2024-2025学年新教材高中化学第2章元素与物质世界第1节元素与物质分类第1课时元素与物质的关系物质分类与物质性质学生用书鲁科版必修第一册

第1课时元素与物质的关系物质分类与物质性质学业要求1．进一步感知各种元素及其化合物，知道元素有游离态和化合态两种形态，培育宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2．知道分类法是探讨物质性质的重要方法，依据元素组成可以将纯净物分为单质、化合物，化合物又可以分为氧化物、酸、碱、盐等。3．以碳元素为例，依据物质类别和元素价态构建元素的物质家族，建立起元素与物质家族的关系。形成科学看法与社会责任的化学核心素养。4．通过试验探究，理解并体验探讨一类物质性质的方法，驾驭各类别物质的一般性质，形成科学探究与创新意识的化学核心素养。学问网络,学业基础——自学·思记·尝试一、元素与物质的关系、物质分类1．元素与物质的关系(1)物质都是由元素组成的(2)元素的存在形态(3)元素的化合价①元素的化合价：在单质中元素化合价为________价，在化合物中，元素正、负化合价________________为0。②如图所示是碳及其化合物“价—类”二维图。2．物质分类(1)依据物质的组成分类eq\a\vs4\al\co1(物,质)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(纯,净,物)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(单质\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(,,)),\a\vs4\al\co1(化,合,物)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氧化物\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氧化物,氧化物)),（HCl、H2SO4、H3PO4等）,[NaOH、Ba（OH）2、NH3·H2O等],盐\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(正盐（Na2CO3、Na2SO4等）,酸式盐（NaHCO3、NaHSO4等）,碱式盐[Cu2（OH）2CO3等])),)))),混合物))(2)依据物质的性质分类①氧化物分类eq\a\vs4\al(氧,化,物)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(酸性氧化物：能与反应生成的氧化物，如CO2、等,碱性氧化物：能与反应生成的氧化物，如、等,两性氧化物：如Al2O3、ZnO等,不成盐氧化物：如CO、NO等))②各类氧化物之间的关系(3)其他分类方法[即学即练]1．推断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)同一元素在同一化合物中，化合价确定相等()(2)五水硫酸铜为混合物()(3)在化合物中，只要含有氧元素就属于氧化物()(4)SO3既是非金属氧化物，又是酸性氧化物()(5)Na2O溶于水后，溶液呈碱性，因此Na2O属于碱()(6)H2SO4和NaHSO4的水溶液都呈酸性，因此H2SO4和NaHSO4都属于酸()(7)纯净物只由一种原子构成，而混合物由多种原子构成()(8)只由一种分子组成的物质确定为纯净物()2．氧化物的分类标准许多，将下列氧化物按性质不同进行分类①CO②Na2O2③CO2④Na2O⑤Mn2O7⑥MgO⑦NO(1)属于酸性氧化物的是________(填序号，下同)。(2)属于碱性氧化物的是________。(3)和酸、碱都不能生成盐的氧化物是________。(4)可以和酸反应生成盐和水，但不是碱性氧化物的是________。归纳总结物质组成分类中的“四大误区”(1)误以为由同种元素组成的物质确定为纯净物，如由O2、O3组成的气体为混合物。(2)误认为呈酸性的物质确定为酸，如NaHSO4是一种盐。(3)误认为酸性氧化物确定是非金属氧化物，如Mn2O7为金属氧化物，但属于酸性氧化物；非金属氧化物也不确定为酸性氧化物，如NO、CO为不成盐氧化物。(4)误认为金属氧化物确定为碱性氧化物，如Na2O2为过氧化物，Al2O3为两性氧化物。二、物质类别与物质性质1．同一类物质的化学通性(1)试验探究(以盐酸为例)性质预料与操作试验现象溶液变________固体溶解，产生__________________固体溶解，溶液呈蓝色红色褪去变为无色产生白色沉淀试验结论酸能使指示剂变色酸能与活泼金属反应酸能和碱性氧化物反应酸能和碱反应酸能和某些盐反应写出盐酸分别与上述物质反应的化学方程式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。(2)酸的化学通性酸eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＋酸碱指示剂，如使紫色石蕊溶液变红色,＋活泼金属→盐＋氢气,＋碱性氧化物→盐＋水,＋碱→盐＋水,＋盐→新酸＋新盐))(3)酸性、碱性氧化物的化学通性①以二氧化碳为例探究酸性氧化物的通性：二氧化碳能与哪些物质反应？写出有关的化学方程式。