高中化学必修一 课时1.1 物质的分类与转化20202021学年精品讲义）

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课时1.1  物质的分类及转化【学习目标】1、了解物质分类的方法和依据，认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质可以对物质进行分类2、熟悉酸、碱、盐的性质，熟悉常见物质之间的转化关系【主干知识梳理】一、同素异形体1、含义：由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体如：金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体，氧气和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体2、产生同素异形体的原因(1)组成分子的原子数目和成键方式不同，如：氧气(O2)和臭氧(O3)(2)原子的排列方式不同，如：金刚石和石墨3、研究对象(1)同素异形体是指单质，不是指化合物(2)互为同素异形体的不同单质是由同一种元素组成的，构成它们的原子的核电荷数相同4、同素异形体的“同”“异”的含义(1)“同”——指元素相同；(1)“异”——指形成单质不同，结构不同，性质有差异5、同素异形体的“结构决定性质”(1)同素异形体的结构不同，性质存在差异(2)物理性质不同，化学性质有的相似，有的相差较大6、相互转化：同素异形体之间的转化既有单质参加，又有单质生成，它们之间的转化属于化学变化，但在转化的过程中没有涉及化合价的变化【即学即练1】1、清晨，松树林中的空气特别清新，是因为有极少量的氧气变成了臭氧，反应的方程式为3O22O3。下列说法中正确的是(　　)A．这是一个化合反应                           B．由氧元素构成的物质是纯净物C．产生的臭氧与氧气是氧元素的同素异形体       D．这个反应属于物理变化2、科学家们最近发现一种新分子，具有空心类似足球状的结构，其化学式为C70。下列说法不正确的是(　　)A．C70是一种化合物               B．它的相对分子质量为840C．它的化学性质和金刚石相似      D．C70和金刚石、石墨一样，都是由碳元素组成的单质二、物质的分类方法1、物质分类标准：对物质进行分类，首先要确定分类的标准，然后按标准进行分类对下列化合物进行分类：①NaCl　②HCl　③CaCl2　④CuO　⑤H2O　⑥Fe2O3(1)依据通常状况下物质的存在状态为标准，可分为固体：①③④⑥、液体：⑤、气体：②(2)依据物质的元素组成为标准，可分为氯化物：①②③、氧化物：④⑤⑥(3)依据物质的组成和性质为标准，可分为酸：②、盐：①③、氧化物：④⑤⑥2、交叉分类法：对同一物质按不同的标准进行分类如：Na2CO3从其组成的阳离子来看，属于钠盐，从其组成的阴离子来看，则属于碳酸盐3、树状分类法：按照一定标准对同类事物进行再分类如：物质的分类 (依据组成和性质)【微点拨】①单质一定是由同一种元素组成的物质，由同一种元素组成的物质不一定是单质②化合物一定是由不同种元素组成的纯净物，但纯净物不一定是化合物③纯净物是由一种成分(分子)组成的物质，有化学式，有固定熔、沸点④混合物是由多种成分(分子)组成的物质，无化学式，无固定熔、沸点【即学即练2】1、分类方法在化学发展中起到了重大的作用。以下分类正确的是(　　) 单质氧化物酸碱盐A金刚石水硫酸烧碱胆矾B黄铜NO2盐酸石灰水FeSO4C碘酒一氧化碳磷酸熟石灰食盐DH2Fe3O4HNO3纯碱小苏打2、如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物、碱之间的包含、不包含关系，若整个大圆圈代表纯净物，则下列选项中，能正确指出①、②、③、④、⑤所属物质类别的是(　　)A．①单质、③化合物                B．②碱、⑤氧化物C．④碱、⑤含氧化合物              D．④含氧化合物、③氧化物3、分类法是一种行之有效，简单易行的科学方法，人们在认识事物时可以采取多种分类方法，下列关于“Na2CO3”的分类不正确的是(    )A．化合物   B．氧化物  C．碳酸盐   D．钠盐三、物质的分类1、单质分类 2、氧化物的分类  (1)酸性氧化物：和碱反应只能生成盐和水的氧化物，酸性氧化物又称酸酐如：CO2是碳酸的酸酐，SO3是硫酸的酸酐(2)碱性氧化物：和酸反应只能生成盐和水的氧化物例：CaO、Fe2O3均是碱性氧化物【微点拨】①碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物。