1.1 物质的分类及转化 课件-2024-2025学年高一上学期化学人教版(2019)）必修第一册

第一章物质及其变化 第一节 物质的分类及转化 高中化学 必修 第一册 ● 物质的分类 分散系及其分类 ● 物质的转化 目录 CONTENTS 物质的分类 图书馆 超 市 药房 字典 i." 对 封 ) 一 ， 来 n 相 所 9 , .在值态”(值. 委 色 ) 天 下 1时3怀今( 5在非 系·初世) 国“一 人 选栋。) (1) 5 1 2 - , 本 之 鸦 ， 是 天 地 之 ” 鞋 85. 世 于 01,( 轩 - 面 8 . 8.) 1操.Ma.工与 . (据 展 19 下 8 不( 孔卖 ”) 日 度 3 . 1 0 ( 电 ) 有 ， , 场 理 ( 甘 8 8 少 1 2 1 4 . 1 . . 0 ( 1 。 古 衬 品 模 A. ( 记 - 明 9 素 点 2 墩苏一R. 世 代 ” 里的意 顿 ( 痛平(共5)，“(玄云-定需要 7.92 雅 、 敲 机 ( 值 造 ) “ 一 网 好热网，判5M 去 . 0 年 想 ， 是 《 热 进 中 作 ) 诗 产 - ( 配 骨 ,(寻下马来确在蒸峻养出上 ②将寝的地方. (得书一场心”每之 之 清 去。器总是，选房康时行政区。 里设置0例下。饭号 · 易连的)” 在日常生活中我们会在什么地方用到分类的方法呢? )( :开其 称 - 建 版 生 体 星瓶，侯其一彩自 L 出 . 0 8 3 , 流于人8 年大法，(el出 断-原(断泳) ，P, 4r选4 大 ) -,0顺热 保 语 ： - 量 2 , ) 或 8 9 0 - 定 ( 6 是 意 美 ， 8 - 天 不 用 号 妒 ( 如 ) 杜 二 2 8 堂(森、 ,(8* 物质的分类 . ), 811. 笃 建皇产监力去实胜 流 史 9 9 ) , ” 出 时 主 - 经 t. 三M -2. 系 度 0B .不85. ( 使-记已：55 ) 果 5 . 0 8 4 . ( 值 书 2 , 分 品 9 8 . 8自e 可世 DN 为 -ao 尊 护 性 8 8 ” 语 上 这 个 ， 成 施 段 0 )0,注”，盖 . (t 9 怖 4 意 关 那 方 队() 9录，德于 ·99)°-秦 DUAN 端 U 为×1 x×g 敦 假如你是化学实验员，新来了一批化学试剂，你该如何摆放处 理 ? 一、根据物质的组成和性质分类 请你按照某种规则， 将下列单质进行分类： 氧气、 铁、 铜、 碳、 氦、 氩、 汞 物质的分类 物质 混合物 纯净物 单质 化合物 非金属单质 金属单质 稀有气体 无机化合物 有机化合物 氧化物 酸 碱 盐 …… 由同种元素组成的纯净物 物质的分类方法： 1.树状分类法 对同类物质再分类的方法 特点：同一层次的物质类 别间一般是相互独立、 没有交叉的 同素异形体 金刚石 石墨 C 物质的分类 物质的分类—物质的分类方法 (1)同素异形体： 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。 例 ：金刚石、石墨、 C₆0 都是碳元素的同素异形体 氧气、臭氧(O₃) 都是氧元素的同素异形体 白磷、红磷都是磷元素的同素异形体 同素异形体间的转化属于 化学 变 化 。 开 黑磷的结构 白磷的结构 红磷的结构 --- (2)氧化物的分类 氧化物：氧元素与另外一种元素组成的二元化合物。 酸性氧化物：与碱反应只生成一种盐和水的氧化物 常见的酸性氧化物 ：CO₂ 、SO₃ 、N₂Os 、Mn₂O₇ 碱性氧化物： 与酸反应只生成一种盐和水的氧化物 常见的碱性氧化物 ：Na₂O 、CaO 、Fe₂O₃ 物质的分类——物质的分类方法 两性氧化物： 既能与酸反应，又能与碱反应，都成生盐和水的氧化物。 