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专题2 化学计量 化学物质及其变化
第二单元 化学物质及其变化
第1讲 物质的组成、分类、性质与变化
一、课程标准要求
1．认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2．能利用同类物质具有相似的性质，掌握一定条件下各类物质可以相互转化。
3． 理解分子、原子、离子等含义，并知道物理变化与化学变化的区别与联系。
二、在高中化学教材体系中的地位
新教材中“物质的分类”这一节内容是连接初、高中化学的纽带和桥梁，具有非常重要的承前启后的作用,我们应该把衔接教学的思想渗透到整个教学过程中去，使知识间的跨度小一些,让学生接受容易一些。
物质的分类也是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学方法，我们要让学生学知识的同时学到方法——“鱼”、“渔”兼得。
三、思维导图
(
构成
组成
物质
纯净物
混合物
元素
原子、分子、离子等
单质
化合物
非金属单质
金属单质
无机化合物
有机化合物
酸
氧化物
碱
……
盐
酸性氧化物
碱性氧化物
)
四、课时安排建议
第1讲 物质的组成、分类、性质与变化(1课时)
第2讲 分散系胶体(1课时)
第3讲 离子反应、离子方程式(计3课时)
第1课时电解质及其电离(1课时)
第2课时离子方程式书写(1课时)
第3课时离子共存、检验与推断(1课时)
第1讲 物质的组成、分类、性质与变化(1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：从宏观角度讲，任何物质都是由什么组成？从微观角度讲，物质又是由什么构成的呢？
[例题1] 同种元素在不同种物质中可能呈现不同种价态，在加点元素的上方标出下列加点元素的化合价。
[归纳总结1]
1．从微观上而言，铁是由 构成；氯化钠由 构成；干冰是由 构成。
2．同素异形体与同位素
(1) 叫同位素，请举例说明 ；
(2) 叫同素异形体，请举例说明 。
问题2：常用的两种方法是交叉分类法和树状分类法的分类标准分别是什么？
[练习1] 纯净物根据其组成和性质可进行如下分类。
(1)如图所示的分类方法属于________(填字母)。 A、交叉分类法　　B、树状分类法
(2)以H、O、S、N、K、Ca六种元素中任意两种或三种元素组成合适的常见物质，分别将其中一种常见物质的化学式填在下表相应类别中：
物质类别 酸 碱 盐 氧化物
化学式
(3)从上表中选出一种酸和一种氧化物，写出其反应的化学方程式：
_____________________________________________________________
(练习1出处：必修1单元检测。推荐理由：通过熟悉的树状分类法，再结合通过给定元素寻找已学过的物质，把元素组成物质，物质再通过一定的分类标准对物质分类。体现“宏观辨识”与“微观探析”和“模型认知”学科素养。)
[归纳总结2]
1．树状分类法
2．交叉分类法
活动二：重难点突破
问题3：如何区别“金属氧化物、非金属氧化物”与“酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物”？
典例简析
[典型题例] 判断下列的说法是否正确，若不正确请说明理由。
(1)金属氧化物一定是碱性氧化物。 。
(2)非金属氧化物一定是酸性氧化物。 。
(3)酸性氧化物一定能与水反应生成酸。 。
(4)碱性氧化物一定能与水反应生成碱。 。
(典型题例出处：高三调研试题改编题。推荐理由：本题考查金属氧化物、非金属氧化物与酸性氧化物、碱性氧化物的概念辨识，通过已掌握的知识进行分析，培养了学生归纳总结的能力)
[归纳总结3] 请在下列括号内填上“一定”或“不一定”。
(1)金属氧化物( )是碱性氧化物；
(2)非金属氧化物( )是酸性氧化物；
(3)酸性氧化物( )是非金属氧化物；
(4)碱性氧化物( )金属氧化物。
(5)酸性氧化物( )能与水反应生成酸
(6)碱性氧化物( )能与水反应生成碱
[练习2] 同学们吃零食的包袋中经常有一个小纸袋，上边写着干燥剂，其主要成分是生石灰(CaO)。
(1)生石灰属于：_____________(填字母，下同)。
A．酸 B．碱 C．盐 D．纯净物 E．化合物 F．金属氧化物
G．非金属氧化物 H．碱性氧化物 I．酸性氧化物
(2)某同学将浓硫酸、NaOH、生石灰等物质划分为一类，该同学的分类依据为：
A．酸类 B．碱类 C． 氧化物 D．干燥剂
(3)生石灰可用作干燥剂的理由是：(用化学方程式表示)