如：Mn2O7为酸性氧化物、Na2O2为过氧化物、KO2为超氧化物  ②酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物。如：CO、NO等  ③酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸碱。如：SiO2、CuO  ④NO、CO是不成盐氧化物．它们既不和酸反应又不和碱反应【即学即练3】1、下列关于氧化物分类的说法不正确的组合为(　　)①金属氧化物也可以是酸性氧化物      ②非金属氧化物一定是酸性氧化物③碱性氧化物一定是金属氧化物        ④能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物⑤能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物A．③④⑤      B．①②③       C．②④⑤      D．①②③④⑤2、下列关于氧化物的叙述中正确的是(    )   A．金属氧化物一定是碱性氧化物，非金属氧化物一定是酸性氧化物   B．碱性氧化物一定是金属氧化物，酸性氧化物不一定是非金属氧化物   C．碱性氧化物都能与水化合生成碱              D．酸性氧化物都能与水化合生成酸3、酸的分类    4、碱的分类 5、盐的分类(1)盐的概念：电离时生成的阳离子是金属离子或(NH4＋)，阴离子是酸根离子的化合物(2)盐的分类：盐可分正盐、酸式盐、碱式盐①正盐：电离时生成的阳离子是金属离子(NH4＋)，阴离子是酸根离子的盐。如：Na2SO4、NH4NO3②酸式盐：电离时生成的阳离子除金属离子(NH4＋)外还有H＋，阴离子是酸根离子的盐。如：NaHSO4、NaHCO3③碱式盐：电离时生成的阳离子是金属离子(NH4＋)，阴离子除酸根外还有OH－的盐如：Cu2(OH)2CO3 (碱式碳酸铜)    6、化合物的分类  四、物质的转化1、金属、氧化物、酸、碱和盐的化学通性(1)金属的化学通性：以“Fe为例”        反应方程式化学性质反应实例(写出化学反应方程式)反应类型①金属＋氧气―→金属氧化物  ②金属＋酸―→盐＋氢气  ③金属＋盐―→盐＋金属  (2)氧化物的化学通性        反应方程式化学性质反应实例(写出化学反应方程式)反应类型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  (3)酸的化学通性        反应方程式化学性质反应实例(写出化学反应方程式)反应类型①酸遇酸碱指示剂发生显色反应酸遇紫色石蕊变成红色 ②酸＋活泼金属―→盐＋氢气  ③酸＋碱―→盐＋水  ④酸＋碱性氧化物―→盐＋水  ⑤酸＋盐―→新酸＋新盐  (4)碱的化学通性        反应方程式化学性质反应实例(写出化学反应方程式)反应类型①碱遇酸碱指示剂发生显色反应碱遇石蕊变红，遇酚酞变红 ②碱＋酸性氧化物―→盐＋水  ③碱＋酸―→盐＋水  ④碱＋盐―→新碱＋新盐  (5)盐的化学通性        反应方程式化学性质反应实例(写出化学反应方程式)反应类型①盐＋酸―→新酸＋新盐  ②盐＋碱―→新碱＋新盐  ③盐＋盐―→新盐＋新盐  ④盐＋金属―→盐＋金属  【即学即练4】1、从铁、盐酸、氧气、水、硝酸银溶液五种物质中选出一种或两种作为反应物，按下列反应类型各写一个化学方程式：(1)化合反应_________________________________(2)分解反应_____________________________________(3)置换反应_____________________________________(4)复分解反应____________________________________2、从H、O、S、K四种元素中选择合适的元素，组成属于表中第一栏类型的物质，将其化学式填在表中相应的空格内(只要求举一例)。