第1章 第1节 第1课时 物质的分类（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019 不定项版）

第一节　物质的分类及转化 第1课时　物质的分类 课程标准 核心素养目标 1.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．认识胶体是一种常见的分散系。 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。 2．科学探究与创新意识：通过制备Fe(OH)3胶体和丁达尔效应的实验，认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。 [对应学生用书P1] 一、根据物质的组成和性质分类 1．物质的组成 2．同素异形体 概念 示例 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 ①金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体； ②O2和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体 [微点归纳]　同素异形体的物理性质不同是由其结构不同引起，而结构不同，可以是原子排列方式不同(如金刚石和石墨)，也可以是原子数目不同(如O2和O3)。 3．两种常用分类方法 (1)树状分类法：根据物质的组成对物质进行分类的一种方法，形象地称为树状分类法。 (2)交叉分类法：从不同的角度对物质进行分类的一种方法。 4．酸性氧化物和碱性氧化物 氧化物 概念 物质类别 示例 酸性氧化物 能与碱反应生成盐和水的氧化物 大多数非金属氧化物 CO2、SO2、SO3等 碱性氧化物 能与酸反应生成盐和水的氧化物 大多数金属氧化物 CaO、CuO、MgO等 二、分散系及其分类 1．分散系及其组成 (1)定义 化学上把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物，叫做分散系。 (2)组成 (3)分类 根据分散质粒子的直径大小对分散系进行分类，可分三大类： 2．胶体的分类、制备及性质 (1)胶体的分类 胶体 液溶胶 气溶胶 固溶胶 分散剂的状态 液体 气体 固体 举例 Fe(OH)3胶体 云、雾 有色玻璃 (2)Fe(OH)3胶体制备 ①制备原理：化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。 ②实验操作 将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可制得Fe(OH)3胶体。 (3)胶体的性质——丁达尔效应 ◆拓展延伸 认识化学科学 (1)化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。 (2)化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。 ◆易错警示 (1)互为同素异形体的物质组成元素相同，其物理性质不同，但化学性质相似。 (2)同素异形体之间的转化是化学变化。 ◆归纳总结 物质分类的常用标准 (1)宏观角度：物质的组成、性质等。 (2)微观角度：物质的结构、构成物质的粒子等。 ◆概念图解 氧化物及分类 (1)酸性氧化物与碱反应只生成一种盐和水。 (2)碱性氧化物与酸反应只生成一种盐和水。 (3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物不一定是酸性氧化物；金属氧化物不一定是碱性氧化物，但碱性氧化物一定是金属氧化物。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆拓展延伸 半透膜与胶体的渗析 (1)半透膜具有比滤纸更细小的孔隙，只有小分子、离子能够透过；常见的半透膜有动物肠衣、鸡蛋壳膜、羊皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸等。 (2)胶体的分散质粒子比溶液的大，能够透过滤纸，但不能透过半透膜。利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子的操作称为渗析。 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)由同种元素组成的物质是单质，由两种或两种以上元素组成的物质是化合物(　×　) (2)盐酸、氨水、冰水混合物都是混合物(　×　) (3)金刚石、石墨和C60互为同素异形体，它们之间的转化是化学变化(　√　) (4)Fe2O3不能与H2O化合生成Fe(OH)3，故Fe2O3不是碱性氧化物(　×　) (5)纳米材料颗粒直径介于1～100 nm之间，故能产生丁达尔效应(　×　) [对应学生用书P3] 探究一 物质的分类——研究物质的重要视角 角度1　从组成和性质角度对物质分类 徐光宪院士组织北京大学化学与分子工程学院师生编写了《分子共和国》一书，从“单质一族”的氢气、氧气，到“无机城市”的硫酸、硝酸、二氧化碳，再到“有机堡垒”“铁匠铺”……师生们以丰富的想象力构建了一个生动而真实的“分子共和国”。 [问题设计] (1)图中，属于酸的有 (填化学式，下同)，属于盐的有 。 