________________________________________________________________________________________________________________________________________________②以氧化钙为例探究碱性氧化物的通性：氧化钙能与哪些物质反应？写出有关的化学方程式。________________________________________________________________________________________________________________________________________________归纳总结(1)酸性氧化物的化学通性①酸性氧化物＋水→含氧酸②酸性氧化物＋碱→盐＋水③酸性氧化物＋碱性氧化物→盐(2)碱性氧化物的化学通性①碱性氧化物＋水→碱②碱性氧化物＋酸→盐＋水③碱性氧化物＋酸性氧化物→盐(4)同类物质具有相像化学性质的缘由分析①酸的化学性质相像是因为不同的酸溶液中都含有________。②碱的化学性质相像是因为不同的碱溶液中都含有________。2．依据物质类别预料生疏物质的性质(1)SO2和CO2同为酸性氧化物，试依据酸性氧化物具有的通性(或CO2的性质)，推想二氧化硫具有的性质，用化学方程式表示：①SO2＋H2O=_____________________________________________________________；②SO2＋CaO=_____________________________________________________________；③SO2＋Ca(OH)2=_________________________________________________________。(2)试验室用碳酸钙与盐酸反应制取二氧化碳气体的化学方程式是________________________；若试验室没有盐酸时，可选用________代替。[即学即练]1．推断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)向稀H2SO4溶液中加入酚酞指示剂，溶液变红色()(2)依据酸的通性，酸能和全部的金属反应()(3)CaCO3和H2SO4可以反应，因此试验室可以用大理石和稀硫酸制取二氧化碳()(4)酸的通性之一是酸可以和盐反应，因此CaCl2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HCl可以发生()(5)酸性氧化物和碱性氧化物都能与水反应生成相应的酸和碱()2．中国科学技术高校的钱逸泰教授等以四氯化碳和金属钠为原料，在700℃时制得纳米级金刚石粉末，发生的反应是4Na＋CCl4700℃A．反应过程中元素种类没有变更B．金刚石属于非金属单质C．四氯化碳和氯化钠都属于盐D．该反应为置换反应3．在锌、氧化锌、碳酸锌、盐酸和氯化钙溶液五种物质中，每两种物质反应能生成氯化锌的组合有()A．2种 B．3种C．4种 D．5种4．如图为硫及其化合物的“价—类”二维图。(1)请补充图中各价态对应的物质。(2)按要求书写②③④三种物质所发生反应的化学方程式。②和Na2O：______________________________________________________________________________________________________________________________________。③和BaCl2溶液__________________________________________________________________________________________________________________________________。④和Ba(OH)2溶液：______________________________________________________________________________________________________________________________。核心素养——合作·探究·共享一、物质的分类中常见物质类别概念辨析[例1]下列有关物质分类的说法正确的是()A．只由一种分子组成的物质确定是纯净物，组成混合物的物质中可能只有一种元素B．纯净物只由一种元素组成，而混合物由多种元素组成C．只由仅含一种元素的阳离子与仅含另一种元素的阴离子组成的物质确定为纯净物D．HCOOH分子中含有两个氢原子，所以HCOOH是二元酸状元随笔理解纯净物、混合物、单质、化合物的概念纯净物是只由一种物质组成，与状态无关，像冰与水混合仍是纯净物。混合物是由不同物质组成，可以是由不同元素组成，也可能是由同种元素形成的不同物质，如O2与O3。酸中的“元”是依据电离出H＋的数目而不是分子中氢原子数目确定。另外能电离出H＋的也不确定是酸。如NaHSO4是一种盐。[提升1]下列关于氧化物的说法中正确的是()A．金属氧化物确定是碱性氧化物B．碱性氧化物确定是金属氧化物C．非金属氧化物确定是酸性氧化物D．酸性氧化物确定是非金属氧化物状元随笔概念理解要全面，无论是酸性氧化物还是碱性氧化物，在与碱或酸反应时化合价不变更。关键实力1.只由一种元素组成的物质，可能是纯净物，也可能是混合物。例如O2、O3均是纯净物，而O2和O3混合后就是混合物。2．冰和水混合在一起仍是纯净物，因为二者仅状态不同，组成物质相同，都是H2O。