高级中学化学必修一第二章

第2章元素与物质世界

一、元素与物质的分类

1．元素与物质的关系：

从本质看，元素是物质的基本组成成分，物质都是由元素组成的；从数量上看，110多种元素组成了几千万种的物质。

2．元素的组成形式：

（1）单质：同一种元素自身组成的物质叫单质，有金属、非金属、稀有气体。

（2）化合物：不同的元素之间组成的物质叫化合物。

3．元素的存在形态：

（1）游离态：元素以自身形式结合成单质时的存在状态，此时的化合价为零价。

（2）化合态：元素与另外的元素之间结合成化合物时的存在状态，此时的化合价一般为正价或负价。

二、物质的分类

1．物质分类的方法：

（1）按物质是否由同种物质（分子）组成，将物质分为纯净物和混合物。

由同种物质（分子）组成的物质叫纯净物；由不同物质的分子组成的物质叫混合物。（2）按组成物质的元素的种类把纯净物分为单质和化合物。

（3）化合物的分类方法很多，如按化合物的性质分类，又把化合物分为酸、碱、盐、氧化物等；若按化合物在水溶液或在融化状态下是否导电，则可以分为电解质和非电解质；若按在化学反应中的表现，则分为氧化剂和还原剂。按混合物中分散质粒度大小可将混合物分为溶液、胶体和浊液等。

2．单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系

（2）金属的化学通性：

①金属+非金属→无氧酸盐②金属+氧气→金属氧化物

③较活泼金属+酸（硝酸、浓硫酸除外）→盐+氢气

④较活泼金属金属+较不活泼金属的盐溶液→较不活泼金属+较活泼金属的盐溶液

（3）氧化物的化学通性：

①酸性氧化物+水→含氧酸②酸性氧化物+碱→盐+水

③酸性氧化物+碱性氧化物→盐

④碱性氧化物+水→碱⑤碱性氧化物+酸→盐+水

说明：

1.氧化物属于化合物（当然也一定是纯净物）。其构成中只含两种元素，其中一种一定为氧元素，另一种若为金属元素，则称为金属氧化物；若另一种不为金属元素，则称之为非金属氧化物

2.能跟酸反应生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物，能跟碱反应生成盐和水的氧化物叫酸性氧化物；

2.能与酸反应的氧化物不一定就是碱性氧化物，如SiO2可以与HF（氢氟酸）反应，SiO2是酸性氧化物，但不是碱性氧化物（应要注意，SiO2可以与HF反应是SiO2的特性，与它是碱性氧化物或酸性氧化物无关）；

3.酸性氧化物中大多数是非金属氧化物，非金属氧化物中大多数是酸性氧化物，碱性氧化物都是金属氧化物，金属氧化物大多数是碱性氧化物；

4.CO、NO等不是酸性氧化物也不是碱性氧化物，是不成盐氧化物；水是特殊的氧化物。

（4）碱的化学通性：

①碱+酸碱指示剂：使紫色石蕊试液变蓝色；无色酚酞试液变红色

②碱+酸性氧化物→盐+水

③碱+酸→盐+水④盐→新碱+新盐

（5）盐的化学通性：

①盐+酸→新盐+新酸②盐+碱→新盐+ 新碱③盐+盐→新盐+新盐

（6）化学反应的分类

①根据反应形式分：分解反应、化合反应、置换反应和复分解反应。

②根据反应中电子得失分：氧化还原反应和非氧化还原反应。

③根据反应中化学粒子特征分：分子反应和离子反应等。

三、胶体

1．分散系

定义：由一种（或几种）物质分散到另一种物质里形成的混合物统称为分散系。

注意：分散系由分散质（分散成粒子的物质）和分散剂（粒子分布在其中的物质）组成，依据分散质粒子粒度来分类，可分为溶液、浊液和胶体。

2．胶体的性质

（1）丁达尔效应——让光线照射胶体时，从垂直入射光线的方向可以观察到胶体里有一条光亮的“通路”，这种现象叫做丁达尔效应。

产生丁达尔效应的原因是胶体中的分散质粒子对光有散射作用，改变光的传播方向。溶液没有丁达尔效应．因此，可用丁达尔效应来鉴别溶液和胶体(液溶胶)。

（2）电泳现象

胶体中的分散质粒子在电场的作用下，做定向移动的现象，叫做电泳现象。

电泳现象证明分散质粒子带有电荷．胶体中的分散质粒子吸附离子而带有电荷是胶体具有稳定性的主要原因．由于同种分散质粒子带同种电荷，在一般情况下，它们之间相互排斥使它们不容易聚集成大于100nm的大颗粒，故可以稳定存在较长时间。

