課時1.1 物質的分類及轉化
【學習目標】
1、了解物質分類的方法和依據，認識元素可以組成不同種類的物質，根據物質的組成和性質可以對物質進行分類
2、熟悉酸、鹼、鹽的性質，熟悉常見物質之間的轉化關係
【主幹知識梳理】
一、同素異形體
1、含義：由同一種元素形成的幾種性質不同的單質，叫做這種元素的同素異形體
如：金剛石、石墨和C60是碳元素的同素異形體，氧氣和臭氧(O3)是氧元素的同素異形體
2、產生同素異形體的原因
(1)組成分子的原子數目和成鍵方式不同，如：氧氣(O2)和臭氧(O3)
(2)原子的排列方式不同，如：金剛石和石墨
3、研究對象
(1)同素異形體是指單質，不是指化合物
(2)互為同素異形體的不同單質是由同一種元素組成的，構成它們的原子的核電荷數相同
4、同素異形體的「同」「異」的含義
(1)「同」——指元素相同；
(1)「異」——指形成單質不同，結構不同，性質有差異
5、同素異形體的「結構決定性質」
(1)同素異形體的結構不同，性質存在差異
(2)物理性質不同，化學性質有的相似，有的相差較大
6、相互轉化：同素異形體之間的轉化既有單質參加，又有單質生成，它們之間的轉化屬於化學變化，但在轉化的過程中沒有涉及化合價的變化
【即學即練1】
1、清晨，松樹林中的空氣特別清新，是因為有極少量的氧氣變成了臭氧，反應的方程式為3O2電火花(=====)2O3。下列說法中正確的是( )
A．這是一個化合反應 B．由氧元素構成的物質是純淨物
C．產生的臭氧與氧氣是氧元素的同素異形體 D．這個反應屬於物理變化
2、科學家們最近發現一種新分子，具有空心類似足球狀的結構，其化學式為C70。下列說法不正確的是( )
A．C70是一種化合物 B．它的相對分子質量為840
C．它的化學性質和金剛石相似 D．C70和金剛石、石墨一樣，都是由碳元素組成的單質
二、物質的分類方法
1、物質分類標準：對物質進行分類，首先要確定分類的標準，然後按標準進行分類
對下列化合物進行分類：①NaCl ②HCl ③CaCl2 ④CuO ⑤H2O ⑥Fe2O3
(1)依據通常狀況下物質的存在狀態為標準，可分為固體：①③④⑥、液體：⑤、氣體：②
(2)依據物質的元素組成為標準，可分為氯化物：①②③、氧化物：④⑤⑥
(3)依據物質的組成和性質為標準，可分為酸：②、鹽：①③、氧化物：④⑤⑥
2、交叉分類法：對同一物質按不同的標準進行分類
如：Na2CO3從其組成的陽離子來看，屬於鈉鹽，從其組成的陰離子來看，則屬於碳酸鹽
3、樹狀分類法：按照一定標準對同類事物進行再分類
如：物質的分類 (依據組成和性質)
【微點撥】
①單質一定是由同一種元素組成的物質，由同一種元素組成的物質不一定是單質
②化合物一定是由不同種元素組成的純淨物，但純淨物不一定是化合物
③純淨物是由一種成分(分子)組成的物質，有化學式，有固定熔、沸點
④混合物是由多種成分(分子)組成的物質，無化學式，無固定熔、沸點
【即學即練2】
1、分類方法在化學發展中起到了重大的作用。以下分類正確的是( )
單質
氧化物
酸
鹼
鹽
A
金剛石
水
硫酸
燒鹼
膽礬
B
黃銅
NO2
鹽酸
石灰水
FeSO4
C
碘酒
一氧化碳
磷酸
熟石灰
食鹽
D
H2
Fe3O4
HNO3
純鹼
小蘇打
2、如圖表示的是純淨物、單質、化合物、含氧化合物、氧化物、鹼之間的包含、不包含關係，若整個大圓圈代表純淨物，則下列選項中，能正確指出①、②、③、④、⑤所屬物質類別的是( )
A．①單質、③化合物 B．②鹼、⑤氧化物
C．④鹼、⑤含氧化合物 D．④含氧化合物、③氧化物
3、分類法是一種行之有效，簡單易行的科學方法，人們在認識事物時可以採取多種分類方法，下列關於「Na2CO3」的分類不正確的是( )
A．化合物 B．氧化物 C．碳酸鹽 D．鈉鹽
三、物質的分類
1、單質分類
2、氧化物的分類
(1)酸性氧化物：和鹼反應只能生成鹽和水的氧化物，酸性氧化物又稱酸酐
如：CO2是碳酸的酸酐，SO3是硫酸的酸酐
(2)鹼性氧化物：和酸反應只能生成鹽和水的氧化物
例：CaO、Fe2O3均是鹼性氧化物
【微點撥】
①鹼性氧化物一定是金屬氧化物，但金屬氧化物不一定是鹼性氧化物。如：Mn2O7為酸性氧化物、Na2O2為過氧化物、KO2為超氧化物
②酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，如Mn2O7；非金屬氧化物也不一定是酸性氧化物。如：CO、NO等