提示：HNO3、H2SO4、H3PO4、CH3COOH　CaCO3 (2)图中，属于氧化物的有 ，属于有机物的有 。 提示：CO2、NO2、H2O2、TiO2　C2H5OH、CH4、C6H12O6、CH3COOH (3)从元素组成来看，O2属于 ；与其互为同素异形体的物质是 。 提示：单质　O3 1．多角度认识酸、碱和盐的分类 2．物质分类的易错警示 【例1】 (原创题)烟花常用于盛大的典礼或表演中，烟花创意与传统文化融合，诠释着璀璨绚烂的焰火神韵。烟花中使用的化学物质主要有KClO3、KNO3、NaNO3、Ba(NO3)2、硫粉(S)、木炭粉(C)、镁粉(Mg)、C12H22O11(蔗糖)等。下列说法不正确的是(　　) A．从组成的阳离子看，KClO3、KNO3属于钾盐 B．从组成的阴离子看，KNO3、NaNO3、Ba(NO3)2属于硝酸盐 C．从元素组成看，KClO3、C12H22O11(蔗糖)属于氧化物 D．硫粉和木炭粉属于非金属单质，镁粉属于金属单质 C　解析：KClO3、KNO3都属于盐，含有的阳离子都是K＋，故属于钾盐，A正确；KNO3、NaNO3、Ba(NO3)2都是盐，含有的阴离子都是NO，故属于硝酸盐，B正确；氧化物只含两种元素，其中一种是氧元素，KClO3、C12H22O11(蔗糖)均含三种元素，故不属于氧化物，C错误。 1．下列有关物质的分类，正确的是(　　) A．工业上“两碱”是指氢氧化钠和碳酸钠，从分类上来说是正确的 B．碱性氧化物：CaO、Na2O、MgO、Mn2O7 C．混合物：Fe(OH)3胶体、盐酸、明矾[KAl(SO4)2·12H2O] D．纯净物：干冰、冰水混合物、液态HCl、液氮 D　解析：氢氧化钠属于碱，碳酸钠属于盐，A错误；CaO、Na2O、MgO属于碱性氧化物，Mn2O7属于酸性氧化物，B错误；Fe(OH)3胶体、盐酸都属于混合物，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是结晶水合物，属于纯净物或化合物，C错误；纯净物分为化合物和单质，干冰、冰水混合物、液态HCl均属于化合物，液氮属于单质，D正确。 角度2　从组成和性质角度认识氧化物 2022年2月北京冬奥会期间，我国政府共计投入使用816辆氢氧燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务，充分体现“绿色奥运”的理念。一种生产氢气的工艺如下图所示。 [问题设计] (1)从元素组成的角度判断，H2O、CaO、HgO分别属于哪类氧化物？ 提示：H2O是非金属氧化物；CaO和HgO属于金属氧化物。 (2)已知：HgO＋2HNO3===Hg(NO3)2＋H2O，从化学性质角度判断HgO、CaO属于哪类氧化物？ 提示：HgO和CaO均属于碱性氧化物。 从组成和性质角度认识氧化物 【例2】 (原创题)NO2是大气污染物，与NaOH溶液反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。SiO2常用于制造光导纤维，与氢氟酸(HF)反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．从元素组成看，NO2和SiO2都是非金属氧化物 B．NO2能与NaOH溶液反应，因此NO2是酸性氧化物 C．SiO2能与氢氟酸(HF)反应，因此SiO2是碱性氧化物 D．非金属氧化物可能是酸性氧化物，也可能是碱性氧化物 A　解析：NO2和SiO2都是由非金属元素(N、Si)和氧元素组成，故属于非金属氧化物，A正确；NO2与NaOH溶液反应生成两种盐和水，且氮元素化合价发生变化，故不是酸性氧化物，B错误；SiO2与氢氟酸反应生成的SiF4是气体，不生成盐，因此SiO2不是碱性氧化物，C错误；非金属氧化物可能是酸性氧化物，但不可能是碱性氧化物，D错误。 [深度思考]　已知：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，结合例2信息，从化学性质角度推测SiO2所属物质类别为 。 提示：酸性氧化物 2．(2024·河北邢台四校质检联盟联考)一种以太阳能聚热驱动制备CO和NH3的过程如图所示，Al2O3是总反应的催化剂，下列说法正确的是(　　) A．CO和CO2互为同素异形体 B．AlN属于盐 C．整个过程总的化学方程式为3C＋N2＋3H2O2NH3＋3CO D．CO属于酸性氧化物 C　解析：同素异形体为同种元素形成的不同种单质，CO与CO2为化合物，A错误；盐是由金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物，故氮化铝不是盐，B错误； 将吸氮反应与释氮反应的化学方程式相减得到总的化学方程式：3C＋N2＋3H2O2NH3＋3CO，其中Al2O3为催化剂，AlN为中间产物，C正确；CO属于不成盐氧化物，D错误。 探究二 从构成和性质角度认识分散系 素材1　在一个雾气缭绕的清晨，你漫步林间，美丽的阳光透过树叶缝隙洒落到地面，形成了一幅如梦如幻的画面，你会不由得感叹晨曦之美。 素材2　绚丽的激光秀扮靓城市的夜空，激光束经过高速机械扫描器发射，以空气、烟雾等为介质，形成花样繁多的输出方式，实现多光束的翻滚、变幻。 [问题设计] (1)太阳光透过树叶缝隙、激光束穿透夜空时，为什么能产生丁达尔效应？ 