内容正文:
第一章 物质及其变化
人教版必修第一册
第一节 物质的分类及转化
物质的转化
第3课时
物质的转化及关系图
2
物质的性质
1
新识导航
学习
目标 1. 学生能够熟记金属氧化物、非金属氧化物、酸、碱、盐的主要化学通性,梳理各类物质间
的反应规律,能写出典型反应的化学方程式,学会判断物质之间能否发生转化反应。
2. 掌握单质-氧化物-酸(碱)-盐的转化路径,学会依据物质类别预测物质性质,能够设计简单方案完成不同类别物质之间的相互转化。
3. 认识化合、分解、置换、复分解四种基本反应类型,能够根据反应特点准确判断反应类型,
理清四种基本反应与氧化还原反应之间的关联关系。
教学
重难点 重点:金属氧化物、非金属氧化物、酸、碱、盐的反应通性;单质到盐的物质转化规律;四
种基本反应类型的判断。
难点:利用物质类别通性预判物质间能否反应;构建各类物质相互转化的知识网络;厘清基
本反应类型与氧化还原反应的交叉关系。
核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析:能够从物质类别角度认识各类物质的反应规律,从宏观反应现象归纳物质转化路径,建立“类别‑性质‑转化”的化学思维模型。
2. 科学态度与社会责任:了解物质转化在化工生产中的实际应用,体会依据物质转化规律选择制备物质的思路,感受化学转化对生产生活带来的价值。
导学总纲
大自然造就了形态各异、瑰丽壮观的溶洞奇观。欣赏这般美景的同时,大家是否产生过疑惑:坚硬的岩石为什么能够被侵蚀,最终形成巨大的洞穴?
石灰石的主要物质可和溶有二氧化碳的水发生化学反应,进而被水体溶解:
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
反应所生成的碳酸氢钙受热条件下能够发生分解:
Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+CO2↑+H2O
碳酸钙再次沉淀析出,经过长期反复的变化,便造就出溶洞景观。
情境溯源
01
物质的性质
一、物质的性质
确定物质类别
确认物质性质
分析物质组成
剖本探知
预测物质性质
确认物质制备
分类研究
一、物质的性质
剖本探知
1.酸的通性
与指示剂作用
紫色石蕊溶液遇酸显_____。遇酚酞试剂 _____。
红色
Fe+H2SO4 === FeSO4+H2↑
CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
与活泼金属反应
与碱性氧化物反应
与碱反应
与某些盐反应
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O
不变色
酸
一、物质的性质
剖本探知
1.酸的通性
HCl 盐酸
H2SO4 硫酸
HNO3 硝酸
CH3COOH 乙酸(醋酸)
酸具有相似化学性质的原因:溶液中都含有H+
一、物质的性质
剖本探知
1.酸的通性
酸
酸+活泼金属单质=盐+氢气
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
酸+碱性氧化物=盐+水
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
酸+碱=盐+水
NaOH+HCl=NaCl+H2O
酸+盐=新酸+新盐
Na2S+2HCl=2NaCl+H2S
酸+酸碱指示剂→石蕊试剂变红
酸=H+(体现酸的通性)+ 酸根离子(体现酸的特性)
微观解释:
一、物质的性质
剖本探知
2.碱的通性
碱
与指示剂作用
酚酞溶液遇碱显_____,
红色
紫色石蕊溶液遇碱显______。
CO2+2NaOH === Na2CO3+H2O
与酸反应
与某些盐反应
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Ca(OH)2+ Na2CO3=== CaCO3↓+ 2NaOH
与酸性氧化物
蓝色
一、物质的性质
剖本探知
2.碱的通性
NaOH 氢氧化钠
KOH 氢氧化钾
Ca(OH)2 氢氧化钙 Ba(OH)2 氢氧化钡
碱具有相似化学性质的原因:溶液中都含有OHˉ
NaOH
NaOH
Na+
OHˉ
Na+
OHˉ
Ba(OH)2
Ba(OH)2
Ba+
OHˉ
Ba+
OHˉ
一、物质的性质
剖本探知
2.碱的通性
碱
碱+酸性氧化物=盐+水 2NaOH+SO2=2Na2SO3+H2O
碱+酸=盐+水
NaOH+HCl=NaCl+H2O
碱+盐=新碱+新盐
NaOH+CaCl2=Ca(OH)2+2NaCl
碱+酸碱指示剂→石蕊试剂变蓝或酚酞变红
难溶性碱 碱性氧化物+水
Cu(OH)2 CuO+H2O
碱=OH—(体现碱的通性)+金属离子或铵根离子(体现碱的特性)
微观解释:
一、物质的性质
剖本探知
3.盐的通性
盐
与某些盐反应
与酸反应
与碱反应
Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2=== CaCO3 ↓+ 2NaOH
Na2CO3+BaCl2=== BaCO3 ↓+ 2NaCl
与活泼金属反应
CuSO4+Zn=== ZnSO4 + Cu
一、物质的性质
剖本探知
3.盐的通性
盐
盐+盐=两种新盐 Na2CO3+BaCl2=2NaCl+
BaCO3↓
盐+酸=新盐+新酸 Na2S+2HCl=2NaCl+H2S↑
盐+金属单质=新盐+新金属单质 CuCl2+Fe=FeCl2+Cu
盐+碱=新盐+新碱
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓
+ 2NaCl
盐=酸根离子+金属离子或铵根离子
微观解释:
一、物质的性质
剖本探知
探究
不同的酸、碱、盐具有相似的化学性质的原因是什么?
