物质的组成、性质、分类

化学基本概念：物质的组成、性质、分类

化学基本概念的知识点贯穿整个中学化学，高考试题常以选择题的形式出现，以新物质产生过程为栽体，考查学生对概念的理解及运用化学视角观察社会的敏锐程度。复习中要注意概念的内涵与外延，要多对比，要关注生活中的化学问题。

【知识讲解】

一．物质的组成

1．元素、同位素、核素、同素异形体

?元素：具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。如：所有核电荷数为1的原子都称作氢原子，总称为氢元素。到目前为止，已经发现了110余种元素。

?同位素：具有相同质子数和不同中子数的同种元素的不同种原子，互称同位素。“同位”是指在周期表中处于同一位置。同位素的特征是原子序数相同而质量数不同。大多数元素都有几种甚至十几种的同位素。

①同位素的实例

H有三种同位素：O有三种同位素：

C有三种同位素：Sn有十种同位素：

U有二种同位素：目前已知的同位素达数千种。

②同位素的稳定性

③同位素的性质：a．天然同位素有稳定的百分组成b．化学性质几乎相同(同种元素的同位素)

④同位素的应用：用作相对原子质量和阿伏加德罗常数的标准示踪原子用测岩石的年龄

放射治疗，如60C。等核能，如2H，235U等

?核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。即质子数、中子数不完全相同的一种原

子就称为一种核素。例如：都各自独

立称为核素，即10种核素(但属于4种元素)

■注意：同一种元素的不同核素之间互称同位素。

?同素异形体同素异形体：由同种元素所形成的几种性质不同种单质叫做同素异形体。如O2(氧气)和O3(臭氧)，红磷(P)和白磷(P4)，金刚石和石墨等。

①同素异形体的物理性质不同，化学性质相似。

②性质不同的原因是结构不同或组成不同。

③同素异形体之间可以相互转化，属于化学变化，但不属于氧化还原反应。如：

2．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。

表1：原子与元素的联系与区别

3．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

■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。

4．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。

二．物质的分类

㈠、混合物与纯净物

1、从宏观上讲，纯净物是由一种物质组成的。混合物是由多种物质组成的；从微观上讲，对于由分子构成的物质，纯净物只有一种分子，而混合物有多种分子。在判断是混合物还是纯净物时，可以从有无固定熔沸点考虑，一般来说，纯净物有固定的熔沸点，而混合物由于组成物质的成分和量的多少不固定，致使没有固定的熔沸点。见下表：

表2：纯净物与混合物比较

2、常见的混合物包括：

?高分子化合物（如蛋白质、淀粉、纤维素、聚合物等）；

?分散系（包括溶液、胶体、浊液）

?同分异构间的混合体（如二甲苯总是混合物，含邻、间、对三种）

?同素异形体间的混合体

?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。

㈡单质与化合物

单质：由同种元素组成的纯净物叫做单质。如：O2，Cl2，N2，Ar，金刚石(C)，铁(Fe)等，HD也属于单质。

化合物：由不同种元素组成的纯净物叫做化合物。从不同的角度，化合物可以分成多种类型，如离子化合物和共价化合物；无机化合物和有机化合物；酸、碱、盐和氧化物等。

1.酸：电离理论认为，电解质电离产生的阳离子全部是H+的化合物叫做酸。如：

HCl＝H+＋Cl—或HCl＋H2O＝H3O＋＋Cl—H2SO4＝2H+＋SO42—

■注意：

(1)酸与酸性不同，酸性是指酸所具有的性质或溶液的pH＜7的性质。具有酸性的物质可以是盐、氧化物、单

质的水溶液，如NaHSO4，AlCl3，SO3，NO2，Cl2的水溶液显酸性，但这些物质显然不是酸。

(2)酸的强弱与酸性的强弱。酸的强弱是物质本身的属性，是指酸电离出H＋的能力，与成酸核心元素的非金属

强弱、价态、结构等因素有关。对于含氧酸一般非金属性越强，价态越高，酸越强。如：

①非金属性Cl＞S＞P＞Si，则酸性为HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H4SiO4

④对于同族的非金属元素形成的非含氧酸，其非金属越强则酸越弱。如：HF

而酸性强弱是指水溶液中c(H+)大小，c(H+)大，则溶液的酸性强，c(H+)小，则酸性弱。

(3)酸、碱的概念是发展、变化着的，目前有四种关于酸碱的理论。理论不同，酸、碱的定义、范围、性质也不

尽相同。

2．碱：电离理论认为，电解质电离时产生的阴离子全部是OH—的化合物叫做碱。金属氧化物对应的水化物一般是碱。金属性越强，碱性越强。常见的碱有：NaOH(烧碱、火碱、苛性碱)，KOH，Ca(OH)2(熟石灰)，Ba(OH)2，NH3·H2O(弱碱)。溶液显碱性的本质是c(OH—)＞c(H+)，溶液呈碱性的原因有：