提示：空气中悬浮灰尘颗粒、小液滴等形成胶体，光束通过时，胶体粒子对光线产生散射，光波偏离原来方向而分散传播，产生丁达尔效应。 (2)溶液、胶体和浊液的本质区别是丁达尔效应吗？为什么？ 提示：不是；丁达尔效应是胶体特有的性质，三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。 1．多角度认识三种分散系 2．三种分散系的易错警示 (1)三种分散系都是混合物，分散质和分散剂不能是同种物质。例如，冰水混合物实际上是纯净物。 (2)同种分散质分散到不同的分散剂中可能形成不同的类型的分散系。例如，NaCl固体溶于足量水中形成溶液，溶于少量水中并振荡形成悬浊液；NaCl固体纳米颗粒分散到汽油中则形成胶体。 (3)直径介于1～100 nm之间的纳米颗粒(如石墨烯纳米颗粒)并不是胶体，只有分散到合适的分散剂中才能形成胶体。 (4)胶体具有较强的吸附性，如Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体等可用于净水。 【例3】 有两种分散系：①将FeCl3固体溶于浓盐酸中，得到棕黄色液体；②将FeCl3饱和溶液加入沸水中，得到红褐色液体。下列说法正确的是(　　) A．分散质粒子的直径：①＞② B．光束照射②时，在与光束垂直的方向进行观察可以看到一条光亮的“通路” C．分散系的稳定性：①＜② D．①属于混合物，②属于纯净物 解答本题的思路如下： 结合溶液和胶体两种分散系的性质，进行分析、判断。 B　解析：从分散系角度看，①是溶液，②是胶体。胶体的分散质粒子的直径大于溶液的分散质粒子的直径，则分散质粒子的直径：①<②，A错误；②中红褐色液体是胶体，光束照射②时，产生丁达尔效应，在与光束垂直的方向进行观察可以看到一条光亮的“通路”，B正确；溶液的稳定性强于胶体，则稳定性：①>②，C错误；溶液和胶体都是分散系，都是混合物，D错误。 3．(2024·吉林期末)多糖基复合纳米材料(粒径10－9～10－7 m)在生物医学领域具有一定的应用价值。将多糖基复合纳米颗粒分散到水中，下列说法正确的是(　　) A．该分散系不属于胶体 B．该分散系非常稳定 C．多糖基复合纳米颗粒不能透过滤纸 D．丁达尔效应能区分氯化钡溶液和该分散系 D　解析：根据该多糖基复合纳米颗粒的粒径可知，其形成的分散系为胶体，A错误；胶体属于介稳体系，较为稳定，B错误；根据该多糖基复合纳米颗粒的粒径可知，其形成的分散系为胶体，胶体可以透过滤纸，C错误；该物质形成的分散系为胶体，氯化钡溶于水形成的分散系为溶液，可用丁达尔效应区分两者，D正确。 [对应学生用书P6] 1．(2022·福建学业水平合格考)下列物质中，属于单质的是(　　) A．Br2　　　　　　　 B．Na2O C．H2SO4 D．KNO3 A　解析：单质是指只由一种元素组成的纯净物，Br2是单质；Na2O、H2SO4、KNO3都是化合物。 2．(2022·江苏学业水平合格考)当光束通过豆浆时，可观察到丁达尔效应，表明豆浆是(　　) A．胶体 B．溶液 C．悬浊液 D．乳浊液 A　解析：丁达尔效应是胶体所特有的现象，豆浆能产生丁达尔效应，推测豆浆属于胶体。 3．(2024·浙江温岭中学学科素养测试)下列叙述不正确的是(　　) A．胶体是一种分散质粒子的直径在10－9～10－7 m间的分散系 B．因为氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮颗粒并沉降，所以氢氧化铁胶体能净水 C．有色玻璃是由某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成的 D．用一束光线照射硫酸铜溶液，在垂直于光线的方向可看到一条光亮的“通路” D　解析：用一束光线照射胶体时，在垂直于光线的方向可看到一条光亮的“通路”，这是丁达尔效应，硫酸铜溶液无此现象，D错误。 4．(教材改编题)下列事实中，与胶体有关的是(　　) A．将植物油倒入水中，用力振荡形成油水混合物 B．一束激光水平照射鸡蛋清液体，在与光束垂直的方向进行观察可以看到一条光亮的“通路” C．向BaCl2溶液中滴加稀硫酸，产生白色浑浊 D．向蓝墨水中加入活性炭，用力振荡，墨水褪色 B　解析：油水混合物属于乳浊液，A不符合题意；鸡蛋清液体属于胶体，激光束照射产生丁达尔效应，在与光束垂直的方向进行观察可以看到一条光亮的“通路”，B符合题意；向BaCl2溶液中滴加稀硫酸，生成BaSO4沉淀，产生白色浑浊，形成悬浊液，C不符合题意；活性炭具有较强吸附性，吸附墨水中色素，使其褪色，与胶体无关，D不符合题意。 5．(原创题)2022年6月《Nature》报道，我国中科院化学所郑健研究团队在常压下通过简单反应条件，创制了一种新型碳材料——“单层聚合C60”，它具有较高的结晶度和良好的热力学稳定性，为碳材料的研究提供了全新的思路。下列叙述正确的是(　　) A．“单层聚合C60”是一种新型碳单质，与C60是同一种物质 B．“单层聚合C60”和金刚石的性质完全相同 C．“单层聚合C60”在足量氧气中燃烧生成CO2 D．将“单层聚合C60”粉碎成纳米颗粒，可能产生丁达尔效应 C　解析：“单层聚合C60”是由碳元素组成的单质，其结构与金刚石不同，故其性质与金刚石不完全相同，B错误；“单层聚合C60”粉碎成纳米颗粒，不含分散剂，不能形成胶体，故不可能产生丁达尔效应，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$