1.1 緒言+物質(zhì)的分類(lèi)及轉(zhuǎn)化【知識(shí)精講精研】高一上學(xué)期化學(xué)人教版 （2019）必修第一冊(cè)

化學(xué)任課教師：閭欣辦公室：連廊三樓308化學(xué)是什么？化學(xué)在研究什么？化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的基礎(chǔ)自然學(xué)科。實(shí)用和自然哲學(xué)煉金術(shù)和煉丹醫(yī)化學(xué)燃素學(xué)說(shuō)近代化學(xué)現(xiàn)代化學(xué)公元前后15001700177421世紀(jì)古代化學(xué)1661波義耳提出元素概念1869門(mén)捷列夫提出“元素周期表”近代化學(xué)從萌芽到成熟按生產(chǎn)工具劃分時(shí)代：有舊石器時(shí)代、新石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代、蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代、自動(dòng)化時(shí)代、（信息時(shí)代）《抱樸子內(nèi)篇》古代化學(xué)“丹砂(HgS)燒之成水銀，積變又還成丹砂”?！胺彩医?jīng)火焚煉為用”“凡爐中熾鐵用炭,煤炭居十七,木炭居十三……”“此即地霜也，所在山澤，冬月地上有霜，掃取以水淋汁，后乃煎煉而成”（KNO3）“(火藥)乃焰消(KNO3)、硫黃、杉木炭所合，以為烽燧銃機(jī)諸藥者”。作者是晉代葛洪，成書(shū)于公元三百一十七年，是對(duì)生命、疾病、煉丹養(yǎng)生方術(shù)所作的系統(tǒng)的總結(jié)。近代化學(xué)拉瓦錫氧化學(xué)說(shuō)道爾頓原子學(xué)說(shuō)阿伏加德羅分子學(xué)說(shuō)門(mén)捷列夫元素周期律波義耳元素概念現(xiàn)代化學(xué)化學(xué)的今天和明天——一門(mén)中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的科學(xué)（美）R.布里斯羅，哥倫比亞大學(xué)教授，美國(guó)化學(xué)會(huì)前會(huì)長(zhǎng)化學(xué)——中心科學(xué)與其他學(xué)科交叉，相互滲透重視理論與應(yīng)用化學(xué)數(shù)學(xué)物理制藥電子日用化學(xué)化肥、農(nóng)藥紡織、印染食品冶金石油化工材料科學(xué)法學(xué)鑒定環(huán)境科學(xué)地質(zhì)學(xué)醫(yī)學(xué)生物學(xué)化學(xué)——實(shí)用科學(xué)主要成分SiO2電腦芯片的主要材料是硅光導(dǎo)纖維由SiO2制得化學(xué)——?jiǎng)?chuàng)造科學(xué)鈦合金制造的人造骨骼航空航天領(lǐng)域用到的各種合金、碳纖維、高分子聚合物等等陰極射線管液晶有機(jī)發(fā)光二極管我國(guó)的化學(xué)成就20世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾代化學(xué)家的不懈努力，我國(guó)的化學(xué)基礎(chǔ)研究和化學(xué)工業(yè)取得了豐碩的成果。1943年侯德榜發(fā)明聯(lián)合制堿法1965年合成了具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素科20世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾代化學(xué)家的不懈努力，我國(guó)的化學(xué)基礎(chǔ)研究和化學(xué)工業(yè)取得了豐碩的成果。20世紀(jì)80年代，人工合成核糖核酸我國(guó)建成的煤間接液化示范項(xiàng)目我國(guó)的化學(xué)成就感受化學(xué)之美化學(xué)分子結(jié)構(gòu)如何研究化學(xué)？