《物质的分类及计量》教案

作者：瞌睡兔π | 发布时间：2022-12-09 10:02:16 收藏本文下载本文

《物质的分类及计量》教案

第一单元物质及其反应的分类

我们都知道化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门自然学科。那么既然是自然学科，就与我们人类的生活和生产息息相关，俗话说物化不分家，意思就是说化学、物理不仅仅分别是单独的一门学科，他们之间也是密不可分的，其实不仅仅是理科之间有这样的联系，包括在我们其他学科中你也会发现有类似的理论等等。比如：我们哲学上尝尝讲究理论联系实际，我们说中国是个特色社会主义国家，那么其中发展过程中应用的理论呢就是中国共产党的三大优良作风之一，即“理论联系实际”，是马克思主义“活的灵魂”。那么，大家就会发现，通过初中三年学习，无论是物理还是化学学科其实也遵循着这个理论，所学的理论就是为了将实验与实际，现实生活中的应用结合起来。

那说了这么多，我们回到化学上，物质世界是千姿百态的，生活中处处有化学，生活中处处离不开化学！比如大家看看：以下图片都是我们生活中天天使用到的，从食品到生活用品以及一些交通工具、电器、农药、医药等等。但是呢在自然界中人类接触到的物质大多是组成和分散状态都是有差异的混合物。那么术业有专攻，我们化学家也帮助我们将各种各样的化学物质按照一定标准进行了分类，方便我们研究。我们今天就进行必修一的第一专题第一单元：物质及其反应的分类的学习！

首先，请大家思考一下在日常生活中我们会在什么地方用到分类的方法呢？唉，大家想想比如我们进图书馆和超市是怎么快速寻找我们所需要的书籍和商品的呢？大家查字典的时候又是怎样快速查到自己需要的字呢？又比如去药房医生是怎么快速给大家找到需要的药呢？现在是5G时代了啊，尤其在疫情当下，随处可见增多的先进及其服务：快递快速无人分拣、机器人配餐服务、在高校中无人车送餐等等的应用。给大家看个视频：快递分拣。那么通过视频以上的学习我们是不是可以发现图书馆、超市、药房、书店、快递公司等地方都利用了分类的手段，可以提高日常生活、学习和工作的效率，比如图书馆将一类型的书放一起，又按照种类分类；超市将同类型商品分区放置一起，方便大家采购；药房也是将同一药效的要收纳在一起；快递呢将送往同一个地方的货物放一起，然后再进行分拣。因此我们习惯将种类繁多、变化复杂的物质，为了研究方便，我们要对众多的物质进行分类，从而提高我们的学习和研究效率。那么，在我们化学学习过程中能不能利用分类的方法提高我们的学习效率呢?

其实，分类是根据研究对象的共同点和差异点，将其区分为不同种类和层次的科学方法。科学的分类能够反映事物的本质特征，有利于深入研究。所以我们要求的是，分类一定要科学，这样才能进行有效的研究。本质而言：分类法是把某些特征相似的物体归类到一起的方法。成语概括为：物以类聚！

请同学们根据初中学习的化学知识，尝试将以下化学物质进行分类，画出图示，说一说分类的标准。同学们分析的都非常好，我来总结一下，首先可以按照存在状态分了三类；还可以根据导电性分；以及溶解性。初中我们学习了很多单质、化合物。

请大家和老师一起回忆初中知识：根据物质的组成和性质对化学物质进行分类。首先，我们可以根据物质种类将物质分为纯净物（同种物质组成）和混合物（不同种物质组成）；那么对于纯净物又可以根据组成元素的异同将物质分为单质（同一种元素组成纯净物）和化合物（多种元素组成的纯净物）；那对于单质我们也可以根据性质差异分为金属单质和费金属单质；对于化合物又可以分为有机化合物和无机化合物，后面还可以根据组成物质的种类和物质的性质继续分酸、碱、盐、氧化物。像上面这样对事物进行再分类的方法叫做树状分类法。特点是：同一层次物质类别之间相互独立没有交叉！

因此，我们说分类没有唯一标准，对于同一事物我们可以从不同角度，按照不同标准进行分类，如：交叉分类法

如下图：碳酸钠的话我们知道它可以属于钠盐，也可以属于碳酸盐；我们也可以从另外一个角度分析，它易溶于水，我们还可以说他是可溶性盐，我们用这种交叉分类法的话，一个物质是可以分属于不同类别的，这也是和前面树状分类的区别。比如说对于树状分类法中是纯净物就不可能是混合物，上下级包含，同级之间并列。那接着比如说硫酸钠，他和碳酸钠之间相似处就是都有钠，因此都属于钠盐，其次他有属于硫酸盐，并且还属于可溶性盐。

