化学学科知识与教学能力(2023全新升级国家教师资格考试专用教材)

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第一部分化学学科专业知识数字表示本部分各章内容在2012—2022年考试中考查的总次数第一章化学基本概念第一节 物质的组成、变化和分类（编者注：*2代表该题型考查过2次，下同） 近3年考频：单选题*2；近10年考频：单选题*5|诊断题*1 ①结合阿伏加德罗常数或化学用语中考查原子内的等量关系；②考查题干中的例子属于物理变化还是化学变化；③考查题干中的例子属于纯净物还是混合物或者考查氧化物的相关概念；④通过例子考查胶体的性质。 一、物质的组成（一）原子★★★原子的概念最初是由古希腊哲学家德谟克利特从哲学的角度提出来的。1803年，英国化学家道尔顿提出了原子学说。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。 1.构成原子的微粒及作用 原子（AZX）原子核质子（Z）——决定元素的种类中子（N）在质子数确定后决定原子的种类同位素核外电子——最外层电子数决定元素的化学性质 2.原子内的等量关系 质量数（A）=中子数（N）+质子数（Z） 质子数（Z）=原子序数=核电荷数=核外电子数 AZXn±m中各符号的含义及应用 （1） （2）AZXn+的核外电子数=质子数-阳离子的电荷数=Z-n；AZXn-的核外电子数=质子数+阴离子的电荷数=Z+n。 （二）分子 分子是能够独立存在并保持物质化学性质的最小粒子。 1.分子的种类 分子单原子分子：He、Ne、Ar、Kr等双原子分子：O2、H2、HCl、NO等多原子分子：H2O、P4、H2SO3、C6H12O6等高分子：CH2—CH2、CH2—CHCH—CH2等 2.分子的特点★★ 分子具有以下特点：①分子在不断地运动，如在厨房炒菜，在其他地方可以闻到香味；②分子之间有间隙，如100 mL酒精加100 mL水得到的溶液的体积小于200 mL；③分子的体积和质量都非常小，如1滴水中大约有1.67×1021个水分子；④同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同；⑤分子在化学变化中可以再分。 （三）离子、基、根 1.离子 离子是指带电荷的原子或原子团。其中，带正电荷的离子叫阳离子，如Na+、Al3+等；带负电荷的离子叫阴离子，如Cl-、SO2-4等。原子、分子失去或得到电子，以及电解质的电离均可以生成离子。 2.基 “基”是指分子中失去一个原子或原子团以后剩下的原子团（也可能是单个原子），它是电中性的，通常不能稳定存在，如—NO2（硝基）、—CH3（甲基）、—SO3H（磺酸基）等。 3.根 “根”是指带电的原子团，能够稳定存在，如NO-2（亚硝酸根离子）、HSO-3（亚硫酸氢根离子），它们各带一个单位的负电荷。“根”与“基”的区别在于是否带电荷。 （四）元素、核素、同位素、同素异形体 1.元素、核素、同位素、同素异形体之间的比较（见表1-1-1）★★ 表1-1-1元素、核素、同位素、同素异形体之间的比较 项目元素核素同位素同素异形体本质质子数（即核电荷数）相同的一类原子的统称具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子，存在游离态和化合态两种形式原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中最小的微粒由同位素各自组成的单质，化学性质相同，物理性质不完全相同由同一种元素组成，可独立存在决定 因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素11H、21H、31H三种核素23492U、23592U、23892U互为同位素石墨与金刚石2.元素、核素、同位素、同素异形体之间的联系（见图1-1-1） 图1-1-1元素、核素、同位素、同素异形体之间的联系 二、物质的变化★★ 物理变化与化学变化的区别与联系见表1-1-2。 表1-1-2物理变化与化学变化的区别与联系 类别物理变化化学变化区别微观（本质）无新分子生成有新分子生成，旧键断裂、同时新键形成宏观没有新物质生成的变化有新物质生成的变化区别特征物质的形状、状态改变吸热或放热、发光、变色、生成气体、产生沉淀等实例水的三态转化、石油的分馏、用CCl4萃取碘水中的碘等铁钉生锈、白磷自燃、石油裂化、煤干馏等联系①化学变化和物理变化往往同时发生，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化学变化中一定发生物理变化，物理变化中不一定发生化学变化。 ③物理变化过程中可能发生化学键的断裂或者化学键的生成，如NaCl晶体熔化，就是破坏NaCl晶体中的离子键；而液态NaCl降温变成晶体时，又形成了离子键与组成、性质的关系组成、结构决定性质，性质反映组成、结构；性质决定变化，变化反映性质 物理变化和化学变化的判断方法 三、物质的分类（一）物质的初步分类按物质的组成，物质可以分为纯净物和混合物，具体总结如图1-1-2所示。 图1-1-2物质的初步分类 （二）有关物质类别间的比较和联系 1.纯净物和混合物（见表1-1-3） 表1-1-3纯净物和混合物的比较 项目纯净物混合物宏观区别由同种物质组成由两种或两种以上的物质混合而成微观区别由同种分子构成（由分子构成的物质）由两种或两种以上的分子构成（由分子构成的物质）特征具有固定的组成，有相应固定的性质无固定的组成和物理性质；各成分保持各自原有的性质所含元素含一种元素，如O2、N2等（单质）；含多种元素，如KClO3等（化合物）含多种元素，如合金；含一种元素，多种单质，如O2和O3、白磷和红磷的混合物等实例氧气、冰水混合物、氯酸钾空气、海水联系纯净物不同种物质简单混合分离、提纯混合物2.单质 由同种元素组成的纯净物称为单质，单质可分为金属单质、非金属单质和稀有气体三大类。 