獲取科學(xué)事實(shí)：觀察、實(shí)驗(yàn)整理科學(xué)事實(shí)：比較、分類(lèi)、類(lèi)比、歸納、演繹、分析、綜合構(gòu)造科學(xué)理論：假說(shuō)、模型、科學(xué)理論如何學(xué)習(xí)化學(xué)？實(shí)驗(yàn)、理論相結(jié)合化學(xué)與社會(huì)發(fā)展中的化學(xué)科學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)化學(xué)反應(yīng)原理有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)化學(xué)2+3五大核心素養(yǎng)1.元素觀。2.微粒觀。3.構(gòu)性觀。4.作用力。5.轉(zhuǎn)化觀。6.分類(lèi)觀。7.守恒觀。8.定量觀。9.動(dòng)態(tài)平衡思想。10.能量最低原理。十大基本觀念大悲咒版元素周期表一些基本要求：課堂：課前做好準(zhǔn)備工作，課本、步步高、筆記本+草稿紙課上集中注意力、活躍有度、重點(diǎn)筆記課后（每天）：及時(shí)總結(jié)反思、補(bǔ)充完善筆記、作業(yè)獨(dú)立完成、預(yù)習(xí)假期：多思考多實(shí)踐，聯(lián)系化學(xué)與生活。幫助你找到分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的新途徑；獲得從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的基本能力；理解社會(huì)可持續(xù)發(fā)展賦予化學(xué)的使命；培養(yǎng)科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任，形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。愿高中化學(xué)課程與你共同開(kāi)啟一段探索物質(zhì)世界的新旅程！高中化學(xué)學(xué)習(xí)的意義第一章物質(zhì)及其變化物質(zhì)的分類(lèi)及轉(zhuǎn)化分類(lèi)依據(jù)：圖書(shū)內(nèi)容圖書(shū)：中圖法（中國(guó)圖書(shū)館分類(lèi)法）超市、冰箱世界是物質(zhì)構(gòu)成的，目前人類(lèi)發(fā)現(xiàn)和合成的物質(zhì)已超過(guò)1億種。對(duì)于眾多的物質(zhì)，我們通常需要先分類(lèi)——分門(mén)別類(lèi)物質(zhì)都是由元素組成的，根據(jù)元素組成可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。一、物質(zhì)的分類(lèi)物質(zhì)：根據(jù)元素組成進(jìn)行分類(lèi)單一元素多種元素同素異形體：由同一種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)人類(lèi)已發(fā)現(xiàn)的元素大約有多少種？人類(lèi)已發(fā)現(xiàn)的單質(zhì)大約有多少種？金剛石石墨色態(tài)無(wú)色晶體灰黑色晶體硬度熔點(diǎn)導(dǎo)電性用途天然最硬物質(zhì)質(zhì)地較軟很高（＞3550℃）很高導(dǎo)電不導(dǎo)電裝飾品、切割玻璃、大理石、鉆探機(jī)鉆頭鉛筆芯、電極、潤(rùn)滑劑1772年拉瓦錫證明金剛石可燃，生成CO2，進(jìn)一步測(cè)定后確定金剛石是由碳元素組成的單質(zhì)。1779年舍勒證明石墨可燃，也生成CO2，進(jìn)一步測(cè)定后確定石墨是由碳元素組成的單質(zhì)。1799年法國(guó)科學(xué)家摩爾沃將一顆金剛石轉(zhuǎn)變?yōu)槭?955年美國(guó)科學(xué)家霍爾在1650℃、95000個(gè)大氣壓下用石墨合成了金剛石。金剛石和石墨中碳原子的連接方式不同碳元素同素異形體同種元素性質(zhì)不同單質(zhì)

