6H2。第三單元研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法學(xué)海導(dǎo)航一、物質(zhì)的分離和提純根據(jù)混合物中各物質(zhì)溶解性、沸點(diǎn)、被吸附性能及在不同溶劑中溶解性的不同，可以選用過濾和結(jié)晶、蒸餾（或分餾）、紙上層析、萃取和分液等方法進(jìn)行分離和提純。分離提純方法適用范圍實(shí)例過濾固體與液體不互溶的混合物粗鹽的提純結(jié)晶與重結(jié)晶混合物中各成分在溶劑中溶解度不同，包括蒸發(fā)溶劑結(jié)晶和降溫結(jié)晶分離NaCl和KNO3的混合物蒸餾（分餾）①難揮發(fā)的固體雜質(zhì)在液體中形成的混合物②互溶液體沸點(diǎn)有明顯差異蒸餾水、無水乙醇的制備、石油的分餾CCl4(沸點(diǎn)76.75℃)和甲苯（沸點(diǎn)110.6層析被吸附能力不同的物質(zhì)的分離紅、藍(lán)墨水混合物中的不同色的分離分液兩種互不混溶的液體混合物CCl4和水的分離萃取溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度不同利用CCl4從溴水中萃取溴注意：不同的分離方法都有一定的適用范圍，要根據(jù)不同混合物的性質(zhì)選擇合適的方法進(jìn)行分離，且有時(shí)需要多種方法配合使用。二、常見物質(zhì)（離子）的檢驗(yàn)物質(zhì)（離子）方法及現(xiàn)象CO32－與含Ba2+的溶液反應(yīng)，生成白色沉淀，該沉淀溶于硝酸（或鹽酸），生成無色無氣味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體（CO2）。SO42－與含Ba2+的溶液反應(yīng)，生成白色沉淀，不溶于稀鹽酸。Cl－與硝酸銀溶液反應(yīng)，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀。NH4+與NaOH濃溶液反應(yīng)，微熱，放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的刺激性氣味氣體（NH3）。Na+焰色反應(yīng)呈黃色K+焰色反應(yīng)呈紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃）I2遇淀粉顯藍(lán)色蛋白質(zhì)灼燒有燒焦羽毛氣味三、溶液的配制及分析物質(zhì)的量濃度、溶液體積、溶質(zhì)的物質(zhì)的量相互關(guān)系，，2．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液主要儀器：容量瓶、燒杯、玻棒、膠頭滴管、量筒、托盤天平及砝碼、藥匙操作步驟：計(jì)算—稱量—溶解—移液—定容注意事項(xiàng)：①容量瓶不能配制任意體積的溶液；不能用作反應(yīng)容器；不能直接在其中進(jìn)行溶解和稀釋；不可作為貯存溶液的試劑瓶。②容量瓶在使用前需檢查是否漏水。③稱量NaOH等易潮解或有腐蝕性的固體必須在干燥潔凈的小燒杯中進(jìn)行且要快速稱量。④溶解或稀釋過程有明顯溫度變化的，需等溶液溫度恢復(fù)至室溫才能轉(zhuǎn)移到容量瓶中。⑤往容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí)，需要用玻璃棒引流；燒杯及玻璃棒應(yīng)用蒸餾水洗滌2～3次，洗滌液也要注入容量瓶中。⑥定容時(shí)，當(dāng)液面接近瓶頸刻度線1～2cm處，應(yīng)改用膠頭滴管滴加。例題解析例1．下列實(shí)驗(yàn)操作錯(cuò)誤的是___________A．測定溶液pH的操作是：將濕潤的pH試紙置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，點(diǎn)在pH試紙的中部，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行比較。B．容量瓶檢漏的操作是：在容量瓶中注入適量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指頂住瓶塞，反復(fù)倒置，觀察是否漏水。C．