接下来呢，我们对刚才树状分类法里的所有物质，分类的类别进行一个讲解，那对于日常看到的所有物质他都属于化学物质，那对于化学物质，我们可以首先给他分成混合物和纯净物。那对于我们看到的绝大多数物质都是混合物，比如：空气、水，绝对纯净的物质客观事实上其实不存在的啊。那么概念上纯净物的话我们初中已经学习到只有一种物质组成的。比如说我们初中接触过这样一个物质无水硫酸铜，不带水的硫酸铜是白色的粉末，而接触到水后变成的带了5个结晶水的蓝色晶体，那么这里给大家一个诀窍就是以后只要看到能够写出化学式的物质不管写的多复杂，一定是一个纯净物。那接下来对于纯净物的话呢，我们知道物质是由分子、离子、原子构成。纯净物又可以分为单质和化合物，这里需要大家注意点（同种元素组成纯净物叫单质，同种元素组成的物质也可以是同素异形体）这两个类似的概念我们需要仔细辨析一下用的对不对，像这样有类似判断的地方都是我们选择题需要注意的点，大家要注意。那单质呢我们需要展开的一个叫同素异形体，这个有些初中可能讲了，有些不一定。我们首先来看它的概念，我们用学语文的逻辑理解概念，同素异形体叫同种元素，异性叫不同种形态的单质。比如：金刚石和石墨以及C60,他们都是由碳元素构成，金刚石结构示意图，这里每个小秋秋都是C,石墨也是每个小球都是C,而金刚石每个小球连个4个C，但是石墨是一层一层的这样导致了同素异形体之间物理性质差异较大。比如金刚石是自然条件下最硬的物质，跟它的结构分不开，一个C连4个C，非常稳固。但是石墨它的形态就决定了他的层之间可以相互滑动，因此石墨可以做润滑剂、铅笔写字的时候就是石墨蹭在纸上一点点留下了笔记。同素异形体的话主要差别就是物理性质，由于他们都是有同种元素组成，因此有相似处，比如他们都点燃的话都是C和O2在点燃条件下完全燃烧都生成的是CO2.又比如说O2和O3，白磷和红磷。那如果给你H2O和H2O2他们是同性异性体就是错误的，因为不是单质，所以不是同素异形体。那又比如固态氧和气态氧，他们都是氧气，是同一种物质，同素异形体是同种元素不同形态是微观的而不是状态啊，所以它们是同种物质不是同素异形体。

那接下来有来讲单质可以分为金属单质和非金属单质，从字面上就可以做区分，我们就不去展开了。接下来我们来看一下化合物。化合物是由不同种元素组成的纯净物。

那么化合物下呢我们又可以分为无机化合物和有机化合物。然后有关有机化合物的话我们大概提下这个概念，具体的呢我们在必修二某个单元回去讲这个知识点，到时候再说。举个例子（皮肤、头发、手这些全是有机物）也就是说我们可以认为有机物就是构成生命体的那些物质，比如DNA、蛋白质。其实有机物和无机物之间是可以相互转化的，他们之间没有一刀切，是有一定联系的。我们在这本书里面主要介绍的是无机化合物。那么无机化合物又有哪些呢？比如我们看到的酸、碱、盐、各种氧化物等等这些都属于无机物，这也是从初中开始就已经学的一个概念了。然后那首先，我们要展开来讲一下氧化物。首先小定义，大家不需要去背概念啊，理解定义是什么意思，能够举几个例子让自己知道大概是什么就好了，最常见的氧化物比如说H2O，它的定义就是：由两种元素构成并且有一种元素是氧元素。理解这个概念哦，那如果问你CaCO3是不是氧化物呀，是不是呀，哎不是，他有三种元素了，我们这里要求两种元素。那这个概念可不可以推广呢，比如问你氢化物是什么，就是如果有两种元素，一种是氢元素，比如H2O也是氢化物，在比如说NH3。所以说这个概念你可以推广很多比如氮化物、硫化物，也就是说都是两种元素构成，并且一种元素是指定元素。那我们再来接着对于氧化物而言，我们可以根据化学性质又给他分了酸性氧化物（CO2）、碱性氧化物（CuO）；根据元素组成分为金属氧化物、非金属氧化物。但是问题在哪呢？可能我们初中在学习的过程中老师并不会展开去讲一个类别，这可能就会导致我们同学背方程式，教材上出现哪个就被哪个。然后结果好不容易背下来结果考的时候根本不考！而且考了一些你们根本不知道的一些东西，其实这种现象到高中是特别明显的，教材上学的内容和你考的内容有一定区别，那这种区别其实很多时候就是靠我们这种分类、类推、类比过度过去的。那我们就一起来看一下酸性氧化、碱性氧化物到底是什么！