类型  酸性氧化物碱性氧化物含氧酸碱含氧酸盐化学式     用你在上表中所填的物质写出符合要求的化学方程式：(1)酸性氧化物＋碱性氧化物：_____________________________________(2)酸性氧化物＋足量的碱：________________________________________(3)碱性氧化物＋足量的酸：_________________________________________2、物质的转化：根据物质的组成和性质，通过化学变化可以实现物质之间的转化以钙为例，用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系并指明反应类型 化学反应方程式反应类型①2Ca＋O2===2CaO化合反应②CaO＋H2O===Ca(OH)2，化合反应③CaO＋CO2===CaCO3化合反应④Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH复分解反应⑤Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O复分解反应⑥CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O复分解反应1、单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系图图示解读：(1)金属单质―→碱性氧化物，如：4Na＋O2===2Na2O(2)碱性氧化物―→碱，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2(3)金属单质―→盐，如：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(4)碱性氧化物―→盐，如：CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O(5)碱―→盐，如：Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O(6)非金属单质―→酸性氧化物，如：S＋O2SO2(7)酸性氧化物―→酸，如：CO2＋H2O===H2CO3(8)非金属单质―→盐，如：2Na＋Cl22NaCl(9)酸性氧化物―→盐，如：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(10)酸―→盐，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O  【课后作业】1、意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，下列说法正确的是(　　)A．N4属于一种新型化合物             B．N4转化为N2属于物理变化C．N4的相对分子质量为28             D．N4与N2互为同素异形体2、某气体经过检验只含有一种元素，则该气体是(　　)A．一种单质                           B．一种化合物C．单质与化合物的混合物               D．可能是一种单质，也可能是几种单质的混合物3、下列各项描述的判断正确的是(　　)选项描述    结论A由同种元素组成的物质一定是纯净物正确B科学家最近合成了一种新型的化合物S8正确C红磷转化为白磷是物理变化错误D纳米泡沫碳和金刚石是同素异形体错误4、下列关于碳元素的同素异形体的叙述正确的是(　　)A．碳元素形成的各种单质称为碳元素的同素异形体B．碳元素的同素异形体结构虽然不同，但性质差别不大C．碳元素的同素异形体性质不同，其用途相同D．碳元素的同素异形体只有金刚石、石墨和C605、经测定，常温常压下的一瓶气体中只含有碳、氧两种元素，通常情况下这瓶气体不可能是(　　)A．一种化合物                 B．一种单质和一种化合物的混合物C．两种化合物                 D．两种单质6、实验室中的药品常按物质的性质、类别等不同而有规律地放置。在做“酸的性质”实验时，实验桌上部分药品的摆放如图所示。某同学取用KOH溶液后应把试剂瓶放回的位置是(　　)7、物质的分类如下图所示由图判断下列说法中不正确的是(　　)A．甲图所示的分类方法属于树状分类法      B．乙图所示的分类方法属于交叉分类法C．碱性氧化物一定是金属氧化物            D．非金属氧化物一定是酸性氧化物8、下列物质的分类采用树状分类法的是(　　)A．铁是单质，又是导体                    B．氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物C．氯化钠是钠的化合物，又是氯化物        D．氢氧化钙是纯净物、化合物，又是碱9、国家质检部门检出人们端午节包粽子的“返青粽叶”多以胆矾(化学式为CuSO4·5H2O)为添加剂，长期食用有害健康，请问胆矾是一种(　　)A．氧化物       B．盐           C．碱          D．酸10、根据某种共性，可将CO2、SO2归为一类氧化物，下列物质中与它们属于同一类的是(　　)A．CaCO3        B．P2O5        C．CuO        D．