A1(OH)₃→Al₂O₃ Al₂O₃+6HCl==2A1Cl₃+3H₂O Al₂O₃+2NaOH==2NaA1O₂+H₂O 偏铝酸钠 物质的分类——物质的分类方法 不成盐氧化物： 不能与酸或碱反应生成相应价态的盐和水的氧化物。 常见的不成盐氧化物： CO 、NO 物质的分类——物质的分类方法 规律：酸性氧化物不 一 定是非金属氧化物，如Mn₂O₇ 等 。 非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO 等。 碱性氧化物一定是金属氧化物。 金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Al₂O₃ 、Mn₂O₇ 等。 非金属氧化物 金属氧化物 酸性氧化物 碱性氧化物 物质的分类—物质的分类方法 Fe₂O₃Na₂O P₂O₅H₂O CO₂SO₃P₂O₅ Mn₂O₇ CaO CuO K₂O Al₂O₃ 酸性氧化物 碱性氧化物 两性氧化物 CO NO 金属氧化物 CuO 非金属氧化物 CO 物质的分类—物质的分类方法 不成盐氧化物 按组成元素 成盐氧化物 按性质 氧化物 (3)酸的分类 电离时生成的阳离子全部为H+的化合物。 含氧酸 HNO₃ 按是否含氧 无氧酸 HCl 、H₂S 按酸性强弱 强酸 HNO₃ 、HCl 、H₂SO₄ 中 强 酸H₃PO₄ 、H₂SO₃ 酸 弱酸CH₃COOH 、H₂CO₃ (一元酸： HNO₃ 、HCl 按电离出H+个数 二元酸： H₂ SO₄ 三元酸： H₃PO₄ 按有无挥发性 挥发性酸 HNO₃ 、HCl 难挥发性酸H₂SO4 、H₃PO₄ 物质的分类—物质的分类方法 思考 已知H₃PO₃ (亚磷酸)与足量的NaOH 完全反应最终生成 Na₂HPO₃, 反应方程式为 H₃PO₃+2NaOH==Na₂HPO₃+2H₂O 请试着分析H₃PO₃ (亚磷酸)属于几元酸? 答案：H₃PO ₃ (亚磷酸)是二元酸 物质的分类—物质的分类方法 强碱 NaOH KOH Ba(OH)₂Ca(OH)₂ 从碱性强弱{弱碱 Cu(OH)₂Fe(OH)₃ NH₃·H₂O 一 元碱 NaOH KOH NH₃·H₂O 二元碱 Ba(OH)₂Ca(OH)₂ 三 元 碱Fe(OH₃ 易 溶 碱NaOH KOH Ba(OH)2 NH₃ ·H₂O 难溶碱Cu(OH)₂Fe(OH)₃ (4)碱的分类 电离时生成的阴离子全部为OH 一的化合物。 碱 从最多电离产 生的OH- 数目 物质的分类—物质的分类方法 从溶解性 按组成 酸式盐NaHSO₄KH₂PO₄ 、KHCO₃ 碱式盐 Cu₂(OH)₂CO₃ NaH₂PO₃ 已知H₃PO₃ (亚磷酸)是二元酸，写出它的酸式盐的化学式 (5)盐的分类 盐 ：电离时生成金属阳离子(或铵根)和酸根离子的化合物。 可溶盐 NaCl、AgNO₃、CuSO4、NH₄Cl 难溶盐 CaCO₃ 、BaCO₃ 、BaSO₄ 正盐 Na₂SO4 、K₂CO₃ 按溶解性 盐 物质的分类—物质的分类方法 特征：不同 类别的物质 有 交 集 。 Na₂CO₃ Na₂SO₄ 钠盐 钾盐 根据组成的 阳离子分 K₂SO₄ K₂CO₃ 硫酸盐 碳酸盐 根据组成的 阴离子分 2、交叉分类法 交叉分类法：对一种事物用两种或两种以上标准进行分类的方法。 【思考】请同学们对下列物质进行分类，并说说你的分类标准 物质的分类—物质的分类方法 1、两种分类方法 树状分类法和交叉分类法 2、同素异形体的概念 定 义 3、酸性氧化物和碱性氧化物 二者关系 4、酸的分类 5、碱的分类 6、盐的分类 课堂小结： 分散系及其分类 1、定义 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 分散剂：起容纳分散质作用。 