第2章 第1节 第1课时 物质的组成、分类与性质（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（鲁科版2019）

第1节　元素与物质分类 第1课时　物质的组成、分类与性质 课程标准要求 学业质量水平 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；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.能依据物质类别和元素价态列举某种元素的典型代表物。 3.能从物质类别、元素价态的角度，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。 4.能从物质类别的视角说明物质的转化路径。 1.能根据物质组成和性质对物质进行分类，形成物质是由元素组成和化学变化中元素不变的观点。(水平1) 2.能从不同视角对典型的物质及其主要变化进行分类。(水平2) 3.能从组成、结构等方面认识物质的多样性，能从物质的组成、性质等多个视角对物质进行分类。(水平3) 4.能根据物质的类别、组成等说明或预测物质的性质，评估所做说明或预测的合理性。(水平4) 一、元素与物质的关系 1．元素种类与物质类别的关系 物质都是由元素组成的，根据物质的元素组成，可以对物质进行分类： 2．元素存在形态与物质类别的关系 3．元素价态与物质类别的关系 同一种元素可以存在于不同类别的物质中，有些元素在不同的化合物中可能呈现不同的化合价，如碳及其化合物的“价—类”关系： 二、物质分类与物质性质 1．物质分类的应用：同一类别的物质具有一定的相似性，分门别类地研究物质的组成、性质、用途，可以找到有关规律，发现同类物质之间的内在联系。 2．氧化物的分类 其中：多数非金属氧化物属于酸性氧化物，多数金属氧化物属于碱性氧化物。 3．物质的一般性质 单质、氧化物、酸、碱和盐之间有一定的化学反应关系，某一类物质与相关物质的化学反应通常表现为这一类物质所具有的一般性质。请在横线后写出对应物质通常能发生反应的物质类别： (1)酸——活泼金属、碱、盐或碱性氧化物等； (2)碱——酸、盐、或酸性氧化物等； (3)酸性氧化物——碱或碱性氧化物等； (4)碱性氧化物——酸或酸性氧化物等。 其中：部分酸性氧化物和部分碱性氧化物能分别与水发生反应生成相应的酸和碱。 三、研究物质的性质的一般方法 判断物质类别→预测物质性质→选取代表物验证物质性质。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)H2SO4含有氧元素，故H2SO4属于氧化物。(×) (2)冰水混合物、CuSO4·5H2O都属于混合物。(×) (3)一种元素可能存在于不同类别的物质中，其化合价可能相同，也可能不同。(√) (4)一种元素在一种化合物中只可能呈现一种化合价。(×) (5)酸性氧化物和碱性氧化物不一定能与水发生反应生成相应的酸和碱。(√) (6)Na2O2能与酸反应生成盐和水，Na2O2是碱性氧化物。(×) (7)一种氧化物不是酸性氧化物就是碱性氧化物。(×) 2．下列说法中，正确的是(　　) A．元素的存在形态只有化合态和游离态 B．同一元素，呈化合态时，其化合价一定比游离态时高 C．有多少种元素就有多少种物质 D．同一元素在不同的物质中的价态一定不同 A　[元素的存在形态有游离态和化合态两种，游离态为0价，化合态有正价和负价，A项正确，B项错误；一种元素可以形成不同的单质，如O2和O3，也可与其他元素形成多种物质，如氧元素与其他元素可以形成很多种化合物，C项错误；同一元素在不同物质中既可能表现同一价态，也可能表现不同价态，D项错误。] 3．根据酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系，在下面横线上写出硫酸分别与镁及其化合物(类别不同)反应生成硫酸镁的四个化学方程式。 (1)Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑； (2)MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O； (3)Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O； (4)MgCO3＋H2SO4===MgSO4＋CO2↑＋H2O。 学习任务一　根据物质的组成和性质分类 阅读教材P43相关内容，并结合下图，交流讨论： 物质 1．混合物和纯净物的分类依据是什么？如何判断一种物质是混合物还是纯净物？ 提示　混合物和纯净物的分类依据是根据所含物质的种类，只由一种物质组成的是纯净物，由两种或两种以上物质组成的是混合物。 2．只含一种元素的物质一定是单质，含有两种或两种以上元素的物质一定是化合物吗？ 提示　只含一种元素的物质不一定是单质，如O2和O3组成的混合物；含有两种或两种以上元素的物质不一定是化合物，如NaCl溶液含有Na、Cl、H、O元素，属于混合物。 3．从物质的组成角度，如何判断一种化合物是氧化物，还是酸、碱、盐？ 提示　氧化物只含两种元素，其中一种是氧元素。根据化合物在水中解离产生的阳离子和阴离子可判断酸、碱、盐的种类：酸→H＋＋酸根，碱→金属阳离子(或NH)＋OH－，盐→金属阳离子(或NH)＋酸根。 4．已知：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O。NO2是酸性氧化物、Fe3O4是碱性氧化物吗？ 提示　NO2与NaOH反应生成两种盐和水，Fe3O4与HCl反应生成两种盐和水，故NO2不是酸性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物。 5．从组成和溶解性上，CaCO3与Ca(HCO3)2两种盐有什么不同？ Na2SO4和K2CO3两种盐有什么相同点？ 提示　CaCO3难溶于水，酸根中没有氢元素，Ca(HCO3)2能溶解于水，酸根中含有氢元素；Na2SO4和K2CO3两种盐都易溶于水，酸根中都含有氧元素。 1．理清物质分类中的概念及相互关系 (1)纯净物和混合物 纯净物 混合物 宏观区别 由一种物质组成 由不同种物质混合而成 微观区别 由同种基本单元构成 由不同基本单元构成 所含元素 含一种元素(如O2等)，也可能含多种元素(如KClO3等) 含一种元素(如O2和O3混合)，也可能含有多种元素(如空气) 表示方法 可用化学式表示 不能用化学式表示 熔、沸点 有固定的熔、沸点 无固定的熔、沸点 实例 水、氧气、铁等 空气、NaCl溶液等 注意　组成物质的基本单元包括原子、分子、离子以及它们的特定组合。 (2)单质和化合物 单质 化合物 概念 由同种元素组成的纯净物 由不同种元素组成的纯净物 宏观组成 同种元素 不同种元素 微观构成 同种元素的原子构成 不同种元素的原子构成 相互联系 单质和化合物都属于纯净物，在一定条件下，二者可以发生相互转化 (3)物质分类中的“并列”与“包含”关系 ①并列关系：纯净物与混合物，单质与化合物，酸、碱、盐与氧化物。 ②包含关系：纯净物＞化合物＞氧化物，或纯净物＞单质＞金属(或非金属)单质。 2．氧化物及其分类 (1)氧化物的辨析 氧化物是指由两种元素组成的纯净物，其中一种元素是氧，如H2O、CO2等都是氧化物；并非含氧化合物就是氧化物，如H2SO4、KClO3等含有氧元素，但不是氧化物。 (2)氧化物的分类 ①从元素组成角度：氧化物分为金属氧化物(如CuO、MgO等)和非金属氧化物(如H2O、CO2等) ②从化学性质角度： 3．盐的分类 盐 1．下列物质的分类正确的是(　　) 选项 碱 酸 盐 碱性氧化物 酸性氧化物 A Na2CO3 H2SO4 NaOH SO2 CO2 B NaOH HCl NaCl Na2O H2O C KOH HNO3 CaCO3 CaO CO D NaOH HCl CaF2 CaO SO2 D　[Na2CO3属于碳酸盐、钠盐，A项错误；H2O既不是酸性氧化物也不是碱性氧化物，B项错误；CO不是酸性氧化物，C项错误。] [归纳总结]　分类是根据研究对象的共同点和不同点，将物质分为不同种类和层次的科学方法，科学的分类能够反映事物的本质特征，有利于人们更好地认识和利用物质的性质、实现物质之间的转化。 2．下列关于氧化物的叙述正确的是(　　) A．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 C．酸性氧化物一定是非金属氧化物 D．碱性氧化物都能与水化合生成碱 B　[非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO既不是酸性氧化物也不是碱性氧化物；金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7是金属氧化物，但属于酸性氧化物；碱性氧化物不一定都能与水化合生成碱，如CuO不与水反应。] [易错警示]　(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，例如：Na2O2是过氧化物，Al2O3是两性氧化物，Mn2O7是酸性氧化物。 (2)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物也不一定是酸性氧化物，例如：CO、NO、NO2等不是酸性氧化物。 (3)碱不一定都有对应的碱性氧化物(如NH3·H2O无对应碱性氧化物)。 (4)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和碱(如SiO2、Fe2O3)。 2019年8月15日，自然科学顶级刊物《Science》在线发布英国牛津大学的Harry L．Anderson院士团队和瑞士苏黎世IBM公司的Leo Gross团队合成出了具有半导体特性的碳环C18分子。研究者通过复杂的有机合成步骤获得C18碳环氧化物，再结合扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)，通过调节微电流和微电压刺激羰基的电离并诱导形成新型碳环结构，其合成方法示意图如下： 上述合成过程中涉及物质的类别分别是什么？ 提示　C24O6、C22O4、C20O2属于氧化物(或非金属氧化物)，C18属于单质(或非金属单质)。 学习任务二　常见物质种类的一般性质 1．同类物质常常具有许多共性，因此可以通过物质所属类别，推测其具有的性质。 (1)SO2和CO2同为酸性氧化物，试根据CO2的性质，推测SO2具有的性质，并举例(用化学方程式表示)。 (2)硝酸和盐酸、硫酸同为酸类物质，试根据盐酸和硫酸的性质，推测硝酸具有的性质(不考虑与金属的反应)，并举例(用化学方程式表示)。 提示　(1)①SO2＋H2O===H2SO3，②SO2＋CaO===CaSO3，③SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O。 (2)①能够使石蕊变红色，不能使酚酞变色；②CaO＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O；③ NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O；④CaCO3＋2HNO3=== Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。 2．根据初中所学知识列举能生成盐类物质的反应类型。 提示　酸与活泼金属、酸与碱、酸与盐、酸与碱性氧化物、碱与盐、碱与酸性氧化物、酸性氧化物与碱性氧化物、盐与盐、金属与盐等发生反应。 知道了各类物质具有的一般性质，可以基于物质的类别预测陌生物质的性质，还可以认识不同类别物质之间的转化关系： 1．金属的化学通性 2．氧化物的通性 3．酸的通性 4．碱的通性 5．盐的通性 归纳　金属单质、氧化物、酸、碱、盐性质图解 1．在一定条件下，跟酸、碱、盐都能反应的物质是(　　) A．K2O B．CaCO3 C．Na2CO3 D．CO2 C　[K2O不与碱反应；CaCO3不与碱和盐反应；CO2不与酸反应。] 2．在Zn、ZnO、ZnCO3、盐酸和CaCl2溶液五种物质中，每两种物质反应能生成ZnCl2的组合有(　　) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 B　[以上物质之间可发生的反应有：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑、ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2O、ZnCO3＋2HCl===ZnCl2＋H2O＋CO2↑。] [易错警示]　(1)金属活动性顺序表中氢前面的金属可以从酸中置换出氢气，前面的金属可以把后面的金属从其盐溶液中置换出来。 (2)在满足复分解反应的条件下，碱与盐都溶才能反应生成新碱和新盐，盐与盐都溶才能反应生成两种新盐。 学科网（北京）股份有限公司 $$