KMnO411、NaHSO4在水溶液中能够电离出Na＋、H＋和SO。下列对于NaHSO4的分类中不正确的是(　　)A．NaHSO4是盐     B．NaHSO4是酸       C．NaHSO4是钠盐      D．NaHSO4是酸式盐12、下列试剂中，属于纯净物的是(　　)A．饮用纯净水        B．水银          C．石灰水     D．肥皂水13、下列物质的分类正确的是(　　) 碱酸盐碱性氧化物酸性氧化物AKOHHNO3CaCO3CaOSO2BNaOHHClNaHSO4Na2OCOCCu2(OH)2CO3CH3COOHCaF2COSO2DNa2CO3H2SO4NaOHSO2CO214、下列说法正确的是(　　)A．含有氧元素的化合物一定是氧化物       B．纯净物一定由同种分子构成C．含一种元素的物质一定是单质           D．由同种分子构成的物质一定是纯净物15、下列物质一定是由三种元素组成的是(　　)A．氧化物       B．碱       C．酸       D．盐16、在高空中有一层臭氧层，它吸收了太阳光中绝大部分紫外线，使地球上的生物免受紫外线伤害，臭氧(O3)是一种(　　)A．混合物     B．氧化物      C．单质      D．化合物17、下列物质既属于纯净物又属于化合物的是(　　)A．石墨       B．干冰         C．盐酸     D．食盐水18、将下列各组物质，按单质、氧化物、酸、碱、盐分类顺序排列正确的是(　　)A．银、二氧化硫、硫酸、烧碱、食盐             B．碘酒、冰、硫酸氢钠、烧碱、碳酸钙C．氢气、干冰、硝酸、烧碱、硝酸钾             D．铜、氧化铜、醋酸、石灰水、碳酸氢钠19、下列变化不能通过一步化学反应实现的是(　　)A．BaCl2→BaSO4   B．CuO→Cu(OH)2C．NaOH→Na2SO3   D．MgSO4→Mg(OH)220、给图中①～⑤选择适当的物质，使连线的两物质能发生反应。供选择的试剂有稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁片和木炭粉。(1)请推断它们的化学式分别为①________；②________；③________；④________；⑤________(2)写出下列反应的化学方程式：①和②：________________________________________________________________________②和④：________________________________________________________________________②和⑤：________________________________________________________________________③和④：________________________________________________________________________   【物质的分类及转化】答案 【即学即练1】1、C。解析：氧气与臭氧的转化只有一种反应物，所以不属于化合反应，A项错误；由氧元素可形成O2、O3两种单质，当O2与O3混合时不属于纯净物，B项错误；O2、O3均为氧元素的同素异形体，C项正确；O2与O3属于不同物质，所以该过程为化学变化，D项错误。2、A。解析：依题意，C70是一种分子，从其化学式可知，一个C70分子由70个碳原子构成，C70应是碳的单质，不属于化合物。【即学即练2】1、A。解析：B项,黄铜、盐酸、石灰水都属于混合物,错误;C项,碘酒属于混合物,错误;D项,纯碱属于盐,错误。2、C。解析：因大圆圈表示纯净物，由图中②③④⑤包含关系可知②是化合物，①是单质。氧化物和碱均含氧元素，所以⑤是含氧化合物。3、B【即学即练3】1、C。解析：金属氧化物也可以是酸性氧化物，如Mn2O7为酸性氧化物，①正确；非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等为不成盐氧化物，②错误；碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物，一定是金属氧化物，③正确；碱性氧化物与酸反应只生成盐和水，如过氧化钠和盐酸反应生成盐和水，但同时还有氧气生成，其不是碱性氧化物，④错误；能与碱反应生成盐和水的氧化物不一定是酸性氧化物，如NO2和碱反应生成盐和水，但发生的是氧化还原反应，⑤错误；综上C符合题意。