24秋-25春人教版化学必修第一册 02 第一章 第一节 第2课时 物质的转化

第一章物质及其变化第一节物质的分类及转化第2课时物质的转化学习任务目标1.明确各类物质的化学性质，从物质的组成和分类认识酸、碱、盐的性质，并能比较酸、碱、盐的异同，提高总结问题的能力。2.明确同类物质具有相似的化学性质，一定条件下各类物质可以相互转化。3.通过化学反应的重要作用认识化学科学对人类的贡献，激发研究化学科学的热情。一、酸、碱、盐的性质1.酸的通性(以H2SO4为例)(1)使酸碱指示剂变色：紫色石蕊溶液遇酸变红。(2)与活泼金属(如Zn)反应的化学方程式为Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑，反应类型：置换反应(3)与碱(如NaOH)反应的化学方程式为2NaOH＋H2SO4Na2SO4＋2H2O，反应类型：复分解反应(4)与碱性氧化物(如CuO)反应的化学方程式为CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O(5)与某些盐(如Na2CO3)反应的化学方程式为H2SO4＋Na2CO3Na2SO4＋CO2↑＋H2O，反应类型：复分解反应2.碱的通性(以NaOH为例)(1)使酸碱指示剂变色：无色酚酞溶液遇碱变红，紫色石蕊溶液遇碱变蓝。(2)与酸性氧化物(如CO2)反应的化学方程式为2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O(3)与酸(如HCl)反应的化学方程式为NaOH＋HClNaCl＋H2O(4)与某些盐(如MgCl2)反应的化学方程式为MgCl2＋2NaOHMg(OH)2↓＋2NaCl，反应类型：复分解反应3.盐的通性(1)与酸反应生成新盐与新酸。如醋酸钠与盐酸反应的化学方程式为HCl＋CH3COONaNaCl＋CH3COOH(2)与碱反应生成新盐与新碱。如氯化铜与氢氧化钠反应的化学方程式为CuCl2＋2NaOHCu(OH)2↓＋2NaCl(3)与盐反应生成两种新盐。如NaCl＋AgNO3AgCl↓＋NaNO3二、物质的转化1.实现物质转化的基本依据化学反应前后元素种类不会改变。2.常见单质及其化合物的转化(1)实例探究写出下列有关反应的化学方程式并注明反应类型：化学方程式反应类型①2Ca＋O2化合反应②CaO＋H2OCa(OH)2化合反应③Ca(OH)2＋H2SO4CaSO4↓＋2H2复分解反应④C＋O2点燃化合反应⑤CO2＋H2OH2CO化合反应⑥H2CO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋2H2复分解反应(2)结论单质到盐的转化关系：三、确定制备物质的方法1.确定依据2.工业生产方法的选择(1)最适当方法的选择(2)实例——工业上制取NaOH①不采用Na2O与H2O反应的原因：Na2O作为原料，来源少，成本高；②主要采用的方法：电解饱和食盐水；③过去曾采用的方法：盐(如Na2CO3)与碱[如Ca(OH)2]反应。物质的转化关系[探究活动]徐霞客是我国古代杰出的探险家，行游数万千米，“达人所之未达，探人所之未知”，所到之处探幽寻秘，并记有游记。同学们想必也希望有一天，可以去一个神秘的地方，进行一场令人难忘的探险吧！现在同学甲持有盐酸，不小心走进了化学迷宫，不知怎样走出来，因为迷宫有许多“怪兽”(即能与盐酸反应的物质或是水溶液)，盐酸必须避开它们，否则就会被“吃掉”。活动1最终在同学乙的帮助下同学甲走出迷宫，请用图中物质前的序号连接起来表示同学甲所走的路线。提示：③→⑥→⑩→⑦→⑪→⑫。盐酸能与①②④⑤⑧⑨发生反应，与③⑥⑦⑩⑪⑫不反应。活动2在能“吃掉”盐酸的化学反应中，属于酸碱中和反应的有几个？其中能“吃掉”盐酸的盐是什么？写出该反应的化学方程式。提示：2个；Na2CO3；Na2CO3＋2HCl2NaCl＋H2O＋CO2↑。盐酸与④、⑧活动3在不能与盐酸反应的物质中，属于氧化物的是什么？它们之间能否相互转化？提示：③⑩；可以相互转化：2CO＋O2点燃2CO2，CO2＋C高温2CO。③⑥⑦⑩⑪⑫中CO、CO2属于氧化物，CO与O2反应生成CO2，CO2活动4如果同学甲携带的是O2，它能沿着盐酸走出的路线“走出”这个迷宫吗？为什么？提示：不能，因为O2遇到CO、Cu等物质会被“吃掉”。[评价活动]1.在一定条件下，跟酸、碱、盐都能反应的物质是()A.CaO B.Na2CO3C.CaCO3 D.CO2B解析：CaO是碱性氧化物，与碱不发生反应；CO2是酸性氧化物，与酸不发生反应；Na2CO3和CaCO3都是盐，但后者难溶于水，不与碱、盐发生反应，前者可以，如可分别与盐酸、氢氧化钙、氯化钙等发生反应。