第1章 第1节 第2课时 物质的转化（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2课时　物质的转化 课程标准 核心素养目标 1.同类物质具有相似的性质，一定条件下各类物质可以相互转化。 2．能从物质类别的角度，依据复分解反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 1.证据推理与模型认知：建立物质转化认知模型，认识物质的变化规律。 2．变化观念与平衡思想：能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律。 [对应学生用书P7] 一、酸、碱、盐的性质 1．酸的主要化学性质 盐酸、硫酸等酸具有相似的化学性质。请以稀硫酸为例，列举反应实例，完成下表。 酸的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型 与酸碱指示剂作用 能使紫色石蕊溶液变红 — 与活泼金属(如Zn)反应 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 置换反应 与碱性氧化物(如CuO)反应 CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O 复分解反应 与碱(如NaOH)反应 2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O 复分解反应 与某些盐(如Na2CO3)反应 Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O 复分解反应 [微点归纳]　酸具有相似的化学性质的原因：从微观角度来看，不同酸溶液中都含有H＋。 2．碱的主要化学性质 NaOH、Ca(OH)2等碱具有相似的化学性质。请以Ca(OH)2为例，列举反应实例，完成下表。 碱的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 与酸碱指示剂作用 能使无色酚酞溶液显红色 与酸性氧化物(如CO2)反应 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 与酸(如盐酸)反应 Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O 与某些盐(如MgCl2)反应 MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 [微点归纳]　碱具有相似的化学性质的原因：从微观角度来看，不同碱溶液中都含有OH—。 3．盐的主要化学性质 Na2CO3、K2CO3等碳酸盐具有相似的化学性质。请以Na2CO3为例，列举反应实例，完成下表。 盐的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 与酸(如稀硫酸)反应 Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O 与碱[如Ca(OH)2]反应 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH 与某些盐(如CaCl2)反应 Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl [微点归纳]　不同碳酸盐具有相似的化学性质的原因：从微观角度来看，不同碳酸盐溶液中都含有CO。 二、物质的转化 1．单质到盐的转化关系 (1)金属单质到盐的转化关系 以Ca到CaSO4的转化为例，写出各物质之间转化反应的化学方程式： CaCaOCa(OH)2CaSO4 ①2Ca＋O22CaO；②CaO＋H2O===Ca(OH)2； ③Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4↓＋2H2O。 (2)非金属单质到盐的转化关系 以C到CaCO3的转化为例，写出各物质之间转化反应的化学方程式： CCO2H2CO3CaCO3 ①C＋O2CO2；②CO2＋H2O===H2CO3； ③H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O。 2．确定制取物质的方法 (1)基本依据 根据物质的组成和性质，以及物质之间的转化关系，我们可以确定制取某类物质的可能方法。 例如，制取碱(如NaOH)通常可以采取两种方法：碱性氧化物(如Na2O)与水发生反应，反应的化学方程式为Na2O＋H2O===2NaOH；盐(如Na2CO3)与另一种碱[如Ca(OH)2]发生反应，反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 (2)工业生产中考虑的因素 在工业生产中要制取某种物质，除了要考虑反应进行的可能性，还要考虑原料来源、成本高低和设备要求等因素，以选取最适当的方法。 ◆深度剖析 酸与活泼金属及某些盐的反应 (1)酸与活泼金属的反应 ①反应模型 酸＋活泼金属―→盐＋H2↑(这里HNO3暂不讨论) ②反应规律 排在金属活动性顺序中氢之前的金属能与盐酸、稀硫酸等发生置换反应。 (2)酸与某些盐的反应 ①反应模型 较强酸＋较弱酸盐―→较弱酸＋较强酸盐。 ②反应条件 必须符合复分解反应条件，即反应生成沉淀、气体、水(或弱酸、弱碱)。 ◆思维建模 碱与酸性氧化物的反应 (1)反应规律 (2)反应实例 NaOH溶液与少量CO2反应： 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O； NaOH溶液与足量CO2反应： NaOH＋CO2===NaHCO3 ◆方法导引 根据物质类别预测陌生物质的性质 (1)判断陌生物质的物质类别，根据该类别物质的一般性质及相关反应规律预测该物质可能会与哪些类别的物质发生反应。 (2)选择可能与该物质反应的各类物质的代表物，推断可能发生的具体反应和反应产物。预测是否正确，需要用实验验证。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆名师点拨 物质之间的转化 (1)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。 (2)在化学变化过程中，元素是不会改变的(即遵循质量守恒定律)，这是考虑如何实现物质之间的转化时最基本的依据。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆易错警示 (1)并非所有酸性氧化物、碱性氧化物都能与水反应。如CuO、MgO是碱性氧化物，不与水反应。 (2)有盐和水生成的反应不一定是中和反应，如酸与碱性氧化物、碱与酸性氧化物的反应等。 [对应学生用书P9] 探究一 酸、碱、盐的性质——物质分类观的应用 “三酸两碱”是最重要的通用基础化工原料，广泛应用于化学、国防、石油、冶金、纺织和食品等工业，这里“三酸”是指硝酸、硫酸和盐酸，“两碱”是指纯碱和烧碱。 [问题设计] (1)从物质的分类角度看，“三酸两碱”中不恰当的一种物质是 。 提示：纯碱(或Na2CO3) (2)工业上利用硝酸与氨水(NH3·H2O)反应制取NH4NO3，反应的化学方程式为 ，反应类型为 。 提示： HNO3＋NH3·H2O===NH4NO3＋H2O 　复分解反应(或中和反应) (3)工业上常用稀盐酸除去铁锈(Fe2O3)，反应的化学方程式为 ；从性质角度判断，Fe2O3属于 氧化物。 提示：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O　碱性 (4)玻璃工业是纯碱的最大消费来源，制造玻璃时，纯碱和石英(SiO2)在高温时反应生成Na2SiO3和CO2，反应的化学方程式为 。 提示：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ 1．酸的化学通性 2．碱的化学通性 3．盐的化学通性 【例1】 右图是关于盐酸化学性质的知识网络图，图中“－”表示相连的两种物质能发生反应，“→”表示一种物质能转化为另一种物质。若A、B、C分别属于不同类别的化合物，则A、B、C可能是(　　) A．CuO、Ba(OH)2、CuSO4 B．NaOH、HNO3、K2CO3 C．KOH、FeCl3、Na2CO3 D．NaOH、Ba(NO3)2、H2SO4 解答本题的思路如下： (1)明确物质之间的反应：①A与B、HCl，C与B、HCl均能发生反应；②HCl→B，即HCl能转化为B。 (2)明确物质的类别：A、B、C分别属于不同类别的化合物。 B　解析：HCl与CuSO4、Ba(OH)2与CuO均不发生反应，HCl不能转化为Ba(OH)2，A错误；FeCl3、Na2CO3均属于盐，属于相同类别的化合物，C错误；HCl不能转化为Ba(NO3)2，HCl与H2SO4、NaOH与Ba(NO3)2均不发生反应，D错误。 1．(2024·山东淄博调研)如图表示几种常见物质间的反应，每条短线连接的两种物质均能发生化学反应。下列说法正确的是(　　) A．五种物质中，属于单质的有2种 B．五个反应中，属于复分解反应的有3个 C．五个反应中均无元素化合价变化 D．反应③、反应④中均有气泡产生 B　解析：M能和氯化铜、铁反应，则M属于盐溶液，可以为硝酸银等可溶性盐溶液。五种物质中，属于单质的只有铁，A错误。反应①、反应②、反应⑤均为酸、碱、盐之间交换成分的反应，属于复分解反应；反应③、反应④为金属和盐溶液、酸溶液进行的置换反应，属于复分解反应的有3个，B正确。反应③、反应④为金属和盐溶液、酸溶液进行的置换反应，反应中铁单质转化为化合物，化合价一定改变，C错误。反应④中为铁和酸溶液的反应，生成氢气，而反应③中为铁和盐溶液的置换反应，生成金属单质，无气体生成，D错误。 探究二 物质的转化——物质转化观的应用 摩擦剂是牙膏中重要的固体原料成分，通过与牙刷的共同作用，除去牙齿表面的牙垢，减轻牙渍、牙菌斑、牙结石等。 某品牌牙膏中的摩擦剂是碳酸钙，可用大理石(主要成分是CaCO3)制备。某研究性小组设计了一种制备高纯碳酸钙的实验方案，实验流程如图所示： [问题设计] (1)写出上述流程中各步反应的化学方程式，并指明反应类型。 ①： ； ②： ； ③： 。 提示：①CaCO3CaO＋CO2↑，分解反应　 ②CaO＋H2O===Ca(OH)2，化合反应　 ③Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，复分解反应 (2)以大理石、稀盐酸和纯碱为原料设计另一种制备CaCO3的实验方案，用流程图的形式表示出来，并写出各步反应的化学方程式。 流程图： 。 各步反应： 。 提示： ①CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O； ②CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl 1．单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系 2．基于转化观理解常见物质的性质及转化关系 3．常见物质之间转化的反应条件 金属与酸反应的条件 金属活动性顺序中排在氢之前的金属与酸(盐酸、稀硫酸)反应生成氢气 金属与盐反应的条件 ①金属活动性顺序中靠前的金属(K、Ca、Na除外)与靠后的金属对应盐发生置换反应； ②反应物中的盐必须易溶于水 盐与盐反应的条件 反应物中两种盐要易溶于水，生成物中至少有1种沉淀 碱与盐反应的条件 反应物中两种盐要易溶于水，生成物中要有沉淀或气体 【例2】 有关物质之间的部分转化关系如图所示，其中“—”表示物质之间能发生化学反应，“→”表示物质之间的转化关系。下列说法正确的是(　　) A．物质X可以是一种常见的酸性氧化物 B．反应②一定有盐参加反应 C．