2、B【即学即练4】1、(1)3Fe＋2O2Fe3O4(2)2H2O2H2↑＋O2↑(其他合理答案也可)(3)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(其他合理答案也可)(4)HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO32、　类型  酸性氧化物碱性氧化物含氧酸碱含氧酸盐化学式SO3K2OH2SO4KOHK2SO4(1)SO3＋K2O===K2SO4(2)SO3＋2KOH===K2SO4＋H2O(3)K2O＋2H2SO4===2KHSO4＋H2O解析：由题给4种元素形成的氧化物有H2O、H2O2、SO3、SO2、K2O、K2O2(过氧化物不属于碱性氧化物)等，其中属于酸性氧化物的有SO3、SO2；属于碱性氧化物的有K2O；形成的含氧酸有H2SO4、H2SO3；形成的碱有KOH；形成的含氧酸盐有K2SO4(正盐)、K2SO3(正盐)、KHSO4(酸式盐)、KHSO3(酸式盐)。(1)酸性氧化物和碱性氧化物反应生成盐，如SO3＋K2O===K2SO4，SO2＋K2O===K2SO3；(2)酸性氧化物和足量碱反应生成正盐和水，如SO3＋2KOH===K2SO4＋H2O，SO2＋2KOH===K2SO3＋H2O；(3)碱性氧化物和足量的酸反应生成酸式盐和水，如K2O＋2H2SO3===2KHSO3＋H2O，K2O＋2H2SO4===2KHSO4＋H2O。【课后作业】1、D。解析：N4是一种单质，与N2互为同素异形体，二者之间的转化属于化学变化，N4的相对分子质量为56。2、D。解析：只含有一种元素的物质可能是纯净物单质(如O2)，也可能是混合物(如O2和O3的混合气体)。3、C。解析：氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，它们的混合气体属于混合物，A错误；S8只含有一种元素，是一种新单质，不属于化合物，B错误；红磷和白磷属于同素异形体，同素异形体之间的转化均是化学变化，C正确；纳米泡沫碳和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，互为同素异形体，D的结论错误。4、A。解析：碳元素形成的不同单质原子间的排列方式不同，物理性质差别较大，化学性质相似，用途不同，如金刚石和石墨；金刚石、石墨和C60只是三种主要的碳单质。5、D。解析：常温常压下的一瓶气体是只含有碳、氧两种元素的物质，不可能是两种单质；可能是化合物或纯净物(如一氧化碳)；也可能是混合物(如一氧化碳、二氧化碳、氧气、臭氧的混合气体)。6、D。解析：KOH属于碱类物质，应与NaOH放在一起，故选D。7、D。解析：非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。8、B。解析：A、C、D涉及的都是交叉分类法。9、B。解析：胆矾、绿矾等结晶水合物都属于盐、纯净物。10、B。解析：CO2、SO2属于酸性氧化物，CaCO3、KMnO4属于盐，CuO属于碱性氧化物。11、B。解析：依题意NaHSO4在水溶液中能够发生电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，NaHSO4不属于酸，答案选B。12、B。解析：混合物是由两种或两种以上物质组成的；纯净物是由一种物质组成的。13、A。解析：一氧化碳不是酸性氧化物，也不是碱性氧化物；二氧化硫是酸性氧化物。14、D。解析：含有氧元素的化合物(如硫酸)不一定是氧化物；纯净物可由原子构成(如金刚石)；含一种元素的物质(如O2和O3的混合气体)不一定是单质。15、B。解析：碱一定是由三种元素组成。16、C。解析：臭氧(O3)是由一种元素组成的单质，属于纯净物。17、B。解析：石墨属于单质；盐酸和食盐水属于混合物；干冰是固体二氧化碳，属于纯净物、化合物。18、C。解析：选项A中的食盐为混合物；选项B中的碘酒为混合物，硫酸氢钠属于盐而不属于酸；选项D中的石灰水为混合物。19、B。解析　CuO难溶于水，不能与水反应。20、(1)Fe　H2SO4　CO2　CaO　Na2CO3(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑  CaO＋H2SO4===CaSO4＋H2O  H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋H2O＋CO2↑CO2＋CaO===CaCO3解析：据单质①能和酸②发生化学反应，由题意可推知①应为活泼金属单质即为铁，而酸只有H2SO4，则氧化物④应为金属氧化物CaO，则氧化物③为酸性氧化物，即CO2，⑤属于盐且既能与稀硫酸反应，又能与CaO反应，则⑤应为Na2CO3。