《專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》知識點

《專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界》知識點第一單元人類對原子結(jié)構(gòu)的認識一、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．幾個概念：原子質(zhì)量：即原子的真實質(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。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。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。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，不是某一個原子的相對原子質(zhì)量，因此選項B看上去似乎是正確的，實際是錯誤的。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C中的W是沒有被指定的數(shù)值，只從這一點來看，選項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D也不對。答案為A。例3（1）原計劃實現(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)年科技界的一個慘痛的焦點問題：“銥星計劃”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化合物有機化合物化合物化合物無機化合物物質(zhì)無機化合物混合物二、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??；而氣體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，因為生石灰全部變?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，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)，此時壓強增加了75%。則A單質(zhì)的一個分子中有_______個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：相同溫度和壓強時，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)的實驗方法學(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、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行分離和提純。分離提純方法適用范圍實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互溶液體沸點有明顯差異蒸餾水、無水乙醇的制備、石油的分餾CCl4(沸點76.75℃)和甲苯（沸點110.6層析被吸附能力不同的物質(zhì)的分離紅、藍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)選擇合適的方法進行分離，且有時需要多種方法配合使用。二、常見物質(zhì)（離子）的檢驗物質(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（透過藍色鈷玻璃）I2遇淀粉顯藍色蛋白質(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：計算—稱量—溶解—移液—定容注意事項：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，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，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．下列實驗操作錯誤的是___________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，點在pH試紙的中部，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進行比較。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，先往容量瓶中加水，然后按計算結(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行灼燒，透過藍色鈷玻璃進行觀察?！窘馕觥吭擃}考察的是一些化學(xué)實驗的基本操作。用pH試紙測定溶液pH值時，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；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，再蘸取待測物進行檢驗，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選項用金屬鈉與水反應(yīng)，實驗不經(jīng)濟、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，不放置至室溫，而趁熱轉(zhuǎn)入容量瓶進行定容，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，再加水至刻度線，則所配制溶液的濃度偏低。4定容時加水超出刻度線，又用滴管把多余的溶液取去，此時所得溶液濃度偏低。5定容時俯視，所配溶液濃度偏高；定容時仰視，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，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