内容正文:
专题1 物质的分类及计量
第一单元 物质及其反应的分类
专题1 物质的分类及计量
高中化学 必修 第一册 S
专题1 物质的分类及计量
高中化学 必修 第一册 S
专题1 物质的分类及计量
高中化学 必修 第一册 S
课程标准 核心素养
1.学会从不同的角度(如组成、性质)对物质进行分类。
2.掌握常见物质之间的转化。 1.宏观辨识与微观探析:能从不同视角对典型的物质及其主要变化进行分类,形成物质是由元素组成和化学变化中元素的种类不变的观点。
2.变化观念与平衡思想:能结合实例说明常见物质的转化。
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高中化学 必修 第一册 S
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 发展科学素养
一、物质的分类
1.分类
分类是指按照________________分别归类。通常可根据事物的________或________来进行分类。
种类、等级或性质
本质特征
外部特征
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2.物质分类的意义
(1)通过比较物质间的相似性,把某些具有共同点或相似特征的事物归为一类,以提高研究的效率。
(2)使表面上看起来比较杂乱的事物变得井然有序,有助于我们按物质的类别进一步研究物质的组成、结构和性质。
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二、常见物质的分类
1.根据物质的组成和性质分类
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(1)氧化物的分类
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(2)酸的分类
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(3)碱的分类
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2.根据物质的存在状态和性质分类
(1)根据物质的存在状态,将物质分为____物质、____物质和____物质。
(2)根据物质的导电性,将物质分为____、______和______。
(3)根据物质在水中的溶解性,将物质分为______物质和______物质、______物质。
气态
液态
固态
导体
半导体
绝缘体
可溶性
微溶性
难溶性
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三、物质的转化
1.物质的转化关系图
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2.以碳、镁两种元素的单质和化合物为例,按要求完成物质间的转化。
物质的转化反应 实例(化学方程式)
单质→化合物 _______________或________________________
碱性氧化物→碱 _________________________
酸性氧化物→酸 _____________________
酸→盐 Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
MgO+H2O===Mg(OH)2
CO2+H2O===H2CO3
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四、化学反应的分类
1.化学反应的类型
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2.氧化还原反应与四种基本化学反应类型之间的关系
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(1)两个可能:化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。
(2)两个一定:置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定是非氧化还原反应。
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判断正误:(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NaCl属于固体,也属于易溶物质,还属于盐( )
(2)含氧元素的化合物都是氧化物( )
(3)KNO3既属于钾盐,又属于硝酸盐( )
(4)Na2CO3、NaHCO3、Cu2(OH)2CO3分别属于正盐、酸式盐、碱式盐( )
√
×
√
√
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(5)通常条件下,碱性氧化物都可以与H2O反应生成相应的碱( )
(6)化学反应中一定有物质的转化,物质的转化过程中一定发生化学反应( )
(7)有机物只能在自然界中合成,无法通过人工合成( )
×
×
×
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探究一 物质分类的方法
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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1.物质分类中的常见误区
(1)误区一:误认为由同种元素组成的物质一定是纯净物。某物质可能由一种元素的不同单质混合而成,如O2、O3组成的混合气体就是混合物。
(2)误区二:误认为能解离出H+的物质一定是酸,如NaHSO4是一种盐。
(3)误区三:误认为酸性氧化物一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物,但属于酸性氧化物;误认为非金属氧化物一定属于酸性氧化物,如CO、NO是非金属氧化物,但都不属于酸性氧化物。
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(4)误区四:误认为金属氧化物一定是碱性氧化物,如Fe3O4是金属氧化物,但不是碱性氧化物。
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2.多角度认识酸、碱和盐的分类
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[例1] 辨别下列说法是否正确。
(1)由一种元素组成的物质是纯净物( )
(2)化合物一定含有不同种类元素( )
(3)混合物一定含有不同种元素( )
(4)酸一定含有氧元素( )
(5)盐一定含有金属元素( )
答案:(1)错误 (2)正确 (3)错误 (4)错误
(5)错误
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解析:
由同一种元素组成的物质可能是单质,也可能是混合物,如氧气和臭氧的混合物; 不同种元素组成的纯净物是化合物;混合物是由不同种物质组成的,可能含有一种元素,也可能含有不同种元素;酸可分为含氧酸和无氧酸;盐可能是由酸根阴离子和铵根离子构成的物质,不一定含有金属元素。
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1.(2024·江苏徐州高一质检)室内污染物主要分为甲醛、苯、氨(NH3)和氡(Rn)四种,其中甲醛在中国有毒化学品优先控制名单上高居第二位,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。
根据上述信息,回答下列问题:
(1)甲醛、苯两种物质的分子式分别为CH2O和C6H6。上述材料背景中提及的甲醛、苯、氨和氡四种物质中属于含碳物质的是________,属于含氢物质的是______________,属于化合物的是____________,属于单质的是________。
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(2)从甲醛的分子式中可以看出该物质中含有氧元素,那么甲醛属于氧化物吗?为什么?