2.以下表示的是碳及其化合物的转化关系，其中涉及的反应类型依次是()CCuO高温CO2H2OH2A.化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应B.置换反应、复分解反应、化合反应、分解反应C.置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应D.置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应D解析：C＋2CuO高温2Cu＋CO2↑(置换反应)，CO2＋H2OH2CO3(化合反应)，H2CO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋2H2O(复分解反应)，CaCO3CaO＋CO2↑(分解反应3.甲、乙、丙三种物质间通过一步反应能实现如图所示转化，下列选项中符合转化关系的是()A.甲为氢氧化钠、乙为氯化钠、丙为硝酸钠B.甲为氧化铜、乙为氯化铜、丙为氢氧化铜C.甲为碳酸钠、乙为二氧化碳、丙为碳酸钙D.甲为过氧化氢、乙为氢气、丙为氧气C解析：氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠和硝酸反应生成硝酸钠和水，氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，硝酸钠不能通过一步反应转化为氯化钠，A错误；氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，氢氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，氧化铜不能通过一步反应转化为氢氧化铜，B错误；碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，C正确；过氧化氢不能通过一步反应生成氢气，D错误。4.物质X可发生下列所示的两个反应，则X可能是()①X＋碱盐＋②X＋金属氧化物盐＋A.CaO B.H2SO4C.NaOH D.COB解析：CaO与碱、金属氧化物均不反应，A错误；H2SO4与碱、金属氧化物反应均生成盐和水，B正确；NaOH与碱、金属氧化物均不反应，C错误；CO与碱不反应，与金属氧化物在加热的条件下反应生成金属和CO2，D错误。谨记物质间相互转化的5个“不一定”(1)金属不一定均与酸反应生成H2(如Cu、Ag等在金属活动性顺序中位于氢后面的金属不与酸反应生成H2)。(2)酸、碱参加的反应不一定均为复分解反应(如氧化物与碱的反应不是复分解反应)。(3)可溶性盐与可溶性盐或碱不一定反应。(4)有单质和化合物生成的反应不一定为置换反应(如CO还原CuO不是置换反应)。(5)酸性氧化物或碱性氧化物不一定均与H2O反应(如酸性氧化物SiO2不与H2O反应，碱性氧化物CuO不与H2O反应)。课后素养评价(二)知识点1酸、碱、盐的性质1.下列物质的转化能实现的是()A.H2SO4BaB.CONa2CO3C.Cu(OH)2NaClNaOHD.NaNO3Ba(NO3)2A解析：CO与NaOH不反应，B错误；Cu(OH)2与NaCl不反应，C错误；BaCO3与NaNO3不反应，D错误。2.分类法可用于预测物质的性质及其变化规律。下列物质的分类与性质预测对应关系不正确的是()选项物质类别性质预测ACaO碱性氧化物能与水反应生成碱BNaOH碱能与CO2等酸性氧化物反应CK2CO3钾盐能与酸反应DH2SiO3酸能与NaOH反应生成盐C解析：CaO属于碱性氧化物，能与水反应生成Ca(OH)2，A正确；NaOH属于碱，能与酸性氧化物反应生成盐和水，B正确；K2CO3能与酸反应，是碳酸盐的性质，C错误；H2SiO3是一种难溶性的弱酸，能与碱发生中和反应，D正确。3.关于化学反应A＋BC＋D，下列说法正确的是A.若A、B为酸和碱，则C、D中不一定有水B.若A、B为两种化合物，则C、D也一定为化合物C.若生成物C和D分别为两种沉淀，则A、B可能为盐和碱D.若生成物C、D中有一种为单质，则该反应一定是置换反应C解析：A项，酸碱中和反应的产物一定有H2O；B项的反例为Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2；C项例证为Ba(OH)2＋CuSO4BaSO4↓＋Cu(OH)2↓，故C正确；D项的反例为Fe2O3＋3CO高温2Fe＋3CO2或CuO＋CO高温Cu知识点2物质间的转化关系与反应类型4.(双选)下列关于化学反应类型的说法正确的是()A.分解反应不一定有单质生成B.化合反应一定是两种物质生成另一种物质C.