(1)碱溶于水电离NaOH＝Na+＋OH—Ca(OH)2＝Ca2+＋2OH—

(2)碱性氧化物与水反应生成碱Na2O＋H2O＝2NaOH MgO＋H2O＝Mg(OH)2

(3)金属过氧化物与水反应2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

(4)某些物质水解Na2CO3水解：

C6H5ONa水解：

CaC2水解：CaC2＋2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑

NaH与水作用：NaH＋H2O=NaOH＋H2↑

(5)电解某些盐溶液

(6)活泼金属与水反应

3．盐：电离时生成金属离子和酸根离子的化合物叫做盐。

(1)盐可以理解为是酸和碱中和后生成的一种较稳定的物质，在自然界中，盐是各种元素的主要存在形式。盐是化学反应时的常见生成物。

(2)从形成盐的酸碱的强弱，盐可分为

强酸强碱盐：NaCl、KNO3、Na2SO4…

强酸弱碱盐：NH4Cl、Al2(SO4)3、Cu(NO3)2…

弱酸强碱盐：Na2CO3、CH3COONa…

弱酸弱碱盐：CH3COONH4、NH4HCO3…

(3)盐的一般分类

正盐：酸碱完全中和后的生成的盐。如：NaCl，Na2CO3，CuSO4，K2S等。

酸式盐：酸中氢被部分中和后生成的盐。如：NaHCO3，NaHSO4，Ca(H2PO4)2等。

碱式盐：碱中氢氧根被部分中和后的生成物。如：Cu2(OH)2CO3等。

复盐：电离时产生两种或两种以上金属阳离子（其中一种也可以是铵离子）的盐。如：KAl(SO4)2·12H2O，KCl·MgCl2·6H2O等。

(4)盐的一般性质

①绝大部分盐是离子化合物，是强电解质；②钠盐、钾盐、铵盐、硝酸盐都易溶于水；

③盐的绝大部分在通常情况下是晶体(固体)；④盐溶液可显中性、酸性或碱性。

4．氧化物：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物。如CO2，MgO，Na2O2，H2O，Fe3O4等，而KClO3，H2SO4因含三种元素，不属于氧化物，可称为含氧化合物。

氧化物的分类

（1）按组成元素分成①金属氧化物：CaO… ②非金属氧化物：CO2…

（2）按化学性质分成

①碱性氧化物：CaO…②酸性氧化物：SO3…③不成盐氧化物：CO，NO…

④过氧化物：Na2O，H2O2⑤两性氧化物：Al2O3，ZnO…

注意：酸性氧化物和碱性氧化物分别与非金属氧化物、金属氧化物的对应关系：①酸性氧化物不一定都是非金属氧化物，例如：Mn2O7等；非金属氧化物也不一定都是酸性氧化物，例如：CO、NO等。②碱性氧化物都是金属氧化物；金属氧化物不一定都是碱性氧化物，例如：Mn2O7、Al2O3.

单质、酸、碱、盐、氧化物间的转化

三．物质的变化和性质

1.物理变化与化学变化

?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。

?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↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

表3：物理变化和化学变化的区别与联系

【例题分析】

例1．下列物质中有固定熔点的是（）

A、玻璃

B、冰

C、蔗糖

D、天然橡胶

分析：

本题先要确定哪个是纯净物，然后再考虑是否有固定熔点。

A、玻璃是多种硅酸盐的熔合物，它在一定温度范围内熔化为液态，没有固定的熔点；

B、冰是水的固态物质，是纯净物，在一定温度下熔化成水，因而有固定的熔点；

C、蔗糖是纯净物，有固定的组成（化学式为C12H22O11），在一定温度时由固态变为液态，有固定的熔点；

D、天然橡胶是高分子化合物，一般来说，高分子化合物都不是纯净物，天然物质通常含有多种物质，所以没有固定的熔点。

答案：B、C

例2．下列物质中有固定组成的是（）

A、空气

B、石蜡

C、氨水

D、二氧化碳气体

分析：

A、空气的组成基本固定，但由于地域、时间等条件的不同，空气的成分是要发生变化的

B、石蜡是石油分馏的产物之一，它是由碳原子个数为20~30的烃组成的混合物

C、氨水是氨气溶于水得到的物质，其中有NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-多种分子和离子