3．CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O等结晶水合物均为纯净物。4．纯碱(Na2CO3)不是碱，属于盐。5．虽然NO2能与碱反应生成盐和水(2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O)，但氮元素化合价发生了变更，不存在氮元素为＋4价的含氧酸盐，NO2属于不成盐氧化物。6．非金属氧化物不确定是酸性氧化物，如CO、NO等；酸性氧化物也不确定是非金属氧化物，如Mn2O7[对应高锰酸(HMnO4)]等；金属氧化物不确定是碱性氧化物，如Mn2O7(酸性氧化物)、Al2O3(两性氧化物)等；碱性氧化物确定是金属氧化物。7．酸性氧化物、碱性氧化物不确定都能与水发生反应生成相应的酸、碱，如SiO2、CuO与水不反应。能与水反应生成酸、碱的氧化物也不确定是酸性氧化物、碱性氧化物，如NO2、Na2O2。8．酸分类中的“元”是依据酸电离出的H＋数目来确定的，酸分子中含有几个氢原子，它不确定是几元酸，因为不确定全部氢原子都能电离出来，如CH3COOH分子中有4个氢原子，但它只能电离出1个H＋，属于一元酸。9．溶于水能电离出H＋的化合物不确定是酸，如NaHSO4；溶于水能电离出OH－的化合物不确定是碱，如Mg(OH)Cl；盐不确定仅由金属阳离子和酸根离子构成，如NH4Cl，非金属元素也可形成阳离子，如NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))；酸根离子中不确定只有非金属元素，如MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))。状元随笔几种氧化物之间的关系可以用下图表示：二、单质、氧化物、酸、碱、盐之间的反应[例2]如图所示，A、B、C、D、E各代表水、锌、二氧化碳、硫酸铜、氢氧化钡中的一种物质。常温下，相连环物质间能发生反应，不相连环物质间不能发生反应，且A的摩尔质量大于D。请填空：(1)写出下列物质的化学式：A____________，D____________，E____________。(2)写出B与C反应的化学方程式：____________________________________________。(3)相连环物质间发生的反应中，置换反应共有________个。[提升2]单质、氧化物、酸、碱、盐，这些不同类别的物质之间反应时可以生成盐，某同学构建了如图所示的学问网络图。(1)请任写一种符合图中组合⑥关系的化学方程式(要求组合⑥不能与图中已有组合重复)：________________________________________________________________________。(2)用面粉制作馒头的发酵过程中会产生有机酸，设其化学式为HR，R表示有机酸根成分，若在蒸馒头前加入小苏打，则蒸好的馒头有许多小孔，吃起来松软可口且无酸味。请写动身生反应的化学方程式：________________________________。该反应所对应的是图中的哪种组合________(从①～⑩中选序号填入)。(3)Fe3O4可看作FeO·Fe2O3。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。状元随笔依据物质类别预料生疏物质的性质首先推断生疏物质的物质类别，依据该类别物质的一般性质及相关反应规律预料生疏物质可能会与哪些类别的物质发生反应，然后选择可能与该物质反应的各类物质的代表物，推断可能发生的详细反应和反应产物。关键实力1.单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系图状元随笔留意物质的特性。如：酸与金属反应可以生成氢气和盐，这是一般规律，但并不是全部的酸都能与金属反应生成氢气。2．详细转化(1)酸的主要化学性质主要化学性质现象或化学方程式(以H2SO4为例)基本反应类型与指示剂作用紫色石蕊溶液遇酸显红色，酚酞溶液遇酸不变色—与活泼金属反应Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑置换反应与碱性氧化物反应CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O复分解反应与碱反应2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O复分解反应与某些盐反应Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O复分解反应状元随笔不同的酸在组成上具有相像性，从微观角度来看，不同的酸溶液中都含有H＋，这确定了不同的酸的化学性质相像。(2)碱的主要化学性质主要化学性质现象或化学方程式(以NaOH为例)基本反应类型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—与酸性氧化物反应CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O—与酸反应HCl＋NaOH=NaCl＋H2O复分解反应与某些盐反应FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl复分解反应状元随笔不同的碱在组成上具有相像性，从微观角度来看，不同的碱溶液中都含有OH－，这确定了不同的碱的化学性质相像。