（3）胶体的聚沉

胶体聚沉就是施加某些条件，使分散质粒子聚集成大于100nm的大颗粒而成为沉淀．施加条件就是破坏胶体的稳定存在，即克服分散质粒子之间的斥力．

使胶体发生聚沉的方法有三种：

①加热：给胶体加热，使胶体粒子的动能增大，胶体粒子之间的斥力被克服，胶体粒子发生聚集而成为沉淀。

②加入酸、碱或盐：往某些胶体里加入少量酸、碱或盐，增大了胶体中离子的总浓度，有利于胶体粒子吸引相反电荷的离子，使原来胶体粒子所带的电荷减少或完全中和，胶体粒子就可因碰撞而结合，发生聚沉。

③加入带相反电荷的胶体：把含有带正电荷胶体粒子的胶体与含有带负电荷胶体粒子的胶体混合，两种胶体粒子互相中和电荷，斥力消失，胶体粒子“同归于尽”，即发生聚集而成为沉淀。

3．胶体的净化——渗析

胶体分散质粒子粒度介于1～100nm，能透过滤纸，但不能透过半透膜。半透膜具有比滤纸更细小的孔隙，只有分子、离子能够透过，因而可以用它将胶体粒子和分子或离子分开。利

用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子，提纯、精制胶体的操作称为渗析。渗析的原理在微电子材料制造、化学工程、生物工程、环境工程、海水淡化等方面都有重要应用。

四、电解质

1 电解质的电离

1．酸、碱、盐的电离

（1）电离的概念：物质溶解于水或熔化时，离解成自由移动的离子的过程称为电离。

注意：电离的条件是在水的作用下或受热熔化，绝不能认为是通电。

（2）酸、碱、盐

电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物称为酸；电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物称为碱；电离时生成的阳离子是金属阳离子（或NH4+离子）、阴离子全部是酸根离子的化合物称为盐。

（3）电离方程式：用离子符号和化学式来表示电解质电离的式子。如：

H2SO4＝2H+＋SO42－；NaOH＝Na+＋OH－；NaHCO3＝Na+＋HCO3－

电离的条件是在水溶液中或融化状态下，并不是在通电的条件下。

2．酸、碱、盐是电解质

（1）电解质与非电解质

在水溶液或熔化状态下能导电的化合物称为电解质；

在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物称为非电解质。

说明：

①电解质和非电解质都是化合物，单质既不属于电解质，也不属于非电解质。

②电离是电解质溶液导电的前提。

③能导电的物质不一定是电解质，如石墨等；电解质本身不一定能导电，如食盐晶体。

④有些化合物的水溶液能导电，但因为这些化合物在水中或熔化状态下本身不能电离，故也不是电解质．如SO2、SO3、NH3、CO2等，它们的水溶液都能导电，是因为跟水反应生成了电解质，它们本身都不是电解质。

⑤电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数是相等的，故显电中性，称电荷守恒。

（2）强电解质与弱电解质

根据电解质在水溶液里电离能力的大小又可将电解质分为强电解质和弱电解质．

能完全电离的电解质叫做强电解质，如强酸、强碱和绝大多数盐，

只能部分电离的电解质叫做弱电解质，如弱酸、弱碱和水等。

（3）常见的电解质

①强电解质

强酸：H2SO4、HCl、HNO3、HClO4、HBr、HI。强碱；NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。大多数盐：NaNO3、NH4Cl、MgSO4等

②弱电解质

弱酸：H2CO3、HF、CH3COOH、HClO、H2SO3、H2S、H3PO4等；弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2等；水：H2O

五、电解质在水溶液中的反应

1、电解质在水溶液中反应的实质

（1）离子反应：有离子参加的化学反应称为离子反应。如酸、碱、盐、氧化物之间的复分