定义告诉我们，酸性氧化物：与碱反应只生成盐和水的氧化物。那么其实这句话对大部分同学而言可能都是句废话，为什么呢？同学们说我连方程式都不会写，怎么知道他生成什么。那么，我们怎么来理解它是酸性氧化物呢？那我来换个方式来举个例子，比如H2CO3大家都认识，那这样想我把这个含氧酸去掉水，剩下什么呀，诶CO2,这个CO2其实就是个酸性氧化物，我们来推广H2SO4去掉水变成SO3，他也是个酸性氧化物。同样的概念，我们说含氧酸去掉水剩下的氧化物就是酸性氧化物。这个概念就会很简单，那现在我们继续拓展，假如HNO3，有同学说了老师那没法去掉一个水，那我们就用2个HNO3去掉水之后就变成了N2O5，所以N2O5就是HNO3对应的酸性氧化物。那我们在观察一个问题，我们初中就开始学习化合价了，我们从化合价的角度来理解一下H2CO3和CO2的C都是+4价，H2SO4和SO3的S都是+6价，一样继续往前推发现HNO3和N2O5的N都是+5价，所以也就是说酸性氧化物和他对应的含氧酸的核心元素价态是一样的。又比如我们初中学习的一个KMnO4对不对他是个盐，我们所有见到的盐都有他对应的酸-- HMnO4，来自己想想我给他去掉水，或者根据相同价态，对应氧化物是Mn2O7.那么我们现在这句话有什么用，虽然我们说这句话是句废话，但是我们已经知道什么东西是酸性氧化物之后这句话就不是废话，是什么呢？我们可以用它来记方程式，想那现在我知道CO2它是一个酸性氧化物，它的定义告诉我们它和碱反应生成盐和水，所以我们就可以想到初中的时候学了很多和CO2发生反应的物质，和NaOH反应生成Na2CO3和H2O，和Ca(OH)2反应生成CaCO3和H2O。这是一个方向，很多问题不要直接从定义去入手，你去理解。那现在我们知道了CO2作为酸性氧化物和碱生成盐和水，那现在来告诉我SO3和NaOH反应生成什么?NaSO4，那有同学就开始懵，我们说还学了一个H2SO3,它对应的酸性氧化物是SO2,那么我们酸性氧化物和碱反应的时候类似于酸碱中和反应，生成盐和水，他们有对应关系的，酸碱中和是不变价的啊。那如果是SO2和NaOH生成Na2SO3.这边其实我再提醒大家一种学习方法，我们在这里学习的时候可以理解着推广者，就不用死记硬背这么多方程式。我们其实发现许多东西不是新东西都是我们初中学习到过的，只不过到了高中有了一种新的方式在初中基础上去拓展、去延展。这样学习来比较容易。

补：那再来想一个问题，是不是所有酸性氧化物都是和水反应生成相应的酸呢？（SiO2其实是一些小沙子不可以和水反应）；是不是所有酸性氧化物都是非金属氧化物呢？不是Mn2O7；那反过来是不是所有非金属氧化物都是酸性氧化物呢？错的，比如：CO它是一个新的概念不成盐氧化物，他没有对应的酸，不能够形成盐。

与之对应还有个概念：碱性氧化物。是与酸反应生成盐和水的氧化物。那么，刚说了酸性氧化物是把酸拆掉水得来的，我们的碱性氧化是把碱拆掉水得来的，比如Cu(OH)2—CuO；NaOH—Na2O；Fe(OH)3—Fe2O3，不变价；Fe(OH)2—FeO。那一样的，现在我们已经知道了哪些氧化物是碱性氧化物，那么我们再回到概念上来碱性氧化物的定义告诉我们叫和酸反应生成盐和水的氧化物，也是一个类似于酸碱中和的反应。所以我们说CuO可以和盐酸反应生成盐和水，CuCl、H2O；Fe2O3可以和硫酸反应生成盐和水，FeSO4、H2O；FeO和盐酸反应生成FeCl2、H2O.所以我只要知道一个物质类别就好像知道了很多很多。后面呢我们还会学很多很多关于元素金属、非金属。