向Ca(OH)2溶液中加入CaO，所得溶液的溶质质量分数一定增大 D．图中的部分反应可能是置换反应 A　解析：X可以是CO2，CaCO3受热分解生成CO2，CO2可与Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3，A正确；反应②中Ca(OH)2与可溶性碳酸盐(如Na2CO3)、H2CO3、CO2均可发生反应生成CaCO3，B错误；若Ca(OH)2溶液已达到饱和，加入CaO与水反应生成Ca(OH)2，同时放出热量，析出Ca(OH)2沉淀，溶质的质量分数略减小，C错误；图中涉及分解、化合、复分解反应，不涉及置换反应，D错误。 2．(2024·浙江温州瑞安十校联考期中)下列变化能通过加稀盐酸一步反应实现的是(　　) ①Fe2O3→FeCl2　②Cu→CuCl2　 ③Cu(OH)2→CuCl2　④Fe→FeCl3 A．① B．② C．③ D．④ C　解析：Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁和水，不能生成FeCl2，①不符合题意。Cu与稀盐酸不反应，②不符合题意。Cu(OH)2与稀盐酸反应生成CuCl2和水，③符合题意。Fe与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能生成FeCl3，④不符合题意。 [对应学生用书P11] 1．有些古文或谚语包含了丰富的化学知识。下列解释正确的是(　　) A．《本草经集注》中有“孔雀石(碱式碳酸铜)投入苦酒中，涂铁皆作铜色”。碱式碳酸铜属于碱类 B．“秋霜欲下手先知，灯底裁缝剪刀冷”中“剪刀冷”说明金属熔点低 C．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应 D．“玉不琢不成器”，“百炼方能成钢”发生的均为化学变化 C　解析：碱式碳酸铜属于盐，A错误；“剪刀冷”说明环境温度低，B错误；“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了硫酸铜和铁的置换反应，C正确；“玉不琢不成器”，该过程为物质形态改变过程，没有新物质生成，属于物理变化，D错误。 2．物质之间的转化体现了化学学科核心素养之一——变化观念。下列物质之间的转化不能一步实现的是(　　) A．Na2CO3→NaOH　　　 B．CaCO3→CaO C．KCl→KNO3 D．MgO→Mg(OH)2 D　解析：Na2CO3与Ba(OH)2反应生成NaOH，A正确；CaCO3高温分解得到CaO，B正确；KCl与AgNO3反应生成KNO3，C正确；MgO不与水反应，不能一步转化为Mg(OH)2，D错误。 3．下列四组物质中，任意两种物质之间均能发生反应的是(　　) A.HCl、AgNO3、NaCl　　 B．NaOH、MgSO4、BaCl2 C．CO2、CaO、H2O D．Fe、Na2CO3、H2SO4 C　解析：HCl和NaCl不能发生反应，A错误；NaOH和BaCl2不能发生反应，B错误；CO2与CaO反应生成CaCO3，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，CO2和H2O反应生成H2CO3，C正确；Fe与Na2CO3不能发生反应，D错误。 4．(2024·河北邢台四校质检联盟联考)2023年4月，香山科学会议第742次学术讨论会上，专家指出二氧化碳利用技术潜力巨大。一种火力发电厂烟气中CO2的捕捉和转化过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．捕捉室中发生了化合反应 B．煅烧室中发生反应的化学方程式为CaCO3CaO＋CO2↑ C．固态二氧化碳俗称干冰，广泛用于冷藏奶制品和人工降雨 D．图中出现的氧化物有4种 D　解析：捕捉室中氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙，煅烧室中发生的反应为碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，煤气发生炉中二氧化碳和碳高温转化为一氧化碳。捕捉室中氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙，发生了化合反应，A正确；煅烧室中发生的反应为碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为CaCO3CaO＋CO2↑， B正确； 固态二氧化碳俗称干冰，升华吸热导致温度降低，广泛用于冷藏奶制品和人工降雨，C正确；氧化物是含有两种元素且其中一种为氧元素的化合物，图中出现的氧化物有二氧化碳、氧化钙和一氧化碳3种，D错误。 5．(教材改编题)在生产、生活中，我们会遇到各种各样的化学物质及发生的反应。下面是几个实例，请写出相关反应的化学方程式。 (1)将生石灰与水反应，可得到建筑用的熟石灰： 。 (2)复方氢氧化铝可用于治疗胃酸(主要成分是盐酸)过多： 。 (3)我国古代采用“湿法炼铜”——“曾青得铁则化为铜”，其中，“曾青”是指天然硫酸铜： 。 (4)厨房中可以用食醋(含CH3COOH) 除去水壶中的水垢(含CaCO3)： 。 答案：(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2 (2)Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O (3)CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu (4)CaCO3＋2CH3COOH===(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O 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