它的状态包括气态、液态、固态 分散质：被分散成粒子的物质， 它的状态包括气态、液态、固态 物质的分类——分散系及其分类 NaCl溶液 Ca(OH)₂悬浊液 分散系 溶液 浊液 分散质 NaCl Ca(OH)₂ 分散剂 水 水 按照分散质或分散剂的聚集状态(气、液、固)分散系应该分 为几类? 物质的分类 分散系及其分类 举例 分散质 分散剂 实例 气 气 空气 液 气 云、雾 固 气 烟 、 灰 尘 气 液 泡沫、汽水、盐酸 液 液 酒精溶液 固 液 糖水、盐水 气 固 泡沫塑料 液 固 珍珠 (包藏着水的碳酸钙) 固 固 有色玻璃、合金 物质的分类——分散系及其分类 3、分类(1)按照聚集状态分 (2按照分散质粒子的大小来分(分散剂是水或其他液体) 溶 液 ： 分散质粒子直径小于1nm; 胶 体 ： 分散质粒子直径在1~100nm之间 浊液：分散质粒子直径大于100nm; 10-9m=1nm (纳米) 物质的分类——分散系及其分类 4、胶体 (1)概念： 分散质微粒的直径大小在1~100nm之间的分散系 (这也是胶体区别于其他分散系的本质特征) (2)胶体的分类： 气溶胶：烟、云、雾 液溶胶：AgI胶体、Fe(OH)₃胶体、肥皂水、蛋白质 溶液、稀豆浆、淀粉溶液、墨水、血液、牛奶等 固溶胶：有色玻璃、烟水晶 物质的分类——分散系及其分类 根据分散剂状态分 气 溶 胶 烟 晨 雾 物质的分类——分散系及其分类 白 云 溶胶 烟水晶 有色玻璃 物质的分类——分散系及其分类 ( 3 ) 实 验 ： ①Fe(OH)₃ 胶体的制备： 向沸水中逐滴加入几滴FeCl₃饱和溶液，继续煮沸至液体呈红 褐色，停止加热。 物质的分类——分散系及其分类 (3)实验： ①Fe(OH)₃ 胶体的制备： 向沸水中逐滴加入几滴FeCl₃饱和溶液，继续煮沸至液体呈红 褐色，停止加热。 加热 FeCl₃+3H₂O Fe(OH)₃ (胶体)+3HCl 物质的分类——分散系及其分类 ②把盛有CuSO₄ 溶液和Fe(OH)₃ 胶体 的烧杯置于暗处，分别用红色激光 笔照射烧杯中液体，在与光束垂直 的方向进行观察。当光束通过 Fe(OH)₃胶体时，可以看到 一条光亮的“通路”,光束通过 CuSO₄ 溶液时， 不能看到光亮的“通路” O 物质的分类——分散系及其分类 (3)实验： ①Fe(OH)₃ 胶体的制备： 向沸水中逐滴加入几滴FeCl₃饱和溶液，继续煮沸至液体呈红 褐色，停止加热。 加热 FeCl₃+3H₂O Fe(OH)₃ (胶体)+3HCl 强 调 ： ① 沸 水 ② 饱 和 ③加热程度 ④检验方法及现象 物质的分类——分散系及其分类 ②将Fe(OH)₃胶体进行过滤 结论： 胶体粒子能透过滤纸。 物质的分类——分散系及其分类 分散系 分散质 粒子大小 主要 特征 能否透过 滤纸 能否透过 半透膜 举例 溶液 <1 nm 均一， 稳定 能 能 NaCl溶液 胶体 1～100 nm 均一 ， 介稳定 能 不能 豆浆、牛奶 墨水、血液 浊液 >100 nm 不均一， 不稳定 不能 不能 泥浆水 (4)浊液、溶液、胶体三种分散系的区别： 物质的分类 分散系及其分类 (5)胶体的性质 ①丁达尔效应 原因：胶粒直径小于入射光的波长，胶粒对光有散射作用；而溶 液分散质的粒子太小，散射作用微弱。 应用： 鉴别胶体和溶液。 物质的分类——分散系及其分类 物质的分类——分散系及其分类 ②布朗运动(动力学性质) ——微粒无规则的运动 原 因 ： I、 溶剂分子不均匀地撞击胶体粒子，使其发生不断改变方向、 改变速率的布朗运动。 Ⅱ、胶体粒子质量很小，所受重力小。 布朗运动使胶粒难于静止沉降，所以胶体较稳定。(一方面原因) ③电泳现象(电学性质)——不是所有胶体的性质 在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极(阴极或阳 极)作定向移动的现象，叫做电泳 Fe(OH)₃ 胶粒向阴极移动——带正电荷 物质的分类——分散系及其分类 ③电泳现象(电学性质)——不是所有胶体的性质 原因：胶体粒子带有电荷，这是因为胶体粒子能够吸附阴离子 或阳离子造成的。