____________________________________________________________________________________________________________________________。
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(3)甲醛、苯充分燃烧后的产物都是水和二氧化碳,下列关于水和二氧化碳的说法不正确的是________(填标号)。
A.水和二氧化碳都是酸性氧化物
B.水和二氧化碳都是纯净物
C.水和二氧化碳都能与NaOH反应
D.水和二氧化碳中的氧元素都是化合态
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答案:(1)甲醛、苯 甲醛、苯、氨 甲醛、苯、氨 氡
(2)甲醛不属于氧化物,因为氧化物是由两种元素组成,其中一种元素为氧元素
(3)AC
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解析:
(1)甲醛、苯、氨和氡四种物质的分子式分别为CH2O、C6H6、NH3、Rn。由此可见只有甲醛、苯属于含碳物质,甲醛、苯和氨都是含氢物质,而且都是化合物,氡是稀有气体,属于单质。
(2)从甲醛的分子式虽然可以看出其中含有氧元素,但该物质含有三种元素(碳、氢、氧元素),因此不是氧化物。
(3)水和二氧化碳都属于氧化物,但只有二氧化碳是酸性氧化物,A错误、B正确;水不与NaOH反应,CO2与NaOH反应生成Na2CO3和H2O,C错误;水中的氧原子与氢原子构成了水分子,是化合态,二氧化碳中的氧原子与碳原子构成了二氧化碳分子,也是化合态,D正确。
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2.阅读下面两段文字:
A.嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,嫦娥四号探测器主体部分使用钛合金①等新材料,太空舱中利用铁酸镍(NiFe2O4)②和其他物质转化呼出的二氧化碳③等废气。
B.我国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射。长征三号乙运载火箭的一子级上部是装有液氧④和四氧化二氮(N2O4)⑤的氧化剂箱,下部是装有汽油⑥的燃料箱。
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上述短文标有序号的物质中,属于混合物的是______(填标号,下同),属于单质的是______,属于氧化物的是________,其主要成分属于有机物的是________,属于盐的是________。
答案:①⑥ ④ ③⑤ ⑥ ②
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合金是金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质,所以①钛合金属于混合物;②铁酸镍是由Fe2O和Ni2+构成的盐;③二氧化碳和⑤四氧化二氮都由两种元素组成,且其中一种是氧元素,属于氧化物;④液氧是氧气单质;⑥汽油属于混合物,其主要成分属于有机物。
解析:
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探究二 物质的转化
《石灰吟》中提到钙的化合物之间的相互转化过程,涉及反应的化学方程式为
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[问题设计]
(1)上述化学物质之间是如何转化的?
提示:
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(2)我们要尊重科学,水变油(含碳、氢元素)的观点为何是错误的?