HCl
H2SO4
HNO3
NaOH
KOH
Ba(OH)2
Na2CO3
K2CO3
(NH4)2CO3
H+
OH-
CO32—
微观
探析
宏观
辨识
性质
结构
体
现
指导
【典例1】碱溶液中都含有OH-,因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba(OH)2性质的描述中不属于碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊溶液变蓝色
B.能与盐酸反应生成水
C.能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成水
C
1. 碱的共同性质由OH-决定;离子反应若与金属阳离子有关,则不属于碱的通性。
2. 判断反应是否为碱的通性,要看反应是否消耗氢氧根离子,而非金属阳离子。
3. 钡离子可与硫酸根生成沉淀,该反应只是氢氧化钡独有的特性,不能代表所有碱。
典例探究
【典例2】 盐是一种常见物质,下列物质通过反应可直接形成盐的是( )
①金属单质 ②碱性氧化物 ③碱 ④非金属单质 ⑤酸性氧化物 ⑥酸
A.①②③ B.①④⑥ C.②⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
D
1. 生成盐的途径十分广泛,不要误以为只有酸和碱发生中和反应才能够得到盐。
2. 非金属单质不一定只生成非金属氧化物,它也可以通过氧化还原反应直接制取盐。
3. 碱性氧化物与酸、酸性氧化物与碱反应,均可以一步反应直接生成对应的盐。
典例探究
02
物质的转
化及关系图
二、物质的转化及关系图
剖本探知
1.金属与其化合物的转化
借助框图归纳梳理金属、非金属单质生成盐的途径,总结单质、氧化物、酸、碱、盐各类物质相互转化的一般规律。
金属
单质
碱性氧化物
碱
盐
酸或酸性氧化物
化合反应
O2
H2O
化合反应
或酸
酸性氧化物
Ca
CaO
Ca(OH)2
CaSO4
金属
碱性氧化物
碱
盐
H2O
化合反应
化合反应
O2
H2SO4
复分解反应
剖本探知
1.金属与其化合物的转化
钙及其化合物间的转化关系
①______________________,_________;
②_____________________,_________;
③____________________,_________;
2Ca+O2===2CaO
化合反应
CaO+H2O===Ca(OH)2
化合反应
CaO+CO2===CaCO3
化合反应
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
复分解反应
Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
复分解反应
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
复分解反应
④____________________________________,_____________________;
⑤____________________________________,_____________________;
⑥__________________________________, _____________________ 。
二、物质的转化及关系图
剖本探知
非金属
单质
酸性氧化物
酸
盐
化合反应
O2
H2O
化合反应
或碱
碱性氧化物
碱或碱性氧化物
C
CO2
H2CO3
CaCO3
非金属
酸性氧化物
酸
盐
H2O
化合反应
化合反应
O2
Ca(OH)2
复分解反应
2.非金属与其化合物的转化
二、物质的转化及关系图
剖本探知
2.非金属与其化合物的转化
碳及其化合物间的转化关系
写出图中序号所示转化所需反应物的化学式:
①_________ ②________ ③__________ ④________ ⑤___________。
O2
H2O
Ca(OH)2
CaO
Ca(OH)2
二、物质的转化及关系图
剖本探知
3.单质、氧化物、酸、碱、盐之间转化
盐
金属
碱性氧化物
酸
盐
非金属单质
盐
酸性氧化物
酸
金属
碱性氧化物
碱
酸
碱
盐
二、物质的转化及关系图
剖本探知
4.物质制备模型建构
原料
产物
核心元素的传递
物质类别
元素组成
理论
实际
设计化学反应的合成路线时,需要综合多重因素进行评估:原料获取渠道、生产成本、环境影响、能源消耗、反应能否顺利发生以及生产设备条件等。
元素组成
物质类别
物质类别的转化
元素种类不变
反应规律
二、物质的转化及关系图
剖本探知
制取某类物质的方法
结合物质的组成特点、化学性质以及各类物质之间的转化规律,便可规划出制备相应物质的可行方案。
以制备碱类物质为例,常见的制备途径分为两种:碱性氧化物和水发生化合反应;盐与另一种碱发生复分解反应。
在工业制备物质的过程当中,除了判断反应能否实际发生之外,还应当兼顾原
料获取途径、生产成本、生产设备条件等多方面条件,从中选出最合适的制备方案。
思维启迪
二、物质的转化及关系图
剖本探知
5.实践物质的转化
依据上述物质的转化规律,请你写出从金属单质Na制备Na2CO3,以及由非金属单质S得到对应盐CuSO4的转化流程。
Na
S
Na2O
NaOH
Na2CO3
SO2
SO3
H2SO4