③酸性氧化物、鹼性氧化物不一定都能與水反應生成相應的酸鹼。如：SiO2、CuO
④NO、CO是不成鹽氧化物．它們既不和酸反應又不和鹼反應
【即學即練3】
1、下列關於氧化物分類的說法不正確的組合為( )
①金屬氧化物也可以是酸性氧化物 ②非金屬氧化物一定是酸性氧化物
③鹼性氧化物一定是金屬氧化物 ④能與酸反應生成鹽和水的氧化物一定是鹼性氧化物
⑤能與鹼反應生成鹽和水的氧化物一定是酸性氧化物
A．③④⑤ B．①②③ C．②④⑤ D．①②③④⑤
2、下列關於氧化物的敘述中正確的是( )
A．金屬氧化物一定是鹼性氧化物，非金屬氧化物一定是酸性氧化物
B．鹼性氧化物一定是金屬氧化物，酸性氧化物不一定是非金屬氧化物
C．鹼性氧化物都能與水化合生成鹼
D．酸性氧化物都能與水化合生成酸
3、酸的分類
4、鹼的分類
5、鹽的分類
(1)鹽的概念：電離時生成的陽離子是金屬離子或(NH4＋)，陰離子是酸根離子的化合物
(2)鹽的分類：鹽可分正鹽、酸式鹽、鹼式鹽
①正鹽：電離時生成的陽離子是金屬離子(NH4＋)，陰離子是酸根離子的鹽。如：Na2SO4、NH4NO3
②酸式鹽：電離時生成的陽離子除金屬離子(NH4＋)外還有H＋，陰離子是酸根離子的鹽。如：NaHSO4、NaHCO3
③鹼式鹽：電離時生成的陽離子是金屬離子(NH4＋)，陰離子除酸根外還有OH－的鹽
如：Cu2(OH)2CO3 (鹼式碳酸銅)
6、化合物的分類
四、物質的轉化
1、金屬、氧化物、酸、鹼和鹽的化學通性
(1)金屬的化學通性：以「Fe為例」
反應方程式
化學性質
反應實例(寫出化學反應方程式)
反應類型
①金屬＋氧氣―→金屬氧化物
②金屬＋酸―→鹽＋氫氣
③金屬＋鹽―→鹽＋金屬
(2)氧化物的化學通性
反應方程式
化學性質
反應實例(寫出化學反應方程式)
反應類型
①酸性氧化物＋水―→含氧酸
②酸性氧化物＋鹼―→鹽＋水
③酸性氧化物＋鹼性氧化物―→鹽
④鹼性氧化物＋水―→鹼
⑤鹼性氧化物＋酸―→鹽＋水
(3)酸的化學通性
反應方程式
化學性質
反應實例(寫出化學反應方程式)
反應類型
①酸遇酸鹼指示劑發生顯色反應
酸遇紫色石蕊變成紅色
②酸＋活潑金屬―→鹽＋氫氣
③酸＋鹼―→鹽＋水
④酸＋鹼性氧化物―→鹽＋水
⑤酸＋鹽―→新酸＋新鹽
(4)鹼的化學通性
反應方程式
化學性質
反應實例(寫出化學反應方程式)
反應類型
①鹼遇酸鹼指示劑發生顯色反應
鹼遇石蕊變紅，遇酚酞變紅
②鹼＋酸性氧化物―→鹽＋水
③鹼＋酸―→鹽＋水
④鹼＋鹽―→新鹼＋新鹽
(5)鹽的化學通性
反應方程式
化學性質
反應實例(寫出化學反應方程式)
反應類型
①鹽＋酸―→新酸＋新鹽
②鹽＋鹼―→新鹼＋新鹽
③鹽＋鹽―→新鹽＋新鹽
④鹽＋金屬―→鹽＋金屬
【即學即練4】
1、從鐵、鹽酸、氧氣、水、硝酸銀溶液五種物質中選出一種或兩種作為反應物，按下列反應類型各寫一個化學方程式：
(1)化合反應_________________________________
(2)分解反應_____________________________________
(3)置換反應_____________________________________
(4)複分解反應____________________________________
2、從H、O、S、K四種元素中選擇合適的元素，組成屬於表中第一欄類型的物質，將其化學式填在表中相應的空格內(只要求舉一例)。
類型
酸性氧化物
鹼性氧化物
含氧酸
鹼
含氧酸鹽
化學式
用你在上表中所填的物質寫出符合要求的化學方程式：
(1)酸性氧化物＋鹼性氧化物：_____________________________________
(2)酸性氧化物＋足量的鹼：________________________________________
(3)鹼性氧化物＋足量的酸：_________________________________________
2、物質的轉化：根據物質的組成和性質，通過化學變化可以實現物質之間的轉化
以鈣為例，用化學方程式表示鈣及其化合物之間的轉化關係並指明反應類型
化學反應方程式
反應類型
①
2Ca＋O2===2CaO
化合反應
②
CaO＋H2O===Ca(OH)2，
化合反應
③
CaO＋CO2===CaCO3
化合反應
④
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
