内容正文:
化学 必修1 第一册
第二课时 物质的转化 化学反应的分类
1.理解单质、氧化物、酸、碱、盐等物质之间的相互转化关系。2.从化合价升降的角度初步认识氧化还原反应。3.能举例说明四种基本化学反应类型的分类。
一、常见物质间的转化
物质的转化反应
实例(化学方程式)
单质→化合物
2Ca+O2===2CaO
化合物→单质
CaCl2(熔融)Ca+Cl2↑
碱性氧化物→碱
CaO+H2O===Ca(OH)2
酸性氧化物→酸
SO3+H2O===H2SO4
酸性(或碱性)氧化物→盐
CO2+CaO===CaCO3
盐→氧化物
CaCO3CaO+CO2↑
碱→盐
Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
金属→盐
Ca+2HCl===CaCl2+H2↑
无机物→有机物
6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
二、化学反应类型
1.根据化学反应的特征将化学反应分为四种基本类型
反应通式
反应类型
实例(化学方程式)
A+B===C
化合反应
2Cu+O22CuO
C===A+B
分解反应
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
AB+C===A+CB
置换反应
CuSO4+Zn===Cu+ZnSO4
AB+CD===AD+CB
复分解反应
Ca(OH)2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaOH
2.根据反应前后元素的化合价是否发生变化分类
反应类型
氧化还原反应
非氧化还原反应
实例
Fe+CuSO4=== FeSO4+Cu
NaOH+HCl=== NaCl+H2O
判断
反应前后元素化合价发生变化
反应前后元素化合价不发生变化
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)碱性氧化物都能与水化合生成碱。( )
(2)凡是生成盐和水的反应都是中和反应。( )
(3)金属生成盐的反应一定是置换反应。( )
(4)金属单质可与氧气反应生成碱性氧化物。( )
(5)置换反应一定是氧化还原反应。( )
(6)反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2既是置换反应,又是氧化还原反应。( )
(7)通过化学反应不能实现盐→盐的转化。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×
启思研讨 教师独具内容
甘肃马家窑遗址出土的青铜刀(如图所示),是我国最早冶炼的青铜器,由于时间久远,其表面有一层“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”,是铜和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生的,化学式为[Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能与酸反应生成铜盐、CO2和H2O。某同学利用以下反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
铜铜绿ACu(OH)2BCu
[问题探究]
1.从物质分类的角度分析,“铜绿”属于哪类物质?写出“铜绿”与盐酸反应的化学方程式。
提示:“铜绿”属于碱式碳酸盐;反应的化学方
程式为Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O。
2.上述转化关系中,若②中加入的是稀盐酸,试指出转化关系中A、B分别是何种物质?写出④、⑤的化学方程式并指明反应类型。
提示:A为CuCl2,B为CuO;④、⑤的化学方程式分别为Cu(OH)2CuO+H2O(分解反应)、H2+CuOCu+H2O(置换反应)。
3.设计实现CuO到Cu(OH)2的转化,并写出反应的化学方程式。
提示:CuOCuSO4Cu(OH)2
①CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
②CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4。
知识点一 物质的化学通性
物质类别
化学通性
金属、非金属
活泼金属+H2O―→碱+H2
活泼金属+非氧化性酸―→盐+H2(硝酸、浓硫酸是氧化性酸)
较活泼金属+较不活泼金属盐―→较活泼金属盐+较不活泼金属
氧化物
酸性氧化物+H2O―→含氧酸(酸性氧化物必须可溶)
酸性氧化物+碱―→盐+水
酸性氧化物+碱性氧化物―→盐
碱性氧化物+H2O―→碱(碱性氧化物必须可溶)
碱性氧化物+酸―→盐+水
酸
酸+指示剂:能使紫色石蕊溶液变红,无色酚酞溶液不变色
酸+活泼金属―→盐+H2(酸不能是硝酸和浓硫酸)
酸+碱性氧化物―→盐+水
酸+碱―→盐+水
酸+盐―→新盐+新酸
碱
碱+指示剂:能使紫色石蕊溶液变蓝,无色酚酞溶液变红
碱+酸性氧化物―→盐+水
碱+酸―→盐+水
碱+盐―→新盐+新碱
盐
盐+酸―→新盐+新酸
盐+碱―→新盐+新碱