CuSO4
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
箭头表示转化关系,连线表示相互反应。
二、物质的转化及关系图
剖本探知
5.实践物质的转化
⑤2SO2+O2 2SO3
⑦CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
单质→盐的转化关系:
①4Na+O2=2Na2O
②Na2O+H2O=2NaOH
③2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
④S+O2 SO2
⑥SO3+H2O=H2SO4
Na
S
Na2O
NaOH
Na2CO3
SO2
SO3
H2SO4
CuSO4
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
二、物质的转化及关系图
剖本探知
5.实践物质的转化
八个相互反应的关系:
⑧2Na+S=Na2S
⑨Na2O+SO3=Na2SO4
⑩Na2O+H2SO4=Na2SO4+H2O
⑪2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O
⑫2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
⑬2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
⑭Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
⑮Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4
Na
S
Na2O
NaOH
Na2CO3
SO2
SO3
H2SO4
CuSO4
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
二、物质的转化及关系图
【典例3】下列各组物质之间可以按下图所示关系直接转化的是( )
A.Fe→Fe2O3→FeSO4→Fe
B.CO→CO2→H2CO3→CO
C.NaOH→NaCl→Na2CO3→NaOH
D.HCl→CuCl2→BaCl2→HCl
D
1. 判断循环转化题,要逐一检验每一步能否一步实现,中间任意一步断裂则整条路
线不成立。
2. 氯化钠不能一步转化生成碳酸钠,不要主观臆断不存在的一步转化反应。
3. 金属氧化物与酸反应时,铁元素化合价保持不变,不会随意发生升降变化。
典例探究
【典例4】下列变化,能通过加稀盐酸一步反应实现的是( )。
①AgNO3→HNO3 ②Fe2O3→FeCl2 ③Cu→CuCl2
④Cu(OH)2→CuCl2 ⑤Fe→FeCl3
A.①② B.②④ C.①④ D.③⑤
C
1. 铁单质与稀盐酸反应只能生成亚铁盐;氧化铁与盐酸反应则生成三价铁盐。
2. 排在氢之后的金属,不能和稀盐酸发生置换反应,无法直接得到对应的氯化物。
3. 判断一步转化时,熟记稀盐酸的反应规律,不能随意虚构反应产物。
典例探究
知识凝萃
金属
碱性氧化物
碱
盐
非金属
酸性氧化物
酸
盐
盐
盐和水
碱和盐
酸和盐
另两种盐
盐和氢气
盐和金属
夯实践知
D
1.下列转化不能通过一步实现的是( )
A.Na2O→Na2CO3→NaOH
B.Cu→CuO→CuCl2
C.CaO→CaCO3→CaO
D.Fe→Fe2O3→Fe(OH)3
夯实践知
C
2.碱溶液中都含有OH-,因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba(OH)2性质的描述中不属于碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊溶液变蓝色
B.能与盐酸反应生成水
C.能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成水
夯实践知
C
3.甲、乙、丙有如图所示的转化关系(”→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合要求的是( )
A.C、CO、CO2 B.H2O2、H2O、O2
C.KOH、K2CO3、KNO3 D.Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3
夯实践知
4.如果将物质按单质、氧化物、酸、碱、盐、有机物分类,图中甲、乙、丙、丁是
四种不同类别的物质,且相连物质之间均能发生化学反应。下列说法符合图示要求的是( )。
A.当甲、乙、丙分别为酸、碱、盐时,丁可以为碳酸钠
B.当丁为盐酸时,甲、乙、丙可以为铜、硝酸银、氢氧化钙
C.当丁为氧气时,甲、乙、丙可以为红磷、葡萄糖、一氧化碳
D.当甲为氯化镁时,丁可以为氢氧化钠
D
夯实践知
D
5.如图是关于盐酸化学性质的知识网络图:“﹣”表示相连的两种物质能发生反应,“→”表示一种物质能转化为另一种物质。若A、B、C分别属于不同类别的化合物,则A、B、C可能是( )
A.CuO、Ba(OH)2、CuSO4 B.NaOH、HNO3、K2CO3
C.KOH、FeCl3、Na2CO3 D.NaOH、Ba(NO3)2、H2SO4
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