(3)盐的主要化学性质主要化学性质化学方程式基本反应类型与金属反应Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu置换反应与碱反应2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4复分解反应与酸反应CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O复分解反应与某些盐反应NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3复分解反应状元随笔盐的组成中都含有金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子；不同的碳酸盐溶液中都含有碳酸根离子，故不同的碳酸盐的化学性质相像。(4)氧化物的主要化学性质主要化学性质化学方程式基本反应类型酸性氧化物部分能与水反应SO3＋H2O=H2SO4化合反应与碱反应CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O—与碱性氧化物反应CaO＋SO2=CaSO3化合反应碱性氧化物部分能与水反应CaO＋H2O=Ca(OH)2化合反应与酸反应CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O复分解反应与酸性氧化物反应Na2O＋CO2=Na2CO3化合反应两性氧化物与酸反应Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O复分解反应与碱反应Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)(以后学习)化合反应过氧化物如H2O2、Na2O2中的O为－1价，化学性质与一般氧化物不同，如2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑状元随笔(1)能溶于水的含氧酸，对应的酸性氧化物一般都能与H2O反应生成相应的含氧酸，如H2SO4：SO3＋H2O=H2SO4。(2)能溶于水的碱(NH3·H2O除外)，对应的碱性氧化物一般都能与H2O反应生成相应的碱，如NaOH:Na2O＋H2O=2NaOH。(3)有盐和水生成的反应不确定是中和反应，如酸性氧化物与碱反应、碱性氧化物与酸反应均有盐和水生成，但不是中和反应。学考评价——夯实·测控·演练1．下列说法正确的是()A．元素在物质中的存在形态只有化合态和游离态两种B．只由一种元素组成的物质确定为纯净物C．同一种元素呈化合态时的化合价确定比游离态时高D．有多少种元素就只能形成多少种单质2．下列物质的分类不正确的是()A．SO2(氧化物) B．碘酒(单质)C．HNO3(含氧酸) D．氯水(混合物)3．探讨证明高铁酸钠(Na2FeO4)是一种“绿色环保高效”的饮用水消毒剂。请你推断高铁酸钠中铁元素的化合价为()A．＋6 B．＋5C．＋3 D．＋24．下列物质分类正确的是()A．波尔多液、工业酒精、氨水均为混合物B．依据酸分子中含有的氢原子个数，将酸分为一元酸、二元酸和多元酸C．硫酸、纯碱、小苏打分别属于酸、碱、盐D．MgO、Fe3O4、Na2O2均为碱性氧化物5．物质分类是化学探讨的重要方法之一，下列物质分类的组合正确的是()选项混合物碱盐碱性氧化物酸性氧化物A液氧苛性钠胆矾氧化铁二氧化碳B冰水混合物烧碱氯化钠氧化钠七氧化二锰C84消毒液氢氧化铁石灰石氨气水D漂白粉熟石灰苏打氧化钙二氧化硫6.铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见的物质，四种物质间的反应关系如图所示，图中两圆相交部分①、②、③、④表示物质间的反应，其中对应的四种反应类型正确的是()A．复分解反应、复分解反应、化合反应、置换反应B．复分解反应、置换反应、复分解反应、置换反应C．复分解反应、复分解反应、置换反应、置换反应D．分解反应、复分解反应、置换反应、置换反应7．KOH是我国古代纺织业常用于漂洗的洗涤剂。古代制取KOH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．分解反应C．置换反应 D．复分解反应8．在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”“增铁酱油”“高钙牛奶”“富硒茶叶”和“含氟牙膏”等商品。这里的碘、铁、钙、硒、氟指的是()A．元素 B．单质C．分子 D．氧化物9．下列关于氧化物的叙述正确的是()①酸性氧化物确定是非金属氧化物②非金属氧化物确定是酸性氧化物③碱性氧化物确定是金属氧化物④金属氧化物都是碱性氧化物⑤酸性氧化物均可与水反应生成相应的酸⑥不能与酸反应的氧化物确定能与碱反应A．①②③④ B．⑤⑥C．②③⑥ D．③10．单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系，可以用如图简洁表示。限选择铁、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化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。①C＋O2点燃=CO②CO2＋H2O=H2CO3；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________；⑦________________________________________________________________________。第2章元素与物质世界第1节元素与物质分类第1课时元素与物质的关系物质分类与物质性质学业基础一、1．(1)金属单质非金属单质氧化物酸碱盐(2)单质化合物(3)①0代数和②CO2H2CO3Na2CO3、NaHCO3COCH42．(1)金属单质非金属单质金属非金属酸碱(2)①碱盐和水SO2酸盐和水Na2OCaO(3)电解质非电解质氧化剂还原剂溶液胶体浊液[即学即练]1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√2．答案：(1)③⑤(2)④⑥(3)①⑦(4)②二、1．(1)混合物红色无色气体①Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑②CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O③NaOH＋HCl=NaCl＋H2O④AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3(3)①能与H2O、碱、碱性氧化物反应，CO2＋H2O=H2CO3；CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；CO2＋Na2O=Na2CO3②能与H2O、酸、酸性氧化物反应，CaO＋H2O=Ca(OH)2；CaO＋2HCl=CaCl2＋H2O；CaO＋CO2=CaCO3(4)H＋OH－2．(1)H2SO3CaSO3CaSO3↓＋H2O(2)CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O硝酸[即学即练]1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．解析：化学反应遵循质量守恒定律，元素种类不变，A项正确；金刚石由碳元素一种元素构成，属于单质，B项正确；四氯化碳属于有机物，不属于盐，C项错误；题给反应由钠置换出碳，属于置换反应，D项正确。答案：C3．解析：能生成氯化锌的有关反应的化学方程式为Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑、ZnO＋2HCl=ZnCl2＋H2O、ZnCO3＋2HCl=ZnCl2＋H2O＋CO2↑，因此反应能生成氯化锌的组合有3种。答案：B4．答案：(1)H2SSO2H2SO4Na2SO4(2)②SO2＋Na2O=Na2SO3③H2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl④Na2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋2NaOH核心素养[例1]解析：A项，只由一种分子组成的物质确定是纯净物，组成混合物的物质中可能只有一种元素，如氧气和臭氧的混合物，正确。B项，纯净物可以由多种元素组成，而混合物不确定是由多种元素组成的，如水是纯净物，水分子由氢原子和氧原子构成，金刚石和石墨的混合物中只含有碳原子，错误。C项，只由仅含一种元素的阳离子与仅含另一种元素的阴离子组成的物质不确定为纯净物，如Na2O和Na2O2混合后形成的是混合物，错误。D项，HCOOH分子只能电离出一个H＋，是一元酸，错误。答案：A[提升1]解析：A项，金属氧化物中Mn2O7是酸性氧化物，Al2O3是两性氧化物，所以金属氧化物不确定是碱性氧化物，错误；B项，碱性氧化物确定是金属氧化物，正确；C项，并不是全部的非金属氧化物都是酸性氧化物，如CO是不成盐氧化物，错误；D项，酸性氧化物并不确定都是非金属氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物但却是金属氧化物，错误。答案：B[例2]解析：①以水为起始物，A→E依次为H2O、CO2、Ba(OH)2、CuSO4、Zn。②以锌为起始物，A→E依次为Zn、CuSO4、Ba(OH)2、CO2、H2O。以其他物质为起始物，均无法形成图示五元环关系。因为“A的摩尔质量大于D”，所以A→E为②所示的物质。答案：(1)ZnCO2H2O(2)CuSO4＋Ba(OH)2=Cu(OH)2↓＋BaSO4↓(3)1[提升2]解析：(1)组合⑥可以是盐＋金属，也可以是盐＋非金属等其他合理组合，只要是化学方程式合理且正确都可。(2)碳酸氢钠与HR反应时会生成水、二氧化碳和NaR(R的化合价是－1价)，属于盐与酸发生的复分解反应。(3)Fe3O4的化学式也可以写成FeO·Fe2O3，所以Fe3O4可以与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式为Fe3O4＋8HCl=2FeCl3＋FeCl2＋4H2O或FeO·Fe2O3＋8HCl=2FeCl3＋FeCl2＋4H2O。答案：(1)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu(合理即可)(2)HR＋NaHCO3=CO2↑＋H2O＋NaR①(3)Fe3O4＋8HCl=2FeCl3＋FeCl2＋