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专题1 物质的分类及计量
第一单元 物质及其反应的分类
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位素养阐释
1.从宏观和微观的角度认识物质的多样性,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2.认识分类对化学研究的重要性,形成学习化学的分类观。
3.从物质类别的角度认识同类物质具有相似性,一定条件下物质可以相互转化。通过研究各类物质之间的反应关系,初步认识研究物质通性的思路和方法。
自主预习·新知导学
一、物质的分类
1.物质的分类。
(1)根据物质的存在状态,将物质分为气态物质、液态物质和固态物质。
(2)根据物质的导电性,将物质分为导体(如金属)、半导体(如Se、Ge、Si)和绝缘体(如塑料)。
(3)根据物质在水中的溶解性,将物质分为可溶性物质、
微溶性物质和难溶性物质。
(4)根据物质的组成和性质。
2.氧化物、酸、碱的分类。
(1)从化学性质上看,CaO、Na2O等氧化物能与酸反应生成盐和水,这类氧化物称为碱性氧化物。CaO与盐酸反应的化学方程式为CaO+2HCl══CaCl2+H2O。
CO2、SO2等氧化物能与碱反应生成盐和水,这类氧化物称为酸性氧化物。CO2与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O。
(2)从组成上看,HCl等不含氧元素的酸,称为无氧酸;而H2SO4和HNO3等含氧元素的酸,称为含氧酸。
(3)从溶解性上看,NaOH、KOH等碱可溶于水,称为可溶性碱;Cu(OH)2和Fe(OH)3等碱难溶于水,称为难溶性碱或难溶性氢氧化物。
二、物质的转化
1.物质间的转化类型。
以钙及其化合物之间的相互转化关系为例:
2.物质转化的条件。
三、化学反应的分类
1.根据反应物、生成物的类别和数量分类。
2.根据化学反应中元素的化合价是否发生变化。
【自主思考1】 对物质及其变化进行分类时的首要问题是什么
提示:首先要固定分类标准。根据不同的标准可以对化学物质和化学反应进行不同的分类,因此,没有固定的分类标准,就不会有正确的分类。
【自主思考2】 所有的金属都能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气吗
提示:只有在金属活动性顺序中氢前面的金属才能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气和盐。
【自主思考3】 复分解反应是氧化还原反应吗
提示:不是。复分解反应中一定没有元素化合价的变化,所以一定不是氧化还原反应。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)Fe2O3与HNO3均属于氧化物。( )
(2)Na2CO3俗称纯碱,它属于碱。( )
(3)只含有一种元素的物质一定属于纯净物。( )
(4)凡是生成盐和水的反应都属于中和反应。( )
×
×
×
×
(5)2CO+O2 2CO2既是化合反应,又是氧化还原反应。( )
(6)置换反应均是氧化还原反应。( )
(7)金属都可以与稀盐酸发生置换反应。( )
√
√
×
2.(1)写出下列反应的化学方程式,指明所属的基本反应类型。
①煅烧石灰石: , 反应。
②Zn与CuSO4反应: , 反应。
③CuCl2与NaOH反应: , 反应。
④AgNO3与稀盐酸反应: , 反应。
⑤过氧化氢分解制氧气的反应: , 反应。
(2)上述反应中属于氧化还原反应的有 。
合作探究·释疑解惑
探究任务1 物质的分类
问题引领
图书馆或图书大厦里有许许多多的书籍,为什么我们能够很快就找到所需要的图书 大超市里有成千上万种商品,为什么我们能够迅速地挑选出所需要的商品 这是因为人们在将这些物品陈列到书架或货架之前,已经事先对它们进行了分类处理。
面对丰富多彩、变化无穷的物质世界,化学家是怎样研究物质组成、结构和变化的呢
1.按照不同的标准可以将盐分成哪些类别
提示:(1)按酸碱中和的程度,盐可分为正盐(如Na2CO3)、酸式盐(如NaHCO3)、碱式盐[如Cu2(OH)2CO3]。
(2)按阳离子不同,盐可分为钠盐(如NaCl)、钾盐(如KCl)、铵盐(如NH4Cl)、铁盐(如FeCl3)等。
(3)按阴离子不同,盐可分为碳酸盐(如Na2CO3)、硫酸盐(如Na2SO4)、盐酸盐(如NaCl)、硝酸盐(如NaNO3)等。
(4)根据酸根是否含有氧元素,盐可分为含氧酸盐(如Na2CO3)、无氧酸盐(如NaCl)。
2.单质和化合物的本质区别是什么
提示:根据物质所含元素的种类,把物质分为化合物和单质两大类,它们都属于纯净物。
单质:同种元素组成的纯净物。单质必须指纯净物,如由氧元素组成的O2和O3的混合物,不能称之为氧单质。
化合物:不同元素组成的纯净物。
归纳提升
1.元素与物质的关系。
(1)物质都是由元素组成的。
(2)同一种元素可以存在于不同类别的物质中。
(3)有些元素在不同的化合物中可能呈现不同的化合价。
2.物质分类——根据物质的组成对物质的详细分类。
易错提醒 关于物质分类的七个误区
(1)误认为由同种元素组成的物质就是纯净物。由同种元素组成的物质,可能是纯净物,也可能是混合物。例如,O2、O3均是纯净物,而O2和O3混合后得到的是混合物。
(2)误认为由不同状态的同种物质组成的混合体系是混合物。如冰和水混合在一起仍是纯净物,因为二者仅是状态不同,但分子构成相同,都是H2O,是同一种物质。
(3)误认为酸性氧化物一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物但属于酸性氧化物;误认为非金属氧化物一定属于酸性氧化物,如CO、NO都不是酸性氧化物,属于不成盐氧化物。