D、二氧化碳气体是共价化合物，每个分子由一个碳原子和两个氧原子通过共价键结合而成，有固定的组成。

答案：D

例3．下列关于氧化物的叙述中正确的是（）

A、酸性氧化物均可与可溶性碱起反应

B、酸性氧化物在常温下均为气态

C、不能跟酸反应的氧化物一定能跟碱反应

D、氧化物与水的反应都是化合反应

分析：

B、不一定，如P2O5、SO3、SiO2等常温时为固态

C、除去成盐氧化物外，还有不成盐氧化物如NO、CO等，它们既不跟酸也不跟碱反应

D、酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应都是化合反应，还有一些氧化物如Na2O2、NO2等与水发生的不是化合反应。

答案：A

例4．下列关于反应类型的判断正确的是（）

A、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑置换反应

B、FeCl3溶于水复分解反应

C、C2H5OH+HBr→C2H5Br+H2O复分解反应

D、IBr+H2O=HBr+HIO 氧化还原反应

分析：

A、此反应实际包括两个反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑，NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O；前者为置换反应，后者为复分解反应。二者合成的一个反应，由一种单质跟两种化合物反应，不符合置换反应定义，判断是错误的。

B、FeCl3溶于水要发生水解：FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl，正向反应是水解反应，逆反反应是中和反应，是酸、碱、盐等在溶液中发生相互交换成分的反应，符合复分解反应的定义，判断正确

C、属于有机反应中的取代反应

D、反应前后元素的化合价没有改变，是非氧化还原反应。

答案：B

例5．下列有关二氧化硫的叙述正确的是()

A．二氧化硫由硫原子和氧分子构成

B．二氧化硫由1个硫原子和2个氧原子构成

C．二氧化硫由硫和氧两种元素按1：2组成

D．二氧化硫由硫和氧两种元素组成，它是由分子构成的物质

解析：

原子属微观概念，既论“种类”又有“个数”的涵义；元素属宏观概念，只有“种类”而无“个数”的涵义。若要从微观角度说明物质的构成时用原子概念，如每个SO2分子是由一个硫原子和两个氧原子构成；若要从宏观角度说明物质的组成时用元素概念，如SO2是由硫元素和氧元素组成。因此D正确。A和B中SO2是宏观概念，不能用微观粒子说明，且SO2分子中无氧分子；C中元素无数量含义，故A、B、C不正确。

答案：D

例6．将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺序排列，正确的是()

A．硫酸纯碱石膏

B．亚硫酸烧碱绿矾

C．油酸乙醇碳化钙

D．苯酚熟石灰苛性钾

解析：

纯碱不是碱，组成为Na2C03，属于盐类，A错。乙醇不属于碱，为有机物的醇类；碳化钙不属于盐，C错。苯酚属于有机物的酚类；苛性钾成分是KOH，属于碱类，D错。故选B。

答案：B

例7．试分析下列说法是否正确?对错误的说法通过举例指出错误之所在()

A．由不同原子组成的纯净物一定是化合物

B．非金属氧化物一定是酸性氧化物；碱性氧化物一定是金属氧化物

C．含金属元素的离子不一定都是阳离子

D．胆矾是纯净物，水泥是混合物

解析：

A不正确。关键字“不同原子”要注意，因为许多元素都有同位素，若是同种元素的不同原子，如氯元素有35C1、37C1两种氯原子，构成氯单质的氯气分子，可能是35Cl- 35Cl、35Cl- 37Cl、37Cl-37Cl，他们仍属于纯净物中的单质，不属于化合物；若是不同种元素的原子组成的纯净物，则一定是化合物。

B前半句不正确。因非金属氧化物可能是不成盐氧化物(CO、NO等)，它们既不能跟碱反应生成盐和水，也不能跟酸反应生成盐和水。前半句反过来也不正确，如Mn2O7的相应水化物为HMn04，所以Mn2O7是酸性氧化物，但它是金属氧化物。B后半句正确，但后半句反过来就不正确了，如Mn2O7是酸性氧化物，Al2O3是两性氧化物。

C正确。含金属元素的离子，例如：AlO2-、MnO4-等，说明金属元素也可以构成阴离子。

D正确。结晶水合物有固定的化学组成，属纯净物而不是混合物。胆矾和无水CuS04不是同一种物质，无论是胆矾分解成无水CuS04，还是无水CuS04水合成胆矾，都是化学变化过程。