补：那一样的再来想一个问题，是不是所有碱性氧化物都是金属氧化物呢？是啊，这个是真的是。因为对于碱来讲比较特殊的是NH3·H2O，后面我们会详细讲。他去掉水是个NH3不是氧化物。那么除了NH3·H2O以外的碱就全都是这种金属氢氧化物的形式，那么我们把金属氧化拆掉H2O肯定是碱性氧化物。那反过来，是不是所有金属氧化物都是碱性氧化物呢？哎，不是比如刚才学的Mn2O7是个酸性氧化物，需要区分开。我们刚开始学这部分分类很喜欢正反问大家，那只需要举出一个反例就行。

那么来，还一个我们说这部分先学会分类，还有一些关于物质的性质后面还会详细将给大家，先有个印象，我们后面每个知识点至少会提到3-5遍，大家不用担心。不成盐氧化物：刚才讲的有个CO、还有NO、NO2他们是不成盐氧化物。

接下来我们来看看关于无机化合物中的酸、碱、盐。首先来看看酸，我们可以根据不同的分类依据可以把酸分到不同的类别，交叉分类法。比说可以根据酸最多电离出氢离子的个数将其分成一元酸、二元酸、三元酸。注意这个概念最多，这里不是含有多少个H，比如CH3COOH，他只能电离出一个H,是一元酸，从分子式看有4个，而因为他有3个H是不能变成H+，那我们再来举例子比较熟知的HCl一元酸，HNO3一元酸，H2CO3、H2SO4均为二元酸，再比如H3PO4三元酸。那我们考的时候一般会给熟悉的酸，否则会给你一些额外条件去判断。下面一个我们也可以根据酸分子中是否含有氧原子分成：含氧酸、无氧酸。这个超级简单的概念，比如HCl不含氧所以他是一个无氧酸，H2CO3、H2SO4都是含氧酸。还有个分类是根据在水溶液中是否完全电离，后面我们学习离子反应之后会更好理解。分为强酸、弱酸、中强酸。比如：H2SO4我们把他丢到水里面去会完全变成H+和SO42-，但是H2CO3的话，丢到水里并没有完全变成H+和CO32-，所以其是弱酸。那么接下来我们看看高中阶段会接触到6大强酸：HCl、HNO3、H2CO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4，其实类似于他们是同一主族有类似性质，但是HF比较特殊他是弱酸。一定要记住这些基础知识高中阶段就会遇到这6种强酸了。除了这些剩下的基本就是弱酸、中强酸。最后就是可以按照有无挥发性分成挥发性酸（HCl、HNO3）、不挥发性酸（H2SO4）。

接下来一起看看我们的碱。跟酸一样，可以根据碱最多电离出氢氧根离子个数可以分成:一元碱（NaOH）、二元碱(Ca(OH)2)、多元碱(Fe(OH)3)。其实很简单对于碱来说，基本上你看到几个OH-就是几元碱；我们还可以根据碱在水溶液中是否完全电离可以分成强碱、中强碱、弱碱。我们主要记强碱，因为在高中阶段除了强的就是弱的。4大强碱：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2，剩下的基本在高中阶段都是弱碱了，当然也有中强碱，如Mg(OH)2有个印象就可以。和弱碱基本没有区别！

最后就是盐类了。我们也是根据不同分类标准，盐在水溶液中溶解性:易容、可溶、微溶、难溶性盐。口诀：碳酸只溶钾钠铵，溶碱钾钠铵钡钙，硫酸不溶钙钡银，盐酸不溶氯化银。先写下来，我马上给大家讲解意思，不是说碳酸能把钾钠铵溶解，而是碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵是可溶性盐；可溶性的碱只有KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2刚好也是刚才的四大强碱；所有硫酸盐里面CaSO4、BaSO4、AgSO4是不溶的，也就是说生成的沉淀，最常见的就是BaSO4；盐酸盐里面只有AgCl是不溶的！根据盐在水溶液中能否产生氢离子、氢氧根离子可分为：酸式盐、碱式盐、正盐。举例子：NaHCO3在水溶液中可以电离出H+，但是实际呢他的水溶液呈碱性，这个我们在后面选修会讲。所以它是酸性盐，再比如NaHSO4。碱式盐有初中见过的Cu2(OH)2CO3；那不能电离出H+又不能电离出OH-就是正盐，如:Na2CO3。