盐+盐―→新盐+新盐
较不活泼金属盐+较活泼金属―→较活泼金属盐+较不活泼金属
[注意] (1)以上转化关系中,要特别注意有些反应的条件,如复分解反应的条件等。
(2)利用这些反应关系,除可以制备物质外,还可以用于物质的鉴别、提纯以及研究物质的性质。
1.金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是( )
A.Na→Na2O→NaCl→AgCl
B.Cu→CuO→Cu(OH)2→CuCl2
C.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
D.CaCO3→CaO→Ca(OH)2→CaCl2
答案:B
解析:A项,钠与O2反应生成氧化钠,氧化钠与盐酸反应生成氯化钠,氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀;B项,氧化铜和水不反应,所以氧化铜不能通过一步反应生成氢氧化铜;C项,镁与盐酸反应生成氯化镁,氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁,氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁;D项,碳酸钙高温分解生成氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙。
2.单质、氧化物、酸、碱和盐的相互转化关系如图所示,现选择铁、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,请将图中指定序号的转化用化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。
①C+O2CO2;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________;
⑥________________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________________。
答案:②CO2+H2O===H2CO3
③CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O(或CO2+CaO===CaCO3)
④Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
⑤CaO+2HCl===CaCl2+H2O(或CaO+CO2===CaCO3)
⑥Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
⑦CaO+H2O===Ca(OH)2
知识点二 氧化还原反应与四种基本反应类型
1.化合价变化与氧化还原反应的关系
(1)并非只有有氧得失的反应才是氧化还原反应,凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,元素化合价升降是氧化还原反应的外在特征,可用来判断化学反应是否为氧化还原反应。
(2)在氧化还原反应中,并不是所有元素化合价都发生改变,例如:Fe+2HCl===H2↑+FeCl2中Cl元素的化合价没有改变;也不是一定有两种元素化合价发生改变,例如:Cl2+2KOH===KCl+KClO+H2O中只有Cl元素的化合价发生改变,而2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2中Fe、Cl、Br三种元素的化合价都发生改变。
(3)在氧化还原反应中,元素化合价的升高与降低一定同时发生,且化合价升高总数=化合价降低总数。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(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。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。例如:3O22O3。
3.现有A、B、C、D四种物质,它们分别是Fe、HCl(稀)、NaOH(溶液)、AgNO3(溶液)四种物质中的一种,它们之间的反应关系及所发生反应的反应类型如图:
则物质B为( )
A.Fe B.HCl(稀)
C.NaOH(溶液) D.AgNO3(溶液)
答案:B
4.下列化学反应中,既属于四种基本反应类型,又属于氧化还原反应的是( )
A.NH4Cl+NaOHNH3↑+H2O+NaCl
B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C.Cl2+2KBr===Br2+2KCl
D.NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
答案:C
本课总结
1.单质、氧化物、酸、碱、盐之间常见的转化关系
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
两个“可能”、两个“一定”、一个“不一定”。
随堂提升
