内容正文:
第一节 物质的分类及转化
一、物质的分类
1、根据物质的组成和性质分类
请同学们列举,生活中我们见到过那些对事物进行分类的现象呢?
想一想,我们为什么要对事物进行分类呢?
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化学的研究对象是物质。在自然界中,100多种元素形成了丰富多彩的物质世界,而且人工合成的物质种类也在不断增加。
面对数以亿计、形态各异的物质,为了研究方便,化学家们需要按一定的标准对物质进行分类,以便研究各类物质共性和特性。有利于把握物质之间的本质区别和联系,进而探讨各类物质之间的转化关系,为从整体上认识化学物质及其变化提供线索。
并阅读P7 方法导引
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练习1:请尝试对下列物质进行分类:
空气、乙醇(C2H5OH)、水、硫酸铵、铜、碘酒、碘、 氧气、石墨 、食盐水、硫酸、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钠、甲烷
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1、根据物质的存在状态分
2、根据物质的某些性质,如导电性分
3、根据物质的溶解性
若要对物质进行分类,首先需要确定分类的依据(标准)。
根据物理性质对物质分类,优点是简单直观,缺点是无法认识物质的本质特征。
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4、根据物质的组成
根据化学学科的研究目的,我们需从化学研究的视角对物质进行分类
组成、结构、性质、变化规律等
组分(由几种物质组成)
元素组成
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物 质
混合物
纯净物
单 质
化合物
氧化物
金属单质
非金属单质
无机化合物
有机化合物
酸
碱
盐
……
有机(化合)物:由碳元素组成的多数化合物,
一般也含有氢元素。
结晶水合物属于纯净物
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树状分类法
优点:对同类事物按某一标准进行再分类,适合层次包含关系,使知识系统化。对事物的认识越来越深入。
同一层次的物质类别间一般
相互独立、没有交叉的,
又同属于它们的母类。
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1、混合物和纯净物
纯净物 混合物
宏观 由同种物质组成(只有一种物质) 由不同种物质组成(由几种不同的物质混合)
特征 有固定的组成、有固定的性质(如有固定的熔沸点) 没有固定的组成、不具有固定的性质(如没有固定的熔沸点)
实例 氢气、氦气、CuSO4 空气、石油、玻璃
思考1:混合物和纯净物的分类依据是什么?
学
学
2、单质与化合物
单质 化合物
定义
形态 性质
由同种元素组成的纯净物
由不同种元素组成的纯净物
是元素的游离态
是元素的化合态。各组元素失去游离态的性质
思考2:纯净物根据组成分为单质和化合物,单质和化合物的分类依据又是什么?
同素异形体:同种元素形成的不同单质
(单质间的互称)
组成相同,结构不同。
思考3:只由一种元素组成的物质一定是单质吗?
金刚石、石墨、C60;氧气、臭氧(O3);白磷、红磷。
由同一种元素组成的物质一定是纯净物吗?
×
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思考4:按照树状分类法,NH3应该属于哪一类物质?
氢化物
请仿照氧化物的定义,给氢化物下一个定义。
认识是不断发展的。随着我们认识的物质越来越丰富,对物质的认识越来越深入,树状分类法的大树必将越来越枝繁叶茂。
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结构决定性质,性质决定用途。认识物质就要认识物质的性质尤其是化学性质,这是实现物质转化的基础。所以还可以从化学性质的角度对物质进行分类。
练习2:请对下列氧化物进行分类,并说明分类标准。
Al2O3 CaO SO2 Fe2O3 CO2 P2O5 Mn2O7
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酸性氧化物:能与碱反应只生成盐和水的氧化物。
碱性氧化物:能与酸反应只生成盐和水的氧化物。
酸性氧化物的通性:例CO2
①与碱反应只生成盐和水
②大多数酸性氧化物与水反应生成对应的酸
例:SO3+H2O==H2SO4
③与碱性氧化物反应生成盐
碱性氧化物的通性:
①与酸反应只生成盐和水
②强碱对应的氧化物与水反应生成强碱
例:CaO +H2O == Ca(OH)2 , Na2O +H2O = 2NaOH
③与酸性氧化物反应生成盐 CaO+SO2= CaSO3
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两性氧化物:既能与酸反应又能与碱反应只生成盐和水的氧化物 Al2O3
不成盐氧化物:既不能与酸反应又不能与碱反应的氧化物。
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
思考:根据下面的化学方程式,判断Al2O3 是哪种氧化物
CaO、Fe2O3
SO2、CO2、P2O5
SO2、CO2、P2O5
氧化物
Al2O3
CO NO
按组成元素分
碱性氧化物
不成盐氧化物
酸性氧化物
按照性质分
两性氧化物
特殊氧化物
Na2O2 NO2
金属氧化物
非金属氧化物
CaO、Fe2O3
Mn2O7
Mn2O7+2KOH=2KMnO4+H2O
注:练习方程式的书写
SO2
Fe2O3
CO2
碱性氧化物
酸性氧化物
非金属氧化物
金属氧化物
CaO
原因
角色多重性
前提
同一事物可同时分属不同类别
分类的角度
(标准)不同
交叉分类法
对同一事物,从不同的角度、采用多种标准进行分类的方法。
特点:物质类别间有相交叉的部分
优点:从不同角度对同一个物质进行多方位的研究,使我们对事物的认识更全面。
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【概念辨析】下列说法正确吗?