(4)生石灰还可以与哪类物质反生化学反应？请列举两列并填表
物质类别 化学方程式
(练习2出处：必修1专题一综合评价改编题。推荐理由：本题通过熟悉的情境考查物质分类的知识，培养了学生灵活应用所学知识的能力)
[解析] CaO属于纯净物、化合物、金属氧化物、碱性氧化物。CaO具有碱性氧化物的共性，能与水、酸、酸性氧化物、盐等反应。CaO吸水性强，常作干燥剂。当CaO与H2O或CO2 反应完全后，不再具有干燥作用。
[答案](1)D、E、F、H (2)D (3)CaO+H2O=Ca(OH)2
物质类别 化学反应方程式
酸 CaO+2HCl=CaCl2+H2O
酸性氧化物 CaO+CO2=CaCO3
(4)
(
酸或碱
) [例题2] 已知转化关系：
单质碱性氧化物(酸性氧化物)碱(酸) 盐
下列元素中Na、K、Ca、Ba、Mg、Fe、Al、Cu C、S、P、N、Si，符合上述转化关系的金属有 ，非金属有
(例题2出处：高考试题改编题。推荐理由：本题运用了物质的分类和转化知识，考查学生灵活运用知识的能力，也提升了学科思维性。体现“宏观辨识”与“微观探析”和“模型认知”学科素养。)
问题4： 完成物质的性质与变化和常见无机物之间的相应关系的思维导图。
1． 物质的性质与变化
2．常见无机物之间的相应关系
活动三：巩固提升
1．防治大气污染、打赢蓝天保卫战，下列做法不应该提倡的是
A．开发使用清洁能源 B．田间焚烧秸秆
C．积极鼓励植树造林 D．养成低碳生活习惯
2．化学为人类的生产、生活提供了物质保证。下列工业生产原理不属于化学变化的是
A．还原法冶炼生铁 B．分馏法提炼汽油
C．接触法制取硫酸 D．发酵法生产香醋
3．油脂和蛋白质是人体必需的营养素。下列关于它们的说法正确的是
A．都易溶于水 B．组成元素都相同
C．都属于有机高分子 D．都可以发生水解反应
4．中国不少古诗词清晰描述了当时人们的生活和社会的发展，如刘禹锡的《浪淘沙》：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈，美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”下列有关本诗中蕴含的化学知识认知正确的是
A．雾的分散质粒子直径范围是1～100 nm B．淘金原理与化学上的萃取一致
C．沙子的主要成分是Si D．“沙中浪底来”指的是金的氧化物
5．用化学用语表示SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O中的相关微粒，其中正确的是(　　)
A．中子数为15的硅原子：Si B．氟原子的结构示意图：
C．SiF4的电子式： D．分子的比例模型：
6．反应3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2常用来检验输送氯气的管道是否漏气。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)
A．中子数为20的氯原子：Cl B．N2的结构式：N===N
C．Cl－的结构示意图： D．NH4Cl的电子式：
7．盐在生产、生活中有广泛应用。下列盐的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．NaClO有氧化性，可用于消毒杀菌
B．NaHSO3有还原性，可用于漂白纸浆
C．NaCl易溶于水，可用于工业电解制备钠
D．NaHCO3受热易分解，可用于制抗酸药物
8．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的打“√”，无对应关系的打“×”。
(1) 葡萄糖具有还原性，可用于化学镀银。( )
(2) 溴水呈橙黄色，可用于除去CH4中混有的C2H4。( )
(3) 铅具有还原性和导电性，可用作铅蓄电池的负极材料。( )
(4) NaClO溶液显碱性，可用作漂白剂。( )
(5) NH4Cl溶液呈酸性，可用于去除铁锈。( )
(6) 浓硫酸具有腐蚀性，可用于催化乙酸和乙醇的反应。( )
(7) 小苏打能与碱反应，可用作抗酸药。( )
(8) H2O2是无色液体，可用作消毒剂。( )
(9) FeCl3具有氧化性，可用作净水剂。( )
(10) 生石灰能与水反应，可用作食品干燥剂。( )
(11) Al2O3、SiO2熔点高、硬度大，可用于制造坩埚。( )
(12) Al(OH)3受热易分解，可用于制胃酸中和剂。( )
(13) NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂。( )
(14) NaClO溶液显碱性，可用作杀菌消毒。( )