化學(xué)史話1845年瑞士化學(xué)家馬里納，對(duì)純凈的O2進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)，獲得了一種新的氣體，并把它叫做臭氧。后來(lái)化學(xué)家拉登堡確定了臭氧的化學(xué)式為O3，并確定了其結(jié)構(gòu)。氧氣O2臭氧O3物質(zhì)化學(xué)式氣體顏色氣味氧化性臭氧O3氧氣O2無(wú)色無(wú)味強(qiáng)淡藍(lán)色魚(yú)腥味極強(qiáng)氧元素的同素異形體3O2=2O3放電根據(jù)組成進(jìn)行分類(lèi)——交叉分類(lèi)法根據(jù)性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、用途進(jìn)行分類(lèi)多種元素形成的化合物如何分類(lèi)？根據(jù)組成、性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)——樹(shù)狀分類(lèi)法交流與討論在日常生活中，常會(huì)接觸到下列物品：空氣乙醇鐵硫酸銨銅碘酒碘氧氣石墨硫酸銅你能對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)嗎？

根據(jù)物質(zhì)的組成進(jìn)行樹(shù)狀分類(lèi)：空氣、食鹽水、碘酒是混合物；乙醇、硫酸銨、銅、碘、氫氣、石墨是純凈物，其中乙醇、硫酸銨是化合物，銅、碘、氫氣、石墨是單質(zhì)，而銅是金屬單質(zhì)，碘、氫氣、石墨是非金屬單質(zhì)…物質(zhì)混合物純凈物單質(zhì)化合物氧化物金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)無(wú)機(jī)化合物有機(jī)化合物酸堿鹽……

（練習(xí)）對(duì)鈉、氯氣、氯化鐵溶液、硫酸、碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈉、葡萄糖從組成角度加以分類(lèi)稀有氣體(1).定義：

一種元素一定數(shù)目的原子跟其它元素一定數(shù)目的原子化合的性質(zhì)，叫做這種元素的化合價(jià)。化合價(jià)有正價(jià)、負(fù)價(jià)和零價(jià)。(2).常見(jiàn)元素的化合價(jià)口訣：

氫鈉鉀銀正一價(jià)鈣鋇鎂鋅正二價(jià)一二銅，二三鐵二四六硫二四碳三鋁四硅三五磷變價(jià)還有錳氯氮化合價(jià)對(duì)氧化物、酸、堿、鹽等進(jìn)行細(xì)致分類(lèi)堿鹽水酸鹽水氧化物：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物是氧化物。酸性氧化物一般是某些非金屬氧化物和某些過(guò)渡金屬元素的高價(jià)氧化物兩性氧化物：Al2O3不成鹽氧化物：CO、H2O酸根據(jù)揮發(fā)性揮發(fā)性酸：如HCl、HNO3等難揮發(fā)性酸：如H2SO4等根據(jù)酸中是否含氧無(wú)氧酸(如HCl等)含氧酸(如H2SO4、HNO3等)對(duì)氧化物、酸、堿、鹽等進(jìn)行細(xì)致分類(lèi)根據(jù)酸性強(qiáng)弱強(qiáng)酸：HCl、HBr、HI、HNO3、

H2SO4、HClO4弱酸：從一個(gè)分子可電離出的氫離子數(shù)酸：電離出的陽(yáng)離子全部都是氫離子的化合物堿：根據(jù)______溶解性對(duì)氧化物、酸、堿、鹽等進(jìn)行細(xì)致分類(lèi)從堿性強(qiáng)弱分弱堿強(qiáng)堿NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2NH3·H2O、Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3難溶性堿可溶性堿NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、NH3·H2OCu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3堿：電離時(shí)生成的陰離子全部是氫氧根離子的化合物。例如NaOH.鹽根據(jù)酸根離子是否含氧元素?zé)o氧酸鹽(如MgCl2、Na2S等)含氧酸鹽(如KNO2、Na2CO3等)根據(jù)溶解性可溶性鹽NaCl、AgNO3、CuSO4微溶性鹽(如CaSO4等)難溶性鹽CaCO3、BaSO4、AgCl對(duì)氧化物、酸、堿、鹽等進(jìn)行細(xì)致分類(lèi)鹽酸式鹽

——酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，酸中的氫離子未被完全中和所生成的鹽。NaHCO3、NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4、Na2HPO42.堿式鹽

——堿與酸發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，堿中的氫氧根未被完全中和所生成的鹽。Cu2(OH)2CO3Ca(OH)Cl3.正鹽

——酸與堿恰好發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)所生成的鹽。

NaClNa2CO3CuSO4溶液：均一、穩(wěn)定濁液：不均一、不穩(wěn)定溶液濁液1nm100nm粒子尺寸似穩(wěn)非穩(wěn)-膠體1nm～100nm>100nm<1nm均一透明較穩(wěn)定不均一、不穩(wěn)定均一、透明、穩(wěn)定能不能能微粒直徑外觀特征穩(wěn)定性能否透過(guò)濾紙膠體濁液溶液濁液粒子、溶液粒子、膠體粒子可以透過(guò)濾紙嗎，可以透過(guò)半透膜嗎？

定量濾紙分為快速、中速和慢速三種，其孔徑分別大約是80～120微米、30～50微米、和1～3微米。總的來(lái)說(shuō)，濾紙孔徑均大于0.1微米。半透膜是一種根據(jù)粒子的直徑大小進(jìn)行選擇性的通過(guò)，只給某種分子或離子擴(kuò)散進(jìn)出的薄膜，而大分子粒子是不被允許通過(guò)的。不同類(lèi)型的半透膜的孔徑是不同的。半透膜孔徑比較小,約1nm。實(shí)驗(yàn)探究：Fe(OH)3膠體的制備FeCl3+3NaOH=====