胶粒在电场的作用下发生了定向运动，当胶 粒带正电荷时向阴极运动，当胶粒带负电荷时向阳极运动，产 生电泳现象 注意：胶体不带电，胶体粒子带电 物质的分类——分散系及其分类 [思考题]胶体具有介稳性，请你推测其稳定性与上述哪些性 质有关? 答 ：①布朗运动。 ②胶粒带同种电荷，相互排斥，不易结合成更大的沉淀微粒 (主要因素) 物质的分类——分散系及其分类 ④胶体的聚沉 使胶体微粒凝聚成更大的颗粒，形成沉淀，从分散剂里析出的过程叫胶 体的聚沉。 方法一 ：加入电解质 例：豆浆里加盐卤(MgCl₂·6H₂O 或 石 膏(CaSO₄·2H₂O 溶液使之凝聚成豆腐； 思 考：在Fe(OH) ₃胶体中加入稀盐酸，现象如何? 答：先得到红褐色的Fe(OH)₃ 沉淀，盐酸过量时沉淀溶解得到棕黄色溶液。 物质的分类——分散系及其分类 ii、 加入带相反电荷胶粒的胶体 带不同电荷的胶粒相互吸引发生电性中和，从而在胶粒碰撞时 发生凝聚，形成沉淀或凝胶。 例如：将Fe(OH)₃ 胶体溶液与硅酸胶体溶液混合 现象：形成大量的沉淀. 结 论：Fe(OH)₃ 胶粒与H₂SiO₃ 胶粒带相反电荷. 实例：1.不同种类的墨水混合使用时有沉淀产生，使墨水失效。 2.不同血型的人相互输血. 物质的分类——分散系及其分类 iii、加 热 温度升高，胶粒的吸附能力减弱，减少了胶粒所吸引的阴离子 或阳离子数量，胶粒所带的电荷数减少，胶粒间的斥力作用减 弱，使得胶粒在碰撞时容易结合成大颗粒，形成沉淀或凝胶。 实例：淀粉溶液加热后凝聚成了浆糊凝胶，蛋清加热后凝聚成 了白色胶状物。 物质的分类——分散系及其分类 (6)胶体的应用 ①工业除尘 ②土壤保肥 ③明矾净水 ④江河入海口处易形成三角洲 ⑤豆腐的制作原理 ⑥手指划破后可用三氯化铁止血 ⑦不同墨水不能混用 物质的分类——分散系及其分类 丁达尔效应、布朗运动、 电泳现象、胶体的聚沉 加热 加入电解质 加入带相反电荷胶粒的胶体 定义 分类 制备 性质 聚沉方法 应用 溶液 胶体 浊液 混合物 (分散系) 课堂小结： 物质的转化 酸的主要化学性质 反应实例(写出化学方程式) 酸与活泼金属反应 酸与碱性氧化物反应 酸与碱反应 酸与某些盐反应 1、酸、碱、盐的化学性质 思考与讨论 (1)酸的主要化学性质归纳如下，请列举反应实例，完成下表。 (2)请分别归纳碱和盐这两类物质的主要化学性质。 (3)讨论：酸、碱、盐的主要化学性质中，涉及哪些反应类型? 物质的转化 … 酸的主要化 学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型 与活泼金 属反应 Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂ ↑ 置换反应 与碱性氧化 物反应 Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂ (SO₄)₃+3H₂O 复分解反应 与碱反应 Cu(OH)₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O 复分解反应 与某些盐 反应 BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄ ↓+2HCl 复分解反应 与指示剂 使紫色石蕊试液变红色，无色酚酞试液不变色 (1)酸的化学性质 物质的转化 碱的主要 化学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型 与指示剂 使紫色石蕊试液变蓝色，无色酚酞试液变红色 与酸反应 