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高一化學必修一物質的分類及轉化

教育 更新时间:2024-09-30 02:41:49

這屆内容本應是很簡單的。但因為它是初中化學重點内容的總結,但在高中應用上了,導緻内容上可能出現大家知識銜接不好,且考察的方向也與初中有所不一樣,從而出現各式各樣的問題。

這塊内容在原來的必修一版本中是沒有的。結果出現,高中老師都以為學生初中學過了,直接開始用此處知識,導緻很多學生一頭蒙的開始高中化學,是高中化學如虎。新版本必修一又添上這塊,算是讓學生能稍稍緩沖一下。基礎差的同學還是應該在好好看一下的。

幹貨來了:

一、置換反應

1、定義:置換反應是指一種單質與一種化合物反應生成另外一種單質和另外一種化合物的化學反應,是化學中四大基本反應類型之一。 置換反應包括金屬與鹽的反應,金屬與酸的反應等。

2、反應公式:AB C→A BC

3、類型:

(1)金屬跟酸的置換:金屬原子與酸溶液中氫離子(H )之間的反應

特别注意:①不能用濃硫酸,硝酸等有強氧化性的酸,

②金屬在活動性順序表中需位于氫(H)之前

如:鋅和酸反應【Zn 2HCl====ZnCl2 H2↑ Zn H2SO4 = ZnSO4 H2↑】

鐵和酸反應【Fe 2HCl====FeCl2 H2↑】(一般情況下,鐵與酸反應生成二價鐵)

金屬跟鹽溶液的置換:活潑金屬單質與不活潑金屬的鹽溶液發生置換反應

Fe CuSO4 = FeSO4 Cu

Cu 2AgNO3 = Cu(NO3)2 2Ag

特别注意:置換需滿足金屬活動性順序表先後次序

(3)非金屬單質置換金屬單質

如;常見的碳單質或氫氣置換金屬氧化物

碳還原氧化銅

置換反應的類型不僅僅包含這些。在高中會随着化學的學習深入而得以補充。大家應抓住要點:置換反應反應物和生成物中都有單質。如CuO CO =加熱 Cu CO2 ,盡管生成物中一種是單質另一種是化合物,但由于反應物中的兩種物質都是化合物,不符合定義,因此該反應不屬于置換反應。

複分解反應

1、表達式:AB CD=AD CB

特點①反應後,陰陽離子相互交換 ②反應前後,元素化合價不變

複分解反應是化學中四大基本反應類型之一。要理解它必須抓住概念中的“化合物”和“互相交換成分”這兩個關鍵詞。酸、堿、鹽溶液間發生的反應一般是兩種化合物相互交換成分而形成的,即參加複分解反應的化合物在水溶液中發生電離并解離成自由移動的離子,離子間重新組合成新的化合物。因此酸、堿、鹽溶液間的反應一般是複分解反應。

3、發生反應的基本條件:發生複分解反應的兩種物質能在水溶液中交換離子,結合成難電離的物質(沉澱、氣體或弱電解質)。具體來說,分為以下情況:

(1)酸 鹽→新酸 新鹽

反應物中酸必須是可溶的(鹽是否可溶沒有關系),但生成物中至少有一種物質是氣體或沉澱或水。

氯化鋇和硫酸反應【BaCl2 H2SO4====BaSO4↓ 2HCl】

碳酸鈣和鹽酸反應【2HCl CaCO3====CaCl2 H2O CO2↑】

(2)酸 堿→鹽 水,反應物中有一種可溶就可以發生反應。

硫酸和氫氧化銅反應【H2SO4 Cu(OH)2====CuSO4 2H2O】

鹽酸和氫氧化鈉反應【NaOH HCl====NaCl H2O】

(3)鹽 鹽→新鹽 新鹽,反應物隻需要一種可溶就可以,但生成物的兩種鹽中至少有一種是沉澱才能反應。

硫酸鈉和氯化鋇反應【Na2SO4 BaCl2====2NaCl BaSO4↓】

氯化鈉和硝酸銀反應【NaCl AgNO3====AgCl↓ NaNO3】

(4)鹽 堿→新鹽 新堿,隻需要一種可溶就可以,生成物中至少有一種是沉澱或氣體(隻有氨鹽跟堿反應才能生成氣體)才能發生反應那個。

氫氧化鈉和硫酸銅反應【2NaOH CuSO4====Na2SO4 Cu(OH)2↓】

硫酸鈉和氫氧化鋇反應【Na2SO4 Ba(OH)2====BaSO4↓ 2NaOH】

氫氧化鈉和氯化铵反應【NaOH NH4Cl====NaCl NH3↑ H2O】

物質分類

純淨物與混合物相對,是由一種物質組成,有固定的物理性質和化學性質的物質。純淨物有專門的化學符号,能用一個化學式表示。繼續細化純淨物的組成可将其分為:

1.單質

單質是由同一種元素組成的純淨物。

●金屬單質:

例如:K、Ca、Na、Mg、Al 等

●非金屬單質:

例如:S、Cl2、He 等

特别注意:

●隻含一種元素的物質不一定是純淨物。如氧氣O2 和臭氧O3 混合得到的物質是混合物

●同種元素的同位素單質混合得到的物質是純淨物。如氫的同位素氕氘氚組成的雙原子分子 H2、D2、T2 混合在一起得到的是純淨物

●含水的物質不一定是混合物。如膽礬CuSO4 • 5H2O、綠礬FeSO4 • 7H2O、明礬KAl(SO4)2 • 12H2O 都是純淨物

2.化合物

化合物是由兩種或兩種以上的元素組成的純淨物。

A. 按化合物的性質分類

①氧化物

氧元素與另外一種化學元素組成的二元化合物叫做氧化物。氧化物可分為:

I. 酸性氧化物

酸性氧化物指與水反應生成相應價态的酸,或與堿反應隻生成一種相應價态的鹽和水的氧化物。

例如:SO2、SO3、P2O5、SiO2、Mn2O7 等

特别注意:

●酸性氧化物不一定是非金屬氧化物。如高錳酸酐Mn2O7 既是酸性氧化物,又是金屬氧化物

●非金屬氧化物不一定是酸性氧化物。如一氧化碳CO、一氧化氮NO、二氧化氮NO2 都是不成鹽氧化物

●酸性氧化物不一定能與水反應生成相應的酸。如二氧化矽SiO2 不與水反應

●能與堿反應生成鹽和水的氧化物不一定是酸性氧化物。如二氧化氮NO2 是不成鹽氧化物,氧化鋁Al2O3 是兩性氧化物

●酸性氧化物一定是酸酐,但酸酐不一定是酸性氧化物。如乙酸酐CH3COOOCCH3 含有三種元素,不是氧化物,故不是酸性氧化物

II. 堿性氧化物

堿性氧化物指與水反應生成相應價态的堿,或與酸反應隻生成一種相應價态的鹽和水的氧化物。

例如:Na2O、CaO、MgO、FeO、Fe2O3 等

特别注意:

●堿性氧化物一定是金屬氧化物,但金屬氧化物不一定是堿性氧化物。如高錳酸酐Mn2O7 既是金屬氧化物,又是酸性氧化物

●堿性氧化物不一定能與水反應生成相應的堿。如氧化鐵Fe2O3 不與水反應

●能與酸反應生成鹽和水的氧化物不一定是堿性氧化物。如氧化鋁Al2O3 是兩性氧化物

IV.不成鹽氧化物

不成鹽氧化物是指既不可以與酸反應生成相應價态的鹽和水,又不可以與堿反應生成相應價态的鹽和水的氧化物。

例如:CO、NO、NO2 等

②酸

酸是指在水溶液中電離時産生的陽離子都是是氫離子的化合物。可以做下述分類:

I.按酸的強弱分

●強酸:

硫酸H2SO4、硝酸HNO3、高氯酸HClO4、氫氯酸HCl、氫溴酸HBr、氫碘酸HI 等(上述為六大無機強酸)

●弱酸:

氫氟酸HF、碳酸H2CO3、乙酸CH3COOH 等

II.按電離出的氫離子個數分

●一元酸:

氫溴酸HBr、氫氯酸HCl、氫溴酸HBr、氫碘酸HI、硝酸HNO3 等

●二元酸:

硫酸H2SO4、亞硫酸H2SO3、碳酸H2CO3 等

●多元酸:

磷酸H3PO4 等

③堿

堿是指在水溶液中電離時産生的陰離子都是氫氧根離子的化合物。可以按堿的強弱做出下述分類:

●強堿:

氫氧化鉀KOH、氫氧化鈉NaOH、氫氧化鈣Ca(OH)2、氫氧化鋇Ba(OH)2 等(上述為四大強堿)

●弱堿:

一水合氨NH3 • H2O、氫氧化鐵Fe(OH)3 等

④鹽

鹽是指金屬離子或铵根離子(NH4 )與酸根離子或非金屬離子結合的化合物。鹽可以按下述分類:

單鹽

●正鹽:

在酸和堿完全中和生成的鹽中,不含酸中的氫離子,也不含有堿中的氫氧根離子,這樣的鹽叫做正鹽。

例如:Na2CO3、NaCl、NH4Cl 等

●酸式鹽:

電離時生成的陽離子除金屬離子(或NH4 )外還有氫離子,陰離子為酸根離子的鹽叫做酸式鹽。

例如:NaHCO3、NaHSO3、NaHSO4 等

●堿式鹽:

電離時生成的陰離子除酸根離子外還有氫氧根離子,陽離子為金屬離子(或NH4 )的鹽叫做堿式鹽。

例如:Cu2(OH)2CO3 等

II.合鹽(此部分不作要求)

●複鹽:

由兩種金屬離子(可含NH4 )和一種酸根離子構成的鹽叫做複鹽。

例如:KAl(SO4)2 等

●絡鹽:

絡鹽是由兩種不同的鹽結合而成的一種鹽,溶液中隻有一種陰離子,也隻有一種陽離子,陰離子或陽離子是以絡合物的形式存在。

例如:K3Fe(CN)6等

四、物質的分類中常見物質類别概念的辨析

1.單質概念

隻由一種元素組成的物質,一定是單質(由同種元素組成的純淨物)。(×)

揭秘:可能是單質,也可能是混合物。

辨析:O2、O3均是單質,屬于純淨物(由一種物質組成),而O2和O3混合後就是混合物。

2 .顧名思義也不對

(1)冰水混合物

冰水混合物是混合物。(×)

揭秘:冰和水混合在一起仍是純淨物。

辨析:二者僅是狀态不同,但物質組成相同,都是H2O,是同一種物質。

(2)純堿

純堿是堿。(×)

辨析:純堿,是Na2CO3的俗稱,屬于鹽。

(3)結晶水合物

揭秘:結晶水合物均為純淨物。

舉例:膽礬、藍礬(CuSO4•5H2O)、綠礬(FeSO4•7H2O)、明礬[KAl(SO4)2•12H2O]等。

3.我們真的真的不一樣

(1)成鹽氧化物與不成鹽氧化物

CO2、NO2屬于成鹽氧化物。(×)

揭秘:CO2屬于成鹽氧化物,NO2屬于不成鹽氧化物(不能與酸或堿反應生成相應價态的鹽和水的氧化物,所謂對應價态即化合價不變)。

辨析:NO2能與堿反應生成鹽和水(2NO2 2NaOH=NaNO2 NaNO3 H2O),但N元素化合價發生了改變,且不存在N元素為 4價的含氧酸鹽。

(2)酸性氧化物與非金屬氧化物

辨析①:非金屬氧化物不一定是酸性氧化物(與堿反應隻生成鹽和水的氧化物)。

舉例:非金屬氧化物CO、NO等不與堿反應,不是酸性氧化物。

辨析②:酸性氧化物也不一定是非金屬氧化物。

舉例:Mn2O7(對應高錳酸HMnO4、鹽有KMnO4)等。

(3)堿性氧化物與金屬氧化物

辨析①:金屬氧化物不一定是堿性氧化物。

舉例:Mn2O7為酸性氧化物、Al2O3為兩性氧化物等。

辨析②:堿性氧化物一定是金屬氧化物。

4.酸性(堿性)氧化物

辨析①:酸性氧化物、堿性氧化物不一定都能與水反應生成相應的酸、堿。

舉例:SiO2、CuO與水不反應。

辨析②:能與水反應生成酸、堿的氧化物也不一定是酸性氧化物、堿性氧化物。

舉例:NO2、Na2O2與水發生氧化還原反應(表現為有元素化合價升降的反應)。

5.到底幾“元”酸

酸分子中含有幾個氫原子,它一定是幾元酸。(×)

辨析:酸分類中的“元”是根據酸電離出的H 的數目來确定的,酸分子中含有幾個氫原子,它不一定是幾元酸,因為不一定所有氫原子都能電離出來。

舉例:CH3COOH分子中有4個氫原子,但它屬于一元酸。

6.其它不一定

(1)電離出H (OH-)的化合物

辨析:溶于水能電離出H (OH-)的化合物不一定是酸(堿)。

舉例:NaHSO4、Mg(OH)Cl等。

(2)鹽的構成

辨析①:鹽的構成中不一定僅有金屬離子和酸根離子,可能還有非金屬陽離子。

舉例:NH4Cl。

辨析②:鹽中酸根離子中不一定隻有非金屬元素,可能還有金屬元素。

舉例:MnO4-。

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鋅與硫酸銅溶液反應

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