複分解反應
⑤
Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O
複分解反應
⑥
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
複分解反應
1、單質、氧化物、酸、鹼、鹽之間的轉化關係圖
圖示解讀：
(1)金屬單質―→鹼性氧化物，如：4Na＋O2===2Na2O
(2)鹼性氧化物―→鹼，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2
(3)金屬單質―→鹽，如：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(4)鹼性氧化物―→鹽，如：CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
(5)鹼―→鹽，如：Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O
(6)非金屬單質―→酸性氧化物，如：S＋O2點燃(=====)SO2
(7)酸性氧化物―→酸，如：CO2＋H2O===H2CO3
(8)非金屬單質―→鹽，如：2Na＋Cl2△(=====)2NaCl
(9)酸性氧化物―→鹽，如：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
(10)酸―→鹽，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
【課後作業】
1、義大利羅馬大學的Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子。N4分子結構如圖所示，下列說法正確的是( )
A．N4屬於一種新型化合物 B．N4轉化為N2屬於物理變化
C．N4的相對分子質量為28 D．N4與N2互為同素異形體
2、某氣體經過檢驗只含有一種元素，則該氣體是( )
A．一種單質 B．一種化合物
C．單質與化合物的混合物 D．可能是一種單質，也可能是幾種單質的混合物
3、下列各項描述的判斷正確的是( )
選項
描述
結論
A
由同種元素組成的物質一定是純淨物
正確
B
科學家最近合成了一種新型的化合物S8
正確
C
紅磷轉化為白磷是物理變化
錯誤
D
納米泡沫碳和金剛石是同素異形體
錯誤
4、下列關於碳元素的同素異形體的敘述正確的是( )
A．碳元素形成的各種單質稱為碳元素的同素異形體
B．碳元素的同素異形體結構雖然不同，但性質差別不大
C．碳元素的同素異形體性質不同，其用途相同
D．碳元素的同素異形體只有金剛石、石墨和C60
5、經測定，常溫常壓下的一瓶氣體中只含有碳、氧兩種元素，通常情況下這瓶氣體不可能是( )
A．一種化合物 B．一種單質和一種化合物的混合物
C．兩種化合物 D．兩種單質
6、實驗室中的藥品常按物質的性質、類別等不同而有規律地放置。在做「酸的性質」實驗時，實驗桌上部分藥品的擺放如圖所示。某同學取用KOH溶液後應把試劑瓶放回的位置是( )
7、物質的分類如下圖所示由圖判斷下列說法中不正確的是( )
A．甲圖所示的分類方法屬於樹狀分類法 B．乙圖所示的分類方法屬於交叉分類法
C．鹼性氧化物一定是金屬氧化物 D．非金屬氧化物一定是酸性氧化物
8、下列物質的分類採用樹狀分類法的是( )
A．鐵是單質，又是導體 B．氧化物可分為金屬氧化物和非金屬氧化物
C．氯化鈉是鈉的化合物，又是氯化物 D．氫氧化鈣是純淨物、化合物，又是鹼
9、國家質檢部門檢出人們端午節包粽子的「返青粽葉」多以膽礬(化學式為CuSO4·5H2O)為添加劑，長期食用有害健康，請問膽礬是一種( )
A．氧化物 B．鹽 C．鹼 D．酸
10、根據某種共性，可將CO2、SO2歸為一類氧化物，下列物質中與它們屬於同一類的是( )
A．CaCO3 B．P2O5 C．CuO D．KMnO4
11、NaHSO4在水溶液中能夠電離出Na＋、H＋和SO4(2－)。下列對於NaHSO4的分類中不正確的是( )
A．NaHSO4是鹽 B．NaHSO4是酸 C．NaHSO4是鈉鹽 D．NaHSO4是酸式鹽
12、下列試劑中，屬於純淨物的是( )
A．飲用純淨水 B．水銀 C．石灰水 D．肥皂水
13、下列物質的分類正確的是( )
鹼