①金属氧化物一定是碱性氧化物
②碱性氧化物一定是金属氧化物
③非金属氧化物一定是酸性氧化物
④酸性氧化物一定是非金属氧化物
√
× Mn2O 7、Al2O3
× CO 、NO
× Mn2O 7
碱性氧化物
Al2O3 Na2O2等
多数非金属氧化物是酸性氧化物;多数金属氧化物是碱性氧化物;
碱性氧化物一定是金属氧化物。
酸性氧化物
非金属氧化物
金属氧化物
CO NO NO2 等
氧化物
练习
运用分类的方法,可以发现物质极其变化的规律,预测物质的性质及可能发生的变化。
应用:二氧化硅(SiO2)、三氧化硫(SO3)与二氧化碳(CO2)一样都属于酸性氧化物,请你预测二氧化硅的性质。
3.根据物质的组成和性质对化学物质进行再分类------氧化物的再分类
小结:
2.一个新概念-----同素异形体
1.一个重要的方法----简单分类:树状分类法和交叉分类法
物质——物质类别——物质的性质及可能发生的化学反应
预测
利用分类的思想,对下列物质进行分类:
HCl, HF, H2SO4, HNO3, H3PO4, H2S, NaOH,Ca(OH)2, Fe(OH)3,
NH3•H2O, Na2CO3, CaCO3, BaSO4, NaHCO3, Cu2(OH)2CO3
一水合氨
任务一 小组活动:
一、酸、碱、盐的性质
请尝试从不同的角度对酸进行分类
酸:在水中能解离出H+和酸根
1.按组成上是否含有氧元素分:
H2SO4 HNO3 H3PO4
含氧酸:
无氧酸:
HCl HF H2S
2.按性质分:
HNO3 HCl HF H2S CH3COOH
H2SO4 H3PO4
易挥发酸:
难挥发酸性:
挥发性
想一想,我们为什么要按这些标准对酸进行分类?
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任务二: 氢离子 H+
使酸碱指示剂变色
金属活动顺序表
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
盐与盐、盐与碱能反应的条件一般要求二者都可溶
碱的分类
1、按其在水溶液中溶解性分:
可溶性碱:
难溶性碱:
KOH NaOH Ba(OH)2 Ca(OH)2 NH3•H2O
Cu(OH)2 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Zn(OH)2
可溶性碱的氧化物 + 水 = 碱
如: Na2O +H2O = 2NaOH
如: Cu(OH)2 = CuO +H2O
难溶性碱加热易分解
碱:在水中能解离出OH-和金属阳离子或铵根
盐的分类
由金属阳离子(或NH4+)与酸根组成的化合物
1、按组成酸根是否含氧分为:
含氧酸盐:
无氧酸盐:
AgCl
KNO3
2、按阴、阳离子来分:
交叉分类法
溶解性表
P120 附录IV
钾钠铵盐都可溶,硝酸盐遇水无踪影,
硫酸盐不溶钡和铅,氯化物不溶银亚汞,
碳磷酸盐多不溶,还要记住四微溶。
3、按是否可溶于水分:
可溶性盐:
难溶性盐:
KCl NaNO3 NH4HSO4
CaCO3 AgCl BaSO4
想一想,我们为什么要按这些标准对盐进行分类?
二.物质的转化
任务三:小组思考与讨论:
(1)写出下列物质之间的转化的方程式,体会有金属单质到盐,非金属单质到盐的转化关系
(2)对于上述转化关系,从物质分类的角度,你发现了什么规律?
学以致用:小组活动
现医院急需一批钡餐(BaSO4),现以一下物质为原料模拟工业过程进行生产:请设计生产途径,并写出对应方程式
Ba, BaO,BaCl2, Ba(OH)2, BaCO3,
Na2SO4, H2SO4, ZnSO4,CuSO4
资料:物质具体价格一览表
钡餐 Ba BaO BaCl2 Ba(OH)2 BaCO 3
40元
500g 240元
100g 3000
100g 11元
1000g 15元
1000g 13元
500g
H2SO4 Na2SO4 ZnSO4 CuSO4
100元
98%500ml 5.9元
500g 5元
500g 16元
500g
工业上生产:
反应进行的可能性
原料来源
成本
设备
工艺
效率
应用:
1.帮助我们推断元素性质
2.帮助我们寻找制备方法
阅读化学和职业,并结合本节课的学习,谈谈你的感受和收获
以上我们研究的都是纯净物的分类,那么混合物的情况又如何呢?
下回分解
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