(15) NaClO能使蛋白质变性，可用作环境消毒剂。( )
(16) NH4Cl受热易分解，可用作化肥。( )
9．单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系，可以用图简单表示。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变用化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。
① C＋O2CO2；
②____________________________________________________________；
③_____________________________________________________________；
④_____________________________________________________________；
⑤______________________________________________________________；
⑥______________________________________________________________；
⑦_____________________________________________________________。
[参考答案]
1．B　
解析：开发使用清洁能源，可以减少化石能源的使用，从而防治大气污染，应该提倡，A不符合；田间焚烧秸秆，会增加空气中可吸入颗粒物等污染物，加重大气污染，不应该提倡，B符合；大量植树造林，可以防风固沙、防止水土流失、净化空气等，应该提倡，C不符合；养成低碳生活习惯可以降低二氧化碳的排放，从而减轻温室效应，应该提倡，D不符合。
2．B　
解析：还原法冶炼生铁是用CO还原铁的氧化物，属于化学变化，A不符合；石油分馏利用石油中各组分沸点范围不同进行分离，属于物理变化，B符合；接触法制硫酸中FeS2→SO2→SO3→H2SO4，属于化学变化，C不符合；发酵法生产香醋过程中有新物质生成，属于化学变化，D不符合。
3．D　
解析：油脂难溶于水，有的蛋白质能溶于水，A错误；油脂只含有C、H、O三种元素，而蛋白质至少含有C、H、O、N四种元素，B错误；油脂是小分子，C错误；油脂水解生成甘油和高级脂肪酸(盐)，蛋白质水解生成氨基酸，D正确。
4．A　
解析：沙里淘金的原理是：金子的密度比沙子的密度大得多，在水的冲击下沙粒被水流带走，而金留在容器里，不是萃取原理，B错误；沙子的主要成分是SiO2，C错误；金的化学性质稳定，可以以单质的形式存在于自然界，“沙中浪底来”指的是金单质，D错误。
5．B　
解析：中子数为15的Si原子的质量数为29，A错误；F原子核内含有9个质子，最外层有7个电子，B正确；SiF4电子式中F原子周围有8个电子，C错误；O原子半径比H原子大，即中间原子半径大而两侧的原子半径小，D错误。
6．A　
解析：中子数为20的Cl原子的质量数是37，A正确；N2的结构式为N≡N，B错误；Cl－最外层有8个电子，C错误；NH4Cl的电子式为，D错误。
7．A
解析：NaClO具有氧化性，可用于消毒杀菌，A正确；漂白纸浆是利用SO2的漂白性，B错误；工业电解熔融氯化钠制备金属钠，与氯化钠是否易溶于水无关，C错误；NaHCO3可用于制抗酸药物，是利用了其能和酸反应，与NaHCO3受热易分解无关，D错误。
8．(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)× (10)√(11)√(12)×(13)×(14)×(15)√(16)×
9． ②CO2+H2O=H2CO3③CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O④Fe+2HCl=FeCl2+H2↑⑤CaO+2HCl=CaCl2+H2O⑥Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O⑦CaO+H2O=Ca(OH)2
解析：属于同一类的物质必定符合同一标准，就会有某一共同的性质，利用一类物质和另一类物质之间的关系，就可以找出物质之间转化的方法：非金属酸性氧化物；金属碱性氧化物，该题对各类物质之间的转化限定了8种物质，从这8种物质中选出符合条件的物质进行各类物质间的转化。
②酸性氧化物+水→酸，CO2属于酸性氧化物，该反应为: CO2+H2O=H2CO3；
③酸性氧化物+碱→盐和水，CO2属于酸性氧化物，Ca(OH)2属于碱，该反应为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