提示:由元素守恒可知,水是由氢、氧元素组成的,不可能变成油(含碳、氢元素)。
(3)从元素角度和物质类别角度,结合初中化学知识,分析金属钠转化为碳酸钠的过程,并分析所发生反应的化学反应类型,与同学们交流。
提示:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3,化合反应,化合反应,复分解反应。
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1.酸、碱、盐具有相似化学性质的原因
(1)酸具有相似化学性质是因为溶液中都含有H+。
(2)碱具有相似化学性质是因为溶液中都含有OH-。
(3)含有相同阴离子(或相同阳离子)的盐具有相似的化学性质。
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2.酸的主要化学通性
(1)酸能使紫色石蕊溶液显红色;酚酞溶液遇酸不变色。
(2)酸与碱反应生成盐和水,如NaOH+HCl===NaCl+H2O。
(3)酸与碱性氧化物反应生成盐和水,如CaO+2HCl===CaCl2+H2O。
(4)酸与活泼金属反应生成氢气,如Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑。
(5)酸与某些盐反应,如CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
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3.碱的主要化学通性
(1)与指示剂作用:紫色石蕊溶液遇碱显蓝色,酚酞溶液遇碱显红色。
(2)碱与酸性氧化物反应,如CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O。
(3)碱与酸反应,如HCl+NaOH===NaCl+H2O。
(4)碱与某些盐反应,如FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl。
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4.盐类物质的主要化学通性
(1)盐与金属反应,如Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu。
(2)盐与碱的反应,如CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(3)盐与酸的反应,如CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
(4)盐与某些盐的反应,如NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3。
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单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系
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[例2] 研究物质的类别有助于更好地研究物质的性质及转化。
(1)甲同学根据金属铁的性质推测金属钠的性质,认为钠常温下不与水反应,但查阅资料发现金属钠与水常温下剧烈反应。由此甲同学从物质的类别角度研究物质的性质,得到一些感悟。你认为甲同学的感悟是什么?
_______________________________________________________________
(2)CO2属于酸性氧化物,根据其性质类比酸性氧化物的一些通性。并进一步认识酸性氧化物与非金属氧化物之间的关系。
_______________________________________________________________
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(3)各列举一个化学反应填在横线上(用化学方程式表示)
①________________________________________________________
②________________________________________________________
③________________________________________________________
④________________________________________________________
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答案:(1)由物质的类别推测物质的性质注意:①通性与特性;②遇到新的问题要通过化学实验解决问题。
(2)酸性氧化物一般通性:①部分与水反应:CO2+H2O===H2CO3;②与碱反应:CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O;③与碱性氧化物反应:CaO+CO2===CaCO3;CO也是非金属氧化物,但不是酸性氧化物,与CO2性质不相似。
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(3)①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
③NaOH+HCl===NaCl+H2O
④2Na+Cl2===2NaCl
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3.某同学总结的Ca(OH)2的化学性质如图,下列说法错误的是 ( )
A
A. 甲一定是碳酸盐
B.反应②为放热反应
C.反应③可用于检验某种温室气体
D.向澄清石灰水中加入紫色石蕊溶液,溶液由紫色变为蓝色
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解析:
甲不一定是碳酸盐,也可能是硫酸铜等硫酸盐,A错误。
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4.以下表示的是碳及其化合物的转化关系,其中涉及的基本反应类型依次是 ( )
D
A.化合、置换、分解、复分解
B.置换、复分解、化合、分解
C.置换、化合、分解、复分解
D.置换、化合、复分解、分解
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解析:
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1.(2025·福宁古五校教学联合体期中)构建知识网络,厘清物质间的相互转化关系是化学学习中的一种重要方法。如图中线段两端的物质在一定条件下可以发生反应。下列符合图示要求的是 ( )
A
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A.①NaHCO3 ②CO2 ③Na2CO3
B.①Na2CO3 ②SO2 ③BaCl2
C.①Fe2O3 ②CO ③Ba(NO3)2
D.①NaHCO3 ②Fe ③K2CO3
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解析:
NaHCO3和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,NaHCO3和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水;CO2和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水;Na2CO3和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,A符合题意;BaCl2和氢氧化钙不反应,B不符合题意;Fe2O3和氢氧化钙不反应,CO和氢氧化钙不反应,Ba(NO3)2和氢氧化钙不反应,C不符合题意;Fe和氢氧化钙不反应,D不符合题意。
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2.第24届北京冬季奥林匹克运动会的火炬名为“飞扬”,本次冬奥会,主火炬首次以“微火”形式呈现在世界面前,这是奥运史上全新的一幕。“飞扬”燃料的主要成分是氢气,氢气属于 ( )
A.化合物 B.单质
C.酸 D.氧化物
B
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解析:
H2为双原子分子,属于单质。
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3.我国科学家在实验室里首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成,研究成果发表在2021年9月24日出版的国际学术期刊《科学》上。CO2属于 ( )
A.单质 B.氧化物
C.酸 D.碱
B
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解析:
CO2由两种元素组成,且其中一种是氧元素,故二氧化碳属于氧化物。
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4.下列各组物质中,按单质、化合物、混合物顺序排列的是 ( )
A.铁、四氧化三铁、冰水混合物
B.氯气、碳酸钠、食盐水
C.水银、空气、干冰
D.二氧化硫、水蒸气、盐酸
B
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解析:
冰水混合物是纯净物,A错误;氯气是单质,碳酸钠是化合物,食盐水是NaCl的水溶液,是混合物,B正确;水银是单质,空气是混合物,干冰是纯净物,C错误;二氧化硫是化合物,水蒸气是化合物,盐酸是混合物,D错误。
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5.下列四组实验中,不能体现酸的通性的是 ( )
C
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解析:
盐酸与BaCl2溶液不反应,稀硫酸与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀,与酸的通性无关。
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6.已知X和Y能发生如下反应:X+Y===H2O+盐,下列有关物质X和Y所属种类的判断一定不正确的是 ( )
A.X为酸、Y为碱
B.X为碱性氧化物、Y为酸
C.X为酸式盐、Y为碱
D.X为碱性氧化物、Y为酸性氧化物
D
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解析:
X和Y可能为酸和碱、碱性氧化物和酸、酸式盐和碱(如NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O),不可能是碱性氧化物和酸性氧化物(二者反应只生成盐,不会有水生成),D错误。
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7.选择铁、碳、氧气、盐酸、氧化钙、二氧化碳、水、氢氧化钙8种物质作为反应物,将图中指定序号的转化用反应的化学方程式表示(所写反应的化学方程式不能重复)。
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①____________________________________________________;
②____________________________________________________ ;
③____________________________________________________ ;
④____________________________________________________ ;
⑤____________________________________________________ ;
⑥____________________________________________________ ;
⑦____________________________________________________ 。
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②CO2+H2O===H2CO3
③CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
④Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
⑤CaO+2HCl===CaCl2+H2O
⑥Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
⑦CaO+H2O===Ca(OH)2
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8.下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装上的部分文字说明。
配料表 精制海盐、碘酸钾(KIO3)
含碘量 20~40 mg·kg-1
储藏方法 密封、避光、防潮
食用方法 烹调时待食品熟后加入碘盐
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请根据此表,结合中学学过的化学知识,回答下列问题:
(1)根据物质分类中的树状分类法的有关知识,在①HIO3、②NaIO3、③KOH、④I2O5、⑤NaCl五种________(填“混合物”“化合物”“盐”或“氧化物”)中,与碘酸钾(KIO3)属于同类物质的是________(填标号)。
(2)推测出碘酸钾(KIO3)的物理性质:碘酸钾______(填“能”或“不能”)溶于水,化学性质:碘酸钾在受热时________。
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答案:(1)化合物 ②⑤
(2)能 易分解
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解析:
(1)五种物质均属于化合物。碘酸钾属于盐,其中属于盐的有②和⑤。
(2)碘酸钾属于钾盐,能溶于水,根据“加碘盐”的食用方法“待食品熟后加入碘盐”可知碘酸钾受热易分解。
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