(4)误认为金属氧化物一定是碱性氧化物,如Mn2O7是金属氧化物但属于酸性氧化物。
(5)误认为酸的“元”数是依据氢原子的数目来确定的,酸分子中含有几个氢原子就是几元酸,如CH3COOH分子中含有4个氢原子,但它是一元酸。
(6)误认为含有氧元素的化合物都是氧化物。氧化物是指氧元素与另外一种元素组成的二元化合物,如HNO3属于酸,KOH属于碱,Na2CO3属于盐。
(7)误认为结晶水合物是混合物,如CuSO4·5H2O等为纯净物,属于盐。
典型例题
【例题1】 下列物质的分类合理的是( )。
A.氧化物:CO2、NO、SO2、H2O、Na2O
B.碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Na2CO3
C.铵盐:NH4Cl、NH4NO3、NH3·H2O、(NH4)2SO4
D.碱性氧化物:Na2O、CaO、SO2、CuO
答案:A
解析:A中物质均为氧化物;B中的Na2CO3虽然俗名为纯碱,其水溶液呈碱性,但它属于盐;C中的NH3·H2O为碱;D中的SO2为酸性氧化物。
【变式训练1】 从对化合物的分类方法出发,指出下列各组物质中与其他类型不同的一种物质。
(1)NaCl、KCl、NaClO3、CaCl2 。
(2)HClO3、KClO3、HCl、NaClO3 。
(3)NaHCO3、Na2CO3、Na2SO4、NaNO3 。
(4)CO、CO2、SO2、N2O5 。
答案:(1)NaClO3 (2)HCl (3)NaHCO3 (4)CO
探究任务2 常见物质间的转化关系
问题引领
碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人类认识和利用,由碳元素与其他元素形成的有机化合物更是生命的根本。自然界中的碳循环就是碳元素通过光合作用和呼吸作用在自然界中循环。其基本过程如图所示:
1.含碳化合物之间可以发生如下图反应,请写出各反应的化学方程式并判断其反应类型。
2.通过1中各物质的转化,你能得出不同类别的物质间有什么关系
提示:不同类别的物质,如单质、氧化物、酸、碱和盐都有自己的特性,但它们之间可以相互发生反应。
3.在上图发生的各反应中,哪些是氧化还原反应 你是依据什么进行判断的 四种基本反应类型与氧化还原反应有何关系
提示:反应①②③④属于氧化还原反应。因为在这些反应中,反应前后有元素的化合价发生变化。氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系:
(1)置换反应一定属于氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不属于氧化还原反应。
(3)有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应,均属于氧化还原反应。无单质参与的化合反应、分解反应也可能是氧化还原反应。
(4)图示关系如下图:
归纳提升
1.金属、氧化物、酸、碱和盐的化学通性。
2.单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系。
图示解读:
①金属单质→碱性氧化物,如4Na+O2══2Na2O(氧化还原反应);
②碱性氧化物→碱,如CaO+H2O══Ca(OH)2;
③金属单质→盐,如Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑(氧化还原反应);
④碱性氧化物→盐,如CaO+2HCl══CaCl2+H2O;
⑤碱→盐,如Ca(OH)2+2HCl══CaCl2+2H2O;
⑦酸性氧化物→酸,如CO2+H2O══H2CO3;
⑨酸性氧化物→盐,如CO2+2NaOH══Na2CO3+H2O;
⑩酸→盐,如HCl+NaOH══NaCl+H2O。
典型例题
【例题2】 选择铁、碳、氧气、盐酸、氧化钙、二氧化碳、水、氢氧化钙8种物质作为反应物,转化关系如图:
(1)将图中指定序号的转化用化学方程式表示出来(所写化学方程式不得重复)。
② , ③ ,
④ , ⑤ ,
⑥ , ⑦ 。
(2)上述反应中属于氧化还原反应的有 。
(2)①④
质中选用符合条件的物质作为反应物进行各类物质间的转化。
置换反应和复分解反应发生的条件:
(1)在水溶液中,一种金属与另一种可溶性金属的盐溶液发生置换反应,应当具备的条件是活动性强的金属置换活动性弱的金属。排在氢前的金属与稀盐酸(或稀硫酸)发生置换反应,生成氢气和盐,排在氢后面的金属则不能。
(2)在水溶液中,发生复分解反应需具备下列条件之一:生成沉淀(包括微溶性物质)、生成气体、生成水。
【变式训练2】 (双选)图中“—”表示相连的物质在一定条件下可以反应,“→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。下面四组选项中,符合图示要求的是( )。
选项 甲 乙 丙 丁
A H2SO4 Na2SO4 NaOH NaCl
B KCl K2CO3 KOH HCl
C O2 CO CuO C
D Fe CuCl2 Zn HCl
答案:CD
解析:A项中甲乙、乙丙、丙丁、丁甲之间都不反应;B项中甲乙、乙丙、丁甲之间不反应;
D项中Fe+CuCl2══FeCl2+Cu,Zn+CuCl2══ZnCl2+Cu, Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑,Fe+2HCl══FeCl2+H2↑, 2HCl+CuO══CuCl2+H2O。
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