置换反应一定有元素的化合价发生改变D.两种化合物生成另外两种化合物的反应一定是复分解反应AC解析：分解反应不一定有单质生成，如碳酸分解生成水和二氧化碳，故A正确；化合反应不一定是两种物质生成另一种物质，也可能是两种以上的物质反应生成另一种物质，故B错误；置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，单质中元素的化合价为0价，置换反应一定有元素的化合价发生改变，故C正确；两种化合物生成另外两种化合物的反应不一定是复分解反应，如CO2＋Ca(OH)2CaCO3↓＋H2O，故D5.化学变化多姿多彩。下图中甲、乙、丙、X分别是Fe2O3、C、CO、盐酸中的一种，甲、乙、丙均能与X发生化学反应，则X是()A.C B.Fe2O3C.CO D.盐酸B解析：Fe2O3与C、CO、盐酸均能发生反应，反应的化学方程式分别为3C＋2Fe2O3高温4Fe＋3CO2↑、3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2、Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O，故X为Fe26.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、CO2B.H2O2、H2O、O2C.KOH、K2CO3、KNO3D.Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3C解析：KOH能够转化为K2CO3，K2CO3能够转化为KNO3，但KNO3无法转化为K2CO3，C不符合要求。7.下列物质在给定条件下的转化均能一步实现的是()A.Fe3O4FeHCLFeClB.H2O2加热H2HC.CaCl2溶液CaCO3HCLCOD.CuSO4溶液CuCuOD解析：Fe3O4和CO反应可以生成Fe，但Fe和HCl反应只生成FeCl2，A不能一步转化；2H2O2△2H2O＋O2↑，不会生成H2，B不能一步转化；因为酸性HCl大于H2CO3，所以只能发生反应CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2↑＋H2O，C不能一步转化；Fe和CuSO4发生置换反应生成FeSO4和Cu，2Cu＋O28.如图所示为硫酸性质的知识归纳，下列说法不正确的是()A.若盐为BaCl2，则反应中有白色沉淀生成B.若碱为Ba(OH)2，产生白色沉淀，证明两者发生了中和反应C.若金属氧化物为铁锈的主要成分(Fe2O3)，可利用硫酸与金属氧化物反应的这一性质，除去铁锈D.若金属为Mg和Zn，将质量相等且过量的两种金属与一定量的稀硫酸完全反应，Mg产生的氢气多D解析：BaCl2和硫酸反应生成BaSO4沉淀和HCl，A正确；产生白色沉淀证明Ba(OH)2和硫酸发生了反应，能说明两者发生了中和反应，B正确；Fe2O3和硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水，可除去铁锈，C正确；金属为Mg和Zn，将质量相等且过量的两种金属与一定量的稀硫酸完全反应，稀硫酸中的氢元素被全部置换出来，所以生成的氢气质量相等，D错误。9.某化学小组的同学对于硫酸铜的制备方法提供了以下四种方案，对这四种方案评价错误的是()甲：CuO2△乙：CuCuSO4丙：CuCu(NO3)2Cu(OH)2稀硫酸CuSO4丁：Cu浓硫酸△CuSO4[丁同学通过查资料得知：Cu＋2H2SO4(浓)△CuSO4＋SO2A.甲方案无污染、耗料少，为最佳选择B.乙方案步骤少，产率高C.丙方案太过烦琐，产率较低，且所用AgNO3溶液成本较高D.丁方案产生大气污染物，不符合绿色化学理念B解析：甲方案步骤少，原料易得，无污染、耗料少，为最佳选择，A正确；乙方案中，反应不能发生，因为Fe比Cu活泼，B错误；丙方案步骤多，转化率、产率较低，且所用AgNO3溶液成本较高，C正确；丁方案中产生大气污染物(SO2)，不符合绿色化学理念，D正确。10.如图所示，A、B、C、D、E各代表水、铁、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B的相对分子质量大于D。(1)写出下列物质的化学式：A，B，D。(2)写出下列反应的化学方程式：B＋C：。(3)相连环物质间发生的反应中，属于置换反应的共有个。解析：(1)题给五种物质中，常温下水只能与二氧化碳发生化合反应生成碳酸；铁只能与硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；二氧化碳与水、氢氧化钡均