例8．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9．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

例10．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。有关玻璃态水的叙述正确的是() A．由液态变为玻璃态，体积缩小

B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀

C．玻璃态水是分子晶体

D．玻璃态是水的一种特殊状态

解析：

玻璃态水是除气、液、固态外的一种特殊状态，液态水急速冷却到165K时形成的玻璃态水，无固定的形状，说明它是非晶体；变化过程中质量是不变的，密度又与普通液态水的密度相同，转化的过程中体积不发生变化。因此，只有D选项正确。

答案：D【理解巩固】

1．经分析，某物质中只含一种元素，则此物质( )

A．一定是单质B．一定是纯净物C．可能是纯净物，也可能是混合物D．可能是化合物2．关于元素和原子的关系有如下各种说法：

①若是同种元素，则一定是同种原子；②若是同种原子，则一定是同种元素；

③若是不同种元素，则一定是不同种原子；④若是不同种原子，则一定是不同种元素。

其中正确的是()

A．①②B．②③C．③④D．①④

3．下列关于物质分类的正确组合是()

4．常温下A和B两种气体组成的混合气(A的式量大于B的式量)，经分析混合气体只含有氮和氢两种元素，而且不论A和B以何种比例混合，氮和氢的质量比总大于14/3。由此可确定A为__________，B为__________，

其理由是__________。

5．用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是()

A．测定密度B．放入硝酸中C．放入盐酸中D．观察外观

6．用化学方法不能实现的是()

A．生成一种新分子B．生成一种新离子

C．生成一种新原子D．生成一种新单质

7．下列说法，违反科学原理的是()

A．碘化银可用于人工降雨B．闪电时空气中的N2可变为氮的化合物

C．添加少量某物质可将水变成燃料油D．在一定温度、压强下石墨可变成金刚石

8．下列实验或生产操作：

①蛋白质溶液中加入硫酸铵后形成沉淀；

②除去混在氢氧化铁胶体中的氯化铁；

③二氧化氮经加压凝成无色液体；

④溴水滴入植物油中振荡褪色；

⑤水泥、砂子和水混合后硬化；

⑥照相底片感光。

其中没有新物质生成的是()

A．①②③

B．②④⑥

C．①②

D．③⑤

9．有五瓶溶液分别是：①10ml0.60mol·L-1NaOH水溶液，②20ml0．50mol·L-1H2SO4水溶液，③30ml0.40mol·L-1HCl 水溶液，④40ml0.30mol·L-1HAc水溶液，⑤50ml0.20mol·L-1蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是()

A．①>②>③>④>⑤

B．②>①>③>④>⑤

C．②>③>④>①>⑤

D．⑤>④>③>②>①

10．从下列括号中选择合适的用语，填写在各小题的横线上，使它跟各种变化的情况相符(分解、潮解、溶解、蒸发、干馏、蒸馏、结晶、化合、挥发、升华、风化)；

①食盐放入水中逐渐消失____________________；

②碘加热逐渐消失__________；

③不盖灯帽的酒精灯，灯内酒精会逐渐减少，以致消失__________；

④烧碱固体吸收空气中的水分__________；

⑤生石灰吸收空气中的水分__________；

⑥胆矾受热后变成白色粉末__________；

⑦碳酸钠晶体在空气中变成白色粉末__________；

⑧氢氧化铜加热后变成黑色固体__________；

⑨煤隔绝空气加强热后生成黑色固体__________；

⑩饱和KNO3溶液降温，出现晶体__________。

答案与提示

1、C

如O2与O3的混合物。

2、B

①同种元素的不同同位素属于不同原子，如1H、2H、3H；④不同种原子可能属于同种元素，如①的例子。

3、B

要求掌握物质的分类及分类中各物质的含义。

4、A为N2，B为NH3

由于在NH3中，m(N)∶m(H)=14∶3，所以，要提高N元素的含量，只有增加N2等。

说明：

此题把B答为N2H4等其他合理答案也行。

5、D

通过读题干容易分析出答案为D。

6、C

从原子的化学定义理解。

7、C

从化学中元素守恒理解。

8、C

从物理变化、化学变化，结合题给物质具体分析。

9、D

溶液中水分子数最多。

10、①溶解；②升华；③挥发；④溶解；⑤化合；⑥分解；⑦分解、风化；⑧分解；⑨分解、干馏；⑩结晶。