内容正文:
第一节 物质的分类及转化
第1课时 物质的分类
第一章 物质及其变化
栏目索引
基础落实 梳理必备知识
重难探究 提升关键能力
学以致用 发展学科素养
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。
第一章 物质及其变化
高中化学 必修 第一册 R
一、根据物质的组成和性质分类
1.物质的组成
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2.同素异形体
概念 示例
由______元素形成的几种性质不同的____,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
同一种
单质
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[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)。
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3.两种常用分类方法
(1)树状分类法:根据物质的____对物质进行分类的一种方法,形象地称为树状分类法。
组成
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(2)交叉分类法:从不同的角度对物质进行分类的一种方法。
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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__反应生成______的氧化物 大多数非金属氧化物 CO2、SO2、SO3等
碱性
氧化物 能与__反应生成______的氧化物 大多数金属氧化物 CaO、CuO、MgO等
碱
盐和水
酸
盐和水
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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____形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的______,叫做分散系。
粒子
混合物
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(2)组成
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(3)分类
根据分散质粒子的________对分散系进行分类,可分三大类:
直径大小
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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 ____ ____ ____
举例 Fe(OH)3胶体 云、雾 有色玻璃
液体
气体
固体
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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__________饱和溶液。继续煮沸至液体呈______,停止加热,即可制得Fe(OH)3胶体。
FeCl3
红褐色
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(3)胶体的性质——丁达尔效应
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◆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。
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◆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。
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◆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。
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物质分类的易错警示
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◆概念图解
氧化物及分类
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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。
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◆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。
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◆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( )
×
×
√
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(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( )
×
×
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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”。
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[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
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(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
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[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
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解析:
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1.(2025·辽宁名校联盟期中)食醋、纯碱、氢氧化钙、干冰是生活中常见的物质,按照如图所示的树状分类法分类,它们分别属于 ( )
A.①④③⑤ B.②④③⑤
C.①③③⑤ D.②③③⑤
A
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解析:
食醋属于混合物①;纯碱是碳酸钠,属于盐④;氢氧化钙属于碱③;干冰是二氧化碳,属于氧化物⑤。
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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图所示。
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[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。
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[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
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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。
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[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
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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 ( )
C
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解析:
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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。
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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。
第一章 物质及其变化
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[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。
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1.多角度认识三种分散系
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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。
第一章 物质及其变化
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(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。
第一章 物质及其变化
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[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
B
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解析:
第一章 物质及其变化
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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。
第一章 物质及其变化
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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
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解析:
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A
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
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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。
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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
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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。
第一章 物质及其变化
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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
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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。
第一章 物质及其变化
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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
第一章 物质及其变化
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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。
第一章 物质及其变化
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5.(原创题)2022年6月自然杂志报道,中国科学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
第一章 物质及其变化
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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。
第一章 物质及其变化
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课时梯级训练(1)
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