1.某同学要在奥运五连环中填入物质,使相连物质间能发生反应,不相连物质间不能发生反应。你认为“五连环”中有空缺的一环应填入的物质是( )
A.硫酸 B.氧气
C.二氧化碳 D.氧化钙
答案:C
解析:根据题意知,填入的物质既能与NaOH溶液反应,又能与碳反应,且不与Fe和稀盐酸反应,故填入空缺的物质为CO2。
2.下列属于氧化还原反应的是( )
A.CaO+H2O===Ca(OH)2
B.2NaOH+MgCl2===Mg(OH)2↓+2NaCl
C.SO2+H2O2===H2SO4
D.Cu(OH)2CuO+H2O
答案:C
3.氢氧化钾是我国古代纺织业常用于漂洗的洗涤剂。古代制取氢氧化钾的流程如下:
上述流程中没有涉及的化学反应类型是( )
A.化合反应 B.置换反应
C.分解反应 D.复分解反应
答案:B
4.对于下列反应的反应类型的判断不正确的是( )
A.CO2+H2O===H2CO3 化合反应;非氧化还原反应
B.Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O 分解反应;非氧化还原反应
C.CuO+COCu+CO2 置换反应;氧化还原反应
D.MgCO3+H2SO4===MgSO4+CO2↑+H2O 复分解反应;非氧化还原反应
答案:C
5.某同学在实验探究中发现了一些物质之间发生化学反应的颜色变化,如图所示。
(1)编号①反应的指示剂是 ;编号②反应的金属单质是 。
(2)根据图示可以总结出稀盐酸的化学性质,其中编号②反应的基本反应类型是 反应。
(3)写出符合编号③反应的化学方程式: 。
(4)假设编号④反应的盐是AgNO3,则编号④对应方框中的反应现象是 。
答案:(1)紫色石蕊试剂 Fe (2)置换\
(3)6HCl+Fe2O3===3H2O+2FeCl3
(4)生成白色沉淀
课时作业
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.成语是我国传统文化的瑰宝。下列成语不涉及氧化还原反应的是( )
A.水滴石穿 B.死灰复燃
C.百炼成钢 D.火上浇油
答案:A
2.生石灰(CaO)可作食品干燥剂,属于碱性氧化物,下列不能与其发生反应的物质是( )A.H2SO4 B.SO2
C.H2O D.NaOH
答案:D
3.在下列反应中,H2SO4不是表现酸的通性的是( )
A.H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
B.H2SO4+MgO===MgSO4+H2O
C.H2SO4+Na2CO3===Na2SO4+CO2↑+H2O
D.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
答案:D
4.下列物质间的转化能一步实现的是( )
A.Na2CO3→NaOH B.CaCO3→Ca(OH)2
C.NaNO3→NaCl D.CuO→Cu(OH)2
答案:A
解析:A项,Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH;B项,CaCO3不溶于水,不能与可溶性碱反应得到Ca(OH)2;C项,NaNO3不能与其他物质反应生成NaCl;D项,CuO不溶于水,不能通过一步反应得到Cu(OH)2。
5.某微观变化如图所示,下列反应与该微观变化一致的是( )
A.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ B.2HI+Cl2===2HCl+I2
C.CO2+C2CO D.2HCl+CuO===CuCl2+H2O
答案:B
6.对于化学反应A+B===C+D,下列说法中正确的是( )
A.若生成物C、D中有一种为单质,则该反应一定是置换反应
B.若生成物C和D分别为两种沉淀,A、B有可能为盐和碱
C.若C、D是盐和水,A、B一定是酸和碱
D.若A、B为两种化合物,C、D也一定为化合物
答案:B
解析:A中如氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳,有单质生成,但其不属于置换反应;B中盐和碱反应有可能生成两种沉淀,如硫酸镁和氢氧化钡的反应;C中酸性氧化物与碱反应或碱性氧化物与酸反应也能生成盐和水;D中如CuO+COCu+CO2,两种化合物反应生成一种单质和一种化合物。
7.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是( )
A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
答案:D
解析:由题图可知,阴影部分所代表的化学反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应。A、B、C三项分别属于置换反应、分解反应、化合反应。
8.下列各组物质中,物质之间按箭头方向不能通过一步反应实现如图所示转化的是( )
A.甲为CuO、乙为CuSO4、丙为Cu
B.甲为C、乙为CO、丙为CO2
C.甲为CaCO3、乙为CaO、丙为Ca(OH)2
D.甲为H2SO4、乙为H2O、丙为H2
答案:C
解析:选项C中CaCO3难溶于水,不与碱溶液发生反应,不能通过一步反应生成氢氧化钙。