Fe(OH)3+3NaClFe(OH)3沉淀制備：實(shí)驗(yàn)探究：Fe(OH)3膠體的制備對(duì)于FeCl3溶液有：FeCl3+3H2O=====

Fe(OH)3+3HCl積小成大少量發(fā)生。對(duì)于Fe3+，離子半徑約在0.1nm大小范圍內(nèi)[Fe(OH)3]m請(qǐng)看課本第九頁(yè)實(shí)驗(yàn)1-1，氫氧化鐵制備的具體操作。思考為什么要向沸水里加5-6滴飽和的三氯化鐵溶液？什么時(shí)候停止加熱？

取1只小燒杯,向燒杯中加入40

mL蒸餾水,將燒杯中的蒸餾水

加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入

5~6滴FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸

至溶液呈紅褐色,停止加熱把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3膠

體的燒杯置于暗處,分別用紅色

激光筆照射燒杯中的液體,在與

光束垂直的方向進(jìn)行觀察

紅褐色、透明的液體盛Fe(OH)3膠體的燒杯中有一條

光亮的“通路”,盛CuSO4溶液

的燒杯無(wú)此現(xiàn)象膠體粒子對(duì)光線散射而出現(xiàn)的光的“通路”就是丁達(dá)爾效應(yīng)硫酸銅溶液氫氧化鐵膠體光路無(wú)有固體大顆粒膠體粒子溶液粒子膠體的性質(zhì)（1）丁達(dá)爾效應(yīng)膠體的結(jié)構(gòu)——以Fe(OH)3為例[Fe(OH)3]mFe3+Fe3+Fe3+Fe3+Fe3+Fe3+Fe3+Fe3+Fe3+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-膠核Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-膠粒膠團(tuán)膠粒帶電，膠團(tuán)不帶電（2）膠體的電泳（3）膠體的聚沉膠體粒子自身帶電，在外加電場(chǎng)的作用下，在分散劑里作定向移動(dòng)膠體-介穩(wěn)，表面電荷阻礙其進(jìn)一步聚集膠體粒子聚集成較大的顆粒，形成沉淀從分散劑里析出的過(guò)程。a．加電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)的陽(yáng)離子（或陰離子）中和膠粒電荷從而聚沉。加入電解質(zhì)離子電荷數(shù)越多，對(duì)膠體的聚沉效果越好。江河入?？谔幮纬扇侵?，其形成原理是海水中的電解質(zhì)使江河泥沙所形成的膠體發(fā)生聚沉。b．加熱：熱運(yùn)動(dòng)加劇，降低膠粒對(duì)離子吸附作用。c．加入帶相反電荷的膠粒的膠體。常見(jiàn)的膠體：Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、硅酸膠體、淀粉溶液、蛋白質(zhì)溶液、血液、豆?jié){、墨水、涂料，有色玻璃，霧等。膠體的應(yīng)用：鹵水點(diǎn)豆腐明礬用于凈水按混合體系的狀態(tài)分氣溶膠：云、霧、煙液溶膠：Fe(OH)3膠體、淀粉溶液固溶膠：有色玻璃

指出溶液、懸濁液、乳濁液的共同點(diǎn)：1、溶液是一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成均一、穩(wěn)定的混合物。2、懸濁液是固體小顆粒分散到液體里形成的混合物3、乳濁液是小液滴分散到液體里形成的混合物共同點(diǎn)：一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成的混合物水小油滴水小土粒水Na+、Cl-乳濁液(油水)懸濁液(泥水)溶液(NaCl溶液)分散劑分散質(zhì)分散系混合體系——分散系1.按分散質(zhì)大小分膠體溶液濁液2.分散系的分類(lèi)

按分散質(zhì)和分散劑的狀態(tài)分氣液固氣液固分散劑狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)固態(tài)實(shí)例實(shí)例實(shí)例分散質(zhì)狀態(tài)氣態(tài)空氣氣態(tài)泡沫氣態(tài)泡沫塑料液態(tài)云、霧液態(tài)酒精水溶液液態(tài)珍珠(包藏水的碳酸鈣）固態(tài)煙、灰塵固態(tài)碘酒固態(tài)有色玻璃氣態(tài)分散系液態(tài)分散系固態(tài)分散系二、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化不同性質(zhì)、不同種類(lèi)的物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化，制造出需要的新物質(zhì)使指示劑顯色：遇紫色石蕊試液顯（）色，遇無(wú)色酚酞顯（）色與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣Zn+H2SO4

=====ZnSO4+H2↑能與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水CuO+2HCl=====CuCl2+H2OCaCO3+2HCl=====CaCl2+CO2↑+H2O與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水與某些鹽反應(yīng)生成新鹽和新酸NaOH+HCl=====NaCl+H2O紅無(wú)酸、堿、鹽的性質(zhì)——酸：溶液中存在的陽(yáng)離子僅為H+酸、堿、鹽的性質(zhì)——堿：能使指示劑顯色：遇紫色石蕊試液顯（）色，遇無(wú)色酚酞顯（）色；CO2+2NaOH====Na2CO3+H2OCuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4能與酸發(fā)生中和反應(yīng)HCl+NaOH====NaCl+H2O與酸性氧化物反應(yīng)生成鹽和水能與某些鹽反應(yīng)生成新鹽和新堿藍(lán)紅溶液中含有的陰離子僅為OH-酸、堿、鹽的性質(zhì)——鹽：鹽跟某些金屬的反應(yīng)CuSO4+Fe====Cu+FeSO4Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+CO2↑+H2O鹽跟酸的反應(yīng)鹽跟堿的反應(yīng)Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH鹽跟另一種鹽的反應(yīng)AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3氧化物：堿性氧化物：酸性氧化物：與堿反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與水反應(yīng)（對(duì)應(yīng)堿可溶K、Na、Ca、Ba）兩性氧化物不成鹽氧化物三、化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型依據(jù)反應(yīng)物和生成物的類(lèi)別反應(yīng)前后物質(zhì)種類(lèi)的多少化合反應(yīng)——多變一分解反應(yīng)——一變多置換反應(yīng)（單質(zhì)+化合物）復(fù)分解反應(yīng)A+B===ABAB===A+BA+CD===C+AD或A+CD===

D+CAAB+CD===AD+CB1.四種基本反應(yīng)類(lèi)型2.物質(zhì)轉(zhuǎn)化的條件(1)酸、堿、鹽在溶液中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的條件：生成物：①沉淀析出：如：Na2CO3＋BaCl2===

＋2NaCl。②氣體放出：如：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋

。③水生成：如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。三個(gè)條件符合其一即可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。BaCO3↓CO2↑反應(yīng)物：一般而言，無(wú)酸必全溶有H2O、↑、↓三者之一產(chǎn)生。(2)置換反應(yīng)發(fā)生的條件①金屬活動(dòng)性順序表中，排在前面的金屬可以置換出排在后面的金屬。如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag。②金屬活動(dòng)性順序表中，排在氫前面的金屬與稀鹽酸(或稀硫酸)發(fā)生置換反應(yīng)，生成

和鹽。如：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑。氫氣KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu(3)無(wú)機(jī)化合物與有機(jī)化合物在一定條件下的相互轉(zhuǎn)化①無(wú)機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物1828年，德國(guó)化學(xué)家

用氰酸銨(NH4CNO)合成了

，打破了無(wú)機(jī)物與有機(jī)物之間不可轉(zhuǎn)化的觀念，揭開(kāi)了人工合成有機(jī)化合物的序幕。②有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)化合物例如：甲烷燃燒生成CO2和H2O；葡萄糖(C6H12O6)在動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)緩慢氧化轉(zhuǎn)化為CO2和H2O等。維勒尿素[CO(NH2)2]寫(xiě)出下列物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：從物質(zhì)分類(lèi)的角度看有什么規(guī)律：物質(zhì)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)實(shí)例(化學(xué)方程式，標(biāo)注必要的反應(yīng)條件)單質(zhì)→化合物

、_________________堿性氧化物→堿_______________________酸性氧化物→酸____________________酸→鹽__________________________________堿→鹽________________________________堿性氧化物→鹽___________________酸性氧化物→鹽________________________________鹽→鹽__________________________________鹽→氧化物__________________________2Ca＋O2===2CaOC＋O2CO2CaO＋H2O===Ca(OH)2CO2＋H2O===H2CO3H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2OCa(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2OCaO＋CO2===CaCO3CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2OCaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