NaOH+HCl=NaCl+H₂O 复分解反应 与酸性氧 化物反应 CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O 与某些盐 2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)₂ ↓+Na₂SO₄ 复分解反应 (2)碱的化学性质 物质的转化 盐的主要化 学性质 反应实例(写出化学方程式) 反应类型 与金属反应 Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄ 置换反应 与酸反应 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂ ↑ 复分解反应 与碱反应 2NaOH+CuSO₄=Cu(OH)₂ ↓+Na₂SO₄ 复分解反应 与盐反应 NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃ 复分解反应 小 结 ： 酸、碱、盐相互反应 复分解反应 (3)盐的化学性质 物质的转化 微观探析 H+ OH- CO₃² — 结构 决定 性质 组成相似 宏观辨识 为什么不同的酸(或碱)具有相似的化学性质? Na₂CO₃ K₂CO₃ (NH₄)₂CO₃ NaOH KOH Ba(OH)₂ HCl H₂SO₄ HNO₃ 物质的转化 I I · I 复分解反应 ； 复分解反应 ； 复分解反应。 2、物质的转化 【思考与讨论】 (1)写出下列物质之间转化的化学方程式，并指明反应类型。 Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH Ca(OH)₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O CaCO₃ +2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O 2Ca+O₂=2CaO CaO+H₂O=Ca(OH)₂ CaO+CO₂=CaCO₃ 化合反应 / 化合反应 化合反应 I ① ② ③ ④ ⑤ 物质的转化 ③ c①co 2 ②→H₂CO₃ ⑤ CaCO₃ ④ 写出图中序号所示转化所需反应物的化学式： ① O₂ ② H₂O ③ Ca(OH)₂ ④ CaO ⑤ Ca(OH)₂ _(答案合理即可)。 物质的转化 (2)针对上述转化关系，从物质分类的角度看，发现什么规律? 酸或酸性 氧化物 O₂ 碱性氧化物 O₂ 酸性氧化物 酸或酸性 氧化物 碱或碱性 氧化物 金属 非金属 单质 物质的转化 H₂O H₂O 碱或碱性 氧化物 碱 酸 盐 盐 【思考】根据上面的转化过程，写出由金属单质Na 到Na₂CO₃ 、 非 金属单质S到对应盐CuSO₄ 的转化过程，并讨论两个物质系列之间 可能发生的反应。 S SO₂ SO₃ NaOH Na₂CO₃ H₂SO₄ CuSO₄ Na Na₂O ↓ 物质的转化 【思考】工业上制取NaOH ①不采用Na₂O 与H₂O 反应的原因： ②主要采用：电解饱和食盐水； ③过去曾采用：用盐(如 Na₂CO_3 Ca(OH)₂ 反应。 Na₂O作为原料，来源少，成本高 物质的转化 )与碱[如 (2)最适当方法的选择 考虑因素 反应进行的可能性 原料来源 成本高低 设备要求 物质的组成和性质 物质之间的转化关系 要能发生反应 3、确定制备物质的方法 物质的转化 (1) 确定依据 物质制 物质的组成和性质 的确定 物质之间的转化关系 常见转化关系 金属单质 非金属单质 碱性氧化物 盐 酸性氧化物 碱 酸 反应进行的可能性 原料来源 成本高低 设备要求 工业 生产 方法 的选 择 备方法 依据 课堂小结 物质的转化 高中化学 必修 第一册 E N D $$