酸
鹽
鹼性氧化物
酸性氧化物
A
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
SO2
B
NaOH
HCl
NaHSO4
Na2O
CO
C
Cu2(OH)2CO3
CH3COOH
CaF2
CO
SO2
D
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
14、下列說法正確的是( )
A．含有氧元素的化合物一定是氧化物 B．純淨物一定由同種分子構成
C．含一種元素的物質一定是單質 D．由同種分子構成的物質一定是純淨物
15、下列物質一定是由三種元素組成的是( )
A．氧化物 B．鹼 C．酸 D．鹽
16、在高空中有一層臭氧層，它吸收了太陽光中絕大部分紫外線，使地球上的生物免受紫外線傷害，臭氧(O3)是一種( )
A．混合物 B．氧化物 C．單質 D．化合物
17、下列物質既屬於純淨物又屬於化合物的是( )
A．石墨 B．乾冰 C．鹽酸 D．食鹽水
18、將下列各組物質，按單質、氧化物、酸、鹼、鹽分類順序排列正確的是( )
A．銀、二氧化硫、硫酸、燒鹼、食鹽 B．碘酒、冰、硫酸氫鈉、燒鹼、碳酸鈣
C．氫氣、乾冰、硝酸、燒鹼、硝酸鉀 D．銅、氧化銅、醋酸、石灰水、碳酸氫鈉
19、下列變化不能通過一步化學反應實現的是( )
A．BaCl2→BaSO4 B．CuO→Cu(OH)2
C．NaOH→Na2SO3 D．MgSO4→Mg(OH)2
20、給圖中①～⑤選擇適當的物質，使連線的兩物質能發生反應。供選擇的試劑有稀硫酸、二氧化碳、銅片、食鹽、生石灰、一氧化碳、純鹼、鐵片和木炭粉。
(1)請推斷它們的化學式分別為①________；②________；③________；④________；⑤________
(2)寫出下列反應的化學方程式：
①和②：________________________________________________________________________
②和④：________________________________________________________________________
②和⑤：________________________________________________________________________
③和④：________________________________________________________________________
【物質的分類及轉化】答案
【即學即練1】
1、C。解析：氧氣與臭氧的轉化只有一種反應物，所以不屬於化合反應，A項錯誤；由氧元素可形成O2、O3兩種單質，當O2與O3混合時不屬於純淨物，B項錯誤；O2、O3均為氧元素的同素異形體，C項正確；O2與O3屬於不同物質，所以該過程為化學變化，D項錯誤。
2、A。解析：依題意，C70是一種分子，從其化學式可知，一個C70分子由70個碳原子構成，C70應是碳的單質，不屬於化合物。
【即學即練2】
1、A。解析：B項,黃銅、鹽酸、石灰水都屬於混合物,錯誤;C項,碘酒屬於混合物,錯誤;D項,純鹼屬於鹽,錯誤。
2、C。解析：因大圓圈表示純淨物，由圖中②③④⑤包含關係可知②是化合物，①是單質。氧化物和鹼均含氧元素，所以⑤是含氧化合物。
3、B
【即學即練3】
1、C。解析：金屬氧化物也可以是酸性氧化物，如Mn2O7為酸性氧化物，①正確；非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等為不成鹽氧化物，②錯誤；鹼性氧化物是和酸反應生成鹽和水的氧化物，一定是金屬氧化物，③正確；鹼性氧化物與酸反應只生成鹽和水，如過氧化鈉和鹽酸反應生成鹽和水，但同時還有氧氣生成，其不是鹼性氧化物，④錯誤；能與鹼反應生成鹽和水的氧化物不一定是酸性氧化物，如NO2和鹼反應生成鹽和水，但發生的是氧化還原反應，⑤錯誤；綜上C符合題意。
2、B
【即學即練4】
1、(1)3Fe＋2O2點燃(=====)Fe3O4
(2)2H2O
2H2↑＋O2↑(其他合理答案也可)
(3)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(其他合理答案也可)
(4)HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3