金属单质一般具有金属光泽，可以导电、导热，固态时有延展性；在化学反应中一般作还原剂。金属晶体内含有自由电子。在自然界中，少数金属如金、银、铂等以游离态形式存在；绝大多数金属以化合态形式存在，如氧化物、硫化物、氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐等。 非金属单质一般没有金属光泽，质脆易碎，除个别（石墨）外不善于导电、传热。 3.化合物★★ 由不同种元素组成的纯净物称为化合物，化合物可分为无机化合物和有机化合物两大类。无机化合物包括以下几种。 （1）氢化物 氢化物是指由氢元素和另一种元素形成的二元化合物。一般是由非金属元素与氢元素形成，其固体属于分子晶体，熔点较低，常温呈气态，称为气态氢化物；碱金属（ⅠA族）及碱土金属（ⅡA族）与氢元素形成的氢化物则属于离子型氢化物，其中氢元素为-1价。 （2）氧化物 氧化物是指由氧元素和另一种元素形成的二元化合物。根据其性质不同可进一步分为以下几类（见表1-1-4）。 表1-1-4氧化物的分类 物质概念组成性质酸性氧化物与碱反应生成盐和水的氧化物大多数是非金属氧化物（交叉关系）①与水反应生成可溶性含氧酸（SiO2除外）； ②与碱反应生成盐和水碱性氧化物与酸反应生成盐和水的氧化物都是金属氧化物（从属关系）①与水反应生成可溶性碱（Fe2O3除外）； ②与酸反应生成盐和水两性氧化物既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物Al2O3等①与酸反应生成盐和水； ②与碱反应生成盐和水不成盐氧化物既不与酸反应也不与碱反应生成盐和水的氧化物NO、CO、N2O等—（3）酸 酸狭义上指在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物；广义上则认为反应中能提供质子的是酸。 （4）碱 碱狭义上指在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物；广义上则认为反应中能接受质子的是碱。 （5）盐 盐是指由金属阳离子（或NH+4）与酸根阴离子组成的化合物。 （6）络合物 络合物又称配合物，是指含有络离子的化合物，如络盐［Ag（NH3）2］Cl、络酸H2［PtCl6］、络碱［Cu（NH3）4］（OH）2等；也指不带电荷的络合分子，如［Fe（SCN）3］、［Co（NH3）3Cl3］等。 四、分散系（一）分散系的概念把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质里所得到的体系，叫作分散系。分散系中被分散的物质叫作分散质，起容纳分散质作用的物质叫作分散剂。 （二）分散系的种类及其比较★★ 根据分散质粒子的直径大小，分散系可分为溶液、胶体和浊液（悬浊液或乳浊液）。由于分散质粒子的直径大小不同，从而会导致不同分散系某些性质的差异。分散系的种类及其比较见表1-1-5。 表1-1-5分散系的种类及其比较 特点分散系溶液胶体浊液（悬浊液或乳浊液）分散质粒子的直径小于1 nm1～100 nm大于100 nm外观特征均一、透明多数均一、透明不均一、不透明分散质粒子的组成单个小分子或离子许多离子、分子的集合体或高分子巨大数量分子的集合体稳定性稳定一定条件下稳定存在（介稳体系）不稳定能否透过滤纸能能悬浊液不能能否透过半透膜能不能不能实例食盐水、碘酒Fe（OH）3胶体、淀粉胶体等泥水等（三）胶体★★ 1.胶体的本质特征 胶体的本质特征是分散质粒子直径在1～100 nm之间。 2.胶体的分类 （1）按分散剂的状态 气溶胶——分散剂是气体，如雾、云、烟等。 液溶胶——分散剂是液体，如Al（OH）3胶体蛋白质胶体等。 固溶胶——分散剂是固体，如烟水晶、有色玻璃等。 （2）按分散质的粒子 粒子胶体——分散质是许多小分子的集合体，如Fe（OH）3胶体等。 分子胶体——分散质是高分子，如淀粉胶体、蛋白质胶体等。 3.胶体的性质和应用 表1-1-6胶体的性质和应用 项目内容主要应用举例性质丁达尔现象一束光通过胶体时产生一条“光路”鉴别胶体和溶液电泳胶体粒子在外加电场作用下做定向移动。例如，金属氧化物、金属氢氧化物的胶粒吸附阳离子而带正电荷，电泳时，胶体粒子向阴极移动；非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子吸附阴离子而带负电荷，电泳时，胶体粒子向阳极移动①工厂除尘；②分离蛋白质、氨基酸；③血清电泳用于诊断疾病；④电泳选矿等性质聚沉胶体粒子聚集成为较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂中析出制豆腐等介稳性①胶体粒子较小、表面积较大，吸附能力强，可以通过吸附离子而带有电荷。同种胶体粒子的电性相同，它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子聚集成更大的颗粒。②胶体粒子所做的布朗运动也使得胶体粒子不易聚集成较大的颗粒而沉降下来。因此胶体具有介稳性涂料、墨水 2023国家教师资格考试专用教材·化学学科知识与教学能力（高级中学）是中公教育教师资格考试研发团队在深入研究历年教师资格考试化学学科知识与教学能力（高级中学）真题及考试大纲的基础上，精心编写而成。 （一）研发力量雄厚 本书是由中公教育教师资格考试研发团队，在多年教师资格考试研究的基础上，推出的紧跟考情、实用性强的教师资格考试辅导图书。 （二）契合考试大纲 本书依据考试大纲编写，紧随考试形式变化，分析命题规律，优化图书内容，将真题和考点紧密结合起来。 （三）图书体系完备 本书整体使用双色设计，详细讲解重难点，层次分明。并在正文部分穿插经典真题、敲黑板、考点补充、知识启迪、易错提示、强化练习等板块，对教材要点进行必要的拓展延伸，便于考生巩固提高。 本书配有图书专属精讲课，扫描封二二维码即可领取。