配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液時(shí)，先往容量瓶中加水，然后按計(jì)算結(jié)果將一定體積濃硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，搖勻。D．觀察鉀元素焰色反應(yīng)的操作是：將鉑絲放在稀鹽酸中洗滌，然后蘸取固體氯化鉀，置于煤氣燈的火焰上進(jìn)行灼燒，透過藍(lán)色鈷玻璃進(jìn)行觀察?！窘馕觥吭擃}考察的是一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作。用pH試紙測定溶液pH值時(shí)，不能預(yù)先用水潤濕，否則會引起待測液濃度減小，pH值改變；容量瓶使用之前必須要檢查是否漏水，方法為：在容量瓶中注入適量水，塞上瓶塞，食指頂住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立過來，觀察是否漏水，若不漏水，將瓶正立并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后，再次檢驗(yàn)；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀釋；焰色反應(yīng)的關(guān)鍵是用于蘸取待測物的鉑絲必須潔凈，所以每次檢測前后需蘸取鹽酸清洗，清洗后放在火焰上灼燒，直至與原來火焰焰色相同為止，再蘸取待測物進(jìn)行檢驗(yàn)，以排除雜質(zhì)的干擾。答案為A、B、C、D。例2．某溶液含有較多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用該溶液制取芒硝（Na2SO4·10H2O)，可選擇的操作有（1）加適量H2SO4溶液;（2）加金屬鈉;（3）結(jié)晶;（4）加過量NaOH溶液;（5）加強(qiáng)熱脫結(jié)晶水；（6）過濾。正確的操作步驟是（）A．(2)(6)(3)B．(4)(6)(1)(3)C．(4)(6)(3)(5)D．(2)(6)(1)(3)(5)【解析】在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中需要分離許多物質(zhì)，要用到化學(xué)反應(yīng)。選擇化學(xué)試劑時(shí)注意（1）不引入新的雜質(zhì)；（2）所加試劑一般過量，以保證將雜質(zhì)全部除去，同時(shí)后續(xù)試劑須將過量的前一試劑除去；（3）過程簡便、安全；（4）若存在多種雜質(zhì)，注意所加除雜試劑順序。根據(jù)題目要求，主要是除去Fe3＋，加過量的NaOH溶液將Fe3＋沉淀。將沉淀過濾后，過量的NaOH溶液用適量的H2SO4溶液除去。再結(jié)晶得Na2SO4·10H2O，即芒硝。A、D選項(xiàng)用金屬鈉與水反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)不經(jīng)濟(jì)、不安全，且A未考慮加入過量試劑的問題，C中最后一步加強(qiáng)熱脫去結(jié)晶水，得不到芒硝，只能得到Na2SO4固體。選B。例3．配制100mL、·L-1的NaOH溶液，下列情況會導(dǎo)致溶液濃度偏高的是（）A．容量瓶使用前經(jīng)蒸餾水清洗后沒有干燥B．配制過程中，未用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒C．俯視確定凹液面與刻度線相切D．用敞口容器稱量NaOH且時(shí)間過長【解析】除了稱量和試劑因素外，以下操作將引起誤差：1不洗滌燒杯、玻璃棒，造成所配制的溶液濃度偏低。2在燒杯中溶解固體或稀釋濃溶液時(shí)，不放置至室溫，而趁熱轉(zhuǎn)入容量瓶進(jìn)行定容，所得溶液的濃度偏高。3定容后上下倒置搖勻，發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線時(shí)，再加水至刻度線，則所配制溶液的濃度偏低。4定容時(shí)加水超出刻度線，又用滴管把多余的溶液取去，此時(shí)所得溶液濃度偏低。5定容時(shí)俯視，所配溶液濃度偏高；定容時(shí)仰視，配制溶液濃度偏低。6在溶解、轉(zhuǎn)移和洗滌過程中，把溶液濺到容器外，則所配制的溶液濃度偏低。題中A項(xiàng)，容量瓶配制溶液最后須加蒸餾水定容，無需干燥，只要潔凈即可，故不會對