2、
類型
酸性氧化物
鹼性氧化物
含氧酸
鹼
含氧酸鹽
化學式
SO3
K2O
H2SO4
KOH
K2SO4
(1)SO3＋K2O===K2SO4
(2)SO3＋2KOH===K2SO4＋H2O
(3)K2O＋2H2SO4===2KHSO4＋H2O
解析：由題給4種元素形成的氧化物有H2O、H2O2、SO3、SO2、K2O、K2O2(過氧化物不屬於鹼性氧化物)等，其中屬於酸性氧化物的有SO3、SO2；屬於鹼性氧化物的有K2O；形成的含氧酸有H2SO4、H2SO3；形成的鹼有KOH；形成的含氧酸鹽有K2SO4(正鹽)、K2SO3(正鹽)、KHSO4(酸式鹽)、KHSO3(酸式鹽)。(1)酸性氧化物和鹼性氧化物反應生成鹽，如SO3＋K2O===K2SO4，SO2＋K2O===K2SO3；(2)酸性氧化物和足量鹼反應生成正鹽和水，如SO3＋2KOH===K2SO4＋H2O，SO2＋2KOH===K2SO3＋H2O；(3)鹼性氧化物和足量的酸反應生成酸式鹽和水，如K2O＋2H2SO3===2KHSO3＋H2O，K2O＋2H2SO4===2KHSO4＋H2O。
【課後作業】
1、D。解析：N4是一種單質，與N2互為同素異形體，二者之間的轉化屬於化學變化，N4的相對分子質量為56。
2、D。解析：只含有一種元素的物質可能是純淨物單質(如O2)，也可能是混合物(如O2和O3的混合氣體)。
3、C。解析：氧氣和臭氧都是由氧元素組成的單質，它們的混合氣體屬於混合物，A錯誤；S8隻含有一種元素，是一種新單質，不屬於化合物，B錯誤；紅磷和白磷屬於同素異形體，同素異形體之間的轉化均是化學變化，C正確；納米泡沫碳和金剛石是由碳元素組成的不同種單質，互為同素異形體，D的結論錯誤。4、A。解析：碳元素形成的不同單質原子間的排列方式不同，物理性質差別較大，化學性質相似，用途不同，如金剛石和石墨；金剛石、石墨和C60隻是三種主要的碳單質。
5、D。解析：常溫常壓下的一瓶氣體是只含有碳、氧兩種元素的物質，不可能是兩種單質；可能是化合物或純淨物(如一氧化碳)；也可能是混合物(如一氧化碳、二氧化碳、氧氣、臭氧的混合氣體)。
6、D。解析：KOH屬於鹼類物質，應與NaOH放在一起，故選D。
7、D。解析：非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。
8、B。解析：A、C、D涉及的都是交叉分類法。
9、B。解析：膽礬、綠礬等結晶水合物都屬於鹽、純淨物。
10、B。解析：CO2、SO2屬於酸性氧化物，CaCO3、KMnO4屬於鹽，CuO屬於鹼性氧化物。
11、B。解析：依題意NaHSO4在水溶液中能夠發生電離：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO4(2－)，NaHSO4不屬於酸，答案選B。
12、B。解析：混合物是由兩種或兩種以上物質組成的；純淨物是由一種物質組成的。
13、A。解析：一氧化碳不是酸性氧化物，也不是鹼性氧化物；二氧化硫是酸性氧化物。
14、D。解析：含有氧元素的化合物(如硫酸)不一定是氧化物；純淨物可由原子構成(如金剛石)；含一種元素的物質(如O2和O3的混合氣體)不一定是單質。
15、B。解析：鹼一定是由三種元素組成。
16、C。解析：臭氧(O3)是由一種元素組成的單質，屬於純淨物。
17、B。解析：石墨屬於單質；鹽酸和食鹽水屬於混合物；乾冰是固體二氧化碳，屬於純淨物、化合物。
18、C。解析：選項A中的食鹽為混合物；選項B中的碘酒為混合物，硫酸氫鈉屬於鹽而不屬於酸；選項D中的石灰水為混合物。
19、B。解析 CuO難溶於水，不能與水反應。
20、(1)Fe H2SO4CO2 CaO Na2CO3
(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ CaO＋H2SO4===CaSO4＋H2O H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
CO2＋CaO===CaCO3
解析：據單質①能和酸②發生化學反應，由題意可推知①應為活潑金屬單質即為鐵，而酸只有H2SO4，則氧化物④應為金屬氧化物CaO，則氧化物③為酸性氧化物，即CO2，⑤屬於鹽且既能與稀硫酸反應，又能與CaO反應，則⑤應為Na2CO3。