9.碳元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点可能是CH4
B.b点对应的物质充分燃烧可得到d点对应的物质
C.某化合物的化学式为CaCO3,它对应的点是f
D.c点对应的物质与水反应可得到e点对应的物质
答案:D
解析:CH4中C元素化合价为-4价,a点为-4价C元素的有机化合物,a点可能是CH4,A正确;b点对应的物质是碳单质,d点是C元素的+4价氧化物,d点是CO2,碳充分燃烧可生成CO2,B正确;CaCO3是盐,C元素化合价为+4价,所以CaCO3对应的点是f,C正确;c点对应的物质是C元素的+2价氧化物,c点是CO,CO与水不反应,D错误。
10.右图表示酸、碱、盐之间可以发生复分解反应(连线表示物质之间可以相互反应),下表提供的四组物质中符合如图要求的是( )
物质
选项
酸
碱
盐1
盐2
A
H2SO4
Ca(OH)2
BaCl2
Na2CO3
B
H2SO4
Ba(OH)2
Na2CO3
CuSO4
C
H2SO4
Ca(OH)2
Na2CO3
BaCl2
D
HCl
NaOH
CuSO4
FeCl3
答案:B
解析:A项,碱与盐1不能发生反应;C项,碱与盐2不能发生反应;D项,盐1与盐2、酸与盐1不能发生反应。
11.如图中“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“―→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。下面四组选项中,符合图示要求的是( )
选项
甲
乙
丙
丁
A
H2SO4
Na2SO4
NaOH
NaCl
B
KCl
K2CO3
KOH
HCl
C
O2
CO
CuO
C
D
Fe
CuCl2
Ag
HCl
答案:C
解析:C中反应依次为甲和乙:O2+2CO2CO2;乙和丙:CO+CuOCu+CO2;丙和丁:2CuO+C2Cu+CO2↑;甲和丁:O2+CCO2;丁→乙:2C+O22CO。
12.有关物质之间的部分转化关系如图所示,其中“-”表示物质之间能发生化学反应,“→”表示物质之间的转化关系。下列说法中正确的是( )
A.物质X可以是一种常见的酸性氧化物
B.反应②一定有盐参加反应
C.图中转化涉及置换反应
D.常温下,向Ca(OH)2溶液中加入CaO,所得溶液中溶质质量分数一定增大
答案:A
解析:①是CaO+H2O===Ca(OH)2;②可以是Ca(OH)2与可溶性碳酸盐反应,也可以是Ca(OH)2与CO2反应;③是CaCO3CaO+CO2↑;X可以与CaCO3相互转化,同时X可以与Ca(OH)2反应,故X可能为CO2;⑤可以为CaCO3CaO+CO2↑或CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O等;⑥可能为Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。物质X可能是CO2,CO2是一种常见的酸性氧化物,A正确;②可以是Ca(OH)2与CO2反应,B错误;图中的所有转化不涉及置换反应,C错误;若常温下Ca(OH)2溶液饱和,加入CaO,恢复至常温,所得溶液中溶质的质量分数不变,D错误。
二、非选择题
13.物质A~E均含同种元素,都是中学化学中常见的物质,它们可发生如图所示的反应(除A~E外的其他物质已略去):
(1)写出相应物质的类别:
物质
B
C
D
类别
(2)在以上反应中,属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(3)写出反应③和⑦的化学方程式:__________________________________、____________________________。
答案:(1)盐 碱 氧化物
(2)①②⑦
(3)CuO+H2SO4===CuSO4+H2O Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
解析:由DEBC,可知E为硫酸盐,B为氯化物;由反应⑦EA、反应①DA,可知反应⑦、①均为置换反应,各物质为中学化学中常见物质,则推测A为Cu、E为CuSO4、B为CuCl2、C为Cu(OH)2,由CD可知D为CuO。经验证符合转化关系。
14.钛及其合金在航空航天、生物医学等领域具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景,可通过图示的转化制取。
(1)反应①的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl2===2X+2TiCl4+6CO,则X为________。
(2)反应①②③________(填“全部”“都不”或“有些”)是氧化还原反应。
(3)写出反应③的化学方程式:__________________________________,该反应的反应类型为________。
答案:(1)FeCl3 (2)全部
(3)4Na+TiCl44NaCl+Ti 置换反应
解析:(2)三个反应中均有元素的化合价变化,故全部是氧化还原反应。
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