④金属+酸→盐+H2↑，Fe属于金属，HCl属于酸，该反应为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
⑤碱性氧化物+酸→盐+水，CaO属于碱性氧化物，HCl属于酸，该反应为：CaO+2HCl=CaCl2+H2O；
⑥碱+酸→盐+水，Ca(OH)2属于碱，HCl属于酸，该反应为：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O；
⑦碱性氧化物+水→碱，CaO属于碱性氧化物，该反应为：CaO+H2O=Ca(OH)2。
【点睛】复分解反应是四大基本反应类型之一，考生一定要掌握复分解反应的基本规律及反应发生的条件。
二、教学建议
1．复习课不是把学过的知识简单罗列、机械重复，而是把学过的知识进行归纳、分析、对比，达到在原有基础上进一步提高的目的。
2．以典型无机物的性质和用途为情境，体现宏观辨识和微观探析、模型认知的学科素养。学生根据归纳总结的方法能够举一反三，提升思维。
3．能利用典型代表物质的性质和反应，能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。从而学生对元素化合物的知识能有整体的认识。
4．依据课标，凭借教材，适当拓展，在做题中总结思考避免题海战术。
三、情境素材
1．传统文化中的化学古诗中的“烟”
日常生活中往往把“烟”“雾”混为一谈。“大漠孤烟直，长河落日圆”中的“烟”是由沙土随风卷起形成的；“暧暧远人村，依依墟里烟”中的“烟”系炊烟；“南朝四百八十寺，多少楼台烟雨中”“烟笼寒水月笼沙，夜泊秦淮近酒家”中的“烟”则为雨雾。
2．材料科学与工程
材料科学与工程专业是哈工大最好的专业之一，学习方面以物理化学、材料科学、计算机在材料科学中的应用等方面为主。就业方向以钢企、制造企业、汽车厂以及陶瓷、水泥等企业为主。
3．一种晶体九般变化
英国利物浦大学(University of Liverpool)的 Mathew J．Rosseinsky教授课题组报道了由金属节点和短肽连接单元构成的新型柔性MOF，晶体结构可根据化学环境的改变而改变，以进行特定的化学过程。基于短肽连接单元中共价键的旋转，这种MOF材料可以在九个不同的晶体结构中灵活变换。
4．阳山水蜜桃
阳山水蜜桃，江苏省无锡市特产，中国国家地理标志产品。2014年，阳山水蜜桃获农业部农产品地理标志。阳山水蜜桃果形大、色泽美，香气浓郁，汁多味甜，风味独特，桃果肉含糖8％～13％，有机酸0．2％～0．9％，还含有蛋白质、无机盐、钙、铁、胡萝卜素、维生素C等物质。阳山水蜜桃果肉中含铁量较高，在各种水果中仅次于樱桃。铁参与人体血液的合成，所以食桃可促进血红蛋白再生，可防治因缺铁引起的贫血。
5．化学与生活／水果为什么能解酒
吃一些带酸味的水果或饮服1～2两干净的食醋可解酒是因为水果里含有机酸，如苹果里含有苹果酸，柑橘里含有柠檬酸，葡萄里含有酒石酸等，而酒里的主要成分是乙醇，有机酸能与乙醇相互作用而形成酯类物质从而解酒。同样，食醋也能解酒是因为食醋里含有3％～5％的乙酸，乙酸能与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。
6．物质的另一种状态——等离子体
等离子体是物质的第四种聚集状态，与固体、液体和气体这三种状态相比，我们对于“等离子体”比较陌生。然而，就整个宇宙而言，等离子体也是物质的存在形式。太阳就是一个灼热的等离子体火球，恒星、星际空间和地球上空的电离层也都是等离子体。人们在自然界中可以看到等离子体现象，如闪电和极光等。在我们周围也有许多人工制造的等离子体，如霓虹灯管中的辉光放电。等离子体的发现至今已有100余年，1927年物理学家兰缪尔(Langmuir)最先提出等离子体这一术语。20世纪60年代起等离子体化学引起化学界的极大兴趣。
随着温度升高，物质的聚集状态可由固态变为液态，再变为气态。若采取某种手段，如加热、放电等，气体的部分粒子将发生离解和电离。当电离产生的带电粒子密度超过一定限度(如大于0.1％)，电离的气体行为将主要决定于离子和电子间的库仑力。这种电离气体成为有别于普通气体的一种新的聚集态，通常称为等离子体。所以可将等离子体看成是带电粒子密度达到一定程度的电离气体，由电子、原子、离子、分子或自由粒子组成。无论部分电离还是完全电离，其中负电荷总数等于正电荷总数，所以称为等离子体。
等离子体具有导电性、电中性、